北京市石景山区2024一2025学年度高三上学期期末考试物理试卷（PDF版，含答案）

2025北京石景山高三（上）期末
物 理
本试卷共 8 页，100 分。考试时长 90 分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试
结束后，将答题卡交回。
第一部分
本部分共 14题，每题 3分，共 42 分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面
上滑动时留下的痕迹。在某次交通事故中，汽车刹车线长度为 14 m，汽车刹车的加速度大小为 7 m/s2，
则汽车开始刹车时的速度为
A．7 m/s B．10 m/s
C．14 m/s D．20 m/s
2. 如图 1 所示，轻质网兜兜住重力为 G 的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的 A 点，轻绳
的拉力为 T，墙壁对足球的支持力为 N，则
A．T < N B．T = N 图 1
C．T = G D．T > G
3. 如图 2 所示，物块 A 和物块 B 静止在光滑水平面上，物块 A 质量为 M，物块 B 质 F
A B
量为 m，在已知水平推力 F 的作用下，A、B 向右做匀加速直线运动，物块 A 对物
图 2
块 B 的作用力大小为
M m M m
A． F B． F C． F D． F
M + m M + m m M
4. 我国自主研发的空间站中的“天和”核心舱，绕地球的运行可视为匀速圆周运动。已知引力常量 G，
由下列物理量能计算出地球质量的是
A．核心舱的质量和轨道半径 B．核心舱的质量和运动周期
C．核心舱运动的角速度和周期 D．核心舱运动的线速度和周期
v
5. 如图 3 所示，两个完全相同的小球 A、B，在同一高度处以相同大小的初速度 v0分别沿 v 00
A B
水平和竖直方向抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是
h
A．两小球落地时的速度相同
B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同
图 3
C．从开始运动至落地，两小球动量的变化相同
D．从开始运动至落地，两小球动能的变化相同
x x x
y
6. 在“研究平抛物体的运动”的实验中，验证实验得到的轨迹是否准确可以有这样一 1 y2
y
种方法：以曲线上一点为起点，画三段连续等长的水平线段，再在该水平线等间距 3
处对应作三条竖直线与曲线交于三点，相应得到三段沿竖直方向的线段，其长分别 y
图 4
为 y1、y2、y3，如图 4 所示。若轨迹准确，则
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A． y3 = 3y2 3y1 B． y3 = 2y2 y1
y -y
C． y = 3 1 D． y2 = y3 y1 2
2
O
7. 如图 5 所示，长为 R 且不可伸长的轻绳一端固定在 O 点，另一端系一小球，使
小球在竖直面内做圆周运动。由于阻力的影响，小球每次通过最高点时速度大
图 5
小不同。测量小球经过最高点时速度的大小 v、绳子拉力的大小 F，作出 F 与 v2
的关系图线如图 6 所示。下列说法中正确的是
F
a
A．根据图线可得重力加速度 g = a
R
aR
B．根据图线可得小球的质量m O b 2b v2b
图 6
C．绳长不变，用质量更小的球做实验，得到的图线斜率更大
D．用更长的绳做实验，得到的图线与横轴交点的位置不变
8. 如图 7 所示，用手握住长绳的一端，t = 0 时刻在手的带动下 P 点开始上下振动，其振动图像如图 8 所
示，则 t1时刻绳上形成的波形是
x
P
0 t1
t
图 7 图 8
P
P
P P
A B C D
9. 直升机悬停在空中，由静止开始投放装有物资的箱子，箱子下落时所受的空气阻力与箱子下落的速度
成正比。下落过程中箱子始终保持图 9 所示状态。下列说法正确的是
A. 箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚释放时大
B. 下落过程中箱内物体的加速度逐渐增大
v
C. 下落过程中箱内物体的机械能增大 物资
D. 若下落距离足够大，箱内物体可能不受箱子底部的支持力作用
图 9
10. 如图 10 所示，两个等量异种点电荷分别位于 M、N 两点，P、Q 是 MN 连线上的两
点，且 MP = QN。下列说法正确的是
+ -
Q
A．P 点电场强度比 Q 点电场强度大 M P N
图 10
B．P 点电势比 Q 点电势高
C．若两点电荷的电荷量均变为原来的 2 倍，P 点电场强度大小变为原来的 4 倍
D．若两点电荷的电荷量均变为原来的 2 倍，P、Q 两点间电势差变为原来的 4 倍
11. 如图 11 所示，利用电压传感器和电流传感器观察电容器的充、放电过程。先将单刀双掷开关 S 置于接
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线柱 1，给电容器充电；充电结束后，再将开关 S置于接线柱 2，电容器放电。传感器采集所测电路的
电压、电流信号，得到电容器充、放电过程电压 U 和电流 I 随时间 t 变化的图像，如图 12 所示。下列
说法正确的是
电压 U/V
I/mA
传感器
S 2
电流
传感器 R 1 O
O
t/s t/s C
图 11 图 12
A．电容器充电过程，电流和电压都逐渐增大
B．电容器充电过程，电压逐渐增大而电流逐渐减小
C．电容器放电过程，电容器的电容逐渐增大
D．电容器放电过程，电容器的电容逐渐减小
12. 如图 13 所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器 R0的滑动触头向下移动，下列说法正
确的是 A1 A2
A．电流表 A1、A2的示数都增大
～ V 1 V2 R2 R0
B．电压表 V1、V2的示数都不变 R1
C．原线圈输入功率减小
图 13
D．电阻 R1消耗的电功率减小
13. 图 14 为显像管原理图。若电子枪发射的高速电子束经磁偏转线圈的磁场
偏转后打在荧光屏上 a 点，则
磁偏转线圈
A．磁场的方向垂直纸面向里 图 14
B．磁场越强，电子束打在屏上的位置越靠近屏中心 O点
C．要让电子束从 a 逐渐移向 b，应将磁场逐渐减弱至零，再将磁场反向且逐渐增强
D．要让电子束从 a 逐渐移向 b，应逐渐增强磁场使电子束过 O 点，再将磁场反向且逐渐减弱
14. 利用霍尔传感器可测量自行车的运动速率，如图 15 所示，一块磁铁安装在
前轮上，霍尔传感器固定在前叉上，离轮轴距离为 r，轮子每转一圈，磁
铁就靠近霍尔传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。当磁铁距离霍
尔元件最近时，通过元件的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为 B，在导
体前后表面间出现电势差 U。已知霍尔元件沿磁场方向的厚度为 d，载流 图 15
子的电荷量为-q，电流 I 向左。下列说法正确的是
后
A．前表面的电势高于后表面的电势
B．若车速越大，则霍尔电势差 U 越大
BI
C．元件内单位体积中的载流子数为
Uqd
D．若单位时间内霍尔元件检测到 n 个脉冲，则自行车行驶的速度大 图 16
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2πr
小为
n
第二部分
本部分共 6 题，共 58 分。
15. （10 分）
某同学通过实验测量一个电阻的阻值。
（1）他先用多用电表对该电阻进行初步测量。用电阻×1 挡进行
测量时，指针位置如图 17 所示，该电阻的阻值约为
_________ 。
（2）继续用电压表和电流表更精确地测量该电阻的阻值。找来如
下器材： 图 17
电流表：量程 0~0.6A，内阻约 0.1 ；
电压表：量程 0~3V，内阻约 3 k ；
滑动变阻器：最大阻值 15 ，额定电流 1.0 A；
电源：电动势 3V，内阻约 0.5 ；
开关一个，导线若干。
① 为减小实验误差，电流表和电压表的连接方
V V
式应该选用图 18 中的______（选填“甲”或
A A
“乙”），采用该方式测量的结果与真实值相 Rx Rx
甲 乙
图 18
比___________（选填“偏大”或“偏小”）。
② 他从图 19 所示的两种滑动变阻器的连接方式 Rx
中，选择了一种，经过实验得到表 1 中的数据。 Rx R
R
表 1
甲 乙
图 19
电压 U/V 0.10 0.40 0.60 1.00 1.20 1.50 1.70 2.00
电流 I/A 0.02 0.08 0.12 0.19 0.25 0.31 0.34 0.40
由数据可知，他选择的滑动变阻器的连接方式是图 19 中的______（选填“甲”或“乙”）。
你的判断依据是________________________________。
16. （8 分）
利用图 20 所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。
（1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图 21 所示的一条纸带。在纸带上
选取三个连续打出的点 A、B、C，测得它们到起始点 O 的距离分别为 hA 、
hB 、 hC 。已知当地重力加速度为 g，计时器打点周期为 T，若从 O 点到 B 点
的过程中机械能守恒，应满足的关系式为____________。
图 20
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O A B C
hA
hB
hC
图 21
（2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于该误差下列说法正
确的是______
A．该误差属于偶然误差，可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
B．该误差属于系统误差，可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
C．该误差属于偶然误差，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差
D．该误差属于系统误差，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差
（3）某同学想用气垫导轨验证机械能守恒定律，如图 22
数字计时器
所示。先把导轨调成水平，然后用垫块把导轨的右
光电门 2 光电门 1 挡光条
端支脚垫高 H，读出两支脚上端对应导轨标尺上的距 滑块
离 L，读出两个光电门之间的距离 x。在滑块上安装
宽度为 d 的挡光条，使它由轨道右端滑下，测出它分
标尺
别通过两个光电门时挡光条的挡光时间 t1与 t2，并由 图 22
此计算出滑块通过两个光电门时的速度。则该实验
中______（选填“需要”或“不需要”）测出滑块的质量；若滑块下滑过程中机械能守恒，已知
重力加速度为 g，请写出所测物理量应满足的关系式___________________。
17. （9 分）
如图 23所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为 B。纸面内有一正方形均匀金属线框 abcd，其
边长为 L，总电阻为 R，ab 边与磁场边界平行。从 ab 边刚进入磁场直至 cd 边刚要进入的过程中，线
框在水平向右的拉力作用下以速度 v 匀速运动。求：
（1）线框中感应电动势的大小 E；
c b B
（2）bc 边两端的电势差 Ubc； v
（3）bc 边产生的焦耳热 Q。 d a
图 23
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18. （9分）
A O
如图24所示，光滑的圆弧轨道位于竖直平面内，半径为R，OB沿 R
竖直方向，圆弧轨道上端A点距地面高度为5R。两个相同的可视为质 B
点的滑块，质量均为m，一个静止在 5RB点，另一个从A点由静止释放，
滑动到B点，与静止的滑块碰撞后，粘在一起水平飞出，落在地面C点
C
处。不计空气阻力，重力加速度为g。求：
x
（1）滑块从A点滑到B点时的速度大小vB； 图 24
（2）碰撞过程中两滑块损失的机械能ΔE；
（3）落地点C与B点的水平距离x。
19. （10 分）
某静电除尘器结构如图 25 所示，长方体通道的上下底面是金属板，长为 L，宽为 b，前、后两面

是绝缘的透明有机玻璃，高为 d。大量尘埃颗粒从左端以相同的水平速度 v0
射入除尘器，尘埃颗粒分布均匀。假设尘埃颗粒都相同，质量均为 m，带电
b
量均为-q。当上下两面连接到电压为 U 的高压电源两极时，在两金属板间产 L d
生一个很强的匀强电场，尘埃颗粒如果能被下极板吸附即可实现除尘。不计
尘埃颗粒的重力、空气阻力以及颗粒之间的相互作用力。
+
（1）若尘埃颗粒从左端射入，右端飞出，求： 图 25
a．颗粒穿过除尘器所需要的时间 t；
b．颗粒穿出时偏离水平方向的距离 y；
（2）若电压为 U0时，除尘效率是 25%（即射入颗粒有 25%能被极板吸附），要想使除尘效率达到
100%，应该如何调整高压电源的电压 U；
（3）当除尘效率刚好达到 100%，经过一段时间，下极板左半部分的吸附颗粒与右半部分吸附颗粒的
数量比。
20. （12 分）
如图 26 所示，在《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想：把物体从高山上水
平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体
就不会落回地面，成为人造地球卫星。 v v1 2
已知引力常量为 G，地球质量为 M，地球半径为 R。若取无穷远
图 26
处引力势能为零，则距离地球球心 r 处质量为 m 物体的引力势能为
Mm
EP = G 。求：
r
（1）物体在地球表面附近绕地球做圆周运动，刚好不落回地面的速度 v1的大小；
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（2）从地球表面发射能脱离地球引力范围所需的最小速度 v2的大小；
（3）若使物体速度大于 v1 且小于 v2，物体绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。
某人造地球卫星运行的轨迹为如图 27 所示的椭圆，椭圆半长轴为 a，两个焦点
之间距离为 2c。地球位于椭圆的一个焦点上，卫星质量为 m。
a．请你根据开普勒第二定律，求卫星近地点速度大 v a3
v v43
小 v3与远地点速度大小 v4的比值 ； c
v4
图 27
b．求该卫星在轨道上运行时的机械能 E。
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参考答案
第一部分共 14 题，每题 3 分，共 42 分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
答案 C D B D D A B B A B B A C C
第二部分共 5 题，共 58 分。
15．（1）5Ω（2 分）；
（2）① 甲（2 分），偏小（2 分）；② 乙（2 分），若采用甲图，Rx 电流的最小值约为
E
I = =0.15A ，大于 0.02A，不合理；若采用乙图，Rx 的电流可以从 0 开始变化。故乙图
r + R + Rx + RA
满足条件。（2 分）
2
1 h h
16．（1） gh = C A （2 分）；（2）D（2 分） B
2 2T
2 2
H 1 d 1 d
（3）不需要（2 分）， gx = （2 分）
L 2 t2 2 t1
17．（9 分）
（1）动生电动势 E = BLv
（3 分）
E BLv
（2）由闭合电路欧姆定律 I = 解得 I = （1 分）
R R
R BLv
bc 边两端的电势差Ubc = I 解得Ubc = （2 分）
4 4
L
（3）线框进入磁场的时间 t = （1 分）
v
由焦耳定律，bc 边产生的焦耳热
R B2L3v
Q = I2 t 解得Q = （2 分）
4 4R
18．（9 分）
1
（1）由机械能守恒定律mgR = mv2B 解得 vB = 2gR （3 分）
2
（2）碰撞动量守恒mvB = 2mv
1 2 1能量守恒 mv = 2mv 2
1
B + E 解得 E = mgR （3 分）
2 2 2
1
（ ）由平抛运动规律 x = v t ， 4R = gt23 解得 x=2R （3 分）
2
19．（10分）
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L
（1）a.尘埃做类平抛运动 L = v0t 解得 t = （2 分）
v0
U 1
b.尘埃做类平抛运动 E = ， qE = ma ， y = at 2
d 2
qUL2
解得 y = （3分）
2mdv20
y d
（2）除尘效率 = ，效率25%时， y = ，要想使除尘效率达到100%，应该至少 y = d ，由
d 4
qUL2
y = ， y U ，高压电源的电压要提高至4U0以上。 （2分）
2mdv20
2
1 qU x d
（3）由 y = ，当U一定时， y x
2 ，可得离下底面 0 ~ 高度范围内的尘埃落在下极板前半部
2 md v0 4
d
分；离下底面 ~ d 高度范围内的尘埃落在下极板后半部分；故数量比1：3。
4
（3分）
20．（12分）
（1）物体在地球附近绕地球做圆周运动
2
GMm v GM
= m 1 解得 v = （4 分）
2 1R R R
1 GMm 2GM
（2）由机械能守恒定律 mv22 + = 0 解得 v2 = （4 分）
2 R R
1 1
（3）a.由开普勒第二定律 v3 t (a c) = v4 t (a + c)
2 2
v a + c
解得 3 = （2 分）
v4 a c
1 GMm 1 GMm
b.由机械能守恒定律 mv2 + = mv23 4 + = E
2 a c 2 a + c
GMm
解得 E = （2 分）
2a
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