2022届北京市高三上学期期末考试物理试题含解析

1、试卷主标题姓名：_ 班级：_考号：_一、选择题（共14题）1、 下列物理量中属于矢量的是（） A . 电流强度 B 动量 C 功 D 电动势 2、 小明家住十层，他乘电梯从一层直达十层则下列说法正确的是 A 他始终处于超重状态 B 他始终处于失重状态 C 他先后处于超重、平衡、失重状态 D 他先后处于失重、平衡、超重状态 3、 下列关于力和运动的说法中正确的是 ( ) A 物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B 物体在变力作用下不可能做直线运动 C 物体在变力作用下有可能做曲线运动 D 物体的受力方向与它的速度方向不在一条直线上时，有可能做直线运动 4、 由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射

2、了地球同步轨道卫星，这些卫星的（） A 周期可以不同 B 离地高度可以不同 C 动能可以不同 D 运行速率可以不同 5、 一平行电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质移出，则电容器（） A 极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大 B 极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大 C 极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变 D 极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变 6、 将静置在地面上，质量为 M （含燃料）的火箭模型点火升空，设火箭每次喷出质量为 m ，对地速度为 v 0 的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则当第三次喷出气体后，火箭模型获得的速度大小是（

3、） A B C D 7、 如图所示的电路，电源内阻不可忽略。开关 闭合后，在变阻器 的滑动端向上滑动的过程中（） A 电压表与电流表的示数都增大 B 电压表与电流表的示数都减小 C 电压表的示数增大，电流表的示数减小 D 电压表的示数减小，电流表的示数增大 8、 如图所示电路中，电源电动势为 ，内阻为 ，电动机内阻为 当开关闭合，电动机正常工作时，滑动变阻器接入电路中的电阻为 ，电动机两端的电压为 ，通过电动机的电流为 电动机的输出功率 等于（ ） A B C D 9、 在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为 m 的跳水运动员从高台上跳下，在他入水前重心下降的高度为 H ，经历的

4、时间为 T 。入水后他受到水的作用力而做减速运动，在水中他的重心下降的最大高度为 h ，对应的时间为 t 。设水对他的平均作用力大小为 F ，当地的重力加速度为 g 。则下列说法或关系正确的是（） A 他入水后的运动过程中动能减少量为 Fh B 他入水后的运动过程中机械能减少量为 Fh C 他在整个运动过程中满足 Ft = mgT D 他在整个运动过程中机械能减少了 mgh 10、 如图所示，在正方形区域 abcd 内有一垂直纸面向里的匀强磁场，一束电子以大小不同的速率垂直于 ad 边且垂直于磁场射入磁场区域，下列判断正确的是（ ） A 在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹越长 B 在磁场中

5、运动时间相同的电子，其运动轨迹一定重合 C 不同运动速率的电子，在磁场中的运动时间一定不相同 D 在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹所对应的圆心角越大 11、 为监测某化工厂的含有离子的污水排放情况，技术人员在排污管中安装了监测装置，该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔，其宽和高分别为 b 和 c ，左、右两端开口与排污管相连，如图所示在垂直于上、下底面方向加磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，在空腔前、后两个侧面上各有长为 a 的相互平行且正对的电极 M 和 N ， M 、 N 与内阻为 R 的电流表相连污水从左向右流经该装置时，电流表将显示出污水排放情况下列说法中错误的是 ( )

6、A M 板比 N 板电势低 B 污水中离子浓度越高，则电流表的示数越小 C 污水流量越大，则电流表的示数越大 D 若只增大所加磁场的磁感应强度，则电流表的示数也增大 12、 如图所示，质量为 m 的物体以速度 v 滑上水平传送带，传送带由电动机带动，始终保持以速度 2 v 匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为 ，物体最终能与传送带相对静止，重力加速度为 g ，对于物体从开始滑上到相对传送带静止这一过程，下列说法错误的是（） A 相对运动时间为 B 传送带对物体做功 C 摩擦生热 D 电动机做功为 13、 如图所示，在 P 1 、 P 2 处各放一个等电荷量正点电荷， O 点为 P 1 、 P

7、 2 连线的中点一带正电的试探电荷从 M 点由静止出发，沿直线 MON 运动到 N 点， M 、 N 关于 O 点对称下列各图关于试探电荷速度 v 、电场强度 E 、电势 、电势能 E p 的描述正确的是 A B C D 14、 某个由导电介质制成的电阻截面如图所示，导电介质的电阻率为 ，制成内外半径分别为 a 和 b 的半球壳层形状（图中阴影部分），半径为 a 、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极。设该电阻的阻值为 R 。下面给出 R 的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解 R ，但是你可以通过一定的

8、物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断， R 的合理表达式应为（） A B C D 二、实验,探究题（共2题）1、 甲乙两个同学共同做 “ 验证牛顿第二定律 ” 的实验，装置如图所示 两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车（对象）受到 的合外力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响他们将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，小车能够自由地做 _ 运动另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量 m _ 小车的质量 M （填 “ 远小于 ” 、 “ 远大于 ” 或 “ 近似等于 ” ）接下来，甲同学研究：在保持小车的质量不变的条件下，其加速度与其受到的牵引力的关系；乙同学研究：

9、在保持受到的牵引力不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系 甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度 a 图 2 是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了 5 个计数点，在相邻的两个计数点之间还有 4 个点未标出，图中数据的单位是 cm 实验中使用的电源是频率 f =50Hz 的交变电流根据以上数据，可以算出小车的加速度 a =_m/s 2 （结果保留三位有效数字） 乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量 M ，得到小车的加速度 a 与质量 M 的数据，画出 a 图线后，发现：当 较大时，图线发生弯曲于是，该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现

10、象那么，该同学的修正方案可能是 _. A 改画 a 与 的关系图线 B 改画 a 与 的关系图线 C 改画 a 与 的关系图线 D 改画 a 与 的关系图线 2、 “ 研究平抛物体的运动 ” 实验的装置如图甲所示钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。 实验所需的器材有：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、重锤线、有孔的卡片，除此之外还需要的一项器

11、材是 _ A 天平 B 秒表 C 刻度尺 在此实验中，小球与斜槽间有摩擦 _ （选填 “ 会 ” 或 “ 不会 ” ）使实验的误差增大；如果斜槽末端点到小球落地点的高度相同，小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，那么小球每次在空中运动的时间 _ （选填 “ 相同 ” 或 “ 不同 ” ） 在实验中，在白纸上建立直角坐标系的方法是：使斜槽末端的切线水平，小球在槽口时，在白纸上记录球的重心在竖直木板上的水平投影点 O ，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点，接下来应该选择的步骤是 _ A 利用悬挂在槽口的重锤线画出过 O 点向下的竖直线为 y 轴取下白纸，在纸上画出过 O 点，与 y 轴垂直、方

12、向向右的直线为 x 轴 B 从 O 点向右作出水平线为 x 轴，取下白纸，在纸上画出过 O 点，与 x 轴垂直、方向向下的直线为 y 轴 如图乙所示是在实验中记录的一段轨迹已知小球是从原点 O 水平抛出的，经测量 A 点的坐标为（ 40cm ， 20cm ）， g 取 10m/s 2 ，则小球平抛的初速度 v 0 = _m/s ，若 B 点的横坐标为 x B = 60cm ，则 B 点纵坐标为 y B = _m 一同学在实验中采用了如下方法：如图丙所示，斜槽末端的正下方为 O 点，用一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前的 O 1 处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球撞在木板上留

13、下痕迹 A 将木板向后平移至 O 2 处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹 B O 、 O 1 间的距离为 x 1 ， O 、 O 2 间的距离为 x 2 ， A 、 B 间的高度差为 y 。则小球抛出时的初速度 v 0 为 _ A B C D 三、解答题（共4题）1、 如图所示，水平面 AB 光滑，粗糙半圆轨道 BC 竖直放置圆弧半径为 R ， AB 长度为 4 R 在 AB 上方、直径 BC 左侧存在水平向右、场强大小为 E 的匀强电场一带电量为 + q 、质量为 m 的小球自 A 点由静止释放，经过 B 点后，沿半圆轨道运动到 C 点在 C 点，小球对轨道的压力

14、大小为 mg ，已知 ，水平面和半圆轨道均绝缘求： （ 1 ）小球运动到 B 点时的速度大小； （ 2 ）小球运动到 C 点时的速度大小： （ 3 ）小球从 B 点运动到 C 点过程中克服阻力做的功 2、 2015 年 4 月 16 日，全球首创超级电容储能式现代电车在中国宁波基地下线，如图 1 所示这种电车没有传统无轨电车的 “ 长辫子 ” 和空中供电网，没有尾气排放，乘客上下车的几十秒内可充满电并行驶几公里，刹车和下坡时可把部分动能转化成电能回收储存再使用 （ 1 ）图 2 所示为超级电容器充电过程简化电路图，已知充电电源的电动势为 E ，电路中的电阻为 R 图 3 是某次充电时电流随时间

15、变化的 i-t 图像，其中 I 0 、 T 0 均为已知量 a 类比是一种常用的研究方法，对于直线运动，我们学习了用 v - t 图像求位移的方法请你借鉴此方法，根据图 3 所示的 i-t 图像，定性说明如何求电容器充电所获得的电荷量；并求出该次充电结束时电容器所获得的电荷量 Q ； b 请你说明在电容器充电的过程中，通过电阻 R 的电流为什么会逐渐减小；并求出电容器的电容 C （ 2 ）研究发现，电容器储存的能量表达式为 ，其中 U 为电容器两端所加电压， C 为电容器的电容设在某一次紧急停车中，在汽车速度迅速减为 0 的过程中，超级电容器两极间电势差由 U 1 迅速增大到 U 2 已知电车

16、及乘客总质量为 m ，超级电容器的电容为 C 0 ，动能转化为电容器储存的电能的效率为 求电车刹车前瞬间的速度 v 0 3、 在现代科学实验和技术设备中经常用电场或磁场控制带电粒子的运动如图甲所示的装置由两部分构成，电子枪部分实现对电子加速，由偏转电场实现对电子的偏转金属丝附近的电子被加速后，沿着中心线 O O 进入偏转场已知电子的质量为 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) 电子枪的加速电压为 ，求电子从金属板小孔穿出时的速度 v 0 的大小； (2) 设平行板两板间距为 d ，两板长度均为 L ，两平行板板间所加电压为 ，求电子射

17、出偏转电场时在垂直于板面方向偏移的距离 ； (3) 如何实现对电子精准控制，是设计者十分关心的问题请你回答 如果只改变偏转电场的电压 ，能使电子穿过平行板，分析电压 的取值范围； 如果在两板间加磁场控制该电子 ( 如图乙所示 ) ，仍能使电子穿过平行板，分析所加匀强磁场的磁感应强度 B 取值范围 4、 磁流体发电具有结构简单、启动快捷、环保且无需转动机械等优势如图所示，是正处于研究阶段的磁流体发电机的简易模型图，其发电通道是一个长方体空腔，长、高、宽分别为 l 、 a 、 b ，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极通过开关与阻值为 R 的某种金属直导体 MN 连

18、成闭合电路，整个发电通道处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为 B ，方向垂直纸面向里高温等离子体以不变的速率 v 水平向右喷入发电通道内，发电机的等效内阻为 r ，忽略等离子体的重力、相互作用力及其他因素 （ 1 ）求该磁流体发电机的电动势大小 E ； （ 2 ）当开关闭合后，整个闭合电路中就会产生恒定的电流 a 要使等离子体以不变的速率 v 通过发电通道，必须有推动等离子体在发电通道内前进的作用力如果不计其它损耗，这个推力的功率 P T 就应该等于该发电机的总功率 P D ，请你证明这个结论； b 若以该金属直导体 MN 为研究对象，由于电场的作用，金属导体中自由电子定向运动的速率增加，但运动

19、过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电子定向运动的平均速率不随时间变化设该金属导体的横截面积为 s ，电阻率为 ，电子在金属导体中可认为均匀分布，每个电子的电荷量为 e 求金属导体中每个电子所受平均阻力的大小 f =参考答案=一、选择题1、 B 【详解】 A 电流强度虽然有方向，但是运算法则不遵守平行四边形定则，是标量， A 错误； B 动量既有大小又有方向是矢量， B 正确； C 功虽然有正负，但是功的正负表示做正功还是负功，不表示方向，是标量， C 错误； D 电动势只有大小没有方向是标量， CD 错误。 故选 B 。 2、 C 【详解】 电梯先加速上升，此时他处于超重状态，然

20、后匀速上升，此时他处于平衡状态，最后减速上升，他处于失重状态，因此 C 正确， ABD 错误 故选 C 。 3、 C 【详解】 物体在恒力作用下可能做曲线运动，例如平抛运动，选项 A 错误， C 正确； 物体在变力作用下也可能做直线运动，例如非匀变速直线运动，选项 B 错误； 物体在受力方向与它的速度方向不在一条直线上时一定做曲线运动，不可能做直线运动，选项 D 错误；故选 C. 4、 C 【详解】 同步卫星具有相同的周期，根据 可知，所有同步卫星的运行速率和运转半径以及离地面的高度均相同，由于不同同步卫星的质量不一定相同，可知动能可以不同。 故选 C 。 5、 D 【详解】 电容器接在恒压直

21、流电源上，则电容器两端的电势差不变，将云母介质移出后，介电常数减小，根据电容的决定式 知，介电常数减小，电容减小，由于电压不变，又根据 可知，电荷量 Q 减小，由于电容器的电压不变，板间的距离 d 不变， 再根据公式 可知，极板间的电场强度不变， ABC 错误， D 正确。 故选 D 。 考点：电容器的动态分析。 【名师点睛】 6、 D 【详解】 根据动量守恒定律可知 解得 故选 D 。 7、 A 【详解】 在变阻器 R 0 的滑片向上滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，变阻器 R 0 与 R 2 并联电阻 R 并 增大，则外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流 I 减小，电

22、源的内电压减小，则路端电压 U 增大，电压表示数增大；并联部分电压 U 并 = E I ( R 1 + r ) I 减小， E 、 R 1 、 r 均不变，则 U 并 增大，故电流表示数增大。 故选 A 。 8、 C 【详解】 电动机消耗的总的电功率为： ，其中一部分是 ，另一部分输出机械功率 ，由 ，解得： ，故 C 正确， ABD 错误。 点睛： 9、 B 【详解】 A 他入水后的运动过程中动能减少量等于合外力的功，即为 ( F-mg ) h ，选项 A 错误； B 除重力以外的其他力的功等于机械能的变化量，可知水对他做功为 Fh ，则他入水后的运动过程中机械能减少量为 Fh ，选项 B

23、正确； C 他在整个运动过程中由动量定理 mg ( T + t )- Ft =0 即满足 mg ( T + t )= Ft 选项 C 错误； D 他在整个运动过程中机械能减少了 Fh ，选项 D 错误。 故选 B 。 10、 D 【详解】 ABC 电子在磁场中运动的周期为 ，速度较小的电子在 ad 边出磁场，由 ，速度越小半径越小，但从 ad 边出磁场的所有电子都在磁场中运动了半个周期，时间相等，轨迹长度不一样，选项 ABC 错； D 运动电子在磁场中的运动时间 选项 D 正确。 本题选 D 。 11、 B 【详解】 根据左手定则，正离子往 N 板偏，负离子往 M 板偏，最终 M 板带负电，

24、N 板带正电， M 板电势比 N 板电势低，故 A 说法正确；最终正负离子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，可得： ，污水的流量 Q = vbc ，所以 MN 两端间的电势差为： ，污水流量越大，电势差越大，电流表示数越大增加磁感应强度，电势差增大，电流表示数也增大电势差与污水中的离子浓度无关，故 B 说法错误， CD 说法正确所以选 B 12、 D 【详解】 A 滑块刚滑上传送带上时的加速度 相对运动时间为 选项 A 正确； B 传送带对物体做功 选项 B 正确； C 摩擦生热 选项 C 正确； D 电动机做功等于摩擦力对皮带做功，为 选项 D 错误。 此题选择错误选项，故选 D 。 13

25、、 C 【详解】 根据同种电荷电场分布特点可知， O 点场强为零，故试探电荷在 O 点的加速度为零，故 AB 错误；两正电荷周围的电势为正，且连线的中点电势最低，故 C 正确；正试探电荷在电势为正的位置，根据： ，可知其电势能为正值，故 D 错误所以 C 正确， ABD 错误 14、 B 【详解】 CD 等式左边的单位是 ，右边的单位是 m 2 ，左右两边单位不同，则此式不合理。故 CD 错误。 A 等式左边的单位是 ，右边的单位是 ，单位是合理的。将 b = a 代入得到 R 0 ，因为电阻是很薄的一层，电阻应该很小，这个等式是不合理的，故 A 错误； B 等式左边的单位是 ，右边的单位是

26、，单位是合理的。将 b = a 代入得到 R =0 ，故 B 公式是合理的。 故选 B 。 【点睛】 根据单位（量纲）检查方程是否正确是常用的方法。再从数学的角度分析等式的合理性。 二、实验,探究题1、 匀速直线运动； 远小于 0.343    A 【详解】 1“ 验证牛顿第二定律 ” 的实验中，为使绳子拉力为小车受到的合力，应先平衡摩擦力，方法是将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，小车能够自由地做匀速直线运动，另外为使绳子拉力等于砝码盘（连同砝码）的重力，必须满足满足砝码盘（连同砝码）的质量 m 远小于小车的质量 M 的条件 2 由匀变速运动的推论 得

27、，将计数点 0 到 4 分成 0 到 2 和 2 到 4 两部分，其中 ， 代入上式解得 3 乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量 M ，故小车的质量应为 M + m ，作图时应作出 a - 图象，故选 A 考点： “ 验证牛顿第二定律 ” 的实验 【名师点睛】 明确实验原理是解决有关实验问题的关键在验证牛顿第二定律实验中，注意以下几点：（ 1 ）平衡摩擦力，这样绳子拉力才为合力；（ 2 ）满足砝码（连同砝码盘）质量远小于小车的质量，这样绳子拉力才近似等于砝码（连同砝码盘）的重力；（ 3 ）用 “ 二分法 ” 求出小车的加速度 2、 C 不会    相同 A

28、   2    0.45    A 【详解】 1 这个实验中只需要描绘出小球做平抛运动的轨迹，然后根据轨迹进行计算，实验所需的器材有：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、重锤线、有孔的卡片，除此之外还需要的一项器材是刻度尺，故选 C ； 2 只要小球从同一高度、无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦力，由于每次摩擦力的影响相同，因此仍能保证球做平抛运动的初速度相同，对实验没有影响，所以在此实验中，小球与斜槽间有摩擦不会使实验的误差增大； 3 如果斜槽末端点到小球落地点的高度相同，小球每

29、次从斜槽滚下的初始位置不同，那么小球每次在空中运动的时间相同； 4 在实验中，在白纸上建立直角坐标系的方法是：使斜槽末端的切线水平，小球在槽口时，在白纸上记录球的重心在竖直木板上的水平投影点 O ，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点，利用悬挂在槽口的重锤线画出过 O 点向下的竖直线为 y 轴取下白纸，在纸上画出过 O 点，与 y 轴垂直、方向向右的直线为 x 轴 故选 A ； 56 到达 A 点的时间 小球平抛的初速度 到达 B 点的时间 B 点纵坐标为 7 在竖直方向上 水平方向上 联立方程解得小球抛出时的初速度 故选 A 。 三、解答题1、 （ 1 ） （ 2 ） （ 3 ） mgR 【详解】 （ 1 ）小球从 A 到 B ，根据动能定理 ； 又 得 ； （ 2 ）小球运动到 C 点，根据牛顿第二定律 ，得 ； （ 3 ）小球从 B 运动到 C 点的过程，根据动能定理 ； 解得 ； 小球从 B 运动到 C 点的过程克服阻力做功为 mgR 2、 （ 1 ） a. b. （ 2 ） 【详解】 (1)a 电容器充电所获得的电荷量等于 i-t 图线和横、纵轴所围的面积 图 2 中每一小格的面积为 图线下约 22 小格，面积为 S = 22S 0 所以电容器所获得的电量 ； b 电容器充电时，通过 R 的电流 ,U 为电容器两端的电压， 随着电容器