2022-2023學年北京市西城區高三（上）期末物理試卷

一、單項選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分。）

• 1．一輛小汽車在10s內速度從0達到100km/h,一列火車在300s內速度也從0達到100km/h。若認為加速過程中汽車和火車都在做勻加速直線運動，則加速過程中（　　）

  A．火車的平均速度較大	B．汽車的速度變化較快
  C．火車的加速度較大	D．汽車的位移較大
  組卷：148引用：4難度：0.8

  解析

• 2．手持軟繩的一端O點在豎直方向上做簡諧運動，帶動繩上的其它質點振動形成沿繩水平傳播的簡諧波，P、Q為繩上的兩點。t=0時O點由平衡位置出發開始振動，t₁時刻振動恰好傳播到Q點，繩上OQ間形成如圖所示的波形，以下四幅位移—時間圖像中能反映P點運動情況的是（　　）

  A．	B．
  C．	D．
  組卷：228引用：2難度：0.6

  解析

• 3．如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u=220

  2

  sin100πtV的交流電源上，副線圈接有R=22Ω的負載電阻，原、副線圈匝數之比為5：1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（　　）

  A．電壓表的讀數約為62V

  B．電流表的讀數為10.0A

  C．原線圈的輸入功率為88W

  D．副線圈輸出交流電的頻率為10Hz
  組卷：322引用：2難度：0.7

  解析

• 4．我國高分系列衛星的高分辨對地觀察能力不斷提高，極大豐富了我國自主對地觀測數據源，為現代農業、防災減災、環境監測等領域提供了可靠穩定的衛星數據支持。系列衛星中的“高分三號”的軌道高度約為755km,“高分四號”的軌道為高度約3.6×10⁴km的地球同步軌道。已知地球表面重力加速度g=9.8m/s²，若將衛星的運動均看作是繞地球的勻速圓周運動，則（　　）

  A．“高分三號”的運行周期大于24h

  B．“高分三號”的向心加速度大于9.8m/s2

  C．“高分四號”的運行角速度大于地球自轉的角速度

  D．“高分三號”的運行速度大于“高分四號”的運行速度
  組卷：213引用：3難度：0.5

  解析

• 5．運動員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠處的某個位置。按比賽規則，投擲冰壺運動員的隊友，可以用毛刷在冰壺滑行正前方來回摩擦冰面，減小冰面的動摩擦因數以調節冰壺的運動。以下說法正確的是（　　）

  A．在運動員不摩擦冰面的情況下，冰壺做勻速直線運動

  B．運動員摩擦冰面可以增大冰壺受到的摩擦力

  C．運動員摩擦冰面可以使冰壺加速

  D．運動員摩擦冰面可以使冰壺滑行得更遠
  組卷：254引用：3難度：0.7

  解析

• 6．質量為m的跳傘運動員做低空跳傘表演。他從離開懸停的飛機后到落地前的運動過程可以大致用如圖所示的v-t圖像描述，已知g=10m/s²，由圖像可以推測出（　　）

  A．打開降落傘時運動員距地面的高度為125m

  B．打開降落傘后運動員的加速度小于g

  C．5～9s內運動員受到的空氣阻力大于2mg

  D．0～9s內運動員的機械能先增大后減小
  組卷：410引用：7難度：0.5

  解析

四、計算論述題（本題共4小題，共40分。解答應有必要的文字說明、方程式和重要的演

• 19．類比是研究問題常用的方法。
  （1）如圖1所示，在地面上方，將質量為m的小球用長為l的細線懸掛起來，組成一個單擺。把小球拉離平衡位置后釋放，讓其做偏角很小的振動。已知地球質量為M，小球到地心的距離為r,萬有引力常量為G。求小球所在處的重力加速度g及單擺振動的周期T₁。
  （2）2022年10月31日夢天實驗艙成功發射，并于11月1日與空間站對接后實現在軌運行。若將圖2所示的裝置置于在軌運行的夢天實驗艙中，利用夢天實驗艙的微重力環境，研究庫侖力作用下的振動。
  圖2中，質量為m、電荷量為-q的帶電小球用長為l的絕緣細線懸掛起來，在其正下方固定一個電荷量為+Q的均勻帶電大球，把小球拉離平衡位置后釋放，在大球的庫侖力作用下小球做偏角很小的振動。由于振動過程中細線偏角很小，可認為小球到固定帶電大球中心的距離始終為r,且小球受到大球的庫侖力方向不變，帶電小球的振動類似于重力場中單擺的振動。
  已知靜電力常量為k,類比單擺在地面附近的振動，求帶電小球在夢天實驗艙中的振動周期T₂。
  （3）在歷史上，庫侖曾用類似圖2中的實驗研究了異種電荷間吸引力與距離的關系。下面我們就追尋歷史的腳步，用圖2中的裝置驗證庫侖力大小與電荷間距離的平方成反比。請說明實驗驗證的思路。
  組卷：123引用：1難度：0.5

  解析

• 20．體育課上，直立起跳是一項常見的熱身運動，運動員先蹲下，然后瞬間向上直立跳起，如圖1所示。
  （1）一位同學站在力傳感器上做直立起跳，力傳感器采集到的F-t圖線如圖2所示。根據圖像求這位同學的質量，分析他在力傳感器上由靜止起跳過程中的超重和失重情況。取重力加速度g=10m/s²。
  
  （2）為了進一步研究直立起跳過程，這位同學構建了如圖3所示的簡化模型。考慮到起跳過程中，身體各部分肌肉（包括上肢、腹部、腿部等肌肉）的作用，他把人體的上、下半身看作質量均為m的兩部分A和B，這兩部分用一個勁度系數為k的輕彈簧相連。起跳過程相當于壓縮的彈簧被釋放后使系統彈起的過程。已知彈簧的彈性勢能E_p與其形變量Δx的關系為E_p=

  1

  2

  kΔx²。要想人的雙腳能夠離地，即B能離地，起跳前彈簧的壓縮量至少是多少？已知重力加速度為g。
  （3）“爆發力”是體育運動中對運動員身體水平評估的一項重要指標，人們通常用肌肉收縮產生的力與速度的乘積來衡量肌肉收縮的爆發能力，其最大值稱之為“爆發力”。
  某同學想在家通過直立起跳評估自己的“爆發力”，為了簡化問題研究，他把人離地前重心的運動看作勻加速直線運動，認為起跳時人對地面的平均蹬踏力大小等于肌肉的收縮力。他計劃用體重計和米尺測量“爆發力”，請寫出需要測量的物理量，并利用這些物理量寫出計算“爆發力”的公式。
  組卷：142引用：1難度：0.5

  解析