北京市东城区2021届上学期高三年级期末统一检测物理试卷

本试卷共100分。考试时长90分钟。

第一部分
（选择题
共42分）

本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

1. 关于运动物体的速度和加速度的关系，下列说法正确的是

A. 速度很大时，加速度可以为零

B. 速度为零时，加速度也一定为零

C. 速度增大时，加速度可能为零

D. 速度减小时，加速度一定减小

2. 下列属于超重现象的是

A. 汽车驶过拱形桥顶端

B. 航天器随火箭从地面向上加速发射

C. 人在电梯中随电梯减速上升

D. 宇航员随宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动

3. 如图所示，从同一点沿同一水平方向多次抛出小球，其中三次分别落在台阶上A、B、C三点，用t_A、t_B、t_C分别表示三次小球运动的时间，v_A、v_B、v_C分别表示三次小球被抛出时的速度，则

A. B.

C. D.

4. 一物块在外力F作用下沿粗糙斜面向上运动，一段时间后撤去F，物块继续沿斜面运动，如图所示为物块运动的v-t图像（沿斜面向上方向为正方向），则

A. 物块在t₁时刻距离斜面底端最远

B. 外力F作用的时间为0到t₂时间段

C. 在t₂时刻物块开始沿斜面向下运动

D. 在t₃时刻物块回到了斜面底端

5. 如图所示，一个小球在力F作用下以速率v做匀速圆周运动，若从某时刻起小球的运动情况发生了变化，对于引起小球沿a、b、c三种轨迹运动的原因说法正确的是

A. 沿a轨迹运动，可能是F减小了一些

B. 沿b轨迹运动，一定是F减小了

C. 沿c轨迹运动，可能是v减小了

D. 沿b轨迹运动，一定是v减小了

6. 如图所示，光滑绝缘水平面上带有同种电荷的A、B两个小球质量分别为m₁，m₂，当相距一定距离时同时由静止释放，在释放后的任一时刻，A、B两小球的下列关系正确的是

A. 受力之比等于m₁：m₂

B. 加速度之比等于m₁：m₂

C. 动量之比等于m₂：m₁

D. 动能之比等于m₂：m₁

7. 动圈式话筒的结构图如图所示，当对着话筒讲话时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈跟随一起振动，产生随声音变化的电流。下列说法正确的是

A. 动圈式话筒的原理与奥斯特实验的原理相同

B. 动圈式话筒的原理与电动机的原理相同

C. 动圈式话筒将声音信号转换为电信号

D. 线圈中的电流方向会随着声音变化，电流大小不会随之变化

8. 如图所示，在高为h的粗糙平台上，有一个质量为m的小球，被一根细线拴在墙上，球与墙间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时速度大小为v。从烧断细线到小球刚要落地的过程，下列说法正确的是

A. 小球离开弹簧时的动能是

B. 弹簧弹力做的功等于

C. 弹簧弹力与重力做功的和等于

D. 弹簧弹力与摩擦力做功的和等于

9. 如图所示，滑动变阻器的最大阻值是R₁，定值电阻的阻值是R₂，A、B两端的电压恒定为U，R₂两端的电压用U₂表示，则

A. 开关S断开时，滑片P从a移动到b，U₂从0变化到U

B. 开关S闭合时，滑片P从a移动到b，U₂从0变化到U

C. 若R₁比R₂小很多，开关S断开时，滑片P从a移动到b，U₂的改变量远小于U

D. 若R₁比R₂小很多，开关S闭合时，滑片P从a移动到b，U₂的改变量远小于U

10. 如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，某时刻使水平面上正对磁铁的铝球获得一个指向磁铁轴线的初速度，则

A. 铝球将做匀速直线运动

B. 铝球将做减速直线运动

C. 铝球将做加速直线运动

D. 铝球将做曲线运动

11. 如图所示，磁场区域的边界为圆形，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。带电粒子从a点以初速度v₀,，正对磁场中心O进入磁场，从b点离开磁场时速度方向偏转了。若同样的粒子从a点以大于v₀的速度沿原方向进入磁场。从c点（图中未画出）离开磁场，粒子在磁场中运动的时间为t，速度方向偏转的角度为θ，不计粒子重力。正确的是

A. 粒子带正电荷 B. c点在b点左方

C. D.

12. 某市在冬季常见最大风力为9级（风速约20m/s到24m/s）。如图所示的该市某品牌抗风卷帘门面积为S，单位面积所能承受的最大压力为F。设空气密度为ρ，空气吹到卷帘门上速度立刻减为零，则此卷帘门能承受的垂直方向最大风速v等于

A. B. C. D.

13. 利用如图所示电路做”观察电容器充、放电现象”的实验。实验开始时，先将S拨到1，稳定后再将S拨到2。下列说法正确的是

A. S接1时，电流表的指针从零位置逐渐偏转到最大角度并保持不变

B. S接1时，电压表的指针最初偏转一个最大的角度，然后逐渐回到零位置

C. S接2时，小灯泡由暗逐渐变亮

D. S接2时，电流表的指针最初偏转一个最大的角度，然后逐渐回到零位置

14. 当气体温度升高到一定程度时，其中的分子或原子将由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，这种状态的物质叫等离子体。等离子体有很多奇妙的性质，例如，宇宙中的等离子体会发生”磁冻结”。满足某种理想条件的等离子体内部不能有电场存在，但是可以有磁场。如图所示，一块这样的等离子体从很远处向着磁场B运动，在移进磁场的过程中，下列对等离子体行为的解释错误的是

A. 由于变化的磁场产生电场，因此等离子体内部的磁场不能随时间变化

B. 设想磁场刚要进入等离子体时就感应出了电流，则此电流的磁场与磁场B方向相反

C. 如等离子体内部原来没有磁场，则穿越磁场的过程中其内部磁场一直为零

D. 如等离子体内部原来没有磁场，则穿越磁场的过程中其外部的磁感线不会发生变化

第二部分
（非选择题
共58分）

本部分共6题，共58分。

15. （9分）

（1）某实验小组测定某种金属的电阻率，他们选取了该材料一段粗细均匀的金属丝进行粗测，选用多用电表”×1“欧姆挡测量其阻值，示数如图。读出金属丝电阻值为___________Ω。

（2）已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20 kΩ。电源为干电池组，则以下电路图中应当采用___________（选填甲或乙）电路进行实验。但用电路测量电阻的结果仍然会有误差，会比真实值偏_____________。

（3）实验正确操作获得金属丝的长度L，直径D以及电流表读数I、电压表的读数U，则此材料电阻率的表达式为___________（用题中字母表示）。

16. （9分）

在用打点计时器研究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条纸带如图所示。A、B、C、D、E、F、G为计数点（任两计数点间还有四个点未画出），相邻计数点间时间间隔为。

（1）根据图上数据，则打B点时小车的速度是________m/s，小车的加速度是_________m/s²。（结果保留2位有效数字）

（2）某同学用以下办法绘制了小车运动的v-t图像：先把纸带每隔T＝0.1s剪断，得到若干段纸条，长度分别为x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆。再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条的下端对齐，作为时间轴，标出时间。最后根据纸条上端中心位置做一条直线，于是得到v-t图像（如上图所示）。

a. t₁处应标为___________s；v₁处应标为__________（此空用第（2）问中的字母表示）；

b. 请说明利用纸条长度表示瞬时速度所依据的原理____________________。

17. （9分）

如图所示，一质量m＝1kg的小物块放在水平地面上A点，A点与竖直墙面的距离为2m，物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.8。若小物块从A点以v₀＝9m/s的初速度向正对墙面方向运动，在与墙壁碰撞后以的速度反弹。g取10m/s²，小物块可视为质点。

（1）求小物块在地面上运动时的加速度大小a；

（2）求小物块与墙壁碰撞前瞬间的速度大小v；

（3）若已知碰撞时间为t＝0.1s，求碰撞过程中墙与物块间平均作用力的大小F。

18.（9分）

如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨水平放置，其间距为L，处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。在导轨上垂直导轨放置一根金属棒ab，金属棒在两导轨之间部分的电阻为r，在导轨左侧接有一个阻值为R的定值电阻，除R和r外其余部分电阻均不计。现对ab施加一瞬时冲量，使其获得水平向右的初速v₀，并开始向右滑动。

（1）求刚开始滑动时，金属棒ab中电流的大小，并判断方向。

（2）请说明金属棒ab的运动情况并在图2中定性画出v-t图像。

（3）请证明：在金属棒ab运动过程中，克服安培力做的功W_克安等于产生的电能。

19.（10分）

已知地球的质量为M，半径为R，自转的周期为T，引力常量为G。赤道上地球表面附近的重力加速度用g_e表示，北极处地球表面附近的重力加速度用g_N表示，将地球视为均匀球体。

（1）用已知量写出g_N的表达式；

（2）请比较g_e与g_N的大小并求出二者的差值；

（3）体育比赛中的田赛可分为跳跃、投掷两类项目，田赛成绩会受到纬度的影响。已知迄今男子跳高世界纪录为2.45m，铅球世界纪录为23.12m（铅球运动中最高点约8m）。请分析并说明在运动员体能和技巧都确定的情况下，比赛在高纬度地区和低纬度地区进行相比，哪里更容易创造世界纪录?对跳高和铅球这两项比赛来说，因纬度不同造成运动成绩的数值变化更大的是哪项?（不考虑空气阻力和海拔高度的影响）

20. （12分）

如图所示，三个带有同种电荷的小球，由三根等长的绝缘轻线相连，构成等边三角形，静止于水平光滑绝缘桌面上，桌面上C点到三角形三个顶点的距离相等。已知三个小球质量均为m，电荷量均为q，轻线长均为，小球的质量和电荷量可认为集中在球心，轻线不可伸长。