北京市東城區(qū)2022屆高三上學(xué)期物理期末統(tǒng)一檢測試卷

更新時間：2022-02-16 瀏覽次數(shù)：56 類型：期末考試

一、單選題

1. (2021高三上·東城期末) 我國交通安全法規(guī)定，汽車要禮讓行人。某汽車以10m/s的速度在馬路上勻速行駛，駕駛員發(fā)現(xiàn)正前方15m處的斑馬線上有行人，于是剎車，由于存在反應(yīng)時間，再前進(jìn)5m后汽車開始勻減速，最終恰好停在斑馬線前，則汽車在減速階段的加速度大小為（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. (2021高三上·東城期末) 為了解決部分高層住戶中的老人上下樓的“大問題”，近年來國家推行老舊小區(qū)安裝電梯的惠民政策。老人某次乘電梯的速度 $\text{[math]}$ 隨時間 $\text{[math]}$ 變化如圖所示，若取豎直向上方向為正方向，則以下說法正確的是（）

A . 3s末一定處于超重狀態(tài) B . 6s末一定處于超重狀態(tài) C . 8s末一定處于超重狀態(tài) D . 7s~10s向下減速運動

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3. (2021高三上·東城期末) 疫情防控期間，某同學(xué)在家中對著豎直墻壁練習(xí)拋球。某次斜向上拋球，球垂直撞在墻上后反彈落地，落地點正好在發(fā)球點正下方，如圖所示。不計球的旋轉(zhuǎn)及空氣阻力，關(guān)于球從拋出到第一次落地的過程，下列說法正確的是（）

A . 球撞擊墻壁過程沒有機械能損失 B . 球在空中上升和下降過程的時間相等 C . 球落地時的水平速度比拋出時的水平速度大 D . 球落地時的動能和拋出時的動能可能相等

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4. (2022高一下·信陽月考) 圖甲為游樂場中一種叫“魔盤”的娛樂設(shè)施，游客坐在轉(zhuǎn)動的魔盤上，當(dāng)魔盤轉(zhuǎn)速增大到一定值時，游客就會滑向盤邊緣，其裝置可以簡化為圖乙。若魔盤轉(zhuǎn)速緩慢增大，則游客在滑動之前（）

A . 受到魔盤的支持力緩慢增大 B . 受到魔盤的摩擦力緩慢減小 C . 受到的合外力大小不變 D . 受到魔盤的作用力大小變大

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5. (2021高三上·東城期末) 2021年12月9日，中國空間站“天宮課堂”第一課開講?？臻g站軌道可簡化為高度約400km的圓軌道，認(rèn)為空間站繞地球做勻速圓周運動。在400km的高空也有非常稀薄的空氣，為了維持空間站長期在軌道上做圓周運動，需要連續(xù)補充能量。下列說法中正確的是（）

A . 假設(shè)不補充能量，空間站將做離心運動 B . 假設(shè)不補充能量，系統(tǒng)的機械能將減小 C . 實際空間站的運行速度大于第一宇宙速度 D . 實際空間站的運行速度大于第二宇宙速度

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6. (2021高三上·東城期末) 如圖所示為單擺做阻尼振動的位移 $\text{[math]}$ 隨時間 $\text{[math]}$ 變化的圖像， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 時刻的位移大小均為2cm， $\text{[math]}$ 時刻的位移大于2cm。關(guān)于擺球在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 時刻的速度、重力勢能、動能、機械能的分析，下列說法正確的是（）

A . 擺球在 $\text{[math]}$ 時刻的機械能等于 $\text{[math]}$ 時刻的機械能 B . 擺球在 $\text{[math]}$ 時刻的動能等于 $\text{[math]}$ 時刻的動能 C . 擺球在 $\text{[math]}$ 時刻的重力勢能等于 $\text{[math]}$ 時刻的重力勢能 D . 擺球在 $\text{[math]}$ 時刻的速度大于 $\text{[math]}$ 時刻的速度

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7. (2021高三上·東城期末) 平傳送帶在電動機的帶動下以恒定的速率 $\text{[math]}$ 運動。某時刻在傳送帶左側(cè)A端輕輕放置一個質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的小物體，經(jīng)時間 $\text{[math]}$ 小物體恰好與傳送帶共速，此時小物體未到達(dá)傳送帶的最右端，在這段時間內(nèi)（）

A . 摩擦力對小物體做的功為 $\text{[math]}$ B . 由于小物體與傳送帶相互作用而產(chǎn)生的內(nèi)能為 $\text{[math]}$ C . 由于小物體與傳送帶相互作用電動機要多做的功為 $\text{[math]}$ D . 共速前小物體受向右的摩擦力，共速后小物體受向左的摩擦力

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8. (2022·密云模擬) 圖是某種靜電推進(jìn)裝置的原理圖，發(fā)射極與吸極接在高壓電源兩端，兩極間產(chǎn)生強電場，虛線為等勢面，在強電場作用下，一帶電液滴從發(fā)射極加速飛向吸極，a、b是其路徑上的兩點，不計液滴重力，下列說法正確的是（）

A . a點的電勢比b點的低 B . a點的電場強度比b點的小 C . 液滴在a點的加速度比在b點的小 D . 液滴在a點的電勢能比在b點的大

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9. (2021高三上·東城期末) 將某電源接入電路，測得路端電壓和干路電流的關(guān)系如圖中直線 $\text{[math]}$ 所示，直線 $\text{[math]}$ 為某定值電阻 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 圖線?，F(xiàn)用該電源與開關(guān)、定值電阻 $\text{[math]}$ 組成閉合電路，下列說法中正確的是（）

A . 此電源的內(nèi)阻為 $\text{[math]}$ B . 此電源的電動勢為2.0V C . 電源的總功率為4.0W D . 若將 $\text{[math]}$ 的阻值改為 $\text{[math]}$ ，電源輸出功率增大

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10. (2021高三上·東城期末) 交流發(fā)電機的簡化結(jié)構(gòu)如圖所示，兩磁極間產(chǎn)生的磁場可近似為勻強磁場。已知水平勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小 $\text{[math]}$ ，矩形線框 $\text{[math]}$ 共100匝，面積 $\text{[math]}$ ，電阻不計。線框繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸 $\text{[math]}$ 以角速度 $\text{[math]}$ 勻速轉(zhuǎn)動，通過熔斷電流（有效值）為10A的保險絲與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入一只“220V 20W”的燈泡，下列說法正確的是（）

A . 若燈泡正常發(fā)光，通過保險絲的電流為0.2A B . 為使燈泡正常發(fā)光，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為20：11 C . 線框平面與磁場方向垂直時，穿過線框的磁通量為 $\text{[math]}$ D . 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值為 $\text{[math]}$

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11. (2022高二下·山東月考) 某同學(xué)想對比電感線圈和小燈泡對電路的影響，他設(shè)計了如圖甲所示的電路，電路兩端電壓 $\text{[math]}$ 恒定，A₁、A₂為完全相同的電流傳感器。先閉合開關(guān)K得到如圖乙所示的 $\text{[math]}$ 圖像，等電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)（斷開開關(guān)的實驗數(shù)據(jù)未畫出）。下列關(guān)于該實驗的說法正確的是（）

A . 閉合開關(guān)時，自感線圈中電流為零，其自感電動勢也為零 B . 乙圖中的 $\text{[math]}$ 曲線表示電流傳感器A₂測得的數(shù)據(jù) C . 斷開開關(guān)時，小燈泡會明顯閃亮后逐漸熄滅 D . $\text{[math]}$ 時刻小燈泡與線圈的電阻相等

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12. (2021高三上·東城期末) 質(zhì)譜儀的簡化原理如圖所示。質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速，再經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場，圖中虛線表示質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)軌跡。若保持加速電壓恒定，用該裝置加速某種一價正離子，為使它經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應(yīng)強度增加到原來的4倍。下列說法正確的是（）

A . 質(zhì)子和離子在磁場中運動的時間之比為1：1 B . 質(zhì)子和離子在磁場中運動的時間之比為1：4 C . 質(zhì)子和離子的質(zhì)量之比為1：4 D . 質(zhì)子和離子的質(zhì)量之比為1：2

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13. (2021高三上·東城期末) 有一種磁強計，可用于測定磁場的磁感應(yīng)強度，其原理如圖所示。將一段橫截面為長方形的N型半導(dǎo)體（主要靠自由電子導(dǎo)電）放在勻強磁場中，兩電極 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分別與半導(dǎo)體的前后兩側(cè)接觸。已知磁場方向沿 $\text{[math]}$ 軸正方向，N型半導(dǎo)體橫截面的長為 $\text{[math]}$ ，寬為 $\text{[math]}$ ，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為 $\text{[math]}$ ，電子電荷量為 $\text{[math]}$ ，自由電子所做的定向移動可視為勻速運動。導(dǎo)體中通有沿 $\text{[math]}$ 軸正方向、大小為 $\text{[math]}$ 的電流時，兩電極 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 間的電勢差為 $\text{[math]}$ 。下列說法正確的是（）

A . $\text{[math]}$ 為正極， $\text{[math]}$ 為負(fù)極 B . 磁感應(yīng)強度的大小為 $\text{[math]}$ C . 磁感應(yīng)強度的大小為 $\text{[math]}$ D . 其他條件不變時， $\text{[math]}$ 越大，電勢差 $\text{[math]}$ 越大

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14. (2021高三上·東城期末) 北京正負(fù)電子對撞機（BEPC）是我國第一臺高能加速器，由長200m的直線加速器、周長240m的儲存環(huán)等幾部分組成，外型像一只碩大的羽毛球拍，如圖所示。電子束被加速到150MeV時，轟擊一個約1cm厚的鎢靶，產(chǎn)生正負(fù)電子對。將正電子聚焦、收集起來加速，再經(jīng)下一個直線加速器加速到約1.4GeV。需要加速電子時，則把鎢靶移走，讓電子束直接經(jīng)過下一個直線加速器進(jìn)行加速，使其獲得與正電子束相同的能量。正、負(fù)電子束流分別通過不同的路徑注入到儲存環(huán)中，在儲存環(huán)的真空盒里做回旋運動。安放在其空盒周圍的各種高精密電磁鐵將正、負(fù)電子束流偏轉(zhuǎn)、聚焦，控制其在環(huán)形真空盒的中心附近；速度接近光速的電子在磁場中偏轉(zhuǎn)時，會沿圓弧軌道切線發(fā)出電磁輻射。通過微波不斷地給正、負(fù)電子束補充能量；當(dāng)正、負(fù)電子束流被加速到所需要的能量時，正、負(fù)電子束流就可以開始對撞，安放在對撞點附近的北京譜儀開始工作，獲取正、負(fù)電子對撞產(chǎn)生的信息，進(jìn)一步認(rèn)識粒子的性質(zhì)，探索微觀世界的奧秘。下列說法正確的是（）

A . 該裝置中正、負(fù)電子同時在直線加速器中加速 B . 正、負(fù)電子發(fā)生對撞前，為了增大碰撞概率，可利用磁場對其偏轉(zhuǎn)、聚焦 C . 正、負(fù)電子離開直線加速器之后，各自所需偏轉(zhuǎn)磁場的方向相反 D . 儲存環(huán)中的正、負(fù)電子所受洛倫茲力不做功，所以正負(fù)電子能量不會衰減

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二、實驗題

15. (2021高三上·東城期末) 物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等。例如：
1. （1）實驗儀器。用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，螺旋測微器的示數(shù)如圖甲所示，該金屬絲的直徑為mm。
2. （2）數(shù)據(jù)處理。某同學(xué)在“探究平拋運動特點”的實驗中，得到了物體做平拋運動的部分軌跡，如圖乙所示。若圖中正方形方格的邊長 $\text{[math]}$ ，則小球做平拋運動的初速度 $\text{[math]}$ m/s。（取 $\text{[math]}$ ）
3. （3）誤差分析。在“探究加速度與物體受力關(guān)系”的實驗中，認(rèn)為使小車做勻加速直線運動的合力 $\text{[math]}$ 等于桶和砂所受的重力。某同學(xué)通過改變砂和砂棚的質(zhì)量，測量小車的加速度 $\text{[math]}$ 隨 $\text{[math]}$ 變化的圖像，實驗前他猜想小車的加速度 $\text{[math]}$ 與 $\text{[math]}$ 的圖像如圖丙所示，而實際得到的圖像如圖丁所示。請指出圖丁與圖丙的不同之處，并分析說明導(dǎo)致不同的原因。
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16. (2021高三上·東城期末) 某同學(xué)為更準(zhǔn)確測量某合金絲的阻值 $\text{[math]}$ ，做了以下實驗。
1. （1）該同學(xué)先用多用電表的歐姆擋粗測該合金絲的電阻，示數(shù)如圖甲所示，對應(yīng)的讀數(shù)是 $\text{[math]}$ 。
2. （2）除電源（電動勢3.0V，內(nèi)阻不計）、開關(guān)、導(dǎo)線若干外，還提供如下實驗器材：
  A．電流表A₁（量程0~0.6A，內(nèi)阻約 $\text{[math]}$ ）
  B．電流表A₂（量程0~1.0mA，內(nèi)阻 $\text{[math]}$ ）
  C．滑動變阻器 $\text{[math]}$ （最大阻值 $\text{[math]}$ ，額定電流2A）
  D．滑動變阻器 $\text{[math]}$ （最大阻值 $\text{[math]}$ ，額定電流0.5A）
  E.電阻箱 $\text{[math]}$
  a.由于沒有電壓表，某同學(xué)想把電流表A₂改裝成量程為（0~3V）的電壓表，應(yīng)將電阻箱R調(diào)成 $\text{[math]}$ ，與電流表A₂（填“串聯(lián)”“并聯(lián)”）
  b.請畫出該同學(xué)所用的實驗電路圖。（）
  $\text{[math]}$
  0.06
  0.12
  0.22
  0.30
  0.36
  0.50
  $\text{[math]}$
  0.10
  0.20
  0.40
  0.50
  0.60
  0.80
3. （3）該同學(xué)利用電路圖測量獲得的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)點已描在坐標(biāo)紙上，請連接數(shù)據(jù)點作出 $\text{[math]}$ 圖線（），根據(jù)圖線得出該金屬絲電阻 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （結(jié)果保留小數(shù)點后兩位）。
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三、解答題

17. (2021高三上·東城期末) 跳臺滑雪是冬季奧運會的一項比賽項目，可簡化為如圖所示的模型，跳臺滑雪運動員經(jīng)過一段加速滑行后從A點水平飛出，在空中的姿勢保持不變，落到斜坡上的B點。A、B兩點間的豎直高度差 $\text{[math]}$ ，斜坡與水平面的夾角 $\text{[math]}$ ，不計空氣阻力。（取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）求：
1. （1）運動員在空中經(jīng)歷的時間 $\text{[math]}$ ；
2. （2）運動員水平飛出時初速度的大小 $\text{[math]}$ ；
3. （3）運動員落到B點時瞬時速度的大小 $\text{[math]}$ 和方向。
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18. (2021高三上·東城期末) 2021年10月3日神舟十三號飛船發(fā)射成功，神舟十三號與中國空間站的天和核心艙對接后，與空間站一起繞地球做勻速圓周運動，三位宇航員將在空間站駐留六個月從事各項科學(xué)研究工作。已知我國空間站距離地球表面的高度為 $\text{[math]}$ ，空間站（包括神舟十三號飛船與核心艙對接后）總質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ，地球質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ，地球半徑為 $\text{[math]}$ ，引力常數(shù)為 $\text{[math]}$ 。
1. （1）求空間站繞地球做勻速圓周運動的周期 $\text{[math]}$ ；
2. （2）神舟十三號飛船采用長征二號火箭發(fā)射，在發(fā)射過程中靠噴射燃料獲得反沖速度，發(fā)射初期火箭的速度遠(yuǎn)小于燃料的噴射速度，可忽略；已知燃料的噴射速度為 $\text{[math]}$ ，在極短的時間內(nèi)火箭噴射的燃料質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ，噴氣后神舟飛船與火箭（包括燃料）的總質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ，求這過程中飛船和火箭增加的速度大小 $\text{[math]}$ ；
3. （3）在空間站中，宇航員長期處于失重狀態(tài)。為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，科學(xué)家設(shè)想建造一種環(huán)形空間站，如圖所示。圓環(huán)繞中心勻速旋轉(zhuǎn)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)的側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度為 $\text{[math]}$ ，圓環(huán)的半徑為 $\text{[math]}$ ，宇航員可視為質(zhì)點，為達(dá)到目的，旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)為多大？
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19. (2021高三上·東城期末) 類比是研究問題的常用方法。
1. （1）情境1：物體從靜止開始下落，除受到重力作用外，還受到一個與運動方向相反的空氣阻力 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 為常量）的作用。其速度 $\text{[math]}$ 和速度的變化率 $\text{[math]}$ 滿足方程Ⅰ： $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 為物體質(zhì)量， $\text{[math]}$ 為其重力。求物體下落的最大速率 $\text{[math]}$ 。
2. （2）情境2：如圖所示，電源電動勢為 $\text{[math]}$ ，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ，定值電阻的阻值為 $\text{[math]}$ ，忽略電源內(nèi)阻及導(dǎo)體棒、軌道的電阻，整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為 $\text{[math]}$ ，間距為 $\text{[math]}$ 的水平導(dǎo)軌光滑且足夠長。閉合開關(guān) $\text{[math]}$ ，導(dǎo)體棒開始加速運動，閉合開關(guān)瞬間開始計時。
  a.求 $\text{[math]}$ 時導(dǎo)體棒的加速度；
  b.推導(dǎo)導(dǎo)體棒的速度 $\text{[math]}$ 和速度的變化率 $\text{[math]}$ 滿足的方程Ⅱ。
3. （3）比較方程Ⅰ和方程Ⅱ，發(fā)現(xiàn)情境2中導(dǎo)體棒的速度變化規(guī)律與情境1中物體的速度變化規(guī)律完全一致。已知情境1中物體速度 $\text{[math]}$ 隨時間 $\text{[math]}$ 變化的表達(dá)式為 $\text{[math]}$ ，通過類比寫出情境2中導(dǎo)體棒的速度 $\text{[math]}$ 隨時間 $\text{[math]}$ 變化的表達(dá)式。
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20. (2021高三上·東城期末) 如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 平行放置于同一水平面內(nèi)，與導(dǎo)體棒 $\text{[math]}$ 、定值電阻構(gòu)成閉合回路。在棒 $\text{[math]}$ 左側(cè)空間存在豎直向下的勻強磁場，在棒 $\text{[math]}$ 右側(cè)有一絕緣棒 $\text{[math]}$ ，棒 $\text{[math]}$ 與一端固定在墻上的輕彈簧接觸但不相連，彈簧處于壓縮狀態(tài)且被鎖定。
現(xiàn)解除鎖定，棒 $\text{[math]}$ 脫離彈簧后以速度 $\text{[math]}$ 與棒 $\text{[math]}$ 碰撞并粘在一起，兩棒最終靜止在導(dǎo)軌上。整個過程中兩棒始終垂直于導(dǎo)軌，棒 $\text{[math]}$ 與導(dǎo)軌始終接觸良好。

已知磁感應(yīng)強度的大小為B，棒 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的質(zhì)量均為 $\text{[math]}$ 、長度均為 $\text{[math]}$ ，導(dǎo)體棒 $\text{[math]}$ 與定值電阻的阻值分別為 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。不計導(dǎo)軌的電阻以及電路中感應(yīng)電流的磁場。求：

??
1. （1）彈簧鎖定狀態(tài)時的彈性勢能；
2. （2）整個過程中，棒 $\text{[math]}$ 中產(chǎn)生的焦耳熱 $\text{[math]}$ ；
3. （3）伽利略相信，自然界的規(guī)律是簡潔明了的。他從這個信念出發(fā)，猜想落體一定是一種最簡單的變速運動，它的速度應(yīng)該是均勻變化的。但是，速度的變化怎樣才算“均勻”呢？他考慮了兩種可能：一種是速度的變化對時間來說是均勻的，另一種是速度的變化對位移來說是均勻的。請判斷碰后導(dǎo)體棒的速度變化規(guī)律可能是上述兩種情況中的哪一種，并分析論證。
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