2022-2023學(xué)年北京市西城區(qū)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(nèi)速度從0達到100km/h,一列火車在300s內(nèi)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（　?。?/h2>

  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：140引用：3難度：0.8

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• 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(zhì)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(fā)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：217引用：2難度：0.6

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• 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(shù)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(shù)約為62V

  B．電流表的讀數(shù)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：319引用：2難度：0.7

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• 4．我國高分系列衛(wèi)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(shù)據(jù)源，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域提供了可靠穩(wěn)定的衛(wèi)星數(shù)據(jù)支持。系列衛(wèi)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(wèi)星的運動均看作是繞地球的勻速圓周運動，則（　?。?/h2>

  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(zhuǎn)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：204引用：3難度：0.5

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• 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(guī)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(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運動。以下說法正確的是（　?。?/h2>

  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：241引用：3難度：0.7

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• 6．質(zhì)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（　?。?/h2>

  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(nèi)運動員受到的空氣阻力大于2mg

  D．0～9s內(nèi)運動員的機械能先增大后減小
  組卷：372引用：7難度：0.5

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四、計算論述題（本題共4小題，共40分。解答應(yīng)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(zhì)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(zhì)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(fā)射，并于11月1日與空間站對接后實現(xiàn)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(huán)境，研究庫侖力作用下的振動。
  圖2中，質(zhì)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(guān)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：121引用：1難度：0.5

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• 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(xué)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(jù)圖像求這位同學(xué)的質(zhì)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(xué)構(gòu)建了如圖3所示的簡化模型?？紤]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(zhì)量均為m的兩部分A和B，這兩部分用一個勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連。起跳過程相當(dāng)于壓縮的彈簧被釋放后使系統(tǒng)彈起的過程。已知彈簧的彈性勢能E_p與其形變量Δx的關(guān)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(fā)力”是體育運動中對運動員身體水平評估的一項重要指標(biāo)，人們通常用肌肉收縮產(chǎn)生的力與速度的乘積來衡量肌肉收縮的爆發(fā)能力，其最大值稱之為“爆發(fā)力”。
  某同學(xué)想在家通過直立起跳評估自己的“爆發(fā)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(fā)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(fā)力”的公式。
  組卷：136引用：1難度：0.5

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