1、高三物理试卷 第 1 页 共 8 页 北京市北京市石景山区石景山区 20202021 学年第一学期学年第一学期高三高三期末期末物理物理试卷试卷 第第 卷 （ 共卷 （ 共 4242 分 ）分 ） 一、本题共一、本题共 1 14 4 小题，每小题小题，每小题 3 3 分，共分，共 4242 分。分。在每在每小小题题列列出的四个选项中，出的四个选项中，选出最选出最符合符合 题目要求题目要求的一项。的一项。 1 如图 1 所示，质量为 m 的物体用轻绳 AB 悬挂于天花板上。用水平向 左的力 F 拉动绳的中点 O 缓慢移动一小段距离。 用 T 表示绳 OA 段拉 力的大小，在 O 点缓慢向左移动的过
2、程中 AF 逐渐变大，T 逐渐变大 BF 逐渐变大，T 逐渐变小 CF 逐渐变小，T 逐渐变大 DF 逐渐变小，T 逐渐变小 2 如图 2 所示，实线为一次实验中小车运动的 v-t 图像，为了 简化计算，用虚线作近似处理，下列表述正确的是 A小车做曲线运动 B在 t1时刻由虚线计算出的加速度比实际的小 C在 0t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的小 D用虚线作近似处理，改变了小车的运动描述，按照虚线 计算出的位移与实际位移会有很大偏差，此做法不合理 3 如图 3 所示，为了测定气垫导轨上滑块运动的加速度，在滑块上安装了宽度为 d 的 遮光条。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电 门，配套的
3、数字计时器记录了遮光条通过第一个 光电门的时间t1， 通过第二个光电门的时间t2， 遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二 个光电门的时间 t，则可估算滑块加速度的大小为 A 12 1dd ttt B 2 2d t C 21 1dd ttt D 2 2 d t 4 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播， 振幅为 A， 频率为 f， 在 t=t0时刻波形如图 4 所示， 考 生 须 知 1本试卷共 8 页，共三道大题，20 道小题，满分 100 分。考试时间 90 分钟。 2在答题卡上准确填写学校名称、姓名和准考证号。 3试题答案一律填涂或书写在答题卡上，选择题、作图题请用 2B 铅笔作答，其他
4、 试题请用黑色字迹签字笔作答，在试卷上作答无效。 4考试结束，请将本试卷和答题卡一并交回。2021 年 1 月 O v t t1 图 2 图 1 F O A B 图 3 槽码 气垫导轨 数字计时器 光电门 1 光电门 2 遮光条 滑块 刻度尺 高三物理试卷 第 2 页 共 8 页 则 x=0 处质点的运动方程为 A 0 sin 22yAftft B 0 - sin 22yAftft C 0 cos 22yAftft D 0 - cos 22yAftft 5 地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷 成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是 1986 年，
5、预测下次飞近地球 将在 2061 年。如图 5 所示，若哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为 r1，线速度大 小为 v1，加速度大小为 a1；在远日点与太阳中心的距离为 r2，线速度大小为 v2，加 速度大小为 a2。则 Av1v2，a1:a2=r2:r1 Cv1v2，a1:a2=r22:r12 6 一小船在河中 Oxy 平面内运动的轨迹如图 6 所示，下列判断正确的是 A若小船在 x 方向上始终匀速运动， 则在 y 方向上先加速运动后减速运动 B若小船在 y 方向上始终匀速运动， 则在 x 方向上先加速运动后减速运动 C若小船在 y 方向上始终匀速运动， 则在 x 方向上先减速运动后加速运动
6、D若小船在 x 方向上始终匀速运动， 则在 y 方向上也一直匀速运动 7 如图 7 所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小 球A用细线悬挂于支架前端， 质量为m的物块B放在小车右端， 且始终相对于小车静止。B 与小车平板间的动摩擦因数为 ， 若观察到细线偏离竖直方向 角，则此刻小车对物块 B 产生的 作用力的大小和方向为 A 2 1tanmg，斜向右上方 B 2 1mg，斜向左上方 Cmgtan，水平向右 Dmg，竖直向上 y x O v 图 4 图 6 O y x 图 5 图 7 A B v 高三物理试卷 第 3 页 共 8 页 8 真空中两个点电荷所带电荷量相等，其电场的等势面如
7、图 8所示，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的 是 A这两个点电荷电性相同，一定都是正电荷 BP 点的场强一定比 Q 点的场强大 CP 点电势一定比 Q 点电势低 D正检验电荷在 P 点的电势能一定比在 Q 点的电势能大 9 如图9所示，将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B 两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB；若沿虚线2将导体分成两部分，这两 部分所带电荷量分别为QA和QB。对于上述实验，下列判断正确的是 AQAQB，QA为正电荷 BQA=QB，QA为负电荷 CQAm2，r1=r2 Cm1m2，r1r2 （2）下列关于实验的说法正确的是 A轨道需要
8、光滑无摩擦且末端需要保持水平 B通过测量小球做平抛运动的水平位移间接实现测定小球碰撞前后的速度 C用半径尽量小的圆把小球的多次落点圈起来，圆心可视为其落点的平均位置 D若实验结果 121 m OPm OMm ON，则两球在碰撞前后动量守恒 16 （12 分）用伏安法测某金属丝的电阻 Rx（约为 5） 。现有电池组（电动势 3V，内阻约 1） 、 滑动变阻器R0（020， 额定电流2A） 、 双量程电流表 （00.6A， 内阻约 0.125； 03A， 内阻约 0.025） 、 双量程电压表 （03V， 内阻约 3k； 015V， 内阻约 15k） 、 开关、导线若干。 （1） 为减小测量误差，
9、 该实验中， 电流表量程应选用_(选填“00.6A”或“0 3A”)，电压表量程应选用_(选填“03V”或“015V” )。 （2）在图 15（a）中选择测量 Rx的电路原理图_(选填“甲”或“乙” )，并在 图 15（b）中完成相应的实物连线图。 图 14 图 15（b） Rx R0 A V E 甲 乙 Rx R0 A V E 图 15（a） 高三物理试卷 第 6 页 共 8 页 （3）如图 16 所示，请利用实验数据绘出电阻Rx的U-I 图线。由图线可得金属丝的 阻值 Rx=_（保留两位有效数字） 。 （4）实验中，在不损坏电表的前提下，随着滑动变阻器滑片移动的距离 x 的变化， 电池组的
10、总功率 P 也会发生变化。下列能正确反映 P-x 关系的是 三、本题共三、本题共 4 4 小题，共小题，共 4040 分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最 后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 17 （9 分）一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，以初速度 v 沿与磁场垂直的方向射 入磁感应强度为 B 的匀强磁场。 （1）求粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径； （2）求粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期； （3）若粒子质量 m=
11、1.6710-27 kg、电荷量 q=1.610-19 C，初速度 v=5105 m/s， 磁感应强度 B=0.2T，通过计算说明为什么研究粒子在磁场中运动时可以忽略 粒子所受的重力。 A B C D U/V I/A 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.5 1.5 2.5 2.0 1.0 图 16 高三物理试卷 第 7 页 共 8 页 18 （9 分）如图 17（甲）所示，在倾角为 的斜面顶端 O 点，以初速度 v0水平抛出一 小球，小球落到斜面上的 P 点，不计空气阻力。 （1）求小球从O点抛出至落到P点过程中所用的时间t； （2）求小球落到 P 点时重力的瞬时功率； （
12、3） 如图 17 （乙）所示， 某楼梯台阶的竖直高度均为 0.15m，水平宽度均为 0.30m。 若某小球自楼梯的平台上以 v=2m/s 的速度水平飞出，求小球第一次到达台阶 的位置。(g=10m/s2) 19 （10分）如图18(甲)所示，两根平行的光滑金属导轨MN、PQ，距离为L，与左侧 M、 P间连接的电阻R构成一个固定的水平U型导体框架， 导轨电阻不计且足够长。 框架置于一个方向竖直向下、范围足够大的匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场 左侧边界是OO。质量为m、电阻为r、长度为L的导体棒垂直放置在两导轨上， 并与导轨接触良好，给导体棒一个水平向右的初速度v0进入磁场区域，求： （1）导体
13、棒进入磁场瞬间加速度的大小a0； （2）导体棒运动全过程中电阻R上产生的热量Q； （3）推导导体棒的速度v与其位移x的关系，并在图18(乙)中画出图线，标出关 键坐标。 图 17 （甲） O v0 P v 1 3 2 4 图 17（乙） 图 18 M P O Q x v0 O N (甲) R (乙) v x O B 高三物理试卷 第 8 页 共 8 页 20 （12 分）如图 19 所示，在光滑水平桌面上，弹簧 的一端固定,另一端连接一个物块， 弹簧质量不计， 劲度系数为 k，物块（可视为质点）的质量为 m， 静止在 O 点，此时弹簧处于原长状态。以 O 点为 坐标原点，水平向右为 x 轴正方
14、向，建立坐标系 O-x。用力 F 将物块从 O 点缓慢向 右拉至某一位置 x1处，弹簧始终处于弹性限度内。 （1）请画出 F 随物块位移 x 变化的示意图；并根据 F-x 图像求物块沿 x 轴从 O 点运 动到位置 x1的过程中力 F 所做的功。 （2）在位置 x1处将力 F 撤掉，证明力 F 撤掉后物块做简谐运动。 （3）证明力 F 撤掉后物块做简谐运动的机械能与振幅的平方成正比。 （4）在摆角很小的情况下，单摆的运动是简谐运动。如图 20 所示，一单摆的摆长 为 L，在悬点的正下方 0.19L 处有一小钉，设摆角很小，求单摆的左右两侧振 幅之比 1 2 A A 。 O x1 x 图 19
15、0.19L 图 20 高三物理试卷 第 9 页 共 8 页 北京市北京市石景山区石景山区 20202021 学年第一学期高三期末学年第一学期高三期末 物理试卷答案及评分参考物理试卷答案及评分参考 一、选择题（每小题一、选择题（每小题 3 分，共分，共 42 分）分） 2021 年 1 月 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 A C C B D B A B D A D A A C 二、实验题（共二、实验题（共 18 分）分） 15 （1）B（3 分） （2）BC（3 分） 16 （1）00.6A（2 分）03V（2 分） （2）甲，实物连线图如答图 1
16、所示。 （4 分） （3）U-I 图线如答图 2 所示， （1 分）Rx=4.5（保留两位有效数字） 。 （1 分） （4）B（2 分） 答图 1 U/V I/A 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.5 1.5 2.5 2.0 1.0 答图 2 高三物理试卷 第 10 页 共 8 页 三、计算题（共三、计算题（共 4 小题，共小题，共 40 分）分） 17 （9 分） （1）由 2 q Bm R v v，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径 m R qB v (3 分) （2）由 2 R T v ，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 2 m T qB (3 分) （3）由 -
17、14 =1.6 10NFq B 洛 v， -26 =1.67 10 NG mg ， -12 =1.04 10 G F 洛 ；即GF 洛， 所以研究粒子在磁场中的运动时可以忽略粒子所受的重力 (3 分) 18.（9 分） （1）由 2 1 2 ygt， 0 xt v，tan y x ，解得 0 2tan t g v (3 分) （2）由 y Pmgv， y gtv，解得 0 2tanPmgv (3 分) （3）如答图 4 所示，以 O 点为坐标原点建立直角坐标系，竖直向下为 y 轴正方向， 水平向右为 x 轴正方向， 则所有台阶末端连线的直 线方程为 1 2 yx，小球一定落在平抛轨迹与该直 线
18、交点的下方台阶上。 由 1 2 yx， 2 1 2 ygt，xt v； 解得交点坐标 （0.4m， 0.2m） ，故小球首先落在第二级台阶上，y=0.3m，x=2t，求得小球第一次到达台 阶的位置为坐标（ 6 m 5 ， 3 m 10 ）处 (3 分) 19 （10分） （1）由 0 BLI Rrv， 0 BILma 解得导体棒进入磁场瞬间 22 0 0= B L a m Rr v (3分) （2）电阻R与电阻r串联，据Q=I2Rt，可得 r QQRr： 又 2 0 1 = 2 r QQmv 解得 2 0 = 2 R Qm Rr v (3分) （3）由动量定理 0 -BIL tm m vv v
19、 1 3 2 4 答图 4 高三物理试卷 第 11 页 共 8 页 =q I t， = E I Rr ，=E t 解得 BLx q Rr ， 0- BLqmmvv 即 22 0- B L x m Rr vv 导体棒速度v与位移x成线性关系。 其图像如答图5所示 (4分) 20 （12 分） （1）F 随物块位移 x 变化的示意图如答图 6 所示。 由图像面积力 F 所做的功 2 1 1 2 F Wkx (3 分) （2）将力 F 撤掉，物块只受弹簧弹力 -Fkx 弹 ，大小与物块离 O 点的位移 x 大小成正比，方向总指向 O 点， 故力 F 撤掉后物块以 O 点为平衡位置做简谐运动 (3 分) （3）由机械能守恒， 22 kp1 11 += 22 EEkxkA (3 分) （4）在摆角很小的情况下，单摆的运动为简谐运动 sin =-mgkx，= - x mgkx L ，= mg k L 又因为机械能守恒， 22 1122 11 = 22 k Ak A 即 12 21 / 0.8110 = /9 AkmgL AkmgL (3 分) 答图 6 F x x1 O 0 22 mRr B L v 答图 5 v x O v 0