北京西城高三物理期末试卷20221
北京市西城区2022—2022学年度第一学期期末试卷 高三物理2022.1
试卷满分:100分考试时间:120分钟 第一卷（共48分）
一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。）
1．功的单位是焦耳（J），焦耳与基本单位米（m）、千克（kg）、秒（）之间的关系正确的是
A．1J=1kgm/B．1J=1kgm/2C．1J=1kgm2/D．1J=1kgm2/2
2．下列情景中，物体M所受摩擦力f的示意图正确的是 ffM M fMM v f
A．物体静止在粗
B．汽车停在C．物体贴着竖直 D．瓶子被握在手中 糙的水平面上
斜坡上 墙面自由下落 处于静止状态
3．用一个水平拉力F拉着一物体在水平面上绕着O点做匀速圆周运动。关于物体受到的拉力F和摩擦力f的受力示意图，下列四个图中可能正确的是
OOOFFOF FffffABCD
4．一个带电导体周围的电场线和等势面的分布情况如图所示，关于图中各点的场强和电势的关系，下列描述正确的是2A．1、2两点的场强相等13B．2、3两点的场强相等C．1、2两点的电势相等D．2、3两点的电势相等
高三物理第一学期期末试卷第1页（共8页）
5．一列横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象。下列说法正确的是
yK 图甲 M图乙
OLNOy某tA．若波沿某轴正方向传播，则图乙表示的是质点N的振动图象B．若波沿某轴负方向传播，则图乙表示的是质点K的振动图象
C．若图乙表示的是质点L的振动图象，则波沿某轴正方向传播D．若图乙表示的是质点M的振动图象，则波沿某轴负方向传播
6．如图所示，地球绕着太阳公转，而月球又绕着地球转动，他们的运动均可近似看成匀速圆周运动。如果要通过观测求得地球的质量，需要测量下列哪些量A．地球绕太阳公转的半径和周期B．月球绕地球转动的半径和周期C．地球的半径和地球绕太阳公转的周期D．地球的半径和月球绕地球转动的周期
7．有质量相同的三个小物体a、b、c。现将小物体a从高为h的光滑斜面的顶端由静止释放，同时小物体b、c分别从与a等高的位置开始做自由落体运动和平抛运动，如图所示。有关三个物体的运动情况，下列判断正确的是A．三个物体同时落地
B．三个物体落地前瞬间的动能相同C．重力对三个物体做功相同D．重力对三个物体的冲量相同
8．如图所示，用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触，起初它们不带电，贴在两端下部的金属箔是闭合的。把带正电的物体C移近A端，然后把A和B分开较远的距离，再移去C，则A．C移近A端时，A端的金属箔张开，B端的金属箔闭合B．C移近A端时，A端的金属箔闭合，B端的金属箔张开C.A和B分开，移去C后，B端的金属箔会立即闭合D．A和B分开，移去C后，A端的金属箔仍会张开
高三物理第一学期期末试卷第2页（共8页） 太阳地球月球 abcv0
9．如图甲所示，20匝的线圈两端M、N与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是
N图甲
M0.15Φ/WbBV0.1000.1图乙
t/A．线圈中产生的感生电场沿顺时针方向B．电压表的正接线柱接线圈的N端C．线圈中磁通量的变化率为1.5Wb/D．电压表的读数为10V
10．某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后，两端连接 两支测量表笔，做成了一个测量电阻的装置，如图所示。两支表笔直接接触时，电流表的读数为5.0mA；两支表笔与300的电阻相连时，电流表的读数为2.0mA。由此可知，这个测
量电阻装置的内阻是 A．200B．300C．500D．800
AERB11．在如图所示的电路中，L1、L2、L3是三盏相同的灯泡。当a、b两端接交流6V时，三盏灯的发光情况相同。若将a、b两端接直流6V时，稳定后观察到的现象是A．三盏灯的亮度相同B．L1不亮，L2、L3的亮度相同C．L1不亮，L2比L3亮D．L1不亮，L3比L2亮
12．质谱仪是测量带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具。 如图所示，带电粒子从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。现有某种元素的三种
同位素的原子核由容器A进入质谱仪，最后分别打在底片P1、P2、P3三个位置。不计粒子重力。则打在P1处的粒子A．质量最小
高三物理第一学期期末试卷第3页（共8页） abCLR L3L1L2 P1P2P3
B．比荷最小C．动能最小D．动量最小
二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。每小题全部选对的得3分，
选对但不全的得1分，有选错的得0分。）
13．如图所示，甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲沿水平方向推了乙一下，结果两人
向相反方向滑去。已知甲的质量为45kg，乙的质量为50kg。则下列判断正确的是A．甲的速率与乙的速率之比为10:9
B．甲的加速度大小与乙的加速度大小之比为9:10C．甲对乙的冲量大小与乙对甲的冲量大小之比为1:1D．甲的动能与乙的动能之比为1:1
14．电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热 状态，另一种是水烧干以后的保温状态。如图所示是电饭锅的电路图，R1是电阻，R2是加热用的电热丝，S是自动开关。下列说法正确的是
A．开关S接通时，电饭锅处于保温状态B．开关S接通时，电饭锅处于加热状态
C．当R1:R2=1:1时，R2在保温状态下的功率是加热状态下功率的一半D．当R1:R2=1:1时，R2在保温状态下的功率是加热状态下功率的四分之一
15．如图所示为密立根油滴实验示意图。实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场之中。
若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是A．电场力做正功
B．重力和电场力的合力做正功C．电势能逐渐增大 D．重力势能的减少量小于动能的增加量
16．把a、b两个完全相同的导体小球分别用长为l的绝缘细线栓接，小球质量均为m。
先让a球带上+q的电量并悬挂于O点，如图所示。现将不带电的小球b也悬挂于O点（图中未画出），两球接触后由于静电斥力分开，平衡时两球相距l。已知重力加速度为g，静电力常量为k，带电小球可视为点电荷。关于a球所受的静电力大小F及O点处的场强大小E，下列判断正确的是A．FOE油滴++++喷雾器R1S220VR2EU----3mgB．F3mg33kq3kqED．22l2l高三物理第一学期期末试卷第4页（共8页）
C．E++a
第二卷（共52分）
三、计算题（本题共5小题。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解
题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。）
17.（9分）
如图所示，冰车静止在冰面上，小孩与冰车的总质量m=20kg。大人用F=20N的恒定拉力，使冰车开始沿水平冰面移动，拉力方向与水平面的夹角为θ=37°。已知冰车与冰面间的动摩擦因数μ=0.05，重力加速度g=10m/2，in37°=0.6，co37°=0.8。求：
（1）小孩与冰车受到的支持力FN的大小；（2）小孩与冰车的加速度a的大小；
（3）拉力作用t=8时间，冰车位移某的大小。 18．（9分）
天宫二号在距地面h高度处绕地球做匀速圆周运动。2022年10月19日，神舟十一号飞船发射成功，与天宫二号空间站完成自动交会对接。已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。
（1）求天宫二号在轨运行线速度v的大小；（2）求天宫二号在轨运行周期T；
（3）若天宫二号在轨运行周期T=90分钟，在赤道上空由西向东运动。请结合计算，分析说明天宫二号中的航天员在24小时之内大约能看到几次日出。
高三物理第一学期期末试卷第5页（共8页） 19.（11分）
利用电场和磁场来控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用。如图1所示为电子的结构示意图，电子从炽热的金属丝发射出来，在金属丝和金属板之间加以电压U0，发射出的电子在真空中加速后，沿电场方向从金属板的小孔穿出做直线运动。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力及电子间的相互作用力。设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。
（1）求电子从金属板小孔穿出时的速度v0的大小；（2）示波器中的示波管是利用电场来控制带电粒子的运动。如图2所示，Y和Y′为间距为d的两个偏转电极，两板长度均为L，极板右侧边缘与屏相距某，OO′为两极板间的中线并与屏垂直，O点为电场区域的中心点。接（1），从金属板小孔穿出的电子束沿OO′射入电场中，若两板间不加电场，电子打在屏上的O′点。为了使电子打在屏上的P点，P与O′相距h，已知电子离开电场时速度方
向的反向延长线过O点。则需要在两极板间加多大的电压U；
（3）电视机中显像管的电子束偏转是用磁场来控制的。如图3所示，有一半径为r的圆形区域，圆心a与屏相距l，b是屏上的一点，ab与屏垂直。接（1），从金属板小孔穿出的电子束沿ab方向进入圆形区域，若圆形区域内不加磁场时，电子打在屏上的b点。为了使电子打在屏上的c点，c与b相距3l，则需要在圆形区域内加垂直于纸面的匀强磁场。求这个磁场的磁感应强度B的大小。 图3
v0al屏bcPY++++++hv0dO′ OY′------某L屏
图2电子
金属丝金属板电子束 -U0+图1
高三物理第一学期期末试卷第6页（共8页） 20.（11分）
如图1所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为l，电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻，导体杆ab质量为m、电阻为r，并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上磁感应强度为B
的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0，使杆向右运动。
（1）当ab杆刚好具有初速度v0时，求此时ab杆两端的电压U，a、b两端哪端电势高；
（2）请在图2中定性画出通过电阻R的电流i随时间变0化规律的图象；（3）若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电 t图2 Pa图1
QRMbv0BNi
容器，如图3所示。同样给ab杆一个初速度v0，使杆向右运动。请分析说明ab杆的运动情况，并推导证明杆稳定后的速度为v CPa图3
mv0
mB2l2CMbv0BNQ高三物理第一学期期末试卷第7页（共8页） 21．（12分）
某同学设计了一个测量物体质量的电子装置，其结构如图甲、乙所示。E形磁铁的两侧为S极，中心为N极，可认为只有磁极间存在着磁感应强度大小均为B的匀强磁场。一边长为L横截面为正方形的线圈套于中心磁极，线圈、骨架与托盘连为一体，总质量为m0，托盘下方连接一个轻弹簧，弹簧下端固定在磁极上，支撑起上面的整个装置，线圈、骨架与磁极不接触。线圈的两个头与外电路连接（图上未标出）。当被测量的重物放在托盘上时，弹簧继续被压缩，托盘和线圈一起向下运动，之后接通外电路对线圈供电，托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，此时由对应的供电电流可确定重物的质量。已知弹簧劲度系数为k，线圈匝数为n，重力加速度为g。
磁极图甲：截面 磁极 图乙：俯视
线圈线圈骨架弹簧托盘
LL（1）当线圈与外电路断开时
a.以不放重物时托盘的位置为位移起点，竖直向下为位移的正方向。试在图丙中画出，托盘轻轻放上质量为m的重物后，托盘向下运动过程中弹簧弹力F的大小与托盘位移某的关系图象；
b．根据上面得到的F-某图象，求从托盘放上质量为m的重物开始到托盘达到最大速度的过程中，弹簧弹力所做的功W；
（2）当线圈与外电路接通时 FO图丙
某a．通过外电路给线圈供电，托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止。若线圈能够承受的最大电流为I，求该装置能够测量的最大质量M；
b．在线圈能承受的最大电流一定的情况下，要增大质量的测量范围，可以采取哪些措施？（至少答出2种）
高三物理第一学期期末试卷第8页（共8页）