北京市石景山區(qū)2020屆高三物理上學期期末考試試題（含解析）.doc

石景山區(qū)20192020學年第一學期高三期末試卷物理第卷（共42分）一、本題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求。1.如圖所示，重物的質(zhì)量為m，輕細線ao和bo的a、b端是固定的，平衡時ao與豎直方向的夾角為q，bo是水平的。關(guān)于細線ao段的拉力f1 和bo段的拉力f2的大小，下列關(guān)系正確的是（ ）a. f1=mgsinb. f1=mgcosc. f2=mgtand. f2=mg/sin【答案】c【解析】【詳解】對點o受力分析，受重力、兩根繩子的拉力，如圖，將兩根繩子的拉力合成，合力與重力平衡，故故c正確。故選c。2.某同學站在電梯的水平地板上，利用速度傳感器研究電梯的升降過程。取豎直向上為正方向，電梯在某一段時間內(nèi)速度的變化情況如圖所示。根據(jù)圖像提供的信息，下列說法正確的是（ ）a. 在05s內(nèi)，電梯加速上升，該同學處于失重狀態(tài)b. 在5s10s內(nèi)，該同學對電梯地板的壓力小于其重力c. 在10s20s內(nèi)，電梯減速上升，該同學處于超重狀態(tài)d. 在20s25s內(nèi)，電梯加速下降，該同學處于失重狀態(tài)【答案】d【解析】【詳解】a在05s內(nèi)，從速度-時間圖象可知，此時的加速度為正，說明電梯的加速度向上，此時人處于超重狀態(tài)，故a錯誤；b510s內(nèi)，該同學做勻速運動，故其對電梯地板的壓力等于他所受的重力，故b錯誤；c在1020s內(nèi)，電梯向上做勻減速運動，加速度向下，處于失重狀態(tài)，故c錯誤；d在2025s內(nèi)，電梯向下做勻加速運動，加速度向下，故處于失重狀態(tài)度，故d正確。故選d。3.一列沿x軸傳播的簡諧橫波某時刻的波形圖線如圖甲所示。若從此時刻開始計時，則圖乙表示質(zhì)點p的振動圖線。該波的傳播速度和傳播方向是（ ）a. v2.0m/s，波沿x軸正方向傳播b. v1.0m/s，波沿x軸正方向傳播c. v2.0m/s，波沿x軸負方向傳播d. v1.0m/s，波沿x軸負方向傳播【答案】c【解析】【詳解】由圖甲可知，波長為，由圖乙可知，周期為，所以波速為由圖乙可知此時質(zhì)點p向上振動，結(jié)合圖甲，由“同側(cè)法”可知，波沿x軸負方向傳播。故選c。4.已知萬有引力常量，根據(jù)下列選項提供的數(shù)據(jù)，可以估算地球與月球之間距離的是（ ）a. 月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期和月球的半徑b. 月球的質(zhì)量與月球的半徑c. 地球的質(zhì)量和月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期d. 地球的質(zhì)量和地球的半徑【答案】c【解析】【詳解】a由萬有引力提供向心力得由于無法確定地球的質(zhì)量，所以無法求得地球與月球之間距離，故a錯誤；b已知月球的質(zhì)量與月球的半徑，無法求出地球與月球之間距離，故b錯誤；c由萬有引力提供向心力得得即可求得地球與月球之間距離，故c正確；d由萬有引力提供向心力得地球的質(zhì)量和地球的半徑無法求出地球與月球之間距離，故d錯誤。故選c。5.如圖所示，某同學練習定點投籃，其中有兩次籃球垂直撞在豎直籃板上，籃球的軌跡分別如圖中曲線1、2所示。若兩次拋出籃球的速度v1和v 2的水平分量分別為v1x和v 2x，豎直分量分別為v1y和v 2y，不計空氣阻力，下列關(guān)系正確的是（ ）a. v1xv 2yb. v1xv 2x，v1yv 2yc. v1xv 2x，v1yv 2x，v1yv 2y【答案】a【解析】【詳解】將籃球的運動反向處理，即為平拋運動，由圖可知，第二次運動過程中的高度較小，所以運動時間較短，水平射程相等，但第二次用的時間較短，故第二次水平分速度較大，即在豎直方向上做自由落體運動，由公式可知，第二次運動過程中的高度較小，所以第二次豎直分速度較小，即故選a。6.如圖所示，兩個很輕的鋁環(huán)a、b，環(huán)a閉合，環(huán)b不閉合，a、b環(huán)都固定在一根可以繞o點自由轉(zhuǎn)動的水平細桿上，此時整個裝置靜止。下列選項正確的是（ ）a. 條形磁鐵n極垂直環(huán)a靠近a，環(huán)a將靠近磁鐵b. 條形磁鐵s極垂直環(huán)a遠離a，環(huán)a將不動c. 條形磁鐵n極垂直環(huán)b靠近b，環(huán)b將靠近磁鐵d. 條形磁鐵s極垂直環(huán)a靠近a，環(huán)a將遠離磁鐵【答案】d【解析】【詳解】a當條形磁鐵n極垂直a環(huán)靠近a時，穿過a環(huán)的磁通量增加，a環(huán)閉合產(chǎn)生感應電流，磁鐵對a環(huán)產(chǎn)生安培力，阻礙兩者相對運動，a環(huán)將遠離磁鐵，故a錯誤；bd當條形磁鐵s極垂直a環(huán)靠近a時，穿過a環(huán)的磁通量增加，a環(huán)閉合產(chǎn)生感應電流，磁鐵對a環(huán)產(chǎn)生安培力，阻礙兩者相對運動，a環(huán)將遠離磁鐵，故b錯誤，d正確；c當條形磁鐵n極垂直b環(huán)靠近b時，b環(huán)中不產(chǎn)生感應電流，磁鐵對b環(huán)沒有安培力作用，b環(huán)將靜止不動，故c錯誤。故選d。7.a、b是一條電場線上的兩個點，一帶負電的微粒僅在靜電力作用下以一定的初速度從a點沿電場線運動到b點，其速度v與時間t的關(guān)系圖象如圖所示則此電場的電場線分布可能是選項圖中的a. b. c. d. 【答案】a【解析】【詳解】由v-t圖象可知，微粒的速度在逐漸減小，圖象的斜率在逐漸增大，故此帶負電的微粒做加速度越來越大的減速直線運動，所受電場力越來越大，由f=qe知，場強增大，電場線越來越密電場力方向與其運動方向相反，電場力向左，所以電場線方向向右a該圖與結(jié)論相符，選項a正確；b該圖與結(jié)論不相符，選項b錯誤；c該圖與結(jié)論不相符，選項c錯誤；d該圖與結(jié)論不相符，選項d錯誤；8.將一物體豎直向上拋出，不計空氣阻力。用x表示物體運動路程，t表示物體運動的時間，ek表示物體的動能，下列圖像正確的是（ ）a. b. c. d. 【答案】b【解析】【詳解】ab由機械能守恒得ek與x是線性關(guān)系，故a錯誤，b正確；cd根據(jù)機械能守恒定律得又得m、v0、g都是定值，則ek是t的二次函數(shù)，ek-t圖象是拋物線，故cd錯誤。故選b。9.某實驗裝置如圖甲所示，在鐵芯p上繞著兩個線圈a和b，如果線圈a中電流i與時間t的關(guān)系如圖乙所示。 在這段時間內(nèi)，線圈b中感應電流i的圖像可能為（ ）a. b. c. . d. 【答案】b【解析】【詳解】線圈a中的電流產(chǎn)生磁場，磁場穿過線圈b，線圈b的感應電流與感應電動勢正比，線圈b中的電動勢與線圈a中電流變化率成正比，由圖乙可知，開始時線圈a中的電流變化率為0，此時線圈b的電流為0，故選b。10.如圖所示，一單匝正方形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸oo勻速轉(zhuǎn)動，沿著oo觀察，線圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。已知勻強磁場的磁感應強度為b，線圈邊長為l，電阻為r，轉(zhuǎn)動的角速度為。當線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時（ ）a. 線圈中感應電流的方向為abcdab. 線圈中感應電流的大小為 c. 穿過線圈的磁通量為bl2d. 穿過線圈磁通量的變化率為bl2【答案】d【解析】【詳解】a圖示時刻，ad速度方向向里，bc速度方向向外，根據(jù)右手定則判斷出ad中感應電流方向為ad，bc中電流方向為cb，線圈中感應電流的方向為adcba。故a錯誤；b線圈中的感應電動勢為線圈中的感應電流為故b錯誤；c圖示時刻ad、bc兩邊垂直切割磁感線，穿過線圈磁通量為0，故c錯誤；d線圈中的感應電動勢為由公式得故d正確。故選d。11.有一靜電場，其電勢隨x坐標的改變而改變，變化的圖線如圖所示若將一帶負電的粒子（重力不計）從坐標原點o由靜止釋放，粒子沿x軸運動，電場中p、q兩點的坐標分別為1mm、4mm下列說法正確的是（ ）a. 粒子經(jīng)過p點和q點時，加速度大小相等、方向相反b. 粒子經(jīng)過p點與q點時，電場力做功的功率相等c. 粒子經(jīng)過p點與q點時，動能相等d. 粒子在p點的電勢能為正值【答案】c【解析】【詳解】根據(jù)順著電場線方向電勢降低可知，0-2mm內(nèi)，電場線沿x軸負方向，粒子所受的電場力方向沿x軸正方向；在2-6mm內(nèi)電場線沿x軸正方向，粒子所受的電場力方向沿x負方向做減速運動，加速度沿x軸負方向；-x圖象的斜率大小等于場強e則知p點的場強大于q點的場強，則粒子在p點的加速度大于在q點的加速度，加速度方向相反故a錯誤粒子經(jīng)過p點與q點時，電勢相等，則其電勢能相等，由能量守恒知動能相等故c正確粒子經(jīng)過p點與q點時，速率相等，但電場力不同，則根據(jù)功率公式p=fv，可知電場力做功的功率不等故b錯誤在p點，根據(jù)電勢能公式ep=q，因為q0，0，所以ep0故d錯誤故選c12.研究“蹦極”運動時，在運動員身上裝好傳感器，用于測量運動員在不同時刻下落高度及速度。如圖甲所示，運動員從蹦極臺自由下落，根據(jù)傳感器測到的數(shù)據(jù)，得到如圖乙所示的速度v位移x圖像。不計空氣阻力。下列判斷正確的是（ ）a. 運動員下落速度最大時，重力勢能最小b. 運動員下落速度最大時，繩子剛好被拉直c. 運動員下落加速度為0時，速度也為0d. 運動員下落到最低點時，繩的彈性勢能最大【答案】d【解析】【詳解】ab運動員下落速度最大時繩的拉力與重力平衡，合力為零，此時運動員仍有向下的速度，要繼續(xù)向下運動，所以重力勢能不是最小，故ab錯誤；c運動員下落加速度為0時合力為零，繩拉力與重力平衡，所以速度最大，故c錯誤；d運動員下落速度最大時繩的拉力與重力平衡，合力為零，此時運動員仍有向下的速度，要繼續(xù)向下運動，繩要繼續(xù)伸長，彈性勢能仍在增大，當運動員下落到最低點時彈性勢能最大，故d正確。故選d。13.我國自主研制的絞吸挖泥船“天鯤號”達到世界先進水平若某段工作時間內(nèi)，“天鯤號”的泥泵輸出功率恒為，排泥量為，排泥管的橫截面積為，則泥泵對排泥管內(nèi)泥漿的推力為（ ）a. b. c. d. 【答案】a【解析】【詳解】設排泥的流量為q，t時間內(nèi)排泥的長度為：輸出的功：排泥功：輸出的功都用于排泥，則解得：故a正確，bcd錯誤14.安德森利用云室照片觀察到宇宙射線垂直進入勻強磁場時運動軌跡發(fā)生彎曲。如圖照片所示，在垂直于照片平面的勻強磁場（照片中未標出）中，高能宇宙射線穿過鉛板時，有一個粒子的軌跡和電子的軌跡完全相同，但彎曲的方向反了。這種前所未知的粒子與電子的質(zhì)量相同，但電荷卻相反。安德森發(fā)現(xiàn)這正是狄拉克預言的正電子。正電子的發(fā)現(xiàn)，開辟了反物質(zhì)領(lǐng)域的研究，安德森獲得1936年諾貝爾物理學獎。關(guān)于照片中的信息，下列說法正確的是（ ）a. 粒子的運動軌跡是拋物線b. 粒子在鉛板上方運動的速度大于在鉛板下方運動的速度c. 粒子從上向下穿過鉛板d. 勻強磁場的方向垂直照片平面向里【答案】d【解析】【詳解】a由于粒子在磁場中做圓周運動，所以粒子的運動軌跡不是拋物線，故a錯誤；b粒子在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得解得由圖示粒子的運動軌跡可知，鉛板上方粒子軌道半徑小，速度較小，故b錯誤；c粒子穿過鉛板后能量有損失，粒子的速度v減小，則粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑r減小，所以粒子從下向上穿過鉛板，故c錯誤；d粒子帶正電，由左手定則可知，磁場方向垂直于紙面向里，故d正確。故選d.第卷（共58分）二、本題共2小題，共18分。15.用如圖所示裝置驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。（1）實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的?？梢詢H通過測量_（填選項前的序號）間接地解決這個問題。a小球開始釋放時的高度h b小球拋出點距地面的高度hc小球做平拋運動的水平位移（2）在實驗中，入射小球、被碰小球的質(zhì)量分別為m1和m2，關(guān)于m1和m2的大小，下列關(guān)系正確的是_.am1=m2 bm1m2 cm1m2 d以上都可以（3）若兩球在碰撞前后動量守恒，需要驗證的表達式為_?！敬鸢浮?(1). c (2). b (3). 【解析】【詳解】(1)1小球離開軌道后做平拋運動，由于小球拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間相等，小球的水平位移與小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，即測量射程，故c正確，ab錯誤。故選c。(2)2兩球發(fā)生碰撞后，為防止入射球反彈，入射球的質(zhì)量應大于被碰球的質(zhì)量，即(3)3要驗證動量守恒定律定律，即驗證小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，上式兩邊同時乘以t得得16.某實驗小組為測量某一電源的電動勢和內(nèi)阻，設計的實驗電路如圖所示，用到的器材有：待測電源e，保護電阻r0=1.0 ，電阻箱r1（阻值范圍09999.9），電壓表v（量程03v，內(nèi)阻等于3 k），開關(guān)s，導線若干。(1)實驗小組的同學連接好電路，閉合開關(guān)s，將電阻箱的阻值由零開始逐漸增大，記錄若干組電阻箱的阻值r1和對應的電壓表讀數(shù)u。將得到的數(shù)據(jù)在u-r1坐標系中描點連線，得到如圖所示的曲線，其中虛線u=1.50v為曲線的漸近線，由此可知電源的電動勢e=_v，內(nèi)阻r=_。（2）若以為縱坐標，以_為橫坐標，則根據(jù)本實驗數(shù)據(jù)作出的圖線為一條直線。.（3）實驗小組的同學根據(jù)，描繪了r1消耗功率p隨電阻箱的阻值r1變化的曲線如圖所示請推測圖線的頂點坐標值約為r1=_，p=_w，其理由是_。（4）實驗小組的同學計算通過r1的電流，進一步描繪r1消耗功率p隨電流i的變化曲線。下列各示意圖中正確反映p-i關(guān)系的是_.【答案】 (1). 1.50 (2). 0.5 (3). (4). 1.5 (5). 0.375 (6). 電源e和保護電阻r0可看作等效電源，當r1= r0+r=1.5時，消耗功率最大。 (7). c【解析】【詳解】(1)12由實驗原理有當r1趨近無窮大時有當時，則有解得(2)3由實驗原理有整理得所以若以為縱坐標，以為橫坐標，則根據(jù)本實驗數(shù)據(jù)作出的圖線為一條直線；(3)456電源e和保護電阻r0可看作等效電源時，電阻消耗的功率即為等效電源的功率，當?shù)刃щ娫吹膬?nèi)阻等于時，功率最大，即最大功率為(4)7電阻箱的功率為，當時，即電路斷路，所以電阻箱功率為0，當電阻箱短路時，電阻箱功率也為0，此時電流較大，故c正確。故選c。三、本題共4小題，共40分。解答應寫出必要的文字說明、方程和重要步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。17.如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體，初速度為v0，在水平合外力f（恒力）的作用下，經(jīng)過一段時間t后，速度變?yōu)関t。(1)請根據(jù)上述情境，利用牛頓第二定律推導動量定理，并寫出動量定理表達式中等號兩邊物理量的物理意義。 (2)快遞公司用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，如圖所示。請運用所學物理知識分析說明這樣做的道理?！敬鸢浮吭斍橐娊馕觥窘馕觥俊驹斀狻?1)根據(jù)牛頓第二定律,加速度定義解得 即動量定理, ft表示物體所受合力的沖量，mvt-mv0表示物體動量的變化(2)快遞物品在運送途中難免出現(xiàn)磕碰現(xiàn)象，根據(jù)動量定理在動量變化相等的情況下，作用時間越長，作用力越小。充滿氣體的塑料袋富有彈性，在碰撞時，容易發(fā)生形變，延緩作用過程，延長作用時間，減小作用力，從而能更好的保護快遞物品。18.如圖所示，電路左側(cè)線圈與右側(cè)平行板電容器c相連，電容器兩極板正對水平放置，線圈內(nèi)存在有理想邊界的磁場，磁場方向垂直于線圈平面向里。當磁場的磁感應強度均勻增加時，在電容器兩平行極板之間的帶電小球p恰好處于靜止狀態(tài)。（1）小球p帶何種電荷，請分析說明；（2）若線圈的匝數(shù)為n，面積為s，平行板電容器的板間距離為d，小球p的質(zhì)量為m，所帶電荷量為q，求磁場磁感應強度的變化率?！敬鸢浮浚?）正電（2）【解析】【詳解】(1)當磁場向里均勻增加時，線圈向里的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，線圈中感應電動勢沿逆時針方向，電容器下極板帶正電，上極板帶負電，電容器極板間的電場方向向上；帶電小球p恰好處于靜止狀態(tài)，所受重力和電場力平衡，電場力方向向上，又因為電容器極板間的電場方向向上,故小球p帶正電(2)帶電小球p受重力和電場力平衡 ：mg=f電場力電容器極板間的電壓等于感應電動勢：磁感應強度的變化率為：19.如圖甲所示，兩光滑平行金屬導軌間的距離為l，金屬導軌所在的平面與水平面夾角為，導體棒ab與導軌垂直并接觸良好，其質(zhì)量為m，長度為l，通過的電流為i。（1）沿棒ab中電流方向觀察，側(cè)視圖如圖乙所示，為使導體棒ab保持靜止，需加一勻強磁場，磁場方向垂直于導軌平面向上，求磁感應強度b1的大??；（2）若（1）中磁場方向改為豎直向上，如圖丙所示，求磁感應強度b2的大??；（3）若只改變磁場，且磁場的方向始終在與棒ab垂直的平面內(nèi)，欲使導體棒ab保持靜止，求磁場方向變化的最大范圍。 【答案】（1） （2） （3）詳情見解析【解析】【詳解】(1)對導體棒ab受力分析如圖所示：解得：(2)對導體棒ab受力分析如圖所示：解得：(3)使導體棒保持靜止狀態(tài)，需f合=0，即三力平衡，安培力與另外兩個力的合力等大反向；如圖所示，因為重力與斜面支持力的合力范圍在角范圍內(nèi)（垂直于斜面方向取不到），故安培力在角范圍內(nèi)（垂直于斜面方向取不到），根據(jù)左手定則，磁場方向可以在角范圍內(nèi)變動，其中沿斜面向上方向取不到。20.如圖所示，在國慶70周年聯(lián)歡活動上有精彩的煙花表演，通過高空、中空、低空煙花燃放和特殊煙花裝置表演，分波次、多新意地展現(xiàn)煙花藝術(shù)的魅力。某同學注意到，很多煙花炸開后，形成漂亮的禮花球，一邊擴大，一邊下落。假設某種型號的禮花彈從專用炮筒中沿豎直方向射出，到達最高點時炸開。已知禮花彈從炮筒射出的速度為v0，忽略空氣阻力。（1）求禮花彈從專用炮筒中射出后，上升的最大高度h；（2）禮花彈在最高點炸開后，其中一小塊水平