1高三物理东城期末试题与答案.docx

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1高三物理东城期末试题与答案

东城区2019—2020学年度第一学期期末教学统一检测

高三物理2020.1

第I卷（选择题共42分）

3分，共42分。

在每小题列出的四个选项中，

本部分共14小题，每小题选出最符合题目要求的一项。

1.下列说法正确的是

A.动摩擦因数卩的单位是N/kg

B.弹簧劲度系数k的单位是N/m

C.电阻率p的单位是Q/m

D.静电力常量k的单位是N?

C2/m2

2

.如图所示，人站在船上撑竿使船离岸，在此过程中

A.竿对岸的作用力大于岸对竿的作用力

B.人与船之间存在着相互作用的摩擦力

C.岸对竿的作用力使船的运动状态发生改变

D.人受到的重力和竿对人的作用力是一对平衡力

3

.将小球竖直向上抛出，忽略空气阻力的影响。

小球在空中运动过程中，到达最高点前的最后1秒内和离开最高点后的第1秒内

4.在竖直运动的电梯地板上放置一台秤，将物体放在台秤上。

电梯静止时

台秤示数为N。

在电梯运动的某段过程中，台秤示数大于N。

在此过程中

5.质量为m的物体系于轻弹簧下端。

当弹簧沿竖直方向拉住物体，系统静止时

6.两位同学在学校操场上同一高度处同时抛出甲、乙两小球，甲球初速度方向竖直向上，乙球初速度方向水平。

已知两小球初速度大小相等，不计空气阻力影响。

下列说法正确的是

A.甲球先落地，落地时甲球速度大

B.乙球先落地，落地时乙球速度大

C.甲球先落地，落地时两球速度大小相等D.乙球先落地，落地时两球速度大小相等

一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间

存在着相互作用。

如图所示，1、2、3、4?

?

为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。

质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，会带动

的振

5

3、4?

?

各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传向右端。

质点

动周期为T。

t=0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点开始运动。

下列判断正确的是

A.M点的电势一定比N点的电势低

B.M点的电场强度一定比N点的电场强度小

C.负电荷在M点的电势能一定比在N点的电势能小

C.电路中电流的有效值为1.0A

D.一周期内外接电阻消耗电能9.0J

11

.如图所示，当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示

灯L都恰能正常工作。

已知电源电动势为E，内阻为r,

指示灯L的电阻为R0,额定电流为I，电动机M的线圈

电阻为R，贝V

A.电动机的额定电压为IR

B.电动机的输出功率为IE-I2R

C.电源的输出功率为IE-Ir

D.整个电路的热功率为I2（Ro+R）

12.如图所示，两根垂直纸面的直导线a、b通有大小相同的电流，两导线旁有

一点P，P点到a、b距离相等。

若使P点的磁场方向向右，贝S

A.

a中电流方向向外，

b中电流方向向里

B.

a中电流方向向外，

b中电流方向向外

C.

a中电流方向向里，

b中电流方向向里

D.

a中电流方向向里，

b中电流方向向外

13.如图所示，竖直放置的一对平行金属板间有加

速电场，电势差为u1,水平放置的一对平行金

属板间有偏转电场，电势差为U2。

一带电粒子

由静止开始经加速电场后进入偏转电场，且从偏转电场射出。

粒子重力忽略不计。

现保持其

他条件不变，只增大U1,仍使该种粒子由静止开始进入加速电场。

与Ui变化前相

比，带电粒子

A.在偏转电场中，动能增加量一定增大B.在偏转电场中，动能增加量可能不变C.射出偏转电场时的动能一定增大

D.射出偏转电场时的动能可能不变

14

.如图甲所示，空间存在方向垂直纸面的匀强磁场，虚线

用细金属丝绕成的半径为r的圆环固定在纸面内，圆心

BorS

A.圆环中的感应电流大小为2to

3

n2

rSt1B0

B.圆环中产生的焦耳热为

p

8t02

C.圆环所受安培力的方向始终不变

D.圆环中感应电流始终沿逆时针方向

第口卷（非选择题共58分）

15.（8分）

做“测量金属丝的电阻率”实验。

（1）用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图甲所示，则金属丝直径的测

量值d=mm。

金属丝

图乙

（2）在设计测量金属丝电阻Rx的实验电路时需要思考两个问题：

①如何选择电流表的接法？

如图乙所示，某同学采用试触的方法，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点。

他发现电压表示数有明

显变化，而电流表示数没有明显变化。

据此应该选择电流表（填写“内接”或“外接”）的电路。

②如何选择滑动变阻器的接法？

已知待测金属丝的电阻约为20Q,实验室提供的滑动变阻器的最大阻值为5Q,电源电动势为3V，需要选择滑动变阻器的（填写“分压式”或“限流式”）接法。

（3）图丙是测量金属丝电阻的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变

阻器的滑片P置于变阻器的最左端。

请根据

（2）中选择的电路，完成实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表和电流表均处于安全状态。

图丙

（4）请你写出金属丝电阻率的计算式（用待测金属丝电阻的测

量值Rx、直径的测量值d、长度的测量值L表示）。

16.（8分）

实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。

⑴实验室有如下器材可供选用：

A.长约1m的细线

B.长约1m的橡皮绳

C.直径约2cm的铁球

D.直径约2cm的塑料球

E.米尺

F.时钟

G.停表

实验时需要从上述器材中选择：

（填写器材前面的字母）

⑵在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下：

①将单摆上端固定在铁架台上。

②测得摆线长度，作为单摆的摆长。

③在偏角较小的位置将小球由静止释放。

4记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期

n

5根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。

其中有一处操作不妥当的是。

（填写操作步骤前面的序号）

⑶发现⑵中操作步骤的不妥之处后，他们做了如下改进：

让单摆在不同摆线

长度的情况下做简谐运动，测量其中两次实验时摆线的长度li、I2和对应的周

期Ti、T2，通过计算也能得到重力加速度大小的测量值。

请你写出该测量值的表达式g=0

⑷实验后同学们进行了反思。

他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而

实验中却要求摆角较小。

请你简要说明其中的原因。

17.（8分）

带电粒子的电荷量与质量之比（_q）叫做比荷。

比荷的测定对研究带

m

电粒子的组成和结构具有重大意义。

利用质谱仪可以测量带电粒子的比荷。

如图所示为一种质谱仪的原理示意图。

某带电粒子从容器A下方的小

孔飘入加速电场（其初速度可视为零），之后自0点沿着与磁场边界垂直的

方向进入匀强磁场中，最后打到照相底片上的P点。

忽略重力的影响。

当

加速电场的电势差为U，匀强磁场的磁感应强度为B时，0点与P点间的距离为L。

（1）请你说该带电粒子带正电还是带负电。

（2）求该带电粒子的比荷。

A

*I

底片

-Pt尸

U

|BJI

••冷0,

・*njtt*七赢

*

・

18.（10分）

如图所示，用不可伸长的轻绳将物块a悬挂于0点。

现将轻绳拉至水

平，将物块a由静止释放。

当物块a运动至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块b发生完全弹性碰撞。

碰撞后物块b在水平面上滑行一段距离后停

下来。

已知轻绳的长度为L，物块a的质量为m，物块b的质量为3m，a、

b均可视为质点，重力加速度大小为g，不计空气阻力的影响。

⑴求碰撞前瞬间，轻绳对物块a的拉力大小；

⑵求碰撞后瞬间，物块b的速度大小；

⑶有同学认为：

两物块碰撞后，物块b在水平面上滑行一段距离后停下来，

是因为碰撞后没有力来维持它的运动。

你认为这种说法是否正确，并说

明你的理由。

a-山

0

\L

4U.

jfc-

77777^^777^7777777777777777

19.（12分）

如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，间距为L,一端连接阻值为R的电阻。

导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应

强度为B。

电阻为r的导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。

导轨的电阻可忽略不计。

在平行于导轨的恒力F作用下，

导体棒沿导轨向右匀速运动，速度大小为v。

⑴求导体棒两端的电压；

⑵通过公式推导验证：

在t时间内，恒力F所做的功W等于电路获得的

电能W电，也等于电路中产生的焦耳热Q；

⑶从微观角度看，导体棒MN中的自由电荷会同时参与沿导体棒方向和垂直

（为了

导体棒方向的两个分运动，由此会受到两个相应的洛伦兹力，请你通过计算证明：

导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做的总功为零。

方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。

）

20.（12分）

人类对未知事物的好奇和科学家们的不懈努力，使人类对宇宙的认

识越来越丰富。

⑴开普勒坚信哥白尼的“日心说”，在研究了导师第谷在20余年中坚持对天

体进行系统观测得到的大量精确资料后，提出了开普勒三定律，为人们解决行星运动问题提供了依据，也为牛顿发现万有引力定律提供了基础。

开普勒认为：

所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有

椭圆的一个焦点上。

行星轨道半长轴的三次方与其公转周期的二次方的比

在中学阶段的研究中我根据万有引力定律和牛顿

值是一个常量。

实际上行星的轨道与圆十分接近，们按圆轨道处理。

请你以地球绕太阳公转为例，

运动定律推导出此常量的表达式。

⑵天文观测发现，在银河系中，由两颗相距较近、仅在彼此间引力作用下运

行的恒星组成的双星系统很普遍。

已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连

⑶北京时间2019年4月10021时，由全球200多位科学家合作得到的人类首张黑洞照片面世，引起众多天文爱好者的兴趣。

同学们在查阅相关资料后知道：

①黑洞具有非常强的引力，即使以

3x108m/s的速度传播的光也不能从它的表面逃逸出去。

②地球的逃逸速

度是第一宇宙速度的2倍，这个关系对于其他天体也是正确的。

③地球

24-1122

质量me=6.0x10kg,引力常量G=6.6710xN?

m/kg。

请你根据以上信息，利用高中学过的知识，通过计算求出：

假如地球变为黑洞，在质量不变的情况下，地球半径的最大值（结果保留一位有效数字）。

（注意：

解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做

必要的说明）

东城区2019—2020学年度第学期期末教学统检测

高三物理参考答案2020.1

第部分共

14小题，每小题3分，共42分。

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

B

B

CD

B

D

DC

B

C

C

A

DB

第二部分共6小题，共58分。

15.（8分）

（2）①外接②分压式

（1）0.127±0.001

（4）

4L

16.（8分）

⑴ACEG⑵②

T12"T22

是单摆做简谐运动的周期公式。

当摆角较小时才可以将单摆

的运动视为简谐运动。

17.（8分）

（1）粒子带正电

（2）带电粒子在加速电场中加速，根据动能定理qU1mv2

2带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力

2

qvB_mv

R

由题知R—丄L

2

解得带电粒子的比荷

q8UmB2L2

18.（10分）

⑴物块a由静止开始运动到最低点过程

物块a运动到最低点时

联立解得，碰撞前瞬间轻绳对物块a的拉力大小F3mg⑵两物块

发生弹性碰撞过程

根据动量守恒定律mv°-mva'3mvb

⑶这种说法不正确

物体的运动不需要力来维持。

两物块碰撞后，物块b在水平面上运动一段

距离后，之所以能停下来，是因为受到地面对它的滑动摩擦力，使它的运动状

态发生改变。

如果没有滑动摩擦力，物块将做匀速直线运动。

物理试卷第

13页（共15页）

19.（12分）

E=BLv

⑴导体棒沿导轨向右匀速运动产生感应电动势

由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流

导体棒两端电压

⑵导体棒匀速运动，受力平衡

U二IR=RBLv

R+r

FmF安-BIL

在t时间内，

恒力F做功

电路获得的电能

电路中产生的焦耳热

B2L2v2

W一

F一

t-

F:

士B11一tjJ

t

v

安v

v=Rr

B2L2v2

W电

_qE

一IE

t

A

Rrt

2

B2L2V2

A■―'

△

Q

I（R

r）

t

Rr飞

可见，恒力F所做的功等于电路获得的电能W电，也等于电路中产生的焦

耳热Q。

⑶设自由电荷的电荷量为

q，沿导体棒定向移动的速率为

如图所示，沿导体棒方向的洛伦兹力fi一qvB

在4时间内，fi做正功Wi=fiUt=qvBut

垂直导体棒方向的洛伦兹力

在4时间内，f2做负功

f2—quB

W2一-f2vt_-quBvt

所以Wi+W2=0，即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做

的总功为零。

20.（12分）

⑴设太阳质量为ms,地球质量为me，地球绕太阳公转的半径为r

太阳对地球的引力是地球做匀速圆周运动的向心力

根据万有引力定律和牛顿运动定律

2

msme4-

解得

r3Gms

常量一二

T24_2

根据万有引力定律及牛顿运动定律

Gmin?

_miT2^2

_mm4

G12_m__2r

d22T22

且有

ri+r2—d

双星总质量

m总=mi

m2

42d3

GT2

⑶设地球质量为me，地球半径为

R。

质量为m的物体在地球表面附近环绕地

球飞行时，环绕速度为vi由万有引力定律和牛顿第二定律

R2

解得

Gme

R

逃逸速度

2Gme

v2_

R

假如地球变为黑洞V2>C

代入数据解得地球半径的最大值

-3

R=9xi0m