2023年北京西城區(qū)高三年級上冊學期期末物理試題及答案

北京市西城區(qū)2022-2023學年度第一學期期末試卷

高三物理2023.1

本試卷共10頁，100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作

答無效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

第一部分

一、單項選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分。）

1.一輛小汽車在10s內(nèi)速度從0達到100km/h,一列火車在300s內(nèi)速度也從0達到

100km/ho若認為加速過程中汽車和火車都在做勻加速直線運動，則加速過程中

A.火車的平均速度較大

B.汽車的速度變化較快

C.火車的加速度較大

D.汽車的位移較大

2.手持軟繩的一端O點在豎直方向上做簡諧運動，帶動繩上

的其它質(zhì)點振動形成沿繩水平傳播的簡諧波，尸、0為繩上

的兩點。，=0時。點由平衡位置出發(fā)開始振動，人時刻振

動恰好傳播到。點，繩上間形成如圖所示的波形，以下四幅位移-時間圖像中能反

映尸點運動情況的是

Xi

0

3.如圖所示，理想變壓器的原線圈接在“=220亞sinlOO^V的交流電源上，副線圈接

有R=22C的負載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為5:1,電流表、電壓表均為理想電表。

下列說法正確的是

A.電壓表的讀數(shù)約為62V

B.電流表的讀數(shù)為10.0A

C.原線圈的輸入功率為88W

D.副線圈輸出交流電的頻率為10Hz

北京市西城區(qū)2022-2023學年度第一學期期末試卷高三物理第1頁（共10頁）

4.我國高分系列衛(wèi)星的高分辨對地觀察能力不斷提高，極大豐富了我國自主對地觀測數(shù)據(jù)

源，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域提供了可靠穩(wěn)定的衛(wèi)星數(shù)據(jù)支持。系列衛(wèi)

星中的“高分三號”的軌道高度約為755km,“高分四號”的軌道為高度約3.6X104km

的地球同步軌道。若將衛(wèi)星的運動均看作是繞地球的勻速圓周運動，則

A.“高分三號”的運行周期大于24h

B.“高分三號”的向心加速度大于9.8m/s2

C.“高分四號”的運行角速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度

D.“高分三號”的運行速度大于“高分四號”的運行速度

5.運動員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由滑行，在

不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠處的某個位置。按比

賽規(guī)則，投擲冰壺運動員的隊友，可以用毛刷在冰壺滑行正前

方來回摩擦冰面，減小冰面的動摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運動。

以下說法正確的是

A.在運動員不摩擦冰面的情況下，冰壺做勻速直線運動

B.運動員摩擦冰面可以增大冰壺受到的摩擦力

C.運動員摩擦冰面可以使冰壺加速

D.運動員摩擦冰面可以使冰壺滑行得更遠

6.質(zhì)量為機的跳傘運動員做低空跳傘表演。他從離開懸停的

飛機后到落地前的運動過程可以大致用如圖所示的。-f圖

像描述，已知g=10m/s2,由圖像可以推測出

A.打開降落傘時運動員距地面的高度為125m

B.打開降落傘后運動員的加速度小于g

C.5?9s內(nèi)運動員受到的空氣阻力大于2加g

D.0?9s內(nèi)運動員的機械能先增大后減小

7.如圖所示，質(zhì)量為m、長為/的直導線用兩條絕緣細線懸掛于0、。，并處于勻強磁場

中。當導線中通以沿x軸正方向的電流/,且導線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為

仇該磁場的磁感應(yīng)強度可能是

A.方向沿z軸正方向，大小為絲1tan6

II

B.方向沿y軸正方向，大小為等

C.方向沿懸線向上，大小為些sin。

II

D.方向垂直懸線向上，大小為駕sin6

II

北京市西城區(qū)2022-2023學年度第一學期期末試卷高三物理第2頁（共10頁）

8.如圖所示，平行光滑金屬導軌水平放置，導軌間距為/,左端連接一阻值為H的電阻。

導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為瓦導體棒外置于導軌上，其

電阻為廠，長度恰好等于導軌間距，與導軌接觸良好。不計導軌的電阻、導體棒與導軌

間的摩擦。在大小為下的水平拉力作用下,導體棒沿導軌向右勻速運動，速度大小為

在導體棒向右勻速移動x的過程中

A.導體棒中感應(yīng)電流的方向為。->6

B.導體棒兩端的電勢差大小為引。

C.電阻R消耗的電能為三文

R+尸

0-72

D.拉力對導體棒做功的功率為巴。b

R+r

9.如圖所示，一根長1m左右的空心鋁管豎直放置，把一枚磁性比較強的小司一磁體

圓柱形永磁體從鋁管上端放入管口，圓柱直徑略小于鋁管的內(nèi)徑。讓磁

體從管口處由靜止下落，磁體在管內(nèi)運動時，沒有跟鋁管內(nèi)壁發(fā)生摩擦。

有關(guān)磁體在鋁管中下落的過程，下列說法可能正確的是

A.磁體做自由落體運動

B.磁體受到鋁管中渦流的作用力方向先向上后向下

C.磁體受到的合力方向一直向下

D.磁體的機械能先增大后減小

10.如圖所示，掃地機器人由主機和充電座兩部分構(gòu)成。充電座接在220V的插座上，可

以對主機的電池進行充電。在某品牌掃地機器人的說明書上獲得下表中的參數(shù)，由這

些參數(shù)可知

電池電動勢、容量14.4V、5200mAh

主機額定電壓14.4V

額定功率69W

額定功率28W

充電座額定輸出電壓20V

額定輸出電流1.2A

A.主機電池充電完畢儲存的電能約為5200J

B.主機以額定功率工作的時間約為2h

C.充電座以額定功率工作時1s內(nèi)輸出的電能約為28J

D.充電座以額定功率工作時1s內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)能約為4J

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二、多項選擇題（本題共4小題，每小題3分，共12分。每小題全部選對的得3分，選對

但不全的得2分，有選錯的得0分。）

11.法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗如圖所示。軟鐵環(huán)上繞有M、N兩個線圈，下

列判斷正確的是

A.開關(guān)斷開前，軟鐵環(huán)中的磁場為逆時針方向

B.開關(guān)斷開前，軟鐵環(huán)中的磁場為順時針方向

C.開關(guān)斷開的瞬間，電流表中電流的方向為。一6

D.開關(guān)斷開的瞬間，電流表中電流的方向為6-q

12.如圖所示，帶箭頭的實線表示某電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面。A.8為

電場中兩點。下列說法中正確的是

A.4點的電勢比8點的電勢高

B.正電荷在/點的電勢能小于在3點的電勢能

C.負電荷由/點運動到8點的過程中電場力做正功

D.負電荷在力點受到的電場力小于在8點受到的電場力

13.某人在室內(nèi)以窗戶為背景攝影時，恰好把窗外從高處落下的一個小石子攝在照片中，

已知本次攝影的曝光時間是0.01s。測得照片中石子運動痕跡的長度為0.80cm,實際

長度為100cm的窗框在照片中的長度為4.00cm。g取lOm/s?,根據(jù)照片可以估算出

A.曝光時間內(nèi)石子下落的距離

B.曝光時刻石子下落的速度

C.石子開始下落的位置到窗戶的高度

D.石子下落過程中的機械能

14.2022年7月24日，問天實驗艙成功發(fā)射。問天實驗艙配置了多種實驗柜用來開展太

空實驗。其中，變重力科學實驗柜為科學實驗提供0.01g?2g（零重力到兩倍重力范圍）

高精度模擬的重力環(huán)境，支持開展微重力、模擬月球重力、火星重力等不同重力水平

下的科學研究。

如圖所示，變重力實驗柜的主要裝置是兩套900毫米直徑的離心機。離心機旋轉(zhuǎn)

的過程中，由于慣性，實驗載荷會有一個向外飛出的趨勢，對容器壁產(chǎn)生壓力，就像

放在水平地面上的物體受到重力擠壓地面一樣。因此，這個壓力的大小可以體現(xiàn)“模

擬重力”的大小。

北京市西城區(qū)2022-2023學年度第一學期期末試卷高三物理第4頁（共10頁）

根據(jù)上面資料結(jié)合所學知識，判斷下列說法正確的是

A.實驗樣品的質(zhì)量越大，”模擬重力加速度”越大

B.離心機的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍，同一位置的“模擬重力加速度”變?yōu)樵瓉淼?倍

C.實驗樣品所受“模擬重力”的方向指向離心機轉(zhuǎn)軸中心

D.為防止兩臺離心機轉(zhuǎn)動時對空間站的影響，兩臺離心機應(yīng)按相反方向轉(zhuǎn)動

第二部分

三、實驗題（本題共2小題，共18分。）

15.（9分）

用圖1所示的實驗裝置探究加速度

與力、質(zhì)量的關(guān)系。

（1）除圖中器材外，還需要兩種測量工

具是（選填選項前的字母）。

A.秒表

B.天平（含祛碼）

C.彈簧測力計

D.刻度尺

（2）實驗中打出的一條紙帶的一部分如圖2所示。紙帶上標出了連續(xù)的3個計數(shù)點

4、B、C,相鄰計數(shù)點之間還有4個點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz

的交流電源上。由圖中數(shù)據(jù)可計算出小車的加速度a=m/s2（結(jié)果保

留兩位有效數(shù)字）。

/彳?Ck

6.20------>

--------------12.90-------------------->單位：cm

圖2

（3）某同學猜想加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比,

因此他認為可以不測量加速度的具體數(shù)值，僅

測量不同條件下物體加速度的比值即可。他采

用圖3所示的實驗裝置，將軌道分為上下雙層

排列，兩小車尾部的剎車線由后面的剎車系統(tǒng)

同時控制，能使兩小車同時運動或同時停下

來。實驗中通過比較兩輛小車的位移來比較它

們的加速度。你認為這位同學的方法可行嗎？請說明理由。

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16.（9分）

某學習小組想測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，他們在實驗室找到如下器材：

干電池一節(jié)（電動勢約1.5V,內(nèi)阻小于1C）；

電壓表V（量程0?3V,內(nèi)阻約3kC）；

電流表A（量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.1C）；

滑動變阻器R（最大阻值約為10C）:

滑動變阻器&（最大阻值約為50。）；

定值電阻尺3（阻值2C）；

定值電阻&（阻值5C）；

開關(guān)一個，導線若干。

（1）按圖1所示的電路進行實驗。請用筆畫線代替導線，根據(jù)圖1完成圖2中的實

物間的連線。

圖2

（2）閉合開關(guān)后，將圖1中滑動變阻器的滑片向左滑動的過程中，電流表的示數(shù)

,電壓表的示數(shù)。（選填“增大”“減小”或“不變”）

（3）實驗中，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電流表示數(shù)逐漸接近滿偏，記錄此過程中

電壓表和電流表的示數(shù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上描點繪制。-/圖線，如圖3所

示。圖3所示的圖線的電壓變化范圍比較小，出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是o

（選填選項前的字母）

A.電壓表分流

B.干電池的內(nèi)阻較小2.0

C.滑動變阻器的最大阻值較小

D.電流表的內(nèi)阻較小

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00.10.2-:-;L0.3r-0:-.40.50.6〃A

圖3

北京市西城區(qū)2022-2023學年度第一學期期末試卷高三物理第6頁（共10頁）

（4）針對實驗中電壓表示數(shù)的變化范圍比較小的問題，該小組利用在實驗室中找到的

器材調(diào)整了實驗方案，并根據(jù)重新測量得到的數(shù)據(jù)在坐標紙上畫出新的U-I圖

線，如圖4所示。

請根據(jù)圖4推測該小組調(diào)整后的實驗方案，在下圖方框內(nèi)畫出調(diào)整后的電

路圖，并在圖中標注所用器材的符號。

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圖4

北京市西城區(qū)2022-2023學年度第一學期期末試卷高三物理第7頁（共10頁）

四、計算論述題(本題共4小題，共40分。解答應(yīng)有必要的文字說明、方程式和重要的演

算步驟。解題過程中需要用到，但題目中沒有給出的物理量，要在解題時做必要的說

明。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的，答案中必須寫出數(shù)值和單位。)

17.(9分)

如圖所示，小物塊A從光滑軌道上的某一位置由靜止釋放，沿著軌道下滑后與

靜止在軌道水平段末端的小物塊B發(fā)生碰撞，碰后兩物塊粘在一起水平拋出。已知，

小物塊A、B的質(zhì)量均為w=0.10kg,物塊A的釋放點距離軌道末端的豎直高度為

//i=0.20m,A、B的拋出點距離水平地面的豎直高度為"2=0.45m,取重力加速度

g=10m/s2?求：A

(1)兩物塊碰前A的速度vo的大小；

(2)兩物塊碰撞過程中損失的機械能△￡：h\B

(3)兩物塊落地點距離軌道末端的水平距離s。

18.(9分)

一臺質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，電荷量為外質(zhì)量為力的正離子，從容器A下

方的小孔飄入電壓為U的加速電場，其初速度幾乎為0o這些離子經(jīng)加速后通過狹

縫O沿著與磁場垂直的方向進入勻強磁場中，最后打在照相底片的中點。上。

已知，放置底片的區(qū)域=3且OM=L0

(1)求離子進入磁場時的速度。的大?。?/p>

(2)求磁場的磁感應(yīng)強度8的大?。?/p>

(3)某次測量發(fā)現(xiàn)底片左側(cè)包括尸點在內(nèi)的區(qū)域損壞，檢測不到離子，但右側(cè)區(qū)

域仍能正常檢測到離子。若要使原來打到底片中點的離子可以被檢測，在不改變

底片位置的情況下，分析說明可以采取哪些措施調(diào)節(jié)質(zhì)譜儀。

’3一三二一LL

1XXx,"xxPxxN

XXXXXXXX

XXXXXXXX

B

XXXXXxxX

北京市西城區(qū)2022-2023學年度第一學期期末試卷高三物理第8頁(共10頁)

19.(10分)

類比是研究問題常用的方法。

(1)如圖1所示，在地面上方，將質(zhì)量為m的小球用長為/的細

線懸掛起來，組成一個單擺。把小球拉離平衡位置后釋放，

讓其做偏角很小的振動。已知地球質(zhì)量為小球到地心的

距離為八萬有引力常量為G。求小球所在處的重力加速度

g及單擺振動的周期，。

(2)2022年10月31日夢天實驗艙成功發(fā)射，并于11月1日與

空間站對接后實現(xiàn)在軌運行。若將圖2所示的裝置置于在軌

運行的夢天實驗艙中，利用夢天實驗艙的微重力環(huán)境，研究

庫侖力作用下的振動。

圖2中，質(zhì)量為加、電荷量為p的帶電小球用長為/的

絕緣細線懸掛起來，在其正下方固定一個電荷量為+。的均

勻帶電大球，把小球拉離平衡位置后釋放，在大球的庫侖力

作用下小球做偏角很小的振動。由于振動過程中細線偏角很小，可認為小球到固

定帶電大球中心的距離始終為廣，且小球受到大球的庫侖力方向不變，帶電小球

的振動類似于重力場中單擺的振動。

已知靜電力常量為％,類比單擺在地面附近的振動，求帶電小球在夢天實驗

艙中的振動周期乃?

(3)在歷史上，庫侖曾用類似圖2中的實驗研究了異種電荷間吸引力與距離的關(guān)系。

下面我們就追尋歷史的腳步，用圖2中的裝置驗證庫侖力大小與電荷間距離的平

方成反比。請說明實驗驗證的思路。

北京市西城區(qū)2022-2023學年度第一學期期末試卷高三物理第9頁(共10頁)

20.(12分)

體育課上，直立起跳是一項常見的熱身運動，運動員先蹲下，然后瞬間向上直立

跳起，如圖1所示。

(1)一位同學站在力傳感器上做直立起跳，力傳感器采集到的F-t圖線如圖2所示。

根據(jù)圖像求這位同學的質(zhì)量，分析他在力傳感器上由靜止起跳過程中的超重和失

重情況。取重力加速度g=10m/s2o

圖1圖2

(2)為了進一步研究直立起跳過程，這位同學構(gòu)建了如圖3所示的簡化A

模型?？紤]到起跳過程中，身體各部分肌肉(包括上肢、腹部、腿B

部等肌肉)的作用，他把人體的上、下半身看作質(zhì)量均為m的兩部B

分A和B,這兩部分用一個勁度系數(shù)為4的輕彈簧相連。起跳過程

相當于壓縮的彈簧被釋放后使系統(tǒng)彈起的過程。已知彈簧的彈性勢

能與其形變量故的關(guān)系為紇要想人的雙腳能夠離圖3

地，即B能離地，起跳前彈簧的壓縮量至少是多少？已知重力加速度為g。

(3)“爆發(fā)力”是體育運動中對運動員身體水平評估的一項重要指標，人們通常用肌

肉收縮產(chǎn)生的力與速度的乘積來衡量肌肉收縮的爆發(fā)能力，其最大值稱之為“爆

發(fā)力”。

某同學想在家通過直立起跳評估自己的“爆發(fā)力”，為了簡化問題研究，他

把人離地前重心的運動看作勻加速直線運動，認為起跳時人對地面的平均蹬踏力

大小等于肌肉的收縮力。他計劃用體重計和米尺測量“爆發(fā)力”，請寫出需要測

量的物理量，并利用這些物理量寫出計算“爆發(fā)力”的公式。

北京市西城區(qū)2022—2023學年度第一學期期末試卷高三物理第10頁(共10頁)

北京市西城區(qū)2022-2023學年度第一學期期末試卷

高三物理答案及評分參考2023..

一、單項選擇題（每小題3分）

1.B2.A3.C4.D5.D6.C7.B8.C9.C10.D

二、多項選擇題（每小題全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）

11.BC12.BC13.ABC14.BD

三、實驗題（共18分）

15.（9分）

（1）BD（2分）

（2）0.50（3分）

（3）這位同學的方法可行。兩小車做初速度為0的勻加速直線運動，運動時間/相等，根

據(jù)％=工。產(chǎn)，有色=土，它們的位移之比就等于加速度之比。（4分）

2a2x2

16.（9分）

（1）見答圖1（2分）

（2）增大減小（2分）

（3）B（2分）

（4）見答圖2（3分）

答圖I

北京市西城區(qū)2022—2023學年度第一學期期末試卷高三物理答案及評分參考第1頁（共4頁）

四、計算論述題（共40分）

17.（9分）

1

(1)A下滑過程，根據(jù)動能定理，由12（2分）

tnghx二2m飛

得00=2.0m/s(1分)

(2)設(shè)A、B碰后速度為

根據(jù)動量守恒定律，由mv0=2niv（1分）

得i?=1.0m/s

11、

兩物體碰撞過程中損失的機械能AE=—/如9——9(1分)

22

得AE=0.10J（1分）

s-

(3)豎直方向為自由落體運動，由（1分）

得t—0.30s

水平方向為勻速運動，由s=vt（1分）

得5=0.30m（1分）

18.(9分)

(1)離子加速過程，根據(jù)功能關(guān)系q〃U=—1mv2（2分）

”唐

得（1分）

Vm

7,2

(2)離子進入磁場做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律qvB=m一(2分)

根據(jù)題意r=lL

4

得B=—（1分）

3列q

由（1）（2）可推得R醞

(3)（1分）

列q

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可知，將廠增大的調(diào)整措施有增大加速電場的電壓U,或減小磁場的磁感應(yīng)強度8（2分）

19.（10分）

（1）根據(jù)牛頓第二定律及萬有引力定律，有