2020届北京市西城区高三上学期期末考试物理试题(解析版)

1、北京市西城区2019 2020学年度第一学期期末试卷高三物理2020.1一、单项选择题1 .如图所示，在光滑墙壁上用轻质网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为 B。足球的重力为 G,悬绳与墙壁的夹角为则悬绳对球的拉力 F的大小为A. F =Gtan：B. F = G sin ：.C. F =D.cos 二Gtan 二页7第【详解】足球受重力、拉力和支持力平衡，受力如图所示;3根据平行四边形定则，绳子对球的拉力：F =G-cosA. F=Gtana,与结论不相符，选项 A错误；B. F =Gsin a,与结论不相符，选项 B错误；GC. F =,与结论相符，选项 C正确；cos 二L GD.

2、F =,与结论不相符，选项 D错误;tan -故选C.2 .如图所示，甲、乙两位同学利用直尺测量反应时间.甲用一只手在直尺下方做捏尺的准备，从他看到乙同学放开直尺开始， 到他捏住直尺为止， 测出直尺在这段时间内下落的高度为20cm,则这次测量出甲的反应时间是（g取10m/s2）A. 0.02sB. 0.2sC. 0.1 sD. 0.14 s【答案】B【解析】【详解】由题意，在反应时间内，直尺下落的高度H=20cm,由自由落体运动的规律知：H= 1 gt2,得t=0.2s ,故B正确，ACD错误，故选B .【点睛】本题考查自由落体运动的位移与时间的关系公式，是一道基础题.学生从一个实际背景中抽象

3、出 物理模型是非常重要的能力.3 .一列横波某时刻的图像如图1所示，图2表示介质中某质点从该时刻开始一段时间内的位移一时间图像。'm .图1图2A.若波沿x轴的正方向传播，则图 2可能为K点的振动图像B.若波沿x轴的正方向传播，则图 2可能为M点的振动图像C.若图2为L点的振动图像，则波沿 x轴的正方向传播D.若图2为N点的振动图像，则波沿 x轴的正方向传播【答案】C【解析】【详解】图乙所示质点在 t=0时在平衡位置向上振动；那么由图甲可得：若波向左传播，图乙与质点N振动一致；若波向右传播，图乙和质点L振动一致；A.若波沿x轴的正方向传播，则图 2可能为K点的振动图像，与结论不相符，选

4、项 A错误；B.若波沿x轴的正方向传播，则图 2可能为M点的振动图像，与结论不相符，选项 B错误；C.若图2为L点的振动图像，则波沿 x轴的正方向传播，与结论相符，选项 C正确；页2第D.若图2为N点的振动图像，则波沿 x轴的正方向传播，与结论不相符，选项 D错误；故选Co4.甘肃酒泉和海南文昌是我国的两个卫星发射中心所在地，酒泉卫星发射中心的纬度约为北纬40。，文昌卫星发射中心的纬度约为北纬20°。把地球看做一个半径为 6.4X103 km的质量分布均匀的球体，比较分别位于酒泉和文昌的甲、乙两个物体随地球自转做匀速圆周运动的情况，下列判断正确的是A.两物体的线速度大小相等B.两物体

5、角速度大小相等C.甲物体的线速度大于乙物体的线速度D.甲物体的角速度小于乙物体的角速度【答案】B【详解】两物体是同轴转动度较大;A.两物体的线速度大B.两物体的角速度大C.甲物体的线速度大错误;D.甲物体的角速度小错误;故选B.5.如图所示板与静电计金属外壳相连。给电容器充电后的偏角减小的是A.向上平移B极板C.向左平移B极板B.向下平移B极板D.向右平移B极板【答案】D 【解析】S【详解】AB .向上平移或向下移动 B极板，减小极板正对面积， 根据电容的决定式 C=S-,分析得知,4 二 kdQ电容C减小，而电容器的带电量 Q不变，由C= j分析得知，板间电势差 U增大，则静电计的指针偏角

6、变大。故AB错误。-，一一 ；S ，一 ，一，C.向左平移B极板，增大板间距离 d,根据电容的决定式 C=分析得知，电容 C减小，而电容器4 二 kdQ的带电量Q不变，由C =U分析得知，板间电势差 U变大，则静电计的指针偏角变大。故 C错误。S ，、，一，D.向右平移B极板，减小板间距离 d,根据电容的决定式 C=4d分析得知，电容 C变大，而电容器 的带电量Q不变，由C =Q分析得知，板间电势差 U变小，则静电计的指针偏角变小。故 D正确。U故选D6.如图1所示，100匝的线圈（图中只画了 2匝）两端A、B与一个理想电压表相连。线圈内有指向纸内方向的匀强磁场，线圈中的磁通量在按图2所示规律

7、变化。下列说法正确的是图1图2A. A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为B. A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为C. B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为D. B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为【答案】B【解析】150V50.0V150V50.0V【详解】线圈相当于电源，由楞次定律可知A相当于电源的正极，B相当于电源的负极。故 A应该与理想电压表的正接线柱相连。由法拉第电磁感应定律得:A. A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为二 1000.15 -0.10.1V =50.0V150V,与结论不相符，选项 A错误;50.0V,与结论相符，选项 B正确；150V,与结论不相符，选项

8、C错误；50.0V,与结论不相符，选项 D错误;4第B. A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为C. B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为D. B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为 页故选B.7 .如图所示的平行板器件中有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场。一带正电的粒子以某一速度从该装置 的左端水平向右进入两板间后，恰好能做直线运动。忽略粒子重力的影响，则#第A.若只将粒子改为带负电，其将往上偏8 .若只增加粒子进入该装置的速度，其将往上偏C.若只增加粒子的电荷量，其将往下偏D.若粒子从右端水平进入，则仍沿直线水平飞出【答案】B【解析】【详解】正粒子沿直线穿过正交场，向上的洛伦兹力和向下的

9、电场力平衡，则qE=qvB ,即v = E ;BA.若只将粒子改为带负电，则洛伦兹力和电场力的方向均反向，则粒子仍沿直线通过，选项A错误；B.若只增加粒子进入该装置的速度，则洛伦兹力变大，粒子将往上偏，选项B正确；C.若只增加粒子的电荷量，向上的洛伦兹力和向下的电场力仍平衡，其仍将沿直线通过，选项C错误;D.若粒子从右端水平进入，则电场力和洛伦兹力均向下，则不可能仍沿直线水平飞出，选项D错误；故选B.b为某电阻R的电压与电流的8.在如图所示的U-I图中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图可知A.该电阻的阻值为2.0C8 .该电源的电动势为

10、 6.0V,内阻为0.5CC.该电源的路端电压为 40V,输出功率为4.0WD.用比R电阻大的电阻与该电源组成闭合回路，电源的输出功率可能增大【答案】C【详解】A.由图象b可知，外电阻故A错误。B.由图象a可知，电源电动势 E=6.0V,短路电流I短=3.0A,电源内阻E 6 cr = = 2 21.1I短3故B错误。C.由两图象的交点坐标，路端电压为4.0V,干路电流为1.0A,电源的输出功率为P出=UI =4.0 1.0W=4.0W故C正确。D.电源的内阻为r=2Q,电阻R=4Q,因当外电阻R与内阻r相等时，电源输出功率最大，可知用比 R电阻大的电阻与该电源组成闭合回路，电源的输出功率一定

11、减小，选项 D错误；故选C.9 .某同学把质量是5kg的铅球推出，估计铅球出手时距地面的高度大约为2m,上升的最高点距地面的高度约为3m,最高点到落地点的水平距离约为6m。由此可估算出该同学推铅球的过程中对铅球做的功约为A. 50JB. 150JC.200JD.250J页11第【详解】铅球在最高点的速度m/s = 2,15m/s则由能量关系可得该同学推铅球的过程中对铅球做的功约为W=mg ：h/mv2=5 10 1-5 (215)2 = 200J22A. 50J,与结论不相符，选项 A错误；B. 150J,与结论不相符，选项 B错误；C. 200J,与结论相符，选项 C正确；D. 250J,与

12、结论不相符，选项 D错误；故选C.10.按压式圆珠笔内装有一根小弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出来。如图所示，使笔的尾部朝下，将笔向下按到最低点，使小帽缩进，然后放手，笔将向上弹起至一定的高度。忽略摩擦和空气阻页6第力。笔从最低点运动至最高点的过程中CD.因整个过程中势能的增加量,选项C错误，D正确;A.笔的动能一直增大B.笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和一直减小C.弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能增加量D.弹簧弹性势能减少量等于笔的重力势能增加量【答案】D【解析】【详解】开始时弹力大于笔的重力，则笔向上做加速运动；当弹力等于重力时加速度为零，速度最大；然 后弹力小于重力，笔向上做

13、减速运动，当笔离开桌面懊做竖直上抛运动，直到速度减为零到达最高点;A.笔的动能先增大后减小,B.因只有弹力和重恒；因动能先增加后减小，则笔故选D.“站起”的动作,力传感器将采集到的数据输入计算机,图线如图所示,a、b、c为图线上1000500A. afb c为一次“下蹲”过程B. a-b-c为一次“站起”过程C. a-b为“下蹲”过程,b-c为“站起”过程D. a-b为“站起”过程,bfc为“下蹲”过程【答案】A【解析】【详解】 下蹲”过程先加速下降后减速下降，则先失重后超重；站起”过程先加速上升后减速上升，则先超重后失重；由图可知，人先失重后超重，可知a-b-c为一次 下蹲”过程；A. a-

14、b-c为一次 下蹲”过程，与结论相符，选项 A正确；B. a-b-c为一次 站起”过程，与结论不相符，选项 B错误；C. a-b为 下蹲”过程，b-c为 站起”过程，与结论不相符，选项 C错误；D. a-b为 站起”过程，b-c为 下蹲”过程，与结论不相符，选项 D错误；故选A.12.2019年11月5日，我国成功发射了 “北斗三号卫星导航系统”的第3颗倾斜地球同步轨道卫星。“北斗三号卫星导航系统”由静止地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星、中圆地球轨道卫星组成。“同步轨道”卫星的轨道周期等于地球自转周期，卫星运行轨道面与地球赤道面的夹角叫做轨道倾角。根据轨道倾角的不同，可将“同步轨道”分为

15、静止轨道（倾角为零）、倾斜轨道（倾角不为零）和极地轨道。根据以上信息，下列说法中正确的是A.倾斜地球同步轨道卫星的高度大于静止地球同步轨道卫星的高度B.倾斜地球同步轨道卫星的线速度小于静止地球同步轨道卫星的线速度C.可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，静止在北京上空D.可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，每天同一时间经过北京上空【答案】D【解析】【详解】A .倾斜地球同步轨道卫星与静止地球同步轨道卫星具有相同的周期（24h ）,则由Mm22G m（ ）2r可知，两种卫星的轨道半径相等，即倾斜地球同步轨道卫星的高度等于静止地球同步 rT轨道卫星的高度，选项 A错误；B.两种卫星具有相同的周期和角速度

16、，运转半径相同，则根据v= cor可知，两种卫星具有相同的线速度，选项B错误；CD.同步卫星相对于地球静止， 必须为地球赤道面上的同步卫星，因为倾斜地球同步轨道卫星为倾斜轨道，因此不能与地球保持相对静止，但因为周期总为24h,则可以每天同一时间经过北京上空，选项 C错误，D正确；故选D.二、多项选择题13.一列火车和一辆汽车分别做匀变速直线运动，它们在各个时刻的速度大小如下表所示。从表中数据可以页8第看出t (s)01234火车的速度（m/s）18.017.917.817.717.6汽车的速度（m/s）8.09.010.011.012.0A. 04s内火车的平均速度较大B. 04s内汽车的平均

17、速度较大C.火车的速度变化比较快D.汽车的速度变化比较快【答案】AD【解析】【详解】A B . 04s内火车的平均速度:18.0 17.62m/s = 17.8m/s04s内汽车的平均速度则火车的平均速度较大，选项CD.火车的加速度汽车的加速度丫汽=8.0 12.02m/s = 10.0m/sA正确，B错误;a火=-0.1 m/s2 =0.1m/s2 :t 1an = v =1 m/s2 =1m/s2 占 1因汽车就加速度较大，则汽车的速度变化比较快，选项C错误，D正确;故选AD.14.如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220J2sin100疝（V）的交流电源上，副线圈接有R = 55。的负

18、载电阻，原、副线圈匝数之比为2 ： 1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是A.电流表的读数为 1.00 A 页B.电流表的读数为 2.00AC.电压表的读数为110VD.电压表的读数为 155V【答案】AC【解析】【详解】CD .原线圈电压有效值 U=220V,根据原副线圈匝数比为2:1可知次级电压为 U2=110V,则电压表的读数为110V,选项C正确，D错误；AB .根据变压器输入功率等于输出功率，即U1I1解得I1=1.00A,选项A正确，B错误;故选AC.15.如图所示，导线框与电源、滑动变阻器、电流表、开关组成闭合回路， 将导线框用弹簧测力计悬挂起来，导线框下端置于蹄形磁铁

19、两极之间，与磁场方向垂直放置。在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读数F。接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为I1,观察并记录弹簧测力计此时的读数F1,继续调节滑动变阻器使电流表读数为I2, I3,，In,观察并记录弹簧测力计相应的读数F2, F3,，Fno若实验过程中导线框下端都未离开蹄形磁铁两极之间的区域，且该区域的磁场可看作匀强磁场，则根据以上数据描绘出的弹簧测力计弹力大小 F随电流I变化的图像可能是页13第【答案】BC【解析】【详解】若线框受安培力向下，则F=Fo+BIL;若安培力向上，则 F=Fo-BILA.该图与结论不相符，选项 A错误；B .该图与结论相符，选项B正确；C.该

20、图与结论相符，选项 C正确；D.该图与结论不相符，选项 D错误；故选BC.16.2019年10月1日，在国庆70周年盛大阅兵式上，大国重器东风-17高超音速战略导弹震撼曝光！这是世界上第一种正式装备服役的高超音速乘波器导弹，射程可达几千公里，具备高超音速突防能力，可借助空前的机动能力实现蛇形机动，规避拦截。已知东风-17质量为m,在一次试射机动变轨过程中，东风 -17正在大气层边缘向东水平高速飞行，速度大小为12马赫（1马赫就是一倍音速，设为 v）,突然蛇形机动变轨，转成水平向东偏下 37°角飞行，速度大小为 15马赫。此次机动变轨过程中，2A.合力对东风-17做功为81mv* .

21、一 2B.合力对东风-17做功为40.5mvC.合力对东风-17 冲量大小为9 mv,方向竖直向下D.合力对东风-17的冲量大小为12 mv,方向竖直向上【答案】BC石刀阿入巴-17做叨力4,12122W = ：Em(15v)2 - m 12v)2 = 40 5mv2v v kr m n i w v /vv i r u. w i mv22、.J CD,由动量定理可知，合力对，-17的冲小等JKt的变化，大小，2P = (5mv)(12mv) = 9mv I由几何关系可知，方向竖直向不D错误；11L J选项A错误,故选BC.B正确;、计算论述题17 .如图所示，两平行金属板间距为 d,电势差为U

22、,板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强 度为B的匀强磁场，带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进 入磁场做匀速圆周运动，忽略重力的影响，求：(1)匀强电场场强 E的大小；(2)粒子从电场射出时速度Y的大小；(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。【答案】(1)E 乂v/巫；(3) RJ巫 d mB . qd【解析】【详解】(1)根据匀强电场电势差和电场强度的关系得，匀强电场场强UE =-d(2)设带电粒子出电场时速度为v,由动能定理得一 12Uq = 一 mv2解得粒子从电场射出时速度V的大小E的大小#第(3)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由

23、牛顿第二定律得2Bqv =mvR联立得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径18 .已知地球质量为 M,万有引力常量为 Go将地球视为半径为 R、质量均匀分布的球体。忽略地球自转影 响。(1)求地面附近的重力加速度g;(2)求地球的第一宇宙速度 v；页(3)若要利用地球绕太阳的运动估算太阳的质量，需要知道哪些相关数据？请分析说明。【答案】(1) g =9 (2) v=JGM (3)若要利用地球绕太阳的运动估算太阳的质量，需要知道地球 R R绕太阳运动的轨道半径、周期和万有引力常量。【解析】【详解】(1)设地球表面的物体质量为m ,GM g=F2解得(2)设地球的近地卫星质量为 m1有MmR22 v

24、二m RGM解得,R(3)若要利用地球绕太阳的运动估算太阳的质量，需要知道地球绕太阳运动的轨道半径、周期和万有引力2常量。设太阳质量为M ；地球绕太阳运动的轨道半径为 r、周期为T,根据GMM = M 41r可知若知r2 T2道地球绕太阳运动的轨道半径、周期和万有引力常量可求得太阳的质量。19 .如图1所示，足够长的 U形光滑导体框水平放置，宽度为 L, 一端连接的电阻为 Ro导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为Bo电阻为r的导体棒MN放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度，且相互接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下，导体棒向右匀速运动，速度大小为v。(1)请根

25、据法拉第电磁感应定律推导导体棒匀速运动时产生的感应电动势的大小E=BLv；(2)求回路中感应电流I和导体棒两端的电压 U；(3)若在某个时刻撤去拉力，请在图 2中定性画出撤去拉力后导体棒运动的v-t图像。页25第X K Hik* FT V(3)RBLvBLv【答案】（1）见解析（2） I =R r【解析】【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律MN与导轨组成闭合回路匝数 n = 1At内MN运动的距离x = v. ：t闭合回路点：，-Xl：,xL代入得E = BLv（2） MN运动产生电动势 E = BLv根据闭合电路欧姆定律EI二R - rBLvI 二R r路端电压U = IR得u aR r0,

26、 v-t图像如图（3）撤去拉力后，导体棒在安培力作用下做加速度逐渐减小的减速运动，最终速度减为在电容器两极板20.如图1所示，平行板电容器极板长度为L,板间距为d, B极板接地（即电势 中B=0）。间接交变电压，A极板的电势随时间变化的图像如图2所示，其最大值为 U。电子以速度vo沿图1中虚线方向射入两板间，并从另一侧射出。已知电子质量为m,电荷量为 e,重力不计。（1）每个电子穿过偏转电场的时间极短，可以认为这个过程中两极板间的电压是不变的,偏转电场可看做匀强电场。求在t = 0.15s时刻进入偏转电场的电子从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离国；（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常

27、用方法。在解决（1）问时忽略了每个电子穿过电场过程中两极板间电压的变化，请结合下列数据分析说明其原因。已知 L = 4.0 M0-2m, vo = 2.0 107m/s。(3)电势可以随时间变化，也可以随空间发生变化。自然界中某量D的变化可以记为DD,发生这个变化所用的时间间隔可以记为拉;变化量&D与水的比值也就是这个量对时间的变化率。若空间中存在一：t静电场，x轴与某条电场线重合。a.请你类比上述变化率的概念写出电势对空间位置x的变化率A的表达式；b.该静电场的电势 5随x的分布可能是图3所示甲、乙两种情况中的一种。请你根据电势随空间的变化情况分析比较两种情况的电场在0 < x

28、 < d区域内的相同点和不同点。UeL2一【答案】（1） Ay=2 （2）见解析（3） a. A =4dmv0二 x【详解】(1)由邛图可知t=0.15s时两极板间的电压 U' = U2电子在平行于极板方向上做匀速直线运动L = vot在垂直于极板的方向上做初速度为0的匀加速直线运动y-at2 2其中Ee a = mE-U2d代入解得UeL2-y ；24dmv0(2)电子在平行于极板的方向上做匀速直线运动L = vot可知电子通过电场所用的时间为L 4.0 102Vo 一 2.0 107= 2.0 10 1由图2可知电场变化的周期 T = 0.2st 2.0 10JT -0.2=1 10-可见电子通过电场所用的时间远远小于电场变化的周期，因此电子穿过平行板的过程中可以认为两板间的电压是不变的。一 A : :.U（3） a. A= 或 A =lxlxb.由图3可知甲、乙两种情况中电势沿 x轴的正方向均降低，由此可知两种