北京市2019届高三物理上学期期末考试试题

北京市2019届高三物理上学期期末考试试题

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