北京西城高三物理期末试卷2017.1
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北京市西城区2016 — 2017学年度第一学期期末试卷
高三物理 2017.1
试卷满分:100分 考试时间:120分钟
第一卷(共48分)
一、单项选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分。)
1.功的单位是焦耳(J),焦耳与基本单位米(m)、千克(kg)、秒(s)之间的关系正确的是
A.1J=1kg?m/s B.1J=1kg?m/s2 C.1J=1kg?m2/s D.1J=1kg?m2/s2
2.下列情景中,物体M所受摩擦力f的示意图正确的是
ff M
M
fM M
v
f
A.物体静止在粗
B.汽车停在 C.物体贴着竖直
D.瓶子被握在手中
糙的水平面上
斜坡上
墙面自由下落
处于静止状态
3.用一个水平拉力F拉着一物体在水平面上绕着O点做匀速圆周运动。关于物体受到的拉力F和摩擦力f的受力示意图,下列四个图中可能正确的是
O O O F F O F
F f f f f A B C D
4.一个带电导体周围的电场线和等势面的分布情况如图所示,关于图中各点的场强和电势的关系,下列描述正确的是 2A.1、2两点的场强相等 1 3 B.2、3两点的场强相等 C.1、2两点的电势相等 D.2、3两点的电势相等
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5.一列横波某时刻的波形图如图甲所示,图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象。下列说法正确的是
y K
图甲
M 图乙
O L N O y x t A.若波沿x轴正方向传播,则图乙表示的是质点N的振动图象 B.若波沿x轴负方向传播,则图乙表示的是质点K的振动图象 C.若图乙表示的是质点L的振动图象,则波沿x轴正方向传播 D.若图乙表示的是质点M的振动图象,则波沿x轴负方向传播
6.如图所示,地球绕着太阳公转,而月球又绕着地球转动,他们的运动均可近似看成匀速圆周运动。如果要通过观测求得地球的质量,需要测量下列哪些量 A.地球绕太阳公转的半径和周期 B.月球绕地球转动的半径和周期 C.地球的半径和地球绕太阳公转的周期 D.地球的半径和月球绕地球转动的周期
7.有质量相同的三个小物体a、b、c。现将小物体a从高为h的光滑斜面的顶端由静止释放,同时小物体b、c分别从与a等高的位置开始做自由落体运动和平抛运动,如图所示。有关三个物体的运动情况,下列判断正确的是 A.三个物体同时落地
B.三个物体落地前瞬间的动能相同 C.重力对三个物体做功相同 D.重力对三个物体的冲量相同
8.如图所示,用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触,起初它们不带电,贴在两端下部的金属箔是闭合的。把带正电的物体C移近A端,然后把A和B分开较远的距离,再移去C,则 A.C移近A端时,A端的金属箔张开,B端的金属箔闭合 B.C移近A端时,A端的金属箔闭合,B端的金属箔张开 C. A和B分开,移去C后,B端的金属箔会立即闭合 D.A和B分开,移去C后,A端的金属箔仍会张开
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太阳 地球 月球
a b c v0
9.如图甲所示,20匝的线圈两端M、N与一个电压表相连,线圈内有指向纸内方向的磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是
N 图甲
M 0.15 Φ/ Wb B V 0.10 0 0.1 图乙
t/s A.线圈中产生的感生电场沿顺时针方向 B.电压表的正接线柱接线圈的N端 C.线圈中磁通量的变化率为1.5Wb/s D.电压表的读数为10V
10.某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后,两端连接
两支测量表笔,做成了一个测量电阻的装置,如图所示。两 支表笔直接接触时,电流表的读数为5.0mA;两支表笔与300?? 的电阻相连时,电流表的读数为2.0mA。由此可知,这个测
量电阻装置的内阻是
A.200???B.300?? C.500???D.800??
A E R B 11.在如图所示的电路中,L1、L2、L3是三盏相同的灯泡。当a、b两端接交流6V时,三盏灯的发光情况相同。若将a、b两端接直流6V时,稳定后观察到的现象是 A.三盏灯的亮度相同 B.L1不亮,L2、L3的亮度相同 C.L1不亮,L2比L3亮 D.L1不亮,L3比L2亮
12.质谱仪是测量带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具。
如图所示,带电粒子从容器A下方的小孔S1飘入电势差 为U的加速电场,其初速度几乎为零,然后经过S3沿着 与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中, 最后打到照相底片D上。现有某种元素的三种同位素的 原子核由容器A进入质谱仪,最后分别打在底片P1、 P2、P3三个位置。不计粒子重力。则打在P1处的粒子 A.质量最小
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a b C L R
L3 L1 L2
P1 P2 P3
B.比荷最小 C.动能最小 D.动量最小
二、多项选择题(本题共4小题,每小题3分,共12分。每小题全部选对的得3分,
选对但不全的得1分,有选错的得0分。)
13.如图所示,甲、乙两人静止在光滑的冰面上,甲沿水平方向推了乙一下,结果两人
向相反方向滑去。已知甲的质量为45kg,乙的质量为50kg。则下列判断正确的是 A.甲的速率与乙的速率之比为10:9
B.甲的加速度大小与乙的加速度大小之比为9:10 C.甲对乙的冲量大小与乙对甲的冲量大小之比为1:1 D.甲的动能与乙的动能之比为1: 1
14.电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内的水烧干以前的加热
状态,另一种是水烧干以后的保温状态。如图所示是电饭锅 的电路图,R1是电阻,R2是加热用的电热丝,S是自动开关。 下列说法正确的是
A.开关S接通时,电饭锅处于保温状态 B.开关S接通时,电饭锅处于加热状态
C.当R1: R2=1:1时,R2在保温状态下的功率是加热状态下功率的一半 D.当R1: R2=1:1时,R2在保温状态下的功率是加热状态下功率的四分之一
15.如图所示为密立根油滴实验示意图。实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场之中。
若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过程中,下列说法正确的是 A.电场力做正功
B.重力和电场力的合力做正功 C.电势能逐渐增大
D.重力势能的减少量小于动能的增加量
16.把a、b两个完全相同的导体小球分别用长为l的绝缘细线栓接,小球质量均为m。
先让a球带上+q的电量并悬挂于O点,如图所示。现将不带电的小球b也悬挂于O点(图中未画出),两球接触后由于静电斥力分开,平衡时两球相距l。已知重力加速度为g,静电力常量为k,带电小球可视为点电荷。关于a球所受的静电力大小F及O点处的场强大小E,下列判断正确的是 A. F?O E 油滴 + + + + 喷雾器 R1 S 220V R2 E U - - - - 3mg B.F?3mg 33kq3kqE? D. 22l2l高三物理第一学期期末试卷 第 4 页(共8页)
C.E?+ + a
第二卷(共52分)
三、计算题(本题共5小题。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解
题过程中需要用到,但题目中没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的,答案中必须写出数值和单位。)
17. (9分)
如图所示,冰车静止在冰面上,小孩与冰车的总质量m = 20kg。大人用F = 20N的 恒定拉力,使冰车开始沿水平冰面移动,拉力方向与水平面的夹角为θ =37°。已知冰车与冰面间的动摩擦因数μ= 0.05,重力加速度g =10m/s2,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8。求:
(1)小孩与冰车受到的支持力FN的大小; (2)小孩与冰车的加速度a的大小;
(3)拉力作用t =8s时间,冰车位移x的大小。
18.(9分)
天宫二号在距地面h高度处绕地球做匀速圆周运动。2016年10月19日,神舟十一 号飞船发射成功,与天宫二号空间站圆满完成自动交会对接。已知地球质量为M,半径为R,引力常量为G。
(1)求天宫二号在轨运行线速度v的大小; (2)求天宫二号在轨运行周期T;
(3)若天宫二号在轨运行周期T = 90分钟,在赤道上空由西向东运动。请结合计算, 分析说明天宫二号中的航天员在24小时之内大约能看到几次日出。
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19. (11分)
利用电场和磁场来控制带电粒子的运动,在现代科学实验和技术设备中有广泛的应 用。如图1所示为电子枪的结构示意图,电子从炽热的金属丝发射出来,在金属丝和金属板之间加以电压U0,发射出的电子在真空中加速后,沿电场方向从金属板的小孔穿出做直线运动。已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子重力及电子间的相互作用力。设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。
(1)求电子从金属板小孔穿出时的速度v0的大小; (2)示波器中的示波管是利用电场来控制带电 粒子的运动。如图2所示,Y和Y′为间距为d的两个偏转电极,两板长度均为L,极板右侧边缘与屏相距x, O O′为两极板间的中线并与屏垂直,O点为电场区域的中心点。接(1),从金属板小孔穿出的电子束沿O O′射入电场中,若两板间不加电场,电子打在屏上的O′点。为了使电子打在屏上的P点, P与O′相距h,已知电子离开电场时速度方
向的反向延长线过O点。则需要在两极板间加多大的电压U;
(3)电视机中显像管的电子束偏转是用磁场来控制的。如 图3所示,有一半径为r的圆形区域,圆心a与屏相距l,b是屏上的一点,ab与屏垂直。接(1),从金属板小孔穿出的电子束沿ab方向进入圆形区域,若圆形区域内不加磁场时,电子打在屏上的b点。为了使电子打在屏上的c点,c与b相距3l,则需要在圆形区域内加垂直于纸面的匀强磁场。求这个磁场的磁感应强度B的大小。
图3
v0 a l 屏 b c P Y + + + + + + h v0 d O′
O Y′- - - - - - x L 屏
图2 电子枪
金属丝 金属板 电子束
- U 0 + 图1
高三物理第一学期期末试卷 第 6 页(共8页)
20. (11分)
如图1所示,水平面上有两根足够长的光滑平 行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体杆ab质量为m、电阻为r,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上磁感应强度为B
的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0,使杆向右运动。
(1)当ab杆刚好具有初速度v0时,求此时ab杆两端 的电压U,a、b两端哪端电势高;
(2)请在图2中定性画出通过电阻R的电流i随时间变 0 化规律的图象; (3)若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电
t 图 2
P a 图1
Q R M b v0 B N i
容器,如图3所示。同样给ab杆一个初速度v0,使杆向右运动。请分析说明ab杆的运动情况,并推导证明杆稳定后的速度为v?
C P a 图3
mv0 。
m?B2l2CM b v0 B N Q 高三物理第一学期期末试卷 第 7 页(共8页)
21.(12分)
某同学设计了一个测量物体质量的电子装置,其结构如图甲、乙所示。E形磁铁的两侧为S极,中心为N极,可认为只有磁极间存在着磁感应强度大小均为B的匀强磁场。一边长为L横截面为正方形的线圈套于中心磁极,线圈、骨架与托盘连为一体,总质量为m0,托盘下方连接一个轻弹簧,弹簧下端固定在磁极上,支撑起上面的整个装置,线圈、骨架与磁极不接触。线圈的两个头与外电路连接(图上未标出)。当被测量的重物放在托盘上时,弹簧继续被压缩,托盘和线圈一起向下运动,之后接通外电路对线圈供电,托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,此时由对应的供电电流可确定重物的质量。已知弹簧劲度系数为k,线圈匝数为n,重力加速度为g。
磁极 图甲:截面
磁极
图乙:俯视
线圈 线圈 骨架 弹簧 托盘
L L (1)当线圈与外电路断开时
a. 以不放重物时托盘的位置为位移起点,竖直向下为位移的正方向。试在图丙中画出,托盘轻轻放上质量为m的重物后,托盘向下运动过程中弹簧弹力F的大小与托盘 位移x的关系图象;
b.根据上面得到的F-x图象,求从托盘放上质量为m 的重物开始到托盘达到最大速度的过程中,弹簧弹力所做的功W;
(2)当线圈与外电路接通时
F O 图丙
x a.通过外电路给线圈供电,托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止。若线圈能 够承受的最大电流为I,求该装置能够测量的最大质量M;
b.在线圈能承受的最大电流一定的情况下,要增大质量的测量范围,可以采取哪些 措施?(至少答出2种)
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