福建省福州市2020届高三上学期期末质量检测 物理

福建省福州市2020届高三上学期期末质量检测 物理

2019－2020 学年度第一学期福州市高三期末质量检测 物理试题 (完卷时间：90 分钟；满分：100 分) 特别提示：答案一律填写在答题卡上 第 I 卷(选择题) 一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～5 题只有一项符合题目要求，第 6～10 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不 全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1.用国际单位制的基本单位表示电压单位，下列正确的是 A.J·C－1 B.A·Ω C.kg·m2·A－1·s－3 D.N·m·C－1 2.如图为示波管的工作原理图：电子经电压为 U1 的电场加速后，垂直射入电压为 U2 的匀强偏 转电场，偏转电场的极板长度为 L，极板间的距离为 d，y 为电子离开偏转电场时发生的偏转 距离。用“单位偏转电压引起的偏转距离”来描述示波管的灵敏度，即 (该比值越大则灵 敏度越高)，下列可以提高示波管灵敏度的方法是 A.减小 U1 B.增大 U1 C.减小 U2 D.增大 U2 3.如图所示，由均匀电阻丝组成的直角三角形导体框 ACDA 垂直于匀强磁场放置，线框的 AC、AD、CD 边的长度之比 5：4：3。现将导体框顶点 A、C 与直流电源两端相接，已知线 框的 AC 边受到安培力大小为 F，则导体框 ACDA 受到的安培力的大小为 A.0 B. C. D.2F 4.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率 v1 运行。初速度大小为 v2 的小物块从与传 送带等高的光滑水平地面上的 A 处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在 2 y U 12 7 F 5 7 F 传送带上运动的 v－t 图象(以地面为参考系)如图乙所示，已知当地重力加速度为 g，则下列判 断正确的是 A.在 0～t1 时间与 t1～t2 时间内小物块加速度大小相等，方向相反 B.滑动摩擦力始终对小物块做负功 C.小物块与传送带之间的动摩擦因数为 D.小物块向左运动的最远距离为 (v1＋v2)t2 5.如图所示，带电小球用绝缘细线悬挂在 O 点，在竖直平面内做完整的变速圆周运动，小球运 动到最高点时，细线受到的拉力最大。已知小球运动空间存在竖直向下的匀强电场，电场强 度为 E，小球质量为 m，带电量为 q，细线长为 l，重力加速度为 g，则 A.小球带正电 B.电场力大于重力 C.小球运动到最低点时速度最大 D.小球运动过程最小速度至少为 6.我国的高铁技术处于世界领先水平，动车组由动车和拖车组合而成，提供动力的车厢叫动车， 不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组 在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由 8 节车厢组成，其中第 1、5 节 车厢为动车，其余为拖车，则该列车组 A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 2 1 v gt 1 2 qEl m B.进站时关闭发动机后匀减速滑行的距离与其初速度成正比 C.以额定功率开启一节动车的动力与同时开启两节动车的动力，其最大行驶速度之比为 1：2 D.两节动车都以额定功率使动车组做匀加速运动时，第 2、3 节与第 5、6 节车厢间的作用力之 比为 2：3 7.“弹弓”一直是孩子们最喜爱的弹射类玩具之一。其构造如图所示，橡皮筋两端点 A、B 固 定在把手上，AB 连线的中垂线上有 C、E、D 三点，其中橡皮筋 ACB 恰好处于原长。将弹丸 放在 C 处，一手执把，另一手将弹丸拉至 D 点后放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下迅速发射 出去，打击目标。现将弹丸竖直向上发射，已知 E 是 CD 中点，则 A.从 D 到 C 过程弹丸的机械能不守恒 B.从 D 到 C 过程弹丸的动能一直在增大 C.从 D 到 C 过程弹丸所受的合力先减小后增大 D.从 D 到 E 过程弹丸增加的机械能大于从 E 到 C 弹丸增加的机械能 8.如图所示，a、b 两个不同的带电粒子，从同一点平行于极板方向射入电场，a 粒子打在 B 板 的 a'点，b 粒子打在 B 板的 b'点，不计重力，下列判断正确的是 A.若粒子比荷相同，则初速度一定是 b 粒子大 B.初速度一定是 b 粒子大 C.两粒子在电场中运动的时间一定相同 D.若粒子初动能相同，则带电量定是 a 粒子大 9.将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把质量为 m 的小物体轻放在弹簧上端，小物体由静止 向下运动，小物体的加速度 a 与弹簧的压缩量 x 间的关系如图所示。下列说法正确的是 A.当地重力加速度为 a0； B.弹簧的劲度系数为 C.小物体向下运动过程中最大动能为 D.小物体向下运动过程中弹簧最大弹性势能为 ma0x0 10.四个电荷量大小相等的点电荷位于边长为 a 的正方形四个角上，两组对边的中垂线分别在 x、 y 轴上，交点为原点 O，各电荷电性如图所示，P、Q 分别为坐标轴上的点，取无穷远处电势 为零，下列说法正确的是 A.O 点的电场强度为零 B.PM 两点间电势差等于 QM 两点间电势差 C.将正电荷从 P 点移到 Q 点，电场力做正功 D.负电荷在 Q 点的电势能大于在 M 点的电势能 第 I 卷(非选择题) 二、实验题：本题共 2 小题，第 11 题 5 分，第 12 题 10 分，共 15 分。把答案写在答题卡中 指定的答题处。 11.(5 分)某同学用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。实验中，让滑块都从 气垫导轨某一固定位置 O 静止开始下滑，已测得气垫导轨倾角为 θ。 (1)下列物理量不需要测量的是 A.滑块和挡光板的总质量 M B.光电门位置 P 到 O 点之间的距离 l C.挡光片通过光电门遮光时间△t D.挡光片的宽度 d (2)先用游标卡尺测出挡光片的宽度，读数如图乙所示，则宽度 d＝ mm。 0 02 ma x 0 0 2 ma x (3)若某次实验中测出宽度 d＝10.00mm，挡光片通过光电门遮光时间△t＝5.75ms，则滑块通过 光电门的速度 v＝ m/s(计算结果保留 3 位有效数字)。 (4)根据直接测量的物理量，经过计算分析就可以验证滑块和挡光板整体下滑过程中机械能是 否守恒。 12.(10 分)某同学想通过实验测定一个阻值约为 5Ω 的电阻 Rx 的阻值。 现有电源(3V，内阻可不计)、滑动变阻器(0～5Ω，额定电流 2A)，开关和导线若干，以及下列 电表： A.电流表(0～3A，内阻 r1＝0.02Ω) B.电流表(0～0.6A，内阻 r2＝0.10Ω) C.电压表(0～3V，内阻约 3kΩ) D.电压表(0～15V，内阻约 15kΩ) (1)为了避免由于电压表、电流表内阻造成的系统误差，实验电路应采用图 1 中的 图 (选填“甲”或“乙”)，电流表选用 ，电压表选用 。(填上所选用仪器前 的字母) (2)图 2 是测量 Rx 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在(1)问中所选的电路图， 补充完成图 2 中实物间的连线。 (3)接通开关，改变滑动变阻器滑片 P 的位置，并记录对应的电流表示数 I、电压表示数 U。某 次电表示数如图 3 所示，电流表读数为 A，电压表读数为 V，可得该电阻 的测量值 Rx 为 Ω(保留 2 位有效数字)。 (4)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片 P 从一端滑向另一端，随滑片 P 移动距离 x 的 增加，被测电阻 Rx 两端的电压 U 也随之增加，下列反映 U－x 关系的示意图 4 中正确的是。 三、计算题：本题共 4 小题，第 13 题 8 分，第 14 题 8 分，第 15 题 12 分，第 16 题 17 分， 共 45 分。把解答写在指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 13.(8 分)某卫星在地球赤道正上方做匀速圆周运动，其运行方向与地球自转方向相同，如图所 示。已知地球的质量为 M，卫星轨道半径为 r，引力常量为 G (1)求该卫星绕地球运动的速度 v 和周期 T； (2)在图中标出从赤道 P 处可以观察到卫星的范围所对应的圆心角。 14.(8 分)如图所示，空间存在方向水平向右的匀强电场，两个可视为点电荷的带电小球 P 和 Q 用绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，已知匀强电场强度为 E，两小 球之间的距离为 L，PQ 连线与竖直方向之间的夹角为 θ，静电常数为 k。 (1)画出小球 P、Q 的受力示意图； (2)求出 P、Q 两小球分别所带的电量。 15.(12 分)如图所示，直线 MN 上方有平行于纸面且与 MN 成 45°斜向下的匀强电场，MN 下方 有垂直于纸面向里的匀强磁场。一带正电的粒子以速度 v 从 MN 线上的 O 点垂直电场和磁场 方向射入磁场。粒子第一次到 MN 边界线，并从 P 点进入电场。已知粒子带电量为 q，质量为 m，O、P 之间的距离为 L，匀强电场强度为 E，不计粒子的重力。求： (1)磁感应强度 B； (2)粒子从 O 点开始到第四次到达 MIN 边界线的总时间 t。 16.(17 分)质量为 mA＝1.0kg 的小物块 A 静止在水平地面上，与其右侧的竖直墙壁距离 l＝1.0m， 如图所示。质量为 mB＝3.0kg 的小物块 B 以 v0＝2m/s 的速度与 A 发生弹性正碰，碰后 A 沿着 与墙壁垂直的方向向右运动。A、B 与地面之间的动摩擦因数均为 µ＝0.20。重力加速度取 g＝ 10m/s2。A、B 运动过程中所涉及的碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短。 (1)求 A、B 碰后瞬间速度 vA、vB 的大小； (2)A、B 碰后哪一个速度先减为零?求此时 A 与 B 之间的距离△s1； (3)A 和 B 都停止后，A 与 B 之间的距离△s2。 2019-2020 学年度第一学期福州市高三期末质量检测 物理试题参考答案及评分标准 一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～5 题只有一项符合题目要求，第 6～10 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不 全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1.C 2.A 3.B 4.C 5.B 6.CD 7.ACD 8.AD 9.AC 10.AB 二、实验题：本题共 2 小题，第 11 题 5 分，第 12 题 10 分，共 15 分。把答案写在答题卡中指定 的答题处。 11．（1）A （1 分） （2）10.20（2 分） （3）1.74（2 分） 12．（1）乙 B C （每空各 1 分） （2）如答图所示 （2 分） （3）0.50 2.60 5.1 （每空各 1 分） （4）A （2 分） 三、计算题：本题共 4 小题，第 13 题 8 分，第 14 题 8 分，第 15 题 12 分，第 16 题 17 分， 共 45 分。把解答写在指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 13.（8 分） 解： （1） 根据牛顿第二定律： ①（2 分） ②（2 分） 解得： ③（1 分） ④（1 分） （2）如图所示，AB 之间及其对应圆心角（2 分） 14.（8 分） （1）依题意得，小球 P、Q 受力示意图如图 r vmr MmG 2 2 = rTmr MmG 2 2 )2( π= r GMv = GM rT 3 2π= 根据平衡条件，P 带负电，Q 带正电 ① (2 分) （2）设：P 带电量为-qP，Q 带电量为 qQ 根据库仑定律： ②(1 分) 根据牛顿第三定律：FC=FC/ ③（1 分） 对于 P 球： 根据平衡条件： ④(1 分) 解得： ⑤(1 分) 对于 Q 球： 根据平衡条件： ⑥(1 分) 解得： ⑦(1 分) 15.（12 分） （1）粒子从 O 点进入磁场做匀速圆周运动到达 P 点，设圆周半径为 R 由几何关系可得： ①（2 分） 由牛顿第二定律得： ②（2 分） 解得： ③（1 分） （2）粒子第一次在磁场运动的时间 ④ ⑤ （1 分） 由图可得，粒子第一次进入电场做匀减速运动，而后第二次经过 P 点进入磁场 设：粒子第一次在电场中运动的时间为 t2 由牛顿第二定律： ⑥（1 分） 2L qqkF QP C = θsinCP FEq = θsin 2 k ELqQ = θsin/ CQ FEq = θsin 2 k ELqP = 222 LR = LR 2 2= R vmqvB 2 = Lq mv qR mvB 2== 41 Tt = v L v RT ππ 22 == maEq = θ Gp TP FC FP TP GQ FQ FC/ 由运动学公式： ⑦（1 分） 粒子第二次进入磁场运动的时间为 t3 由图可得： ⑧ 粒子第二次进入电场后做类平抛运动 设经过 t4 时间再次进入磁场，此次为第四次到达电场和磁场的边界线 由运动学公式： ⑨（1 分） 由图得： ⑩（1 分） 解得： ⑪（1 分） 粒子从开始运动到第四次到达 MN 边界线的时间 ⑫（1 分） 16．（17分） 解：（1）小物块A、B发生弹性正碰 则：mBv0 = mAvA + mBvB ① （2分） ②（2分） 联立①②式并代入题给数据得 vA=3.0 m/s，vB=1.0 m/s ③ （1分） （2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a。假 设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为碰撞后速度较小的B。设从碰撞到B停 止所需时间为t，B向左运动的路程为sB。 则有： ④（1分） ⑤（1分） ⑥（1分） 在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大 小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程sA都可表示为 qE mv a vt 222 =×= 4 3 3 Tt = 2 42 1 aty = 4vtx = x y=°45tan qE mvt 2 4 = v L qE mvttttt π24 4321 +=+++= 222 0 2 1 2 1 2 1 AABBB vmvmvm += B Bm a m gµ= 21 2B Bs v t at= − 0Bv at− = sA = vAt– ⑦（1分） 联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得 sA=1.25 m，sB = 0.25 m ⑧（1分） 这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.75 m处。 B位于出发点右边0.25 m处，两物块之间的距离△s1为 △s1=0.75 m-0.25 m = 0.50 m ⑨（1分） （3）t 时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA′，由动能 定理有 联立③⑧⑩式并代入题给数据得 ⑪ 故A与B将发生碰撞。设碰撞后A、B的速度分别为vA′′和vB′′，由动量守恒定律与机械能守恒定 律有 ⑫（1 分） ⑬（1 分） 联立⑪⑫⑬式并代入题给数据得 ， ⑭（1 分） 这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动。设碰撞后A向右运动距离为sA′时停止，B向左运 动距离为sB′时停止，由运动学公式 ⑮（1 分） 由④⑭⑮式及题给数据得 sA′小于碰撞处到墙壁的距离。由上式可得两物块停止后的距离 21 2 at 22/ 2 1 2 1)2( AAAABA vmvmslgm −=−− µ s/m2/ =Av ( )A A A A B Bm v m v m v′ ′′ ′′− = + 2 2 21 1 1 2 2 2A A A A B Bm v m v m v′ ′′ ′′= + s/m2 2/ =Av s/m2 2/ −=Bv 2 22 , 2A A B Bas v as v′ ′′ ′ ′′= = ，m125.0/ =As m125.0/ =Bs m25.0// 2 =+=∆ BA sss ⑩（1 分） ⑰（1 分） ⑯