2022-2023学年变式题 北京市西城区2021-2022学年度高三上学期期末考试物理变式题库（解析版）

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变式题库
【原卷 1 题】 知识点 速度、速度变化量和加速度的区别,加速度的方向与速度变化的关系

【正确答案】
B
【试题解析】


1-1（基础） 下表是四种交通工具做直线运动时的速度改变情况，下列说法正确的是（　　）

初始速度（m/s）
经过时间（s）
末速度（m/s）
①
2
3
11
②
0
3
6
③
0
20
6
④
0
100
20
A.①的速度变化最大，加速度最大
B.②的速度变化最慢
C.③的速度变化最快
D.④的末速度最大，但加速度最小
【正确答案】 D

1-2（基础） 下表中表示不同物体的运动情况，以下说法正确的是：（ ）

初始速度
经历的时间/s
末速度
自行车下坡
2.0
3.0
11.0
公共汽车出站
0
2.0
6.0
火车出站
0
100.0
20.0
某舰艇出航
0
50.0
100
飞机在天空中飞行
300.0
200.0
300.0
A.飞机一定做匀速直线运动 B.火车出站时的加速度最大
C.舰艇出航时速度变化最快 D.自行车下坡与公共汽车出站的平均加速度大小相同
【正确答案】 D

1-3（巩固） 物体做直线运动，如果加速度方向与速度方向一致，且加速度由某一值逐渐减小，直到为零，则在此过程中，物体运动的（　　）
A.速度越来越小，至加速度为零时，速度为零
B.速度越来越大，至加速度为零时，速度最大
C.速度先增大，后减小，直到为零
D.速度先减小后增大，直到最大
【正确答案】 B

1-4（巩固） 如图所示，飞机从静止起飞过程中，在2min内速度达180km/h；玩具车从静止启动过程中，在2s内速度达10m/s。对于上述两个过程，下列说法正确的是（　　）

A.“180km/h”、“10m/s”均指平均速度大小
B.飞机速度的变化量比玩具车速度的变化量小
C.飞机速度的变化率比玩具车速度的变化率小
D.玩具车在启动瞬间，速度和加速度均为零
【正确答案】 C

1-5（巩固） 一个做变速直线运动的物体，加速度逐渐减小，直至为零，那么该物体的运动情况不可能的是（　　）
A.速度方向反过来 B.速度不断增大，方向发生改变
C.速度不断增大，加速度为零时速度最大 D.速度不断减小，加速度为零时速度最小
【正确答案】 B

1-6（巩固） 钢球从油桶液面静止释放，在油中直线下落过程中，由于油的阻力作用，其加速度逐渐减小到零，在此过程中钢球的运动情况是（　　）
A.随着加速度的减小，平均速度减小
B.速度不断减小，当加速度为零时，速度最小
C.速度不断增大，当加速度为零时，速度最大
D.当加速度减小到0时，物体刚好静止
【正确答案】 C

1-7（提升） 利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示，为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像，x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间。下列说法中正确的是（　　）

A.根据甲图可求出物体的加速度大小为3m/s2
B.根据乙图可求出物体的加速度大小为5m/s2
C.根据丙图可求出物体的加速度大小为2m/s2
D.根据丁图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s
【正确答案】 B

【原卷 2 题】 知识点 带电小球的平衡问题

【正确答案】
B
【试题解析】


2-1（基础） 如图所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B，静止在图示位置；若固定的带正电的小球A电量为Q，B球的质量为m，带电量为q，丝线与竖直方向夹角为θ，A和B在同一水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球之间的距离为多少？（静电力常量为k）（　　）

A. B. C. D.
【正确答案】 A

2-2（基础） 如图所示，一个带电球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的P1、P2和P3处．当小球N静止时，观察丝线与竖直方向的夹角．通过观察发现：当小球N挂在P1时，丝线与竖直方向的夹角最大；当小球N挂在P3时，丝线与竖直方向的夹角最小．根据三次实验结果的对比，可知（ ）

A.小球N距球体M越远，它们间的静电力越小
B.在距球体M越远的位置，球体M产生的电场越强
C.小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积成正比
D.小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积成反比
【正确答案】 A

2-3（巩固） 质量分别为，，电荷量分别为，的带同种电荷的小球，分别用长度为，的绝缘细线悬挂在同一点O，当系统稳定时，，与水平方向的夹角分别为60°、30°。则细线，上的拉力之比为（　　）

A. B. C. D.
【正确答案】 C

2-4（巩固） 如图所示，带电球C置于铁架台旁，系在绝缘丝线上的带电小球A挂在铁架台的P点。小球A静止时与带电球C处于同一水平线上，与带电球C的距离为r，丝线与竖直方向的夹角为。已知A球的质量为m，电荷量为，重力加速度为g静电力常量为k，两球可视为点电荷，则带电球C在小球A所在处产生的电场的场强的大小和带电球C所带的电荷量Q分别为（　　）

A.，
B.，
C.，
D.，
【正确答案】 D

2-5（巩固） 如图为三个固定的带电小球A、B和C（均可视为质点），相互之间的距离分别为、、，且BC水平。若小球C所受库仑力的合力垂直于BC竖直向上，则（　　）

A.小球A、B、C可能带同种电荷
B.小球A、C带同种电荷，小球B、C带异种电荷
C.小球A、B所带电荷量之比为4:5
D.小球A、B所带电荷量之比为5:4
【正确答案】 C

2-6（巩固） 如图所示，带电性质相同且电荷量为的A、B两小球，A球被放在绝缘的水平台面上，B球被长为的轻绳悬于点，的距离等于的距离且夹角为，静电力常量为，两球可视为点电荷，若B球的电荷量在逐渐减小的过程中，则下列说法中正确的是（　　）

A.轻绳对B球的拉力不变
B.轻绳对B球的拉力逐渐增大
C.在电荷量还没减小时，A、B两球之间的静电力大小为
D.在电荷量还没减小时，A、B两球之间的静电力大小为
【正确答案】 A

2-7（提升） 如图所示，质量的小物块b置于倾角为的斜面体c上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电荷的小球M连接，左侧细绳与斜面平行，带负电荷的小球N用绝缘细绳悬挂于P点，两小球的质量相等。初始时刻，连接小球M的一段细绳与竖直方向的夹角且两小球之间的距离d=3cm。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面，且b、c都静止，放电结束后滑块b恰好没滑动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。静电力常量。下列说法正确的是（　　）

A.初始状态，地面对斜面体c的摩擦力大小为
B.放电过程中，小物块b对斜面体c的摩擦力不一定变大
C.地面对斜面体c的支持力先变小后变大
D.小物块b和斜面体c之间的动摩擦因数为
【正确答案】 A

【原卷 3 题】 知识点 正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导,根据有效值计算交流电路中的电功、电功率和焦耳热,交流电的u-t图像和i-t图像

【正确答案】
C
【试题解析】


3-1（基础） 某电路中的电流随时间的变化规律如图所示，让该电流通过一个阻值为2Ω的电阻，在0.6s内产生一定的热量，如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻，也能在0.6s内产生相等的热量，则这个电流值为（　　）

A.1.5A B.A
C.A D.3A
【正确答案】 C

3-2（基础） 如图所示为一交变电流随时间变化的图像，正负半轴都是正弦曲线的一个部分，则此交变电流的有效值为（　　）

A. B. C. D.
【正确答案】 D

3-3（巩固） 一个按正弦规律变化的交变电流的i-t图像如图所示。下列说法中不正确的是（　　）

A.该交流电的周期为T=0.02s B.该交变电流的频率f=50Hz
C.该交变电流的有效值I=20A D.该交变电流的最大值为Im=20A
【正确答案】 C

3-4（巩固） 如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦式电流的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦式电流的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦式电流的说法正确的是（　　）

A.a和b的转速之比为
B.两种情况在0.3s时通过线圈的磁通量相同
C.a和b在相等时间内产生的焦耳热之比为
D.a和b的有效值之比为
【正确答案】 D

3-5（巩固） 如图甲所示为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，发电机线圈匝数为20匝，内阻为1，外接灯泡的电阻为9恒定不变，则下列说法中正确的是（　　）

A.电压表的读数为6V
B.发电机输出功率为36W
C.线圈转动过程中，磁通量的最大值为Wb
D.在时刻，线圈平面恰好经过中性面位置
【正确答案】 D

3-6（巩固） 某交流发电机产生正弦式交变电流的图像如图所示，下列判断正确的是（　　）

A.交变电流的频率为 100Hz
B.交变电流的表达式为 i=5cos50πt（A）
C.在 t=0.02s 时，交流发电机线圈位于中性面位置
D.1s 内电流改变方向 100 次
【正确答案】 D

3-7（提升） 如图甲所示为一种简单的整流电路，ab为交变电压信号输入端，D为二极管，可将交变电流变为直流，R为阻值为15的定值电阻。若对该电路ab端输入如图乙所示按正弦规律变化的电压信号，则下列说法正确的是（　　）

A.ab两点间接入的交变电流的电压u随时间t变化的规律是u=100sin100t（V）
B.电阻R两端电压有效值为50V
C.定值电阻R在1min内产生的热量为2.0×104J
D.一个周期内通过的R的电流的平均值为A
【正确答案】 D

【原卷 4 题】 知识点 机械波中质点振动的特点,机械波相关物理量的计算

【正确答案】
D
【试题解析】


4-1（基础） 二人分乘甲乙两条船在湖中钓鱼，两船相距。有一列水波（视为简谐横波）从波源发出依次传到甲乙两船（相对位置如图所示），每条船每分钟完成全振动10次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰。下列说法中正确的是（　　）

A.这列波的速度为 B.这列波的波长为
C.这列波的周期为 D.这列波的频率为
【正确答案】 B

4-2（基础） 如图所示，训练者跨步蹲，双手各自正握同一材质的两绳一端，在竖直方向上下甩动，在绳子上交替做出不同的波动，其运动状态可视为简谐运动。由于初练者双手肌肉力量不一致，左手每秒抖动4下，右手每秒抖动5下，则在左、右两绳上传播的波（　　）

A.周期之比为 B.速度之比为
C.振幅之比为 D.波长之比为
【正确答案】 D

4-3（巩固） 如图甲所示，t＝0时，一小船停在海面上的P点，一块浮木漂在纵坐标y＝0.5m的R点，其后小船的振动图像如图乙所示，则（　　）

A.水波的振动向x轴负方向传播 B.水波波速为4.8m/s
C.1.5s末，浮木的纵坐标刚好为零 D.0.9s末，小船的加速度达到正向最大值
【正确答案】 D

4-4（巩固） “甩绳”运动可以提升健身者的爆发力、心肺耐力等，如图甲所示，两根相同的绳子一端固定，健身者双手分别握住绳子的另一端，两臂上下交替抖动，绳子在竖直面内分别形成波形。如图乙开始时，健身者抖动M端和N端，产生的波I、II恰好分别传到A点和B点，已知M、N到固定点距离为10m，A点到固定点距离为4m，每秒抖动3次，波I、II可视为简谐波，则（　　）

A.波I的传播速度为
B.波I的起振方向竖直向上，且与波II的起振方向相反
C.波I比波II先到达固定端
D.从开始振动到如图时刻，质点P与Q的振动方向始终相同
【正确答案】 B

4-5（巩固） 一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T。在t＝0时的波形如图所示，波上有P、Q两点，其纵坐标分别为yP＝2 cm，yQ＝-2 cm，下列说法错误的是（　　）

A.P点的振动形式传到Q点需要
B.P、Q在振动过程中，位移的大小总相等
C.在相等时间内，P、Q两点通过的路程相等
D.经过，Q点回到平衡位置
【正确答案】 D

4-6（巩固） 某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以 的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为 。下列说法正确的是（　　）
A.水面波是一种机械波
B.该水面波的频率为
C.该水面波的波长为
D.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去
【正确答案】 A

4-7（提升） 在某一均匀介质中，由波源O发出的简谐横波沿x轴正、负方向传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5cm/s，下列说法正确的是（ ）

A.波的频率与波源的频率无关 B.此时P、Q两质点振动方向相同
C.再经过0.5s，波恰好传到坐标为(－5cm,0)的位置 D.该波为横波，频率为3Hz
【正确答案】 B

【原卷 5 题】 知识点 类比地球求解其他星球的宇宙速度,其他星球表面的重力加速度

【正确答案】
A
【试题解析】


5-1（基础） 随着宇宙航天技术不断地发展，人类也越来越向往探索其他的外文明，若有一个和地球类似的星球，其质量和地球质量几乎相等，半径却达到了地球半径的3倍，则该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的大小之比约为（　　）

A.0.6 B.1.7 C.0.3 D.9
【正确答案】 A

5-2（基础） 科学家发现，在太空中有一些人类宜居星球，其中有一个人类宜居星球的质量约为地球的2倍，半径约为地球的1.5倍，已知地球表面的重力加速度为g。一个质量为m的宇航员来到该星球表面，忽略地球和星球自转影响，宇航员在该星球表面的重力约为（　　）
A.mg B.mg C.mg D.mg
【正确答案】 A

5-3（巩固） 我国已成功实现嫦娥探测器在月球背面的着陆，全世界为之惊叹，火星探测将是中国航天科技人的下一个目标。测得火星半径是地球半径的，火星质量是地球质量的。已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为R，忽略地球自转的影响。下列说法正确的是（　　）
A.火星表面的重力加速度为 B.火星表面的重力加速度为
C.火星的质量为 D.火星的第一宇宙速度为
【正确答案】 D

5-4（巩固） 嫦娥三号携带玉兔号月球车首次实现月球软着陆和月而巡视勘察，并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测，玉兔号在地球表面的重力为，在月球表面的重力为G2；地球与月球均视为球体，其半径分别为R1，，地球表面重力加速度为g。则（　　）
A.月球表面的重力加速度为
B.地球与月球的质量之比为
C.嫦娥三号环绕月球表面做匀速圆周运动的周期为
D.月球与地球的第一宇宙速度之比为
【正确答案】 C

5-5（巩固） 我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站。如图所示，关闭发动机的航天飞机A在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆的近月点B处与空间站对接、已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，月球的半径为R。下列判断正确的是（　　）

A.航天飞机到达B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须加速
B.图中的航天飞机正在减速飞向B处
C.月球的第一宇宙速度
D.月球的质量
【正确答案】 D

5-6（巩固） 2021年5月15日，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，“祝融号”火星车开始开展巡视探测工作，我国成为世界上第一个首次探索火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。已知火星的质量为地球质量的，火星半径是地球半径的。则“祝融号”火星车分别在地球上和火星上（　　）
A.所受重力之比为
B.沿表面环绕周期之比为
C.沿表面环绕线速度之比为
D.沿表面环绕向心加速度之比为
【正确答案】 A

5-7（提升） 一宇航员到达半径为、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为的小球，上端固定在点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小随时间的变化规律如图乙所示。设、、引力常量以及和为已知量，忽略各种阻力。以下说法正确的是（　　）

A.小球在最高点的速度为零
B.该星球表面的重力加速度为
C.卫星绕该星球的第一宇宙速度为
D.该星球的密度为
【正确答案】 D

【原卷 6 题】 知识点 圆锥摆问题

【正确答案】
B
【试题解析】


6-1（基础） 智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱，如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆（大小忽略不计）穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示，可视为质点的配重质量为0.5kg，绳长为0.5m，悬挂点到腰带中心点的距离为0.2m，水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可看成不动，重力加速度取，下列说法正确的是（　　）

A.若使用者觉得锻炼不够充分，决定增大转速，腰带受到的合力变大
B.当使用者掌握好锻炼节奏后能够使稳定在37°，此时配重的角速度为
C.使用者使用一段时间后成功减肥，再次使用时将腰带调小，若仍保持转速不变则变小
D.当用力转动使从37°增加到53°时，配重运动的周期变大
【正确答案】 C

6-2（基础） 四个拨浪鼓上分别系有长度不等的两根细绳，绳一端系着小球，另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上。现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动，两小球在水平面内做周期相同的圆周运动。下列各图中两球的位置关系可能正确的是（图中细绳与竖直方向的夹角α