2025-2026学年北京市丰台区高三上学期期末物理试卷（学生版）

这是一份2025-2026学年北京市丰台区高三上学期期末物理试卷（学生版），共17页。试卷主要包含了 图1为交流发电机的示意图， 磁强计可以测量磁感应强度等内容，欢迎下载使用。
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. 一小车沿直线运动，从t = 0开始由静止匀加速至t = t1时刻，此后做匀减速运动，到t = t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
2. 如图所示，水平面上固定一光滑斜面，滑块A、B叠放在斜面上，A上表面水平。将滑块A、B由静止释放，A、B始终保持相对静止，则滑块B的受力示意图为（ ）
A. B.
C. D.
3. 如图所示，一辆装满石块的货车以加速度a向右做匀加速直线运动。货箱中石块B的质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 货车速度增加得越来越快
B. 在两个相邻的相等时间间隔内，货车的位移相等
C. 石块B对与它接触的物体的作用力方向水平向左
D. 与B接触的物体对B的作用力大小为
4. 如图所示，地球同步卫星与中国空间站均绕地球做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A. 同步卫星的线速度小于空间站的线速度
B. 同步卫星的向心加速度大于空间站的向心加速度
C. 同步卫星的周期小于空间站的周期
D. 空间站中的航天员不受地球引力的作用
5. 真空中某点电荷的等势面如图所示，图中相邻等势面间的电势差相等，P、Q为电场中的两点。下列说法正确的是（ ）
A. 该点电荷一定带负电
B. P点的电场强度一定比Q点的电场强度大
C. P点的电势一定比Q点的电势低
D. 带正电的试探电荷在P点的电势能一定比在Q点的电势能大
6. 一列简谐横波某时刻的波形如图所示，关于介质中的三个质点a、b、c。下列说法正确的是（ ）
A. 该时刻a的加速度最小
B. 该时刻a与c的加速度方向相同
C. 若a比c先回到平衡位置，波沿x轴正方向传播
D. 若波沿x轴正方向传播，一段时间后，a将运动到b的位置
7. 图1为交流发电机的示意图。线圈ABCD绕OO′匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. 电流的表达式（A）
B. 线圈的转速为10r/s
C. 若线圈的转速变为原来的2倍，电流的表达式（A）
D. 若线圈的转速变为原来的2倍，线圈中电流的有效值约为2.26A
8. 如图所示，竖直悬挂的轻弹簧下端连接一个小球，弹簧处于压缩状态。将小球由静止释放，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 小球向下做匀加速运动B. 弹簧恢复原长时小球速度最大
C. 小球运动到最低点时加速度小于gD. 小球运动过程中最大加速度大于g
9. 小京同学把手机水平托在手上并使屏幕朝上，从静止站立状态开始做蹲起动作，手机中的加速度传感器采集到该过程中竖直方向（z轴）的运动数据，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. ，该同学处于超重状态B. ，该同学的速度方向发生变化
C. ，该同学完成了2次蹲起动作D. 2s末，该同学处于静止状态
10. 磁强计可以测量磁感应强度。如图所示，霍尔元件是磁强计的核心部件，将其放在与它垂直的匀强磁场中，当通有恒定电流I时，在元件的前、后两个侧面a、b之间会产生稳定的霍尔电压UH，进而得到匀强磁场磁感应强度B的大小。已知霍尔元件三边长度分别为、、，单位体积内载流子个数为n，载流子的电荷量为q（q＜0）。下列说法正确的是（ ）
A. 前侧面a比后侧面b电势低
B. 霍尔电压
C. 为提高磁强计的灵敏度S（），可适当减小
D. 每个载流子受到的洛伦兹力大小为
11. 如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一磁铁，在磁铁正下方的水平桌面上有一闭合铜质线圈。将磁铁竖直向下拉至某一位置后由静止释放，磁铁开始上下振动，最终停止在某一位置。不考虑空气阻力的作用，线圈始终静止在桌面上。下列说法正确的是（ ）
A. 磁铁振动过程中，线圈受到安培力的方向与磁铁的运动方向相同
B. 磁铁远离线圈时，线圈对桌面的压力大于线圈的重力
C. 增加线圈匝数，磁铁停止振动时的位置发生变化
D. 增加线圈匝数，重复上述过程，弹簧和磁铁组成的系统损失的机械能增大
12. 如图所示，在水平方向的匀强电场中，一带电小球仅受重力和静电力的作用，在竖直面（纸面）内运动。若小球的初速度方向与虚线平行，则其运动轨迹为直线。现小球从M点以初速度竖直向上运动，经过最高点P点，到达与M点等高的N点（P点、N点均未画出）。小球从M点到N点的过程中。下列说法正确的是（ ）
A. 经过P点时动能最小B. 动能先减小后增大，电势能先增大后减小
C. 从M点到P点与从P点到N点的时间相等D. 从M点到P点与从P点到N点的水平位移相等
13. 如图所示，长为l的铜质导体棒CD在磁感应强度为B的匀强磁场中沿垂直于磁场方向向右运动。不考虑自由电子的热运动。下列说法正确的是（ ）
A. 匀速运动过程中，导体棒中自由电子不受静电力的作用
B. 匀加速运动过程中，导体棒CD两端的电势差随时间均匀增大
C. 加速运动过程中，导体棒中自由电子向C端移动
D. 加速运动过程中，导体棒中自由电子受到洛伦兹力的方向由C端指向D端
14. “怀柔一号”卫星用于监测引力波事件产生的高能电磁信号，卫星探测器内的晶体捕获高能光子后，光子被晶体中一静止的束缚电子吸收并全部转化为电子的动能，使电子做直线运动。由于晶体点阵的影响，电子受到的阻力与速度满足f＝kv，k为比例系数。为了排除地磁场对探测器内电子轨迹的影响，卫星采用了屏蔽技术。已知电子的质量为m，光子的能量为E，不考虑相对论效应。下列说法正确的是（ ）
A. 由于电子受到阻力作用，其加速度随时间均匀减小
B. 电子在晶体中运动的时间为t，则其运动轨迹长度为
C. 电子在晶体中运动的最大距离为
D. 若不加屏蔽，晶体点阵中的电子所受合力与速度方向的夹角可能小于90°
第二部分
本部分共6题，共58分。
15. 某小组通过实验探究加速度与力、质量关系，实验装置如图所示。要使小车受到的合外力等于小车受到细线的拉力，需要补偿小车受到的阻力。补偿阻力的方法是：调整轨道的倾斜角度，使小车（ ）
A. 能在轨道上保持静止
B. 受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动
C. 不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动
16. 在“验证机械能守恒定律”实验中，得到一条点迹清晰的纸带如图所示。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、、。已知重物质量为m，打点计时器的打点周期为T，当地重力加速度为g，则从打点O到打点B的过程中，重物的重力势能减少量__________，动能增加量__________（用题中所给字母表示）。
17. 某实验小组利用传感器研究小球在碰撞过程中的动量变化与外力的关系，实验装置如图1所示。实验时，小球从斜槽上a点由静止释放，沿水平方向离开轨道后撞击传感器，撞击后小球沿竖直方向下落。记录传感器被小球撞击时受到的水平作用力F随时间t的变化图像。已知小球的质量m＝0.02kg，保持小球从a点由静止释放，重复多次实验，得到F-t图像如图2所示，结合图像中的信息，小球离开轨道时的速度为__________m/s。改变传感器的位置，使小球与传感器的撞击点高度降低，则F-t图像所围的面积将（选填“变大”、“变小”或“不变”）__________。
18. 某实验小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图1所示。
（1）按照图1所示的电路图，将图2中的器材实物连线补充完整。
（2）将滑动变阻器滑到最左端位置，闭合开关S，调节滑动变阻器R，记录多组U、I数值。请在下图中标出“I＝0.20A，U＝1.10V”对应的点，并作出U-I图线。
（3）已知定值电阻，根据图线计算电池电动势E＝__________V，内阻r＝__________Ω（结果均保留两位小数）。
（4）实验小组通过查阅资料发现：相同类型的不同电池电动势相同而内阻存在差异。实验小组通过研究得到内阻不同的甲、乙两个电池，其内阻的热功率P随路端电压U的变化关系如图所示。请比较甲、乙两个电池内阻的大小关系，并说明原因。
19. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨BC在B点平滑相接，导轨半径为R。质量为m的物块将弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧时速度为，沿半圆形导轨到达C点时速度为。物块可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）弹簧压缩至A点时的弹性势能；
（2）物块在C点时受到导轨对它的弹力的大小；
（3）物块从B点到C点的过程中，导轨BC对物块做的功W。
20. 有一个边长的正方形导线框abcd，质量，由高度处自由下落，如图所示。其下边ab进入匀强磁场区域后，导线框开始做匀速运动，直到其上边dc刚刚开始穿出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度也是l。已知匀强磁场的磁感应强度，g取。求：
（1）导线框进入匀强磁场过程中的电流I；
（2）导线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热Q；
（3）导线框进入匀强磁场过程中的感应电动势E，并在下图中画出导线框穿越匀强磁场的过程中，下边ab两端的电势差随时间t的变化图像。
21. 如图所示，在xOy平面第一、四象限内存在垂直于平面向里的匀强磁场。一带正电的粒子从点射入磁场，粒子速度大小为，速度方向与y轴正方向夹角，从点射出磁场。已知粒子的电荷量为q，质量为m，忽略粒子重力及磁场边缘效应。
（1）求磁感应强度B的大小；
（2）若在xOy平面内某点固定一负点电荷，粒子速度变为，粒子仍沿原轨迹从M点运动到N点。
a、求负点电荷的位置和电荷量；
b、该粒子从N点离开磁场后继续运动，经过x轴上P点（图中未画出）。某同学认为该粒子经过P点时速度大于。你是否同意？请说明理由。
22. 雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到阻力有关。
（1）假设雨滴下落过程中质量为m，空气对雨滴阻力大小为（k为比例系数，v为雨滴的速度），重力加速度为g。求雨滴下落过程中加速度a与速度v的关系式。
（2）某研究小组查阅资料发现，空气阻力会使雨滴横向尺度远大于下落方向的尺度，可将其看成底面半径为R、高为（）的圆柱体。雨滴下落过程中，一方面受到空气阻力的作用，大小为（为比例系数，v为雨滴的速度），另一方面雨滴在下落过程中吸收路径上静止在空中的小水滴，还会受到小水滴的作用力。为简化研究，假设吸收小水滴前后，雨滴的密度始终为，每次吸收的小水滴质量远小于当前雨滴的质量，单位时间内吸收小水滴的质量满足：（为比例系数，v为雨滴的速度）。忽略空气分子和小水滴对雨滴侧面的碰撞。
a、在雨滴吸收小水滴的过程中，求雨滴速度为v时，受到小水滴作用力F的大小；
b、雨滴下落过程中随着不停地吸收小水滴，质量增加，速度增加，一段时间后速度增加变得缓慢。请你建构合理的模型，求雨滴速度增加缓慢过程中雨滴速度v与半径R的关系。
参考答案
1. 【答案】D
【解析】x—t图像的斜率表示速度，小车先做匀加速运动，因此速度变大即0—t1图像斜率变大，t1—t2做匀减速运动则图像的斜率变小，在t2时刻停止图像的斜率变为零。故选D。
2. 【答案】A
【解析】将滑块A、B由静止释放后，滑块A、B将一起沿斜面加速下滑，故滑块B有沿斜面向下的加速度，水平方向有向左的加速度，故滑块A对滑块B有水平向左的摩擦力。
故选A。
3. 【答案】D
【解析】AB．货车做匀加速直线运动，加速度不变，速度均匀增大，在两个相邻的相等时间间隔内，货车的位移不相等，故AB错误；
CD．石块B的加速度水平向右，故所受合外力水平向右，石块B的受力情况如图所示
故与石块B接触的物体对它的作用力向右上方，根据牛顿第三定律可知，石块B对与它接触物体的作用力向左下方，与B接触的物体对B的作用力大小为，故C错误，D正确。故选D。
4. 【答案】A
【解析】ABC．根据万有引力提供向心力有，，，解得，，
即轨道半径越大，线速度越小，向心加速度越小，周期越大，故同步卫星的线速度小于空间站的线速度，同步卫星的向心加速度小于空间站的向心加速度，同步卫星的周期大于空间站的周期，故A正确，BC错误；
D．空间站中的航天员虽处于完全失重状态，但仍受地球引力的作用，故D错误。故选A
5. 【答案】B
【解析】ACD．该等势面既可能是正点电荷的等势面，也可能是负点电荷的等势面，故该点电荷可能带正电也可能带负电，P点的电势可能比Q点的电势高，也可能比Q点的电势低，带正电的试探电荷在P点的电势能可能比在Q点的电势能大，也可能比在Q点的电势能小，故ACD错误；
B．等势面越密集的地方电场强度也越大，故P点的电场强度一定比Q点的电场强度大，故B正确。故选B。
6. 【答案】C
【解析】A．该时刻a位于正向最大位移处，加速度最大，故A错误；
B．该时刻a与c位于平衡位置两侧，加速度由质点所在位置指向平衡位置，故a与c的加速度方向相反，故B错误；
C．若a比c先回到平衡位置，则该时刻c的速度方向沿方向，根据同侧法可知，波沿x轴正方向传播，故C正确；
D．波在传播过程中，质点不会随波迁移，故D错误。故选C。
7. 【答案】C
【解析】A．由图2可知，电流的表达式为正弦形式，且，
故电流的表达式为，故A错误；
B．线圈的转速为，故B错误；
CD．根据，可知，若线圈的转速变为原来的2倍，和均变为原来的2倍，电流的表达式为
根据可知，线圈中电流的有效值为，故C正确，D错误。
故选C。
8. 【答案】D
【解析】AB．将小球由静止释放后，小球将沿竖直方向做简谐运动，向下运动的过程先是加速度逐渐减小的加速运动，后是加速度逐渐增大的减速运动，当小球所受合力为零时速度最大，此时弹簧处于拉伸状态，故AB错误；
CD．刚释放小球时，弹簧处于压缩状态，对小球的弹力方向竖直向下，故小球在最高点时所受合力竖直向下，大于mg，加速度大于g，根据简谐运动的对称性可知，小球运动到最低点时加速度大于g，故C错误，D正确。故选D。
9. 【答案】D
【解析】A．，该同学的加速度先是等于零，后来小于零，则该同学开始既不超重也不失重，后来处于失重状态，故A错误；
B．，该同学的加速度先向下后向上，先失重后超重，该同学的运动过程为先向下加速后向下减速，速度方向不变，故B错误；
CD．该同学末下蹲到最低点，处于静止状态，，先超重后失重，做起立的动作，，该同学完成1次蹲起动作，故C错误，D正确。故选D。
10. 【答案】C
【解析】A．电流水平向左，载流子带负电，根据左手定则可知，载流子在通过长方形霍尔元件时将偏向后侧面b，所以前侧面a比后侧面b的电势高，故A错误；
B．设载流子定向移动的速度为，则有可得
根据洛伦兹力等于电场力可得
霍尔电压联立可得，故B错误；
C．根据表达式可知，在磁场强度一定的情况下，减小，电压将增大，所以减小可以提高灵敏度，故C正确；
D．每个载流子受到的洛伦兹力大小为
其中代入可得，故D错误。故选C。
11. 【答案】A
【解析】A．根据楞次定律的广义表述可知，若磁铁向下运动，线圈与磁铁间相互排斥，线圈受到的安培力向下；若磁铁向上运动，线圈与磁铁间相互吸引，线圈受到的安培力向上，故A正确；
B．磁铁远离线圈时，线圈所受安培力向上，故桌面对线圈支持力小于线圈的重力，根据牛顿第三定律可知，线圈对桌面的压力小于线圈的重力，故B错误；
C．磁铁停止振动时受力平衡，弹簧对磁铁的弹力等于磁铁的重力，所以，增加线圈匝数，磁铁停止振动时弹簧的长度不变，磁铁的位置也不变，故C错误；
D．增加线圈匝数，磁铁停止振动时的位置不变，弹簧和磁铁组成的系统减少的重力势能也就不变，损失的机械能也就不变，故D错误。故选A。
12. 【答案】C
【解析】A．由题意可知，小球所受合力沿虚线方向，则小球所受电场力的方向水平向右，故小球所受合力沿虚线向下。小球从M点到N点的过程中，初速度与合力成钝角，则速度与合力的夹角由钝角逐渐减小为锐角，动能先减小后增大，当速度与合力垂直时动能最小，小球经过P点时，速度方向水平向右，速度与合力成锐角，动能不是最小，故A错误；
B．小球从M点到N点的过程中，水平方向的位移向右，电场力做正功，电势能减小，故B错误；
CD．小球竖直方向做竖直上抛运动，根据对称性可知，从M点到P点与从P点到N点的时间相等；小球水平方向做匀加速直线运动，从M点到P点与从P点到N点的水平位移不相等，故C正确，D错误。故选C。
13. 【答案】B
【解析】A．导体棒匀速运动时，自由电子在洛伦兹力的作用下向D端移动，导体棒两端形成电势差，导体棒内部形成向下的电场，所以自由电子会受到向上的静电力的作用，且稳定时满足静电力与洛伦兹力平衡，即处于静电平衡状态，故A错误；
B．导体棒匀加速运动时，其速度为
则动生电动势为
故电动势随时间均匀增大。由于导体棒CD两端的电势差大小等于电动势，因此导体棒CD两端的电势差随时间均匀增大，故B正确；
CD．导体棒加速运动中，电子在水平方向向右运动，竖直方向向上运动，合速度方向向右上方，由左手定则可知，自由电子受到的洛伦兹力方向朝左下方，所以洛伦兹力使得自由电子向D端移动，故CD错误。故选B。
14. 【答案】C
【解析】A．根据牛顿第二定律可知，电子的加速度大小
即加速度随着速度均匀减小，因加速度并非保持不变，故速度并不随着时间均匀减小，则加速度并不随着时间均匀减小，故A错误；
B．电子的初动能为解得
假设电子做匀减速直线运动，则其运动轨迹长度为
但实际上电子的运动为加速度减小的减速运动，时间t内的平均速度小于，故时间t内运动轨迹的长度小于，故 B 错误。
C．在一段极短的时间内，根据动量定理有即
两边分别求和得解得，故C正确；
D．若不加屏蔽，晶体点阵中的电子受到一个与速度方向相反的阻力和一个与速度方向垂直的洛伦兹力，则合力与速度方向成钝角，即所受合力与速度方向的夹角不可能小于90°，故D错误。故选 C。
15. 【答案】C
【解析】补偿阻力的方法是：调整轨道的倾斜角度，使小车不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动。故选C。
16. 【答案】 ；
【解析】从打点O到打点B的过程中，重物的重力势能减少量
打B点时的速度
动能增加量
17. 【答案】1.3 ；不变
【解析】小球沿水平方向离开轨道后撞击传感器，撞击后小球沿竖直方向下落，根据动量定理，撞击过程对小球有
解得小球离开轨道时的速度
若降低小球与传感器的撞击点的高度，则撞击前小球沿水平方向的速度不变，所以F-t图像所围的面积不变。
18. 【答案】（1）见解析 （2）见解析
（3） 1.55 ；1.10 （4）甲的内阻较小，，当U=0时，纵轴截距为，内阻越大，纵截距越小，已知甲电池组的内阻较小
【解析】【小问1】实物连线如图
【小问2】在图中标出“I＝0.20A，U＝1.10V”对应的点，并作出U-I图线如图。
【小问3】根据U=E-I(R0+r)，结合图线可得电池电动势E＝1.55V，内阻
【小问4】由焦耳定律可得电源内阻热功率为，P与U为二次函数关系，图像的开口向上的抛物线的一部分，由于电动势相同，当U=0时，纵轴截距为，内阻越大，纵截距越小，已知甲电池组的内阻较小。
19. 【答案】（1） （2）
（3）
【解析】【小问1】水平面光滑，物块从释放到脱离弹簧的过程中，只有弹簧的弹力做功，弹性势能全部转化为物块的动能，则由机械能守恒定律可知弹簧压缩至A点时的弹性势能为
【小问2】在C点对物块进行受力分析，列牛顿第二定律方程有
解得物块在C点时受到导轨对它的弹力的大小为
小问3】对物块从B点到C点的过程列动能定理方程有
解得导轨BC对物块做的功为
20. 【答案】（1） （2） （3），见解析
【解析】【小问1】其下边ab进入匀强磁场区域后，导线框开始做匀速运动，
根据平衡条件有，解得
【小问2】由能量守恒，可知
【小问3】线框进入磁场前，做自由落体运动，有，解得
线框进入匀强磁场过程中的感应电动势
根据右手定则可知电流方向为逆时针，端电势高，则ab两端的电势差
线框出匀强磁场过程中，感应电动势不变，边切割磁感线，根据右手定则可知电流方向为顺时针，还是端电势高，则ab两端的电势差
线框进磁场和出磁场的时间均为
下边ab两端的电势差随时间t的变化图像如图所示
21. 【答案】（1） （2）a、，电荷量大小为；b、同意，理由见解析
【解析】【小问1】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有
粒子运动的轨迹如图所示
根据几何关系可知，
联立可得到磁感应强度大小为
【小问2】a、粒子能够沿着原轨迹运动说明粒子以相同的半径r做匀速圆周运动，受到的合力应指向轨迹的圆心，根据第1问的计算，负点电荷所在的位置应为
设负点电荷的带电量大小为Q，则有可解得
b、从N点离开磁场后，粒子运动中只受到库仑力的作用，此时缺少洛伦兹力后库仑力不足以提供粒子做圆周运动的向心力，粒子会做离心运动。库仑力的形式与万有引力都符合的关系，所以类比于有中心天体情况下的行星运动可知，粒子会做椭圆运动，运动的大致轨迹如下图所示
原圆周运动的圆心是椭圆运动的一个焦点，根据轨迹可知粒子回到x轴时与负点电荷的距离比N点更近，所以库仑力做正功，速度大于。
22. 【答案】（1） （2），
【解析】【小问1】对雨滴受力分析，由牛顿第二定律，
解得（）
【小问2】a、设时间内吸收小水滴的质量为，每次吸收的小水滴质量远小于当前雨滴的质量，即，吸收后的速度大小为
由动量守恒有，故
对小水滴由动量定理有
故小水滴受到的作用力
据牛顿第三定律雨滴受到小水滴作用力
b、一段时间后速度增加变得缓慢，加速度趋于0，设此时质量增加到M
空气阻力
水滴作用力

联立解得