第一学期期末昌平-高三物理期末试题及答案

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学校________________________班级_______________________姓名_______________________考试编号_______________________密封线内不要答题昌平区2016—2017学年第一学期高三年级期末质量抽测物　理　试　卷　（满分120分，考试时间90分钟）　2017．1考生须知1.考生要认真填写学校、班级、姓名、考试编号。2.本试卷共8页，分两部分。第一部分选择题，12个小题；第二部分非选择题，5个小题。3.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分（选择题）必须用2B铅笔作答；第二部分（非选择题）必须用黑色字迹的签字笔作答，作图时可以使用2B铅笔。4.考试结束后，考生应将试卷和答题卡放在桌面上，待监考老师收回。第一部分　选择题（共48分）一．不定项选择题。本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的，全部选对得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。1.如图1所示，质量为m的物块静止在倾角为θ的斜面上。重力加速度为g。则物块mθ图1A．受到重力、支持力、摩擦力和下滑力作用B．受到的摩擦力大小为mgsinθC．受到的支持力大小为mgsinθ图2D．受到的摩擦力与支持力的合力大小为mg2.如图2所示，跳伞运动员在减速下降的过程中，下列说法正确的是A．运动员处于失重状态B．运动员处于超重状态 C．伞绳对运动员的作用力大于运动员的重力 D．伞绳对运动员的作用力大于运动员对伞绳的作用力3.关于电场强度，下列说法中正确的是A．由可知，电场中某点的场强大小E与放置在该点的试探电荷所受电场力F成正比，与电荷量q成反比B．由可知，在以点电荷Q为球心，以r为半径的球面上各点处场强大小均相同C．由可知，匀强电场的场强大小E等于电场中任意两点间的电势差U与这两点间距离d的比值D．电场中某点电场强度的方向与放置在该点的正电荷受到的电场力方向相同4.英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场” 的概念，并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立做出了巨大的贡献。下列说法正确的是A．电荷与电荷之间的相互作用是通过电场发生的B．磁极与磁极、磁极与电流之间的相互作用是通过磁场发生的C．电场线和磁感线都不闭合、不相交y/mx/m12340图3D．电场线和磁感线都是真实存在的1.一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时波形如图3所示。已知波速为10m/s。当t=0.1 s时的波形图应是图4中的x/my/mx/m12340Ay/mx/m12340By/mx/m12340Cy/m12340D图42.如图5所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴OO＇匀速转动，产生的交变电动势e随时间t变化的规律如图6所示。下列说法中正确的是e/Vt/×10-2s012322-22图5图6BOO＇A．电动势的有效值为VB．电动势的有效值为22VC．t=0.01s时穿过线框的磁通量最大NSv图7D．t=0.01s时穿过线框的磁通量变化率最大3.如图7所示，一个金属圆环水平放置，当条形磁铁的N极靠近圆环时，圆环将产生感应电流，图中用箭头表示感应电流的方向。则A．圆环中感应电流方向与图中箭头方向相同B．圆环中感应电流方向与图中箭头方向相反C．圆环与磁铁间相互排斥D．圆环与磁铁间相互吸引RPO图84.如图8所示，一半径为R的光滑半圆形轨道固定在水平地面上，在轨道水平直径的一端有一质量为m的质点P，由静止开始下滑。当质点 P滑到轨道最低点时，A．速度大小为B．向心加速度的大小为2gC．受到的支持力大小为mgD．受到的支持力大小为3mg1.在地面上方某一点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力。小球在运动过程中A．速度和加速度的方向都恒定不变B．速度和加速度的方向都在不断变化C．在相等的时间间隔内，动量的变化量相等西北地球自转方向地轴南东SN图9D．在相等的时间间隔内，动能的变化量相等2.十九世纪20年代，以塞贝克为代表的科学家已经认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后地球正面与背面的温度差，于是提出如下假没：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的。若规定地磁场N极与S极在地球表面的连线称为“磁子午线”，如图9所示，则安培假设中的电流方向应该是A．由西向东垂直磁子午线B．由东向西垂直磁子午线C．由南向北沿磁子午线D．由北向南沿磁子午线3.如图10所示，匀强电场方向水平向右，一根不可伸长的绝缘细线一端固定在O点，另一端系一质量为m、电荷量为q的带正电小球。把小球拉至水平位置A，然后由静止释放，小球运动到细线与水平方向成θ=60°的位置B时速度刚好为零。重力加速度为g。以下说法正确的是AOBθ图10A．匀强电场的场强大小为B．匀强电场的场强大小为C．球在B点时，细线拉力为D．球在B点时，细线拉力为ARxVSab图11MN4.如图11所示，M、N间电压恒定，当开关S接通a 点时，电压表示数为10V，电流表示数为0.2A；当开关S接通b点时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A。由此可知A．S接在a点时的测量值更准确B．S接在b点时的测量值更准确C．Rx的真实值是70ΩD．电流表的内阻是20Ω　第二部分　非选择题（共72分）二、论述计算题。本题共5小题，共72分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。1.（14分）ADCθ图12如图12所示，斜面AC长L=1m，倾角θ=37°，CD段为与斜面平滑连接的水平地面。一个质量m=2kg的小物块从斜面顶端A点由静止开始滑下。小物块与斜面、地面间的动摩擦因数均为μ=0.5。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）小物块在斜面上运动时的加速度大小a；（2）小物块滑到斜面底端C点时的速度大小v；（3）小物块在水平地面上滑行的最远距离x。2.（14分）r喷嘴Rh图13水泵进水管水池图13为某景观喷泉的喷射装置结构示意图。它由竖直进水管和均匀分布在同一水平面上的多个喷嘴组成，喷嘴与进水管中心的距离均为r=0.6m，离水面的高度h=3.2m。水泵位于进水管口处，启动后，水泵从水池吸水，并将水压到喷嘴处向水平方向喷出，水在水池面上的落点与进水管中心的水平距离为R=2.2m。水泵的效率为η=80%，水泵出水口在1s内通过的水的质量为m0=10kg，重力加速度g取10m/s2，忽略水在管道和空中运动时的机械能损失。求：（1）水从喷嘴喷出时速度的大小v；（2）水泵输出的功率P；（3）水泵在1h内消耗的电能E。3.（14分） 2016年10月19日，我国发射的“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功实现交会对接。随后，航天员景海鹏、陈冬先后进入“天宫二号”空间实验室，开启30天的太空生活，将在舱内按计划开展相关空间科学实验和技术试验。假设对接前“天宫二号”与“神舟十一号”在同一轨道围绕地球做匀速圆周运动，轨道距地面高度为h，如图14所示。已知地球的质量为M，地球的半径为R，引力常量为G。（1）求“天宫二号”在轨道上做圆周运动的线速度大小v。（2）若“神舟十一号”在图示位置，欲与前方的“天宫二号”对接，只通过向后方喷气能否实现成功对接?请说明理由。（3）在牛顿力学体系中，当两个质量分别为m1、m2的质点相距为r时具有的势能，称为引力势能，其大小为（规定无穷远处势能为零）。试证明“天宫二号”的机械能与成正比。（R+h为“天宫二号”圆周运动的轨道半径）神舟十一号地球天宫二号图141.（15分） 如图15所示，在竖直平面内有相距为L的水平金属导轨MN、PQ，处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。金属棒与导轨垂直放置且始终在大小为F的水平恒力作用下紧贴导轨运动。金属棒、导轨与可变电阻Rx、平行板电容器可构成闭合电路。已知电容器的电容为C，板间距离为d、金属棒的质量为m，重力加速度为g。不计导轨的电阻、金属棒的电阻及接触电阻；不计导轨与金属棒间的摩擦阻力。tq，mOr图17图18B2B0B00T00.5T01.5T02T0图16电磁铁电磁铁NS环形玻璃管（1）闭合开关S，①调节Rx=R0，求当金属棒匀速运动时的速度大小v。②只改变Rx，当金属棒再次匀速运动时，可使一带电粒子（带电量为q、质量为m）在平行板电容器之间处于静止状态，求此时Rx的阻值。（2）证明：断开开关S，让金属棒在恒力F的作用下从静止开始运动，则金属棒做匀加速直线运动。RxCFMLNPQB图15S1.（15分） 如图16所示，电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速带电粒子的装置。在两个圆形电磁铁之间的圆柱形区域内存在方向竖直向下的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑、真空细玻璃管，环形玻璃管中心O在磁场区域中心。一质量为m、带电量为q（q>0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动，图17为其简化示意图。通过改变电磁铁中的电流可以改变磁场的磁感应强度B，若B的大小随时间t的变化关系如图18所示，图中。设小球在运动过程中电量保持不变，对原磁场的影响可忽略。（1）在t=0到t=T0时间内，小球不受玻璃管侧壁的作用力，求小球的速度大小v0；（2）在磁感应强度增大的过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等。求从t=T0到t=1.5T0时间段内细管内涡旋电场的场强大小E；（3）某同学利用以下规律求出了t=2T0时电荷定向运动形成的等效电流：根据①②得：等效电流③你认为上述解法是否正确，并阐述理由。 昌平区2016—2017学年第一学期高三年级期末质量抽测　　　　　　　物理试卷参考答案　　　　　　2017．1第一部分　(选择题　共48分)一．不定项选择题。本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的，全部选对得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。题号123456答案BDBCBDABCBC题号789101112答案ACBDCBBCBC第二部分（非选择题，共72分）二、论述计算题。本题共4小题，共72分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。13．（14分）（1）根据牛顿第二定律　mgsinθ－μmgcosθ=ma（3分）　　得：a=2m/s2（2分）（2）根据匀变速直线运动规律（2分）得：v=2m/s（2分）（3）根据动能定理　（3分）　　得：x=0.4m（2分）14．（14分）（1）水从喷嘴水平喷出，做平抛运动。（2分）（2分）得：v=2m/s（2分）（2）水泵对外做功，转化为水的机械能。水泵的输出功率：（2分）得：P=340W（2分）（3）根据P=ηP电（2分）则水泵的电功率是P电=425W1h内消耗的电能E=P电t=0.425kW·h=1.53×106J（2分） 15．（14分）（1）设“天宫二号”的质量为m，万有引力提供圆周运动的向心力（2分）得：（2分）（2）不能实现对接。（2分）　　“神舟十一号”向后喷气，速度增大，所需的向心力也增大，此时的万有引力不足以提供“神舟十一号”所需的向心力，飞船将做离心运动，到离地球更远的轨道上运动。（2分）（3）设“天宫二号”的质量为m，其轨道半径为R+r“天宫二号”的动能：（1分）“天宫二号”的势能：（1分）“天宫二号”的机械能：（2分）所以：，由此得证。（2分）16．（15分）（1）①金属棒匀速运动时，F=F安（1分）F安=BIL（1分）（1分）E=BLv（1分）得：（1分）②金属棒匀速运动仍有F=BIL（1分）电容器板间电压U=IRx（1分）由粒子平衡得（2分）得：（1分）（2）对金属棒，根据牛顿第二定律有F－BiL=ma（1分）对电容器（1分）而（1分）联立得：（1分）加速度a是个恒量，所以金属棒做初速度为零的匀加速运动。（1分）17．（15分） （1）从t=0到t=T0时间内，小球运动时不受细管侧壁的作用力，因而小球所受洛伦兹力提供向心力。（2分）得：（2分）（2）从t=T0到t=1.5T0时间内，细管内一周的感应电动势（2分）因为同一条电场线上各点的场强大小相等，故场强（2分）得：（2分）（3）该解法不正确。（1分）理由如下：（其它解法只要合理，均可得分）（4分）②式的根据是洛伦兹力提供向心力，而实际情况是洛仑兹力与管道作用力共同提供向心力。小球在t=T0到t=1.5T0时间内受到切向电场力F=qE小球切向加速度t=1.5T0时小球速率v=v0+a·Δt得所需向心力而此时洛伦兹力可以看出两者并不相等，故该同学的解法是错误的。