物理卷·2018届北京市丰台区高三上学期期末考试（2018-01）

物理卷·2018届北京市丰台区高三上学期期末考试（2018-01）

一、单选题：本题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，选出符合题目要求的一项 ‎1．物体的温度升高时，物体内 A．分子间的距离一定增大 B．分子间的作用力一定增大 C．分子的平均动能一定增加 D．每个分子的动能一定增加 ‎2．下列关于α粒子的说法，正确的是 A．α粒子是氦原子核，对外不显电性 B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”‎ C．天然放射现象中，α粒子形成的射线速度很快，穿透能力很强 D．核反应中，X代表α粒子，折射α衰变 ‎3．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光，则 A．a光的频率大于b光的频率 B．若a光是蓝色光，则b光可能是黄色光 C．若两种光通过相同双缝，则a光产生的干涉条纹间距比b光大 D．若a光不能使某金属发生光电效应，则b光一定不能使该金属发生光电效应 ‎4．如图所示，真空中有一个半径为R、质量分布均匀的玻璃球，一细激光束在真空中沿直线BC传播，并与玻璃球表面的C点经折射进入玻璃球，在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知∠COD=120°，激光束的入射角为α=60°，则下列说法中正确的是 A．玻璃球对该激光的折射率为 B．该激光在玻璃中的波长是在真空中波长的倍 C．该激光束的光子在玻璃球中的能量小于在真空中的能量 D．改变入射角α，该激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射 ‎5．静止在光滑的水平面上的物体，在水平推力F的作用下开始运动，推力F随时间t变化的规律如图所示，则物体在0~t1时间内 A．速度一直增大 B．加速度一直增大 C．速度先增大后减小 D．位移先增大后减小 ‎6．2017年9月12日，天舟一号货运飞船顺利完成了与天宫二号空间实验室的自主快速交会对接，在对接前的某段时间内，若天宫二号和天舟一号分别处在不同的圆形轨道上逆时针运行，如图所示，下列说法正确的是 A．天宫二号的运行速率大于天舟一号的运行速率 B．天宫二号的运行周期大于天舟一号的运行周期 C．天宫二号的向心加速度大于天舟一号的向心加速度 D．天舟一号适当减速才可能与天宫二号实线对接 ‎7．如图甲所示为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图像，由图甲 乙中所提供的信息可知这列波的传播速度v以及传播方向分别是 A．v=25m/s，向左传播 B．v=50m/s，向左传播 C．v=25m/s，向右传播 D．v=50m/s，向右传播 ‎8．在磁场中的同一位置放置一条长为L的直导线，导线的方向与磁场方向垂直，先后在导线中通入不同的电流，导线所受的安培力也不一定，图中几幅图像表示导线受安培力F与通过电流I的关系，a、b分别代表一组F、I的数据，正确的图像是 ‎9．如图所示，将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧，在空间形成了稳定的静电场，实线为电场线，虚线为等势线，A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则 A．A点和B点的电势相等 B．C点和D点的电场强度相同 C．负电荷从C点移至D点，电势能增大 D．正电荷从A点移至B点，电场力做正功 ‎10．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接在负载电阻R=5.5Ω，原副线圈匝数之比为20：1，交流电流表，电压表均为理想电表，下列说法正确的是 A．交流电压表的读数为15.6V B．交流电流表的读数为0.1A C．副线圈输出交流电的周期为50s D．原线圈的输入功率为 ‎11．如图所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量mA=2kg，以一定的初速度向右运动，与静止的物块B发生碰撞并一起运动，碰撞前后的位移时间图像如图所示（规定向右为正方向），则碰撞后的速度及物体B的质量分别为 A．2m/s，5kg B．2m/s，3kg C．3.5m/s，2.86kg D．3.5m/s，0.86kg ‎12．如图所示，由相同导线制成的两个金属圆环a、b置于匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度 B随时间均匀增大，两圆环半径之比为2：1，圆环中产生的感应电流分别为Ia和Ib，不考虑两圆环间的相互影响，下列说法正确的是 A．，感应电流均沿逆时针方向 B．，感应电流均沿顺时针方向 C．，感应电流均沿逆时针方向 D．，感应电流均沿顺时针方向 二、实验题：本题共3小题，‎ ‎13．（1）电磁打点计时器和电火花打点计时器统称为打点计时器，其中电磁打点计时器使用时，点烟要求是（）‎ A．220V直流 B．220V交流 C．4~6V直流 D．4~6V交流 ‎（2）利用如图装置可以做力学中的许多实验，以下说法正确的是 A．用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦力阻力的影响 B．用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行 C．用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，每次改变沙和沙桶总质量之后，需要重新平衡摩擦力 D．用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，应使沙和沙桶总质量远小于小车的质量 ‎（3）如图甲所示是某同学设计的“探究加速度a与力F、质量m的关系”的实验装置图，实验中认为细绳对小车拉力F等于沙和沙桶总重力，小车运动加速度可由纸带求得。‎ ‎①如图乙所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F是该同学在纸带上选取的六个计数点，其中计数点间还有若干个点未标出，设相邻两个计数点间的时间间隔为T．该同学用刻度尺测出AC间的距离为S1，BD间的距离为S2，则打B点时小车运动的速度vB=_______，小车运动的加速度a=________．‎ ‎②某实验小组在实验时保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如表中所示．根据表中数据，在图丙坐标纸中作出F不变时a与的图象．‎ ‎③根据图线分析，得到实验结论：__________________________________________。‎ ‎14．某同学把一电流表G（满偏电流为1mA，内阻为30Ω）改装成一块量程为0~0.6A的电流高A，请你画出改装的电路图，并计算出连接电阻的阻值。‎ ‎15．某同学利用如图甲所示的电路测量一微安表（满偏电流为100μA，内阻大约为2700Ω）的内阻，可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2（其中一个阻值为0~20Ω ‎，另一个阻值为0~2000Ω）；电阻箱Rz（最大阻值为99999.9Ω）；电源E（电动势约为1.5V）；单刀双掷开关S1和S2．C、D分别为两个滑动变阻器的滑片．‎ ‎（1）按原理图甲将图乙中的实物电路图补充完整。‎ ‎（2）完成下列填空：‎ ‎①R1的阻值为_______Ω（填“20”或“2000”）‎ ‎②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的端______（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近．‎ ‎③将电阻箱Rz的阻值置于2500Ω，接通S1．将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置、最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势______（填“相等”或“不相等”）‎ ‎④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于3025Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变．待微安表的内阻为______Ω．‎ 三、计算题：解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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 ‎16．跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图位移简化后的跳台滑雪的雪道示意图。助滑坡由AB和BC组成，AB为斜坡，BC为R=10m的圆弧面，二者相切与B点，与水平面相切于C，AC竖直高度差h1=40m，CD为竖直跳台，运动员连通滑雪装备总质量为80kg，从A点由静止滑下，通过C点水平飞出，飞行一段时间落到着陆破DE上，CE间水平方向的距离x=100m，竖直高度差为h2=80m，不计空气阻力，取，求：‎ ‎（1）运动员到达C点的速度大小；‎ ‎（2）运动员到达C点时对滑道的压力大小；‎ ‎（3）运动员由A滑到C雪坡阻力做了多少功．‎ ‎17．两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的光滑绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m．整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上．质量m=1kg的金属棒ab，由静止释放后沿导轨运动，运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，金属棒下降的竖直高度为h=3m，金属棒ab在导轨之间的电阻R0=1Ω，电路中其余电阻不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．求：‎ ‎（1）金属棒ab达到的最大速度；‎ ‎（2）金属棒ab沿导轨向下运动速度v=5m/s时的加速度大小；‎ ‎（3）从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的热量；‎ ‎18．如图所示，在荧光屏的左侧空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，电场强度为E=2×103N/C，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B=0.2T。场中A点与荧光屏的距离为L=0.4m，一个带正电粒子，从A点以某一速度垂直射向荧光屏，恰好能够做匀速直线运动，打在屏上的O点（不计粒子重力）‎ ‎（1）求粒子做匀速直线运动的速度大小v；‎ ‎（2）若撤去磁场，保持电场不变，粒子只在电场力的作用下运动，打在屏上的位置距O点的距离y1=0.16m，求粒子的比荷；‎ ‎（3）若撤去电场，保持磁场不变，粒子只在磁场力的作用下运动，求打在屏上的位置与O点的距离y2。‎ ‎19．如图所示，一光滑杆固定在底座上，构成支架，放置在水平地面上，光滑杆沿竖直方向，一劲度系数为 k的轻弹簧套在光滑杆上，一套在杆上的圆弧从距弹簧上端H处由静止释放，接触弹簧后，将弹簧压缩，弹簧的形变始终在弹性限度内。‎ 已知圆环的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力，取竖直向下为正方向，圆弧刚接触弹簧时的位置为坐标原点O，建立x轴。‎ ‎（1）请画出弹簧弹力F随压缩量x变化的图线；并根据图像确定弹力做功的规律。‎ ‎（2）求圆环下落过程中的最大动能；‎ ‎（3）证明在圆环压缩弹簧的过程中机械能是守恒的。‎ ‎20．导线中带电粒子的定向移动形成电流，电流可以从宏观和微观两个角度来认识。‎ ‎（1）一段通电直导线的横截面积为S，单位体积的带电粒子数为n，到西安中每个带电粒子定向移动的速率为v，粒子的电荷量为q，并认为做定向运动的电荷是正电荷。‎ a．试推导出电流的微观表达式I=nvsq；‎ b．如图所示，电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力。按照这个思路，请你尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式。‎ ‎（2）经典物理学认为金属导体总恒定电场形成稳恒电流。金属导体中的自由电子在电场力的作用下，定向运动形成电流。自由电子在定向运动的过程中，不断地与金属离子发生碰撞。碰撞后自由电子定向运动的速度变为零，将能量转移给金属离子，使得金属离子的热运动更加剧烈。自由电子定向运动过程中，频繁地与金属离子碰撞产生了焦耳热。‎ 某金属直导线电阻为R，通过的电流为I。请从宏观和微观相联系的角度，推导在时间t内导线中产生的焦耳热为（需要的物理量可自设）。‎ 参考答案 ‎1C 2D 3C 4A 5A 6B 7B 8C 9D 10B 11B 12C ‎13、（1）D（2）BD（3）①，②如图，③在合外力不变时，物体的加速度与质量成反比 ‎14、如图；0.05Ω ‎15、（1）如图（2）①0~20②左③相等④2750‎ ‎16、（1）运动员在空中飞行的时间，由，解得 运动员通过C点的速度大小，由，解得 ‎（2）运动员通过的C点是在BC段圆周运动的最低点，由，解得 由牛顿第三定律可知运动员到达C点时对滑道的压力大小为 ‎（3）运动员从A到C运动过程中，应用动能定理，解得 代入数据 ‎17、（1）如图，受力分析，由平衡条件可得 金属棒ab产生的感应电动势为，感应电流为 金属棒ab受到的安培力 联立解得金属棒ab达到的最大速度 ‎（2）金属棒ab产生的感应电动势，感应电流为 金属棒ab到的安培力，代入数据解得 金属棒ab的加速度为，解得 ‎（3）应用能量守恒，‎ 所以产生的总热量为，解得Q=12J 根据知电阻R上产生的热量，代入数据可得 ‎18、（1）由于带电粒子在电场和磁场中恰好做匀速直线运动，所以，解得 ‎（2）带电粒子在电场中做类平抛运动，垂直电场方向匀速直线运动 平行电场方向匀加速直线运动 联立解得 ‎（3）带电粒子在磁场中做圆周运动，轨迹如图 洛伦兹力提供向心力 解得 由图，，联立解得 ‎19、（1）由胡可定律可知F=kx，其关系如图所示，由图中面积可知弹簧弹力做功 ‎（2）在圆环下落过程中，当所受合力为零时，其有最大动能。‎ 此时弹簧压缩量为，‎ 由动能定理可得 联立可得 ‎（3）圆环接触弹簧后，设在某位置系统动能、重力势能、弹簧弹性势能分别为，在另一位置系统动能、重力势能、弹簧弹性势能分别为 ‎。则 由重力做功与重力势能的关系可知 由弹力做功与弹性势能变化的关系可知 又由动能定理可得 联立可得 ‎20、（1）a．在时间t内流过导线横截面的带电离子数N=nvst，‎ 通过导线横截面的总电荷量，导线中电流 联立以上三式可得 b．导线受安培力的大小，长L的导线内的总的带电粒子数，又 电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，表现为导线所受的安培力，即 联立以上三式可以推导出洛伦兹力的表达式 ‎（2）设金属导体长为L，横截面积为S，两端电压为U，导线中的电场强度 设金属导体中单位体积中的自由电子数为m，则金属导体中自由电子数 设自由电子的带电量为e，连续两次碰撞时间间隔为，定向移动的速度为v，则一次碰撞的能量转移 一个自由电子在时间t内与金属离子碰撞次数为 金属导体中在时间t内全部自由电子与金属离子碰撞，产生的焦耳热，又，‎ 联立解以上各式推导可得