1、东城区学年高三第一学期期末物理试题东城区高三上学期期末考试物理试卷 2018.1一、单项选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。每小题只有一个选项正确）1.由万有引力定律可知，任何两个质点，质量分别为m1和m2，其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为式中G为引力常量。若用国际单位制表示，G的单位是A.kg2 N/m2 B. kg m2/N C. kg2 m/N D. N m2/kg22.如图1所示，一个质量为m的钢球，放在倾角为的固定斜面上，用一垂直于斜面的挡板挡 住，处于静止状态。各个接触面均光滑，重力加速度为g， 则球对斜面压力的大小是A.mgcos B.mgsin C. mg/
2、cos D. mg /tan 图1 图23.阻值R = 10 的电阻与交流电源连接，通过电阻R的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则A.通过R的电流有效值是0.6A B. R两端的电压有效值是6 VC.此交流电的周期是2 s D.此交流电的频率是100 Hz4.如图3所示，闭合导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B的大小随时间变化。关于线框中感应电流的说法正瑜的是A.当B增大时，俯视线框，电流为逆时针方向 B.当B增大时，线框中的感应电流一定增大C.当B减小时，俯视线框，电流为逆时针方向D.当B减小时，线框中的感应电流一定增大 图3 图45.列沿x轴传播的简谐波在某
3、时刻的波形图如图4所示，此时质点P沿y轴正方向运动;已知波的周期T =0.4 s，则该波A.沿x轴正方向传播，波速v=12. 5 m/s B.沿x轴正方向传播，波速v=5m/sC.沿x轴负方向传播，波速v=12. 5 m/s D.沿x轴负方向传播，波速v=5 m/s6.下列情况中物体速度不为零而加速度为零的是A.倾斜传送带上的货物匀速运行时 B.向上拋出的小球到达最高点时C.单摆的摆球运动到平衡位置时 D.弹簧振子运动到最大位移处时7.2017年6月15日上午，我国在酒泉卫星发射中心成功发射首颗X射线调制望远镜卫星“慧眼”。它的总质量约2. 5吨，在距离地面550公里的轨道上运行，其运动轨道可
4、近似看成圆轨道。已知地球半径约为6400公里，根据上述信息可知该卫星A.运行速度大于7. 9 km/s B.轨道平面可能不通过地心C.周期小于更低轨道近地卫星的周期 D.向心加速度小于地球表面重力加速度值8.如图5所示为“感受向心力”的实验，用一根轻绳，一端拴着一个小球，在光滑桌面上抡动细绳，使小球做圆周运动，通过拉力来感受向心力。下列说法正确的是A.只减小旋转角速度，拉力增大 B.只加快旋转速度，拉力减小C.只更换一个质量较大的小球，拉力增大 D.突然放开绳子，小球仍作曲线运动 图5 图69.如图6所示，质量为m的足球在离地高h处时速度刚好水平向左，大小为v1，守门员在此时 用手握拳击球，使
5、球以大小为v2的速度水平向右飞出，手和球作用的时间极短，则A.击球前后球动量改变量的方向水平向左 B.击球前后球动量改变量的大小是mv2-mv1C.击球前后球动量改变量的大小是mv2+mv1D.球离开手时的机械能不可能是mgh +mv1210. 如图7所示是电容式话筒的原理图，膜片与固定电极构成一个电容器，用直流电源供电，当 声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，于是电阻R两端就输出了与 声音变化规律相同的电压。下列说法正确的是A.电容式话筒是通过改变正对面积来改变电容的B.电阻R两端电压变化的频率与电流的频率相同C.当膜片靠近固定电极时，电流从b流向aD.当膜片靠近固定电极时
6、，电容器处于放电状态 图7 图811. 光滑斜面上，某物体在沿斜面向上的恒力作用下从静止开始沿斜面运动，一段时间后撤去恒力，不计空气阻力，设斜面足够长。物体的速率用v表示，物体的动能用Ek表示，物体和地球组成系统的重力势能用EP表示、机械能用E表示，运动时间用t表示、位移用x表示。对物体开始运动直到最高点的过程，如图8表示的可能是A.v随t变化的v-t图像 B.Ek随x变化的Ek-x图像C.EP随x变化的EP-x图像 D.E随x变化的E-x图像12. 如图9所示，光滑绝缘细杆与水平方向的夹角为，带正电的小球P固定在细杆下端，将另一穿在杆上的带正电的小球Q从杆上某一位置A由静止释放，小球将沿杆在
7、A下方一定范围内运动，其运动区间的长度为l，动能最大时与P的距离为a，运动过程中总满足两小球的直径远小于二者间距离。在其他条件不变的情况下，只将杆与水平方向的夹角变大，则关于l和a的变化情况判断正确的是A.l减小，a增大 B.l增大，a减小 C.l减小，a减小 D.l增大，a增大 图9 图10二、实验题（13题4分，14题4分，15题10分，共18分）13. (4分）如图10为演示“通电导线之间通过磁场发生相互作用”的实验示意图，接通电源时，发 现两导线会相互靠近或远离。已知接线柱是按如图所示方式连接的。(1) 请在图10中虚线框中标出B导线在A导线周围产生的磁场的方向（用“”或“.”表示）；
8、(2) 在图10中标出A导线所受安培力的方向。14. (4分)对于“研究平抛运动”的实验，请完成下面两问。(1) 研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是 。（请将正确选项前的字母填在横线上）A.应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放B.斜槽轨道必须光滑 C.斜槽轨道的末端必须保持水平 图11 图12(2)图11是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为抛出点。在轨迹上任取两点A、B，分别测得A点的竖直坐标y1 =4. 90 cm、B点的竖直坐标：y2 =44. 10 cm，A、B两点水平坐标间的距离x = 40. 00 cm。g取9. 80 m/s2，则平抛小球的初速度 v0为 m/s。1
9、5.(10分)在“探究决定导体电阻的因素”的实验中，需要测量导体（如合金丝）的长度、横截 面积和电阻，进而用控制变量的方法进行实验探究。(1)将合金丝紧密地并排绕制成一个线圈，用刻度尺测出它的宽度，如图12甲所示线圈的宽度是 cm;，用宽度除以圈数，就是合金丝的直径；把合金丝拉直，用刻度尺量出它的长度。(2)采用图12乙所示的电路图进行电阻的测量，这种测量电阻的方法由于 (“电压表”或“电流表”）的测量值与真实值不同，会使得电阻阻值的测量值 _(选填“大于”、“小于” 或“等于”）真实值。(3)图12丙是测量合金丝阻值的实验器材实物图，图中已 连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器 的一
10、端。请根据图12乙电路图补充完成图12丙中实物间 的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。(4) 请对图12乙电路从理论上进行分析：当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，电阻Rx的电流Ix随滑动变阻器a、P之间的电阻RaP的变化而变化，下列反映Ix-RaP关系的示意图中可能正确的是 (不计电源内阻，将电表视为理想电表，不考虑温度对电阻的影响。请将正确选项的字母填在横线上）。三、计算题（本题共5小题，共54分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤， 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）16.(10分)如图13所示，光滑固定斜面长L = 2
11、 m，倾角=37，BC段为与斜面平滑连接的 水平地面。一个质量m=l kg的小物块从斜面顶端A由静止开始滑下。小物块与地面间的动摩擦因数为=0.4。不计空气阻力，小物块可视为质点g=10 m/s2，sin 37= 0. 6，cos 370=0. 8。求: (1)小物块在斜面上运动时的加速度大小a;(2)小物块在水平地面上滑行的最远距离x。 图13 图1417.(10分）如图14装置可用来研究电荷间的相互作用，带电球A静止于绝缘支架上。质量为 m，电荷量为q的带电小球B用长为L的绝缘轻绳悬挂，小球处于静止状态时绳与竖直方向的夹角为(此时小球B受的电场力水平向右，小球体积很小，重力加速度用g 表示
12、）。求：(1)小球B所受电场力的大小F;(2)带电球A在小球B处产生的电场强度的大小E：(3)由于漏电，A的电荷量逐渐减小至零，与此同时小球B缓慢回到最低点，求此过程中 电场力对B做的功W(不计其他能量损失）。18.(10分)在光滑水平面上存在某匀强矩形磁场区域，该磁场的方向竖直向下，磁感应强度为B，宽度为l俯视图如图15所示。一边长也为l的正方形导线框，电阻为R，在水平向右的恒力作用下刚好以速度v0匀速穿过磁场区域，求：图15(1)恒力的大小F;(2)导线框穿越磁场过程中产生的热量Q。19. (12分）图16甲为洛伦兹力演示仪的实物照片，图乙为其工作原理图。励磁线圈为两个圆形 线圈，线圈通上
13、励磁电流I(可由电流表示数读出）后，在两线圈间可得到垂直线圈平面的匀强磁场，其磁感应强度的大小和I成正比，比例系数用k表示，I的大小可通过“励磁电流调节旋钮”调节；电子从被加热的灯丝逸出（初速不计），经加速电压U(可由电压表示 数读出）加速形成高速电子束，U的大小可通过“加速电压调节旋钮”调节。玻璃泡内充 有稀薄气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。请讨论以下问题： 图16(1)调整灯丝位置使电子束垂直进人磁场，电子的径迹为圆周。若垂直线圈平面向里看电子的绕行方向为顺时针，那么匀强磁场的方向是怎样的？(2)用游标瞄准圆形电子束的圆心，读取并记录电子束轨道的直径D、励磁电流I、加速电压U。请用
14、题目中的各量写出计算电子比荷q/m的计算式。 (3) 某次实验看到了图丙所示的电子径迹，经过调节“励磁电流调节旋钮”又看到了图 丙所示的电子径迹，游标测量显示二者直径之比为2 : 1;只调节“加速电压调节旋钮”也能达到同样的效果。a.通过计算分别说明两种调节方法是如何操作的；b.求通过调节“励磁电流调节旋钮”改变径迹的情况中，电子沿、轨道运动一周所用时间之比。20.(12分）人类总想追求更快的速度，继上海磁悬浮列车正式运营，又有人提出了新设想“高 速飞行列车”，并引起了热议。如图17所示，“高速飞行列车”拟通过搭建真空管道，让列车在管道中运行，利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力，通过磁悬浮
15、减小摩擦阻力，最大时速可达4千公里。我们可以用高中物理知识对相关问题做一些讨论，为计算方便，取“高速飞行列车”（以下简称“飞行列车”）的最大速度为v1m=1000m/s;取上海磁 悬浮列车的最大速度为v2m = 100 m/s;参考上海磁悬浮列车的加速度，设“飞行列车”的最大加速度为a = 0. 8 m/s2。(1) 若“飞行列车”在北京和昆明（距离取为L = 2000 km)之间运行，假设列车加速及减速 运动时，保持加速度大小为最大值，且功率足够大，求从北京直接到达昆明的最短运行时间t。(2) 列车高速运行时姐力主要来自于空气，因此我们采用以下简化模型进行估算：设列车 所受阻力正比于空气密度
16、、列车迎风面积及列车相对空气运动速率的平方;“飞行列车”与上海磁悬浮列车都采用电磁驱动，可认为二者达到最大速度时功率相同，且外形相同。在上述简化条件下，求在“飞行列车”的真空轨道中空气的密度1与磁悬浮列车运行环境中空气密度2的比值。(3) 若设计一条线路让“飞行列车”沿赤道穿过非洲大陆，如图18所示，甲站在非洲大陆的 东海岸，乙站在非洲大陆的西海岸，分别将列车停靠在站台、从甲站驶向乙站（以最大速度）、从乙站驶向甲站（以最大速度）三种情况中，车内乘客对座椅压力的大小记为 F1、F2、F3，请通过必要的计算将F1、F2、F3按大小排序。（已知地球赤道长度约为 4104 km，一天的时间取 86000 s) 图17 图18
