1高三物理东城期末试题与答案.docx
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1高三物理东城期末试题与答案
东城区2019—2020学年度第一学期期末教学统一检测
高三物理
2020.1
第Ⅰ卷(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.下列说法正确的是
A.动摩擦因数μ的单位是N/kg
B.弹簧劲度系数k的单位是N/m
C.电阻率ρ的单位是Ω/m
D.静电力常量k的单位是N?
C2/m2
2.如图所示,人站在船上撑竿使船离岸,在此过程中
A.竿对岸的作用力大于岸对竿的作用力B.人与船之间存在着相互作用的摩擦力
C.岸对竿的作用力使船的运动状态发生改变
D.人受到的重力和竿对人的作用力是一对平衡力
3.将小球竖直向上抛出,忽略空气阻力的影响。
小球在空中运动过程中,到达
最高点前的最后1秒内和离开最高点后的第1秒内
A.位移相同B.路程不同
C.加速度相同D.速度变化量不同
4.在竖直运动的电梯地板上放置一台秤,将物体放在台秤上。
电梯静止时
台秤示数为N。
在电梯运动的某段过程中,台秤示数大于N。
在此过程中
A.物体受到的重力增大B.物体处于失重状态
C.电梯可能正在加速下降D.电梯可能正在加速上升
5.质量为m的物体系于轻弹簧下端。
当弹簧沿竖直方向拉住物体,系统静止时
弹簧伸长量为L0。
当弹簧以如图所示方式拉住物体,系
统静止时弹簧伸长量也为
L0,此时
A.物体不受静摩擦力
m
B.物体所受静摩擦力大小为
0.5mg,方向沿斜面向下
C.物体所受静摩擦力大小为
mg,方向沿斜面向下
30°
D.物体所受静摩擦力大小为
1.5mg,方向沿斜面向上
6.两位同学在学校操场上同一高度处同时抛出甲、乙两小球,甲球初速度方向竖直向上,乙球初速度方向水平。
已知两小球初速度大小相等,不计空气阻力影响。
下列说法正确的是
A.甲球先落地,落地时甲球速度大B.乙球先落地,落地时乙球速度大
C.甲球先落地,落地时两球速度大小相等
D.乙球先落地,落地时两球速度大小相等
物理试卷第1页(共15页)
7.一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看做一个质点,这些质点之间
存在着相互作用。
如图所示,1、2、3、4⋯⋯为绳上的一系列等间距的质点,
绳处于水平方向。
质点
1
在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,会带动
2、
3、4⋯⋯各个质点依次上下振动,
把振动从绳的左端传向右端。
质点1的振
动周期为T。
t=0
时质点
1开始竖直向上运动,经过四分之一周期,质点
5
开始运动。
下列判断正确的是
左
右
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
111213
14
1516171819
20
A.质点1与质点
20间相距一个波长
B.质点20开始振动时运动方向向下
C.t
T时质点5的加速度方向向上
2
D.t
3T时质点
12的运动方向向上
4
8.如图所示为某电场中的一条电场线,
M、N是电场线上的两点。
下列说法正
确的是
E
A.M点的电势一定比
N点的电势低
N
B.M点的电场强度一定比
N点的电场强度小
M
C.负电荷在M点的电势能一定比在
N点的电势能小
D.将正电荷从M点移动到N点时电场力一定做负功
9.如图所示,一对带绝缘支柱的导体
M、N彼此接触,且均不带电。
把带正电
的物体P移近导体M。
下列说法正确的是
A.若先把M、N分开,再移去
P,M带正电,N带负电
P
MN
B.若先把M、N分开,再移去
P,M带负电,N带正电
C.若先移去P,再把M、N分开,M带正电,N带负电
D.若先移去P,再把M、N分开,M带负电,N带正电
10.一台手摇交流发电机,线圈内阻
1.0
Ω,产生的电动势随时间变化的规律为
e=10
2sin10
t(V)π。
发电机只与9.0
Ω的电阻组成闭合电路。
则
A.交变电流的频率为
10Hz
B.电动势的峰值为
20V
C.电路中电流的有效值为
1.0A
D.一周期内外接电阻消耗电能
9.0J
11.如图所示,当开关
S闭合后,小型直流电动机
M和指示
E
r
S
灯L都恰能正常工作。
已知电源电动势为
E,内阻为r,
指示灯L的电阻为R0,额定电流为
I,电动机M的线圈
L
电阻为R,则
M
A.电动机的额定电压为
IR
B.电动机的输出功率为
IE-I2R
物理试卷第2页(共15页)
C.电源的输出功率为
2
IE-Ir
D.整个电路的热功率为
I2(R0+R)
12.如图所示,两根垂直纸面的直导线a、b通有大小相同的电流,两导线旁有
一点P,P点到a、b距离相等。
若使P点的磁场方向向右,则
A.a中电流方向向外,b中电流方向向里
B.a中电流方向向外,b中电流方向向外
C.a中电流方向向里,b中电流方向向里
D.a中电流方向向里,b中电流方向向外
13.如图所示,竖直放置的一对平行金属板间有加
----
速电场,电势差为U1,水平放置的一对平行金
U2
属板间有偏转电场,电势差为U2。
一带电粒子
由静止开始经加速电场后进入偏转电场,且从
偏转电场射出。
粒子重力忽略不计。
现保持其
++++
-U1+
他条件不变,只增大U1,仍使该种粒子由静止开始进入加速电场。
与U1变化前相比,带电粒子
A.在偏转电场中,动能增加量一定增大
B.在偏转电场中,动能增加量可能不变
C.射出偏转电场时的动能一定增大
D.射出偏转电场时的动能可能不变
14.如图甲所示,空间存在方向垂直纸面的匀强磁场,虚线MN为其边界。
一个
用细金属丝绕成的半径为r的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上。
已知
细金属丝的电阻率为ρ、横截面积为S。
磁感应强度B随时间t的变化关系
如图乙所示,t=0时磁感应强度的方向如图甲中所示。
则在0到t1时间间隔
内
图甲
图乙
A.圆环中的感应电流大小为
B0rS
2t0
π3
2
B.圆环中产生的焦耳热为
r
St1B0
8
t0
2
C.圆环所受安培力的方向始终不变
D.圆环中感应电流始终沿逆时针方向
物理试卷第3页(共15页)
第Ⅱ卷(非选择题
共58分)
15.(8分)
做“测量金属丝的电阻率”实验。
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,示数如图甲所示,则金属丝直径的测
量值d=mm。
0
45
20
15
10
0
5
图甲
(2)在设计测量金属丝电阻Rx的实验电路时需要思考两个问题:
①如何选择电流表的接法?
A
如图乙所示,某同学采用试触的方法,
C
让电压表的一端接在A点,另一端先后接
到B点和C点。
他发现电压表示数有明
显变化,而电流表示数没有明显变化。
据此应该选择电流表(填写“内接”或“外接”)的电路。
②如何选择滑动变阻器的接法?
V
金属丝
BA
图乙
_______
已知待测金属丝的电阻约为20Ω,实验室提供的滑动变阻器的最大阻值为5Ω,电源电动势为3V,需要选择滑动变阻器的
_____________(填写“分压式”或“限流式”)接法。
(3)图丙是测量金属丝电阻的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的最左端。
请根据
(2)中选择的电路,完成实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表和电流表均处于安全状态。
物理试卷第4页(共15页)
图丙
(4)请你写出金属丝电阻率的计算式____________(用待测金属丝电阻的测量值Rx、直径的测量值d、长度的测量值L表示)。
物理试卷第5页(共15页)
16.(8分)
实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”
的实验。
⑴实验室有如下器材可供选用:
A.长约1m的细线
B.长约1m的橡皮绳
C.直径约2cm的铁球
D.直径约2cm的塑料球
E.米尺
F.时钟
G.停表
实验时需要从上述器材中选择:
(填写器材前面的字母)。
⑵在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验,操作步骤如下:
①将单摆上端固定在铁架台上。
②测得摆线长度,作为单摆的摆长。
③在偏角较小的位置将小球由静止释放。
④记录小球完成n次全振动所用的总时间
t,得到单摆振动周期
t
T。
n
⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。
其中有一处操作不妥当的是____________。
(填写操作步骤前面的序号)
⑶发现⑵中操作步骤的不妥之处后,他们做了如下改进:
让单摆在不同摆线
长度的情况下做简谐运动,测量其中两次实验时摆线的长度l1、l2和对应的周期T1、T2,通过计算也能得到重力加速度大小的测量值。
请你写出
该测量值的表达式g=_____________。
⑷实验后同学们进行了反思。
他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关,而实验中却要求摆角较小。
请你简要说明其中的原因。
物理试卷第6页(共15页)
17.(8分)
带电粒子的电荷量与质量之比(q)叫做比荷。
比荷的测定对研究带
m
电粒子的组成和结构具有重大意义。
利用质谱仪可以测量带电粒子的比荷。
如图所示为一种质谱仪的原理示意图。
某带电粒子从容器A下方的小
孔飘入加速电场(其初速度可视为零),之后自O点沿着与磁场边界垂直的
方向进入匀强磁场中,最后打到照相底片上的P点。
忽略重力的影响。
当
加速电场的电势差为U,匀强磁场的磁感应强度为B时,O点与P点间的距离为L。
(1)请你说该带电粒子带正电还是带负电。
(2)求该带电粒子的比荷。
A
底片U
PO
B
物理试卷第7页(共15页)
18.(10分)
如图所示,用不可伸长的轻绳将物块a悬挂于O点。
现将轻绳拉至水
平,将物块a由静止释放。
当物块a运动至最低点时,恰好与静止在水平面上的物块b发生完全弹性碰撞。
碰撞后物块b在水平面上滑行一段距离后停
下来。
已知轻绳的长度为L,物块a的质量为m,物块b的质量为3m,a、
b均可视为质点,重力加速度大小为g,不计空气阻力的影响。
⑴求碰撞前瞬间,轻绳对物块a的拉力大小;
⑵求碰撞后瞬间,物块b的速度大小;
⑶有同学认为:
两物块碰撞后,物块b在水平面上滑行一段距离后停下来,是因为碰撞后没有力来维持它的运动。
你认为这种说法是否正确,并说
明你的理由。
a
O
L
b
物理试卷第8页(共15页)
19.(12分)
如图所示,足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上,间距为L,一端连接阻值为R的电阻。
导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应
强度为B。
电阻为r的导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好。
导轨的电阻可忽略不计。
在平行于导轨的恒力F作用下,
导体棒沿导轨向右匀速运动,速度大小为v。
⑴求导体棒两端的电压;
⑵通过公式推导验证:
在t时间内,恒力F所做的功W等于电路获得的
电能W电,也等于电路中产生的焦耳热Q;
⑶从微观角度看,导体棒MN中的自由电荷会同时参与沿导体棒方向和垂直
导体棒方向的两个分运动,由此会受到两个相应的洛伦兹力,请你通过
计算证明:
导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做的总功为零。
(为了
方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。
)
F
物理试卷第9页(共15页)
20.(12分)
人类对未知事物的好奇和科学家们的不懈努力,使人类对宇宙的认
识越来越丰富。
⑴开普勒坚信哥白尼的“日心说”,在研究了导师第谷在20余年中坚持对天
体进行系统观测得到的大量精确资料后,提出了开普勒三定律,为人们
解决行星运动问题提供了依据,也为牛顿发现万有引力定律提供了基础。
开普勒认为:
所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有
椭圆的一个焦点上。
行星轨道半长轴的三次方与其公转周期的二次方的比
值是一个常量。
实际上行星的轨道与圆十分接近,在中学阶段的研究中我
们按圆轨道处理。
请你以地球绕太阳公转为例,根据万有引力定律和牛顿
运动定律推导出此常量的表达式。
⑵天文观测发现,在银河系中,由两颗相距较近、仅在彼此间引力作用下运
行的恒星组成的双星系统很普遍。
已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连
线上的某一点做匀速圆周运动,周期为
T,两颗恒星之间的距离为
d,引
力常量为G。
求此双星系统的总质量。
⑶北京时间2019年4月10日21
时,由全球200多位科学家合作得到的人
类首张黑洞照片面世,引起众多天文爱好者的兴趣。
同学们在查阅相关资料后知道:
①黑洞具有非常强的引力,即使以
3×108m/s的速度传播的光也不能从它的表面逃逸出去。
②地球的逃逸速
度是第一宇宙速度的
2倍,这个关系对于其他天体也是正确的。
③地球
24
-11
2
2
。
质量me=6.0×10kg,引力常量
G=6.6710×
N?
m/kg
请你根据以上信息,利用高中学过的知识,通过计算求出:
假如地球变为黑洞,在质量不变的情况下,地球半径的最大值(结果保留一位有效数字)。
(注意:
解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做
必要的说明)
物理试卷第10页(共15页)
东城区2019—2020学年度第一学期期末教学统一检测
高三物理参考答案2020.1
第一部分共14小题,每小题3分,共42分。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
B
B
CD
B
D
DC
B
C
C
A
DB
第二部分共
6小题,共
58分。
15.(8分)
(1)0.127±0.001
(2)①外接
②分压式
(3)
2
dRx
(4)=
4L
16.(8分)
⑴ACEG
⑵②
42(l1
l2)
⑶
T22
T12
⑷T2
l
是单摆做简谐运动的周期公式。
当摆角较小时才可以将单摆
g
的运动视为简谐运动。
17.(8分)
(1)粒子带正电。
(2)带电粒子在加速电场中加速,根据动能定理
qU
1
mv2
2
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力充当向心力
物理试卷第11页(共15页)
qvB
mv2
R
由题知R
1L
2
解得带电粒子的比荷
q
8U
m
B2L2
18.(10分)
⑴物块a由静止开始运动到最低点过程
根据动能定理
mgL
1mv02
2
物块a运动到最低点时
根据牛顿第二定律Fmgmv02
L
联立解得,碰撞前瞬间轻绳对物块a的拉力大小F3mg⑵两物块发生弹性碰撞过程
根据动量守恒定律
mv0
mva3mvb
根据能量守恒定律
1
2
1
2
1
2
2
mv0
mva
2
3mvb
2
解得碰撞后瞬间,物块
b的速度大小
vb
gL
2
⑶这种说法不正确。
物体的运动不需要力来维持。
两物块碰撞后,物块b在水平面上运动一段
距离后,之所以能停下来,是因为受到地面对它的滑动摩擦力,
使它的运动状
态发生改变。
如果没有滑动摩擦力,物块将做匀速直线运动。
物理试卷第12页(共15页)
物理试卷第13页(共15页)
19.(12分)
⑴导体棒沿导轨向右匀速运动产生感应电动势
E=BLv
由闭合电路欧姆定律可得,电路中电流
E
I
Rr
导体棒两端电压
U
IR=
R
BLv
R
r
⑵导体棒匀速运动,受力平衡
F
F安
BIL
在t时间内,
恒力F做功
B2
L2v2
W
F
t
F
t
BIL
t
t
v
安v
v=
R
r
电路获得的电能
W电
qE
IE
t
B2L2v2
R
r
t
电路中产生的焦耳热
Q
2
r)
t
B2L
2v
2
I(R
R
r
t
可见,恒力F所做的功等于电路获得的电能
W电,也等于电路中产生的焦
耳热Q。
⑶设自由电荷的电荷量为
q,沿导体棒定向移动的速率为
u。
如图所示,沿导体棒方向的洛伦兹力
f1
qvB
M
在t时间内,f1做正功
W1
f1
ut
qvBu
t
垂直导体棒方向的洛伦兹力
f2quB
在t时间内,f2做负功
W2
-f2vt
-quBv
t
所以W1+W2=0,即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做
的总功为零。
N
物理试卷第14页(共15页)
20.(12分)
⑴设太阳质量为ms,地球质量为me,地球绕太阳公转的半径为r
太阳对地球的引力是地球做匀速圆周运动的向心力
根据万有引力定律和牛顿运动定律
msme
42
G
r
2
meT2
r
解得
r3
Gms
常量
42
T2
⑵设双星的质量分别为m1、m2,轨道半径分别为
r1、r2
G
m1m2
4
2
r1
根据万有引力定律及牛顿运动定律
d2
m1T2
Gm1m2
m4
2
r
d2
2T2
2
且有
r1+r2
d
双星总质量
m总=m1m2
4
2d3
GT2
⑶设地球质量为me,地球半径为R。
质量为m的物体在地球表面附近环绕地
球飞行时,环绕速度为v1
由万有引力定律和牛顿第二定律Gmem
mv12
R2
R
解得
Gme
v1
R
逃逸速度
2Gme
v2
R
假如地球变为黑洞
v2≥c
-3
代入数据
解得地球半径的最大值