2022-2023学年北京市西城区高三（上）期末物理试卷

一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。）

• 1．一辆小汽车在10s内速度从0达到100km/h,一列火车在300s内速度也从0达到100km/h。若认为加速过程中汽车和火车都在做匀加速直线运动，则加速过程中（　　）

  A．火车的平均速度较大	B．汽车的速度变化较快
  C．火车的加速度较大	D．汽车的位移较大
  组卷：141引用：3难度：0.8

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• 2．手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其它质点振动形成沿绳水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点。t=0时O点由平衡位置出发开始振动，t₁时刻振动恰好传播到Q点，绳上OQ间形成如图所示的波形，以下四幅位移—时间图像中能反映P点运动情况的是（　　）

  A．	B．
  C．	D．
  组卷：228引用：2难度：0.6

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• 3．如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220

  2

  sin100πtV的交流电源上，副线圈接有R=22Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为5：1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）

  A．电压表的读数约为62V

  B．电流表的读数为10.0A

  C．原线圈的输入功率为88W

  D．副线圈输出交流电的频率为10Hz
  组卷：322引用：2难度：0.7

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• 4．我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高，极大丰富了我国自主对地观测数据源，为现代农业、防灾减灾、环境监测等领域提供了可靠稳定的卫星数据支持。系列卫星中的“高分三号”的轨道高度约为755km,“高分四号”的轨道为高度约3.6×10⁴km的地球同步轨道。已知地球表面重力加速度g=9.8m/s²，若将卫星的运动均看作是绕地球的匀速圆周运动，则（　　）

  A．“高分三号”的运行周期大于24h

  B．“高分三号”的向心加速度大于9.8m/s2

  C．“高分四号”的运行角速度大于地球自转的角速度

  D．“高分三号”的运行速度大于“高分四号”的运行速度
  组卷：213引用：3难度：0.5

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• 5．运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行正前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。以下说法正确的是（　　）

  A．在运动员不摩擦冰面的情况下，冰壶做匀速直线运动

  B．运动员摩擦冰面可以增大冰壶受到的摩擦力

  C．运动员摩擦冰面可以使冰壶加速

  D．运动员摩擦冰面可以使冰壶滑行得更远
  组卷：251引用：3难度：0.7

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• 6．质量为m的跳伞运动员做低空跳伞表演。他从离开悬停的飞机后到落地前的运动过程可以大致用如图所示的v-t图像描述，已知g=10m/s²，由图像可以推测出（　　）

  A．打开降落伞时运动员距地面的高度为125m

  B．打开降落伞后运动员的加速度小于g

  C．5～9s内运动员受到的空气阻力大于2mg

  D．0～9s内运动员的机械能先增大后减小
  组卷：405引用：7难度：0.5

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四、计算论述题（本题共4小题，共40分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演

• 19．类比是研究问题常用的方法。
  （1）如图1所示，在地面上方，将质量为m的小球用长为l的细线悬挂起来，组成一个单摆。把小球拉离平衡位置后释放，让其做偏角很小的振动。已知地球质量为M，小球到地心的距离为r,万有引力常量为G。求小球所在处的重力加速度g及单摆振动的周期T₁。
  （2）2022年10月31日梦天实验舱成功发射，并于11月1日与空间站对接后实现在轨运行。若将图2所示的装置置于在轨运行的梦天实验舱中，利用梦天实验舱的微重力环境，研究库仑力作用下的振动。
  图2中，质量为m、电荷量为-q的带电小球用长为l的绝缘细线悬挂起来，在其正下方固定一个电荷量为+Q的均匀带电大球，把小球拉离平衡位置后释放，在大球的库仑力作用下小球做偏角很小的振动。由于振动过程中细线偏角很小，可认为小球到固定带电大球中心的距离始终为r,且小球受到大球的库仑力方向不变，带电小球的振动类似于重力场中单摆的振动。
  已知静电力常量为k,类比单摆在地面附近的振动，求带电小球在梦天实验舱中的振动周期T₂。
  （3）在历史上，库仑曾用类似图2中的实验研究了异种电荷间吸引力与距离的关系。下面我们就追寻历史的脚步，用图2中的装置验证库仑力大小与电荷间距离的平方成反比。请说明实验验证的思路。
  组卷：122引用：1难度：0.5

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• 20．体育课上，直立起跳是一项常见的热身运动，运动员先蹲下，然后瞬间向上直立跳起，如图1所示。
  （1）一位同学站在力传感器上做直立起跳，力传感器采集到的F-t图线如图2所示。根据图像求这位同学的质量，分析他在力传感器上由静止起跳过程中的超重和失重情况。取重力加速度g=10m/s²。
  
  （2）为了进一步研究直立起跳过程，这位同学构建了如图3所示的简化模型。考虑到起跳过程中，身体各部分肌肉（包括上肢、腹部、腿部等肌肉）的作用，他把人体的上、下半身看作质量均为m的两部分A和B，这两部分用一个劲度系数为k的轻弹簧相连。起跳过程相当于压缩的弹簧被释放后使系统弹起的过程。已知弹簧的弹性势能E_p与其形变量Δx的关系为E_p=

  1

  2

  kΔx²。要想人的双脚能够离地，即B能离地，起跳前弹簧的压缩量至少是多少？已知重力加速度为g。
  （3）“爆发力”是体育运动中对运动员身体水平评估的一项重要指标，人们通常用肌肉收缩产生的力与速度的乘积来衡量肌肉收缩的爆发能力，其最大值称之为“爆发力”。
  某同学想在家通过直立起跳评估自己的“爆发力”，为了简化问题研究，他把人离地前重心的运动看作匀加速直线运动，认为起跳时人对地面的平均蹬踏力大小等于肌肉的收缩力。他计划用体重计和米尺测量“爆发力”，请写出需要测量的物理量，并利用这些物理量写出计算“爆发力”的公式。
  组卷：141引用：1难度：0.5

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