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- 2021-10-12 发布
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石景山区2019-2020学年第一学期期末考试试卷高三物理
(全卷考试时间:100分钟,满分:100分)
第Ⅰ卷(共36分)
一、本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1.学习物理不仅要掌握物理知识,还要领悟并掌握处理物理问题的思想方法。在图1所示的几个实验中,研究物理问题的思想方法相同的是
图丁 探究加速度与力、质量的关系
图甲 比较平抛运动和自由落体运动
图乙 观察桌面微小形变
图丙 测定万有引力常量
图1
A.甲、乙 B.乙、丙 C.甲、丙 D.丙、丁
图2
蜗牛
藤蔓
(
2.一只重为G的蜗牛沿着藤蔓缓慢爬行,如图2所示。若藤蔓的倾角为α ,则藤蔓对蜗牛的作用力为
A. B. C. D.G
3.投飞镖是深受人们喜爱的一种娱乐活动。某运动员将一枚飞镖从高于靶心的位置水平投向竖直悬挂的靶盘,结果飞镖打在靶心的正下方,如图3所示。假设飞镖运动过程中所受空气阻力不计,在其他条件不变的情况下,为使飞镖命中靶心,该运动员在下次投掷时应该采取的正确方法是
图3
A.适当增大飞镖投出时的初速度
B.适当减小飞镖投出时的高度
C.到离靶盘稍远些的地方投飞镖
D.换用质量稍大些的飞镖
4.1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。实验时,用宇宙飞船(质量为m)去接触正在轨道上运行的火箭(质量为
11
,发动机已熄火),如图4所示。接触以后,开动飞船尾部的推进器,使飞船和火箭共同加速,推进器的平均推力为F,开动时间,测出飞船和火箭的速度变化是,下列说法正确的是
图5
·
·
m
mx
F
图4
A.火箭质量应为 B.宇宙飞船的质量m应为 C.推力F越大,就越大,且与F成正比 D.推力F通过飞船传递给火箭,所以飞船对火箭的弹力大小应为F
5.图5是一列简谐横波在t = 0 时的波形图,若波的传播速度为2m/s,此时质点P向上振动。下列说法正确的是
A.质点P的振动周期为0.25s B.经过任意时间,质点Q和P的振动情况总是相同的
C.经过△t = 0.4s,质点P向右移动0.8m
D.经过△t = 0.4s,质点P仍在平衡位置,它通过的路程为0.2m
图6
天宫1号
神舟8号
地球
6.2011年11月,“神舟8号”飞船与“天宫1号” 目标飞行器在太空实现两次交会对接,开启了中国空间站的新纪元。在对接前的某段时间内,若“神舟8号”和“天宫1号”分别处在不同的圆形轨道上逆时针运行,如图6所示。下列说法正确的是
A.“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率
B.“天宫一号”的运行周期小于“神舟八号”的运行周期
C.“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度
D.“神舟八号”适当加速有可能与“天宫一号”实现对接
水银
直铜棒
磁铁
绝缘支架
导体柱
S
O
图7
7.法拉第曾做过如下的实验:在玻璃杯侧面底部装一导体柱并通过导线与电源负极相连,直立的细圆柱形磁铁棒下端固定在玻璃杯底部的中心,往杯内加入水银。在玻璃杯的正上方O点吊一可自由转动的直铜棒,铜棒的上端与电源的正极相接,下端浸入玻璃杯的水银中。由于水银的密度比铜大,铜棒静止时处于倾斜状态,如图7所示。这样,可动铜棒、水银、导体柱和电源就构成了一个回路。闭合开关S,可观察到的现象是
A.与闭合S前相比,铜棒与竖直方向的夹角不变且仍静止
B.与闭合S前相比,铜棒与竖直方向的夹角会增大但仍可静止
C.与闭合S前相比,铜棒与竖直方向的夹角会减小但仍可静止
D.铜棒会以磁铁棒为轴转动
11
A
B
O
D
C
+Q
-Q
30°
图8
8.如图8所示,AC、BD为圆的两条互相垂直的直径,圆心为O,半径为R。电荷量均为Q的正、负点电荷放在圆周上,它们的位置关于AC对称,+Q与O点的连线和OC间夹角为30°。下列说法正确的是
A.O点的场强大小为
B.O点的场强大小为
C.B、D两点的电势关系是
R1
A1
R3
R2
a
b
E r
S
V
A2
图9
·
·
·
·
·
D.电荷量为q的正电荷在A点的电势能小于在C点的电势能
9.在图9所示的电路中,E为电源电动势,r为其内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器。当R2的滑动触头在a、b间中点时闭合开关S,三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触头向a端移动,则三个电表示数的变化情况是
A.I1增大,I2 不变,U增大 B.I1减小,I2 增大,U减小
C.I1增大,I2 减小,U增大 D.I1减小,I2 不变,U减小
O
x
x1
x2
x3
x4
图10
10.静电场方向平行于x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图10所示的折线。下列说法正确的是
A.x轴上x1与x2之间的电场强度小于x2与x3之间的电场强度
B.正电荷沿x轴从0移到x1的过程中,电场力做正功,电势能减小
C.正电荷沿x轴从x1移到x2的过程中,电场力做正功,电势能减小
B
I
图甲
图乙
.
.
.
.
.
.
B0
-B0
B/T
O
t/s
1
2
3
4
5
图11
D.负电荷沿x轴从x3移到x4的过程中,电场力做负功,电势能增加
.
.
.
.
.
.
I0
-I0
i /A
O
1
2
3
4
5
A
.
.
.
.
.
.
I0
-I0
i /A
O
1
2
3
4
5
C
.
.
.
.
.
.
I0
-I0
i /A
O
1
2
3
4
5
D
.
.
.
.
.
.
I0
-I0
i /A
O
t /s
1
2
3
4
5
B
t /s
t /s
t /s
11.在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图11(甲)所示,磁场方向竖直向上为正。当磁感应强度 B 随时间 t
11
按图(乙)变化时,下列能正确表示导体环中感应电流随时间变化情况的是
O
Am
m
Mm
NMm
图甲
图乙
t/s
v
v1
-v1
1
4
2
3
5
图12
12.如图12(甲)所示,一个小球放在光滑水平面上,在竖直界线MN的左方始终受到水平恒力F1作用,在MN的右方除受F1外还受到与F1在同一条直线上的水平恒力F2的作用。小球从A点由静止开始运动,运动的v-t图象如图(乙)所示。下列说法正确的是
A.F1与F2大小的比值为2:3 B.F1与F2大小的比值为3:5
C.t=5s时,小球经过界线MN D.在小球向右运动的过程中,F1 做的功大于F2 做的功
L/m
T2/s2
O
图甲
图乙甲
图丙甲
图13
第Ⅱ卷(共64分)
二、本题共2小题,共18分。
13.(1)(10分)某同学在“用单摆测定重力加速度” 的实验中进行了如下的操作:
① 用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直 径如图13(甲)所示,摆球直径为______cm 。把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长L。
② 用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n = 0,单摆每经过最低点记一次数,当数到n = 60时秒表的示数如图13(乙)所示,该单摆的周期是T=____s(结果保留三位有效数字)。
③ 测量出多组周期T、摆长L数值后,画出T2—L 图象如图13(丙),此图线斜率的物理意义是
A. B. C. D.
④ 与重力加速度的真实值比较,发现测量结果偏大,分析原因可能是
A.振幅偏小 B.在单摆未悬挂之前先测定其摆长
C.将摆线长当成了摆长 D.开始计时误记为n=1
11
⑤ 该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是:先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1,然后把摆线缩短适当的长度,再测出其振动周期T2。用该同学测出的物理量表达重力加速度为=________________。
图13 (丁)
(2)(8分)有一个小灯泡上标有“4.8V 2W”的字样,现在测定小灯泡在不同电压下的电功率,并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U 2的关系曲线。有下列器材可供选用:
A.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ) B.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω) D.定值电阻R1=3kΩ
E.定值电阻R2=15kΩ F.滑动变阻器R(10Ω,2A)
G.学生电源(直流6V,内阻不计) H.开关、导线若干
①为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用 ,定值电阻应选用 ,从而改装电压表;
②为减小实验误差,并要求从零开始多测几组数据,请在图13(丁)的方框内画出满足实验要求的电路图;
③根据实验数据作出P-U2图象,下面的四个图象中可能正确的是 。
6
P/W
U2/V2
O
12
18
0.5
24
1.0
1.5
2.0
B
C
6
P/W
U2/V2
O
12
18
0.5
24
1.0
1.5
2.0
6
P/W
U2/V2
O
12
18
0.5
24
1.0
1.5
2.0
A
6
P/W
U2/V2
O
12
18
0.5
24
1.0
1.5
2.0
D
三、本题共5小题,共46分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
14.(8分)图14为一滑梯的示意图,滑梯的长度AB为 L= 5.0m,倾角θ=37°,BC段为与滑梯平滑连接的水平地面。一个小孩从滑梯顶端由静止开始滑下。小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ = 0.3,与水平地面间的动摩擦因数为μ′=0.5。不计空气阻力。
A
B
θ
C
图14
取g = 10m/s2。已知sin37°= 0.6,cos37°= 0.8。求:
(1)小孩沿滑梯下滑时加速度的大小a;
(2)小孩滑到滑梯底端B时速度的大小v;
(3)小孩在水平地面上滑行的距离S。
11
v
B
R
M
N
图15
15.(8分) 如图15所示,宽度为L=0.2 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B = 0.2 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上,并与导轨始终接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用垂直MN的水平拉力F拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,速度为v = 5.0 m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求:
(1)在闭合回路中产生感应电流的大小I;
(2)作用在导体棒上拉力的大小F;
(3)当导体棒移动50cm时撤去拉力,求整个过程中电阻R上产生的热量Q。
图16
x
16.(9分)“头脑风暴法”是一种培养学生创新思维能力的方法。
某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”,以“保护鸡蛋”为题,要求制作一个装置,让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不会摔坏。如果没有保护,鸡蛋最多只能从0.1m的高度落到地面而不会摔坏。一位同学设计了如图16所示的装置来保护鸡蛋,用A、B两块粗糙的夹板夹住鸡蛋,鸡蛋下端离装置下端的距离为x=0.45 m,夹板A和B与鸡蛋之间的滑动摩擦力都为鸡蛋重力的5倍。现将该装置从距地面某一高度由静止释放,装置在下落过程中始终保持竖直状态,与地面作用时间极短,落地后没有反弹。取g=10m/s2。求:
(1)鸡蛋如果不会摔坏,直接撞击地面的最大速度v;
(2)如果使用该保护装置,鸡蛋落地后不会摔坏,该装置由静止释放时其下端离地面的最大高度H;
(3)为了使该装置从更高的地方由静止释放,鸡蛋落地后不会摔坏,请你至少提供一种可行而又简单的方法。
11
D
θ
B
U1
U2
v1
L
图17
17.(9分)如图17所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,偏转电压为U2=100V,接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d =17.3cm,带电微粒的重力忽略不计。求:
(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1;
(2)带电微粒射出偏转电场时的速度偏转角;
(3)为使带电微粒不会从磁场右边界射出,该匀强磁场的磁感应强度的最小值B。
18.(12分)如图18所示 ,粗糙斜面与光滑水平地面通过光滑小圆弧平滑连接,斜面倾角,滑块A、C、D的质量均为,滑块B的质量为,各滑块均可视为质点。A、B间夹着微量火药。K为处于原长的轻质弹簧,两端分别栓接滑块B和C。火药爆炸后,A与D相碰并粘在一起,沿斜面前进L = 0.8 m 时速度减为零,接着使其保持静止。已知滑块A、D与斜面间的动摩擦因数均为 μ = 0.5,运动过程中弹簧始终处于弹性限度内,取 g = 10 m/s2,sin37° = 0.6,cos37°= 0.8。求:
(1)火药爆炸后A的最大速度vA;
(2)滑块B、C和弹簧K构成的系统在相互作用过程中,弹簧的最大弹性势能Ep;
(
θ
(3)滑块C运动的最大速度vC。
11
石景山区2019~2020学年第一学期期末考试
高三物理试题参考答案
一、选择题(每小题3分,共36分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
D
A
C
B
D
D
A
C
D
C
B
二、实验题(共2小题,共18分)
13.(1) (10分,每小题2分)
① 2.06 cm
② 2.24s
③ C
④ D
⑤
(2)① A (2分) D (2分)
② 电路图如右图所示(2分)
③ C(2分)
N
mg
f
三、计算题(共5小题,共46分)
14.(8分)解:(1)物体受力如右图所示
由牛顿运动定律 mgsinθ -μN = ma (1分)
N - mgcosθ = 0 (1分)
解得 a = gsinθ -μgcosθ
a = 3.6m/s2 (1分)
(2) 由 (1分)
求出 (1分)
(3)由匀变速直线运动规律
(1分)
由牛顿第二定律 (1分)
解得 (1分)
11
15.(8分)解:(1)感应电动势为 E=BLv
E=0.2V
感应电流为
(3分)
(2)导体棒匀速运动,安培力与拉力平衡
F=BIL
F =0.008N (2分)
(3) 导体棒移动50cm的时间为
根据焦耳定律 Q1 = I2R t 或Q1=Fs
Q1 = 0.004J
根据能量守恒 Q2=
Q2= 0.125J
电阻R上产生的热量 Q = Q1+Q2
Q = 0.129J (3分)
16.(9分)解:(1)没有保护时,鸡蛋自由下落而不会摔坏,由机械能守恒定律得:
(1分)
m/s (1分)
(2)在装置开始下落到着地过程,对鸡蛋应用机械能守恒定律得:
(2分)
在装置着地到鸡蛋撞地过程,对鸡蛋应用动能定理得:
(2分)
m (1分)
(3)略 (2分)
11
17.(9分)(1)带电微粒经加速电场加速后速度为v1,根据动能定理
=1.0×104m/s (3分)
(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动。
在水平方向:
带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动,加速度为a,出电场时竖直方向速度为v2,
竖直方向:
由几何关系
联立求解
(3分)
(3)带电微粒进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,设微粒轨道半径为R,由几何关系知:
设微粒进入磁场时的速度为
由牛顿运动定律及运动学规律
D
θ
B
U1
U2
v
L
B=0.1T (3分)
若带电粒子不射出磁场,磁感应强度B至少为0.1T。
11
18.(12分)解:(1)设A和D碰后的速度为v1,AD滑上斜面,由动能定理:
得:
m/s (2分)
火药爆炸后,A的速度最大为vA,
由动量守恒定律有:
vA=8m/s (2分)
(2)火药爆炸过程,对A和B系统,由动量守恒定律,设B获得的速度为vB,
vB = 2 m/s (1分)
当B与C共速为时,弹簧弹性势能最大。
由B、C系统动量守恒,
m/s (2分)
弹簧的最大弹性势能为:
EP = 1.6 J (1分)
(3)当弹簧为原长时,滑块C的速度最大为,则:
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
11
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