丰台区2017-2018第一学期高三物理期末试题及答案

1a bB120OC D丰台区 20172018 学年度第一学期期末练习高三物理 2018. 01第卷 （选择题 共 48 分）一、本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题列出的四个选项中，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 粒子的说法，正确的是A 粒子是氦原子，对外不显电性 B卢瑟福根据 粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”C天然放射现象中， 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 粒子，这是 衰变)(234908ThU3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Aa 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，并于玻璃球表面的 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 =60，则下列说法中正确的是A玻璃球对该激光的折射率为 3B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 ，该激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射25静止在光滑水平面上的物体，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 0t 1 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62017 年 9 月 12 号，天舟 1 号货运飞船顺利完成了与天宫 2 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 2 号和天舟 1 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 2 号的运行速率大于天舟 1 号的运行速率B天宫 2 号的运行周期大于天舟 1 号的运行周期C天宫 2 号的向心加速度大于天舟 1 号的向心加速度D天舟 1 号适当减速才可能与天宫 2 号实现对接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 的振动图象，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Av=25cm/s，向左传播 Bv= 50cm/s，向左传播Cv= 25cm/s，向右传播 Dv=50cm/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样，图中几幅图象表示导线受安培力 F 与通过电流 I的关系，a、b 分别代表一组 F、I 的数据。正确的图象是A B C DtFO t1ab a bIFIFIFIFabab00 0 0天宫 2 号天舟 1 号地球39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AA 点和 B 点的电势相等BC 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 t（V ）的交流电源上，副线圈接的负20sin1u载电阻 R=5.5，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 15.6VB交流电流表的读数为 0.1A C副线圈输出交流电的周期为 50sD原线圈的输入功率为 W211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象如图所示（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（ ）A2m/s ，5kg B2m/s，3kgC3.5m/s，2.86kg D3.5m/s ，0.86kg12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（ ）AI a:Ib=4:1，感应电流均沿逆时针方向BI a:Ib=4:1，感应电流均沿顺时针方向CI a:Ib=2:1，感应电流均沿逆时针方向DI a:Ib=2:1，感应电流均沿顺时针方向A BvAt/sx/m0 4 8102028VARuab4第 卷 （非选择题 共 72 分）二、本题共 3 小题，共 18 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。13 （8 分）（1）电磁打点计时器和电火花计时器统称为打点计时器。其中电磁打点计时器使用时，电源要求是（ ） A220V 直流 B220V 交流 C46V 直流 D46V 交流（2）利用下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，每次改变砂和砂桶总质量之后，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，应使砂和砂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 砂 和 砂 桶 总 重 力 ， 小 车 运 动 加 速 度 可 由 纸 带 求 得 。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，相邻计数点间有若干 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= 。图甲A B C DS1E FS2图乙滑轮砂桶5某实验小组在实验时保持砂和砂桶总质量不变，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拉力 F 不变时1a 与 的图象。1次数 1 2 3 4 5 6小车加速度 a/ms2 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50小车质量 m/kg 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00/ kg 1 3.50 3.00 2.50 2.00 1.40 1.00根据图象分析，得到实验结论： 。14 （2 分）某同学把一电流表 G（满偏电流为 1mA，内阻为 30）改装成一块量程为 00.6A 的电流表 。请你画出改装的电路图，并计算出联接电阻的阻值。 Aa/ms2/ kg1m0图丙615 （8 分）某同学利用如图甲所示的电路测量一微安表（满偏电流为 100 A，内阻大约为2700）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器 R1、R 2（其中一个阻值为 020，另一个阻值为 02000 ） ；电阻箱 Rz（最大阻值为 9999） ；电源 E（电动势约为 1.5V） ；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：R 1 的阻值为 （填 “020”或“02000” ）为了保护微安表，开始时将 R1 的滑片 C 滑到接近图甲中的滑动变阻器的 端（填“左”或“右” ）对应的位置；将 R2 的滑片 D 置于中间位置附近。将电阻箱 Rz 的阻值置于 2500，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” ） 。AE S1S2R1R2RZBDC图甲 图乙7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 3025时，在接通 S2 前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 。三、本题共 5 小题，共 54 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。16(10 分)跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图为一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，二者相切于 B 点，与水平面相切于C，AC 间的竖直高度差为 h1=40m，CD 为竖直跳台。运动员连同滑雪装备总质量为 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坡 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 g=10m/s2。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）运动员从 A 点滑到 C 点阻力做的功。oABCDEh1h2817(10 分)两根足够长平行金属导轨 MN、PQ 固定在倾角 =37的光滑绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=3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为 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=1，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 vm；（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 QR；BMNPQabR918(10 分)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 ； qm（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。 OBEA荧光屏1019(12 分)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。一套在杆上的圆环从距弹簧上端 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，圆环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 象 ； 并 根 据 图 象 确 定 弹 力 做 功 的 规 律 。（ 2） 求圆环下落过程中的最大动能 Ekm。（3）证明在圆环压缩弹簧的过程中机械能是守恒的。1120(12 分)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，导线中每个带电粒子定向运动的速率为 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中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 Q=I2Rt（需要的物理量可自设） 。f洛vtaF 安bSv12丰台区 20172018 学年度第一学期期末练习高三物理（参考答案与评分标准）第卷（选择题 共 48 分）一、本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项。题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12答案 C D C A A B B C D B B C第卷（非选择题 共 72 分）二、本题共 2 小题，共 18 分，把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。13（ 1）D；（ 1 分）（2 ） BD；（2 分）（3 ） , （2 分） 1ST1如图 （2 分）在合外力不变时，物体的加速度与质量成反比。 （1 分）14如图，0.05 （2 分）15. （1）如图 （2 分）（2 ） 0 20 （1 分） 左 （1 分） 相等 （2 分） 2750 （2 分）/ kg1m3.001.00 2.00a/ms20 4.000.501.001.502.00GRZS2S1R1R2E 13 题图15 题图14 题图13三、本题共 5 小题，共 54 分。16（ 10 分）解析 :(1) 运动员空中飞行时间，由 ，得 s = 4s （2 分）21hgt2801htg运动员通过 C 点的速度大小，由 ，得 m/s =25 m/s （2 分）cxt4Cxt(2) 运动员通过的 C 点是在 BC 段圆周运动的最低点，由 （1 分）CNmgR得 代入数据得 N = 5800N （1 分）2NmgR由牛顿第三定律，知运动员到达 C 点时对滑道的压力大小为 F 压 = N = 5800N （1 分）(3) 运动员从 A 到 C 运动过程中，应用动能定理 （2 分）10CmghW阻得 代入数据得 =7000J（1 分）21Wmgh阻 阻17 （ 10 分）解析： (1)如图，受力分析，由平衡条件，得 （1 分）sin37Fmg安金属棒 ab 产生的感应电动势为 ，感应电流为 （1 分） EBL0EIR金属棒 ab 到的安培力 （1 分）I安联立解得金属棒 ab 达到的最大速度 = 6 m/s （1 分）m(2) 金属棒 ab 产生的感应电动势为 ，感应电流为/EBL/0EIR金属棒 ab 到的安培力 代入数据 N （1 分）/FI安 /5F安金属棒 ab 的加速度为 （1 分） 代入数据 1 m/s2 （1 分） /sin37ogam安 a(3)应用能量守恒， （1 分）21hQ所以产生的总热量为 代入数据得 Q = 12J （1 分）mg根据 知电阻 R 上产生的热量 QR= 代入数据得 QR = 9J （1 分）2PI01418 （ 10 分）解析：解：（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 （1 分）qBE解得 = 1 104 m/s （1 分）EB（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： （1 分）Lt平行电场方向匀加速直线运动：y1 = （1 分）2ata = （1 分）mqE联立解得 = 1 105 C/kg （1 分）2yL(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 （1 分）2qBmR解得 R = 0.5m （1 分）由图，R 2 = L2+(Ry2)2 （1 分）联立解得 y2 = 0.2m （1 分）19 （ 12 分）解析:（ 1）由胡克定律知： ，其关系图象如图所示。 （2 分）kxF由图中面积可知弹簧弹力做功： （2 分）12kxW（2 ） 在圆环下落过程中，当所受合力为 0 时，其有最大动能。此时弹簧压缩量为 , （1 分）0xmgk由动能定理知， （2 分）20kgHxE联立可得， （1 分）Ekm（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 、 、 ；kE1p2在另一位置系统动能、重力势能、弹簧弹性势能分别为 、 、 。则k1pE2由重力做功与重力势能变化的关系知， （1 分）1pGW由弹力做功与弹性势能变化的关系知， （1 分）22N又由动能定理知， （1 分）kNGE联立可得， 即系统机械能守恒。 （1 分） 2121 pkpkE xF19 题图18 题图RRy2y2LOA1520. （12 分）解析(1）a. 在时间 t 内流过导线横截面的带电粒子数 N = （1 分）ntS通过导线横截面的总电荷量 Q = Nq （1 分）导线中电流 I= （1 分）t联立以上三式可以推导出 I = nSqb. 导线受安培力大小 F 安 = BIL。 长 L 的导线内总的带电粒子数 N= nSL （1 分）又 InSq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 Nf = F 安 （ 1 分 ）联立以上三式可以推导出洛伦兹力的表达式 f = qvB （1 分）（2 ）方法 1：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 E = （ 1 分 ）UL设金属导体中单位体积中的自由电子数为 n，则金属导体中自由电子数 NnS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 ，则一次碰撞的能量转移 （1 分）20eEm一个自由电子在时间 t 内与金属离子碰撞次数为 （1 分）t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 （ 1 分 ）2tQNm又 （1 分） U=IR （1 分）IneS联立解以上各式推导得 2QIRt方法 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 E = （ 1 分 ）UL设金属导体中单位体积中的自由电子数为 n，则金属导体中自由电子数 NnS在纯电阻电路中，电流做的功等于焦耳热，即 Q = W （ 1 分 ） 电流做的功等于电功率乘时间 W = Pt （ 1 分 ）电功率等于电场力对长为 L 的导线中所有带电粒子做功功率的总和 （ 1 分 ）PF自由电子受的电场力 F = Ee （ 1 分 ）又 （ 1 分 ）IneS联立解以上各式推导得 2QIRt