东城区2018年-2018年学年度第一学期期末高三年级物理试题和答案解析2018年.

东城区2017—2018学年度第一学期期末教学统一检测

高 三 物 理 2018.01

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共120分。考试时长100分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

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

mm2相互作用力的大小为 G为引力常量。若用国际单位制表示，G的单位FG1，式中是

2

2

r2A．kg·N / m B．kg·m/ N C．kg·m/ N

2 2

D．N·m/ kg

2 2

2．如图所示，一个质量为m的钢球，放在倾角为θ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．mgcosθ B．mgsinθ C． mgcos D．

mg tan

θ 变化的情况3．阻值R=10Ω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如图所示。则

A．通过R的电流有效值是0.62 A

B．R两端的电压有效值是6V

C．此交流电的周期是2s D．此交流电的频率是100Hz

4．如图所示，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确的是

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

5．一列沿x轴传播的简谐波在某时刻的波形图如图所示，此时质点P 沿y轴正方向运动。已知波的周期T=0.4s，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 =5 m/s C．沿x轴负方向传播，波速v =12.5 m/s

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y/cm 5 0 -5 P 1.0 2.0 3.0 4.0 x/m 完美WORD格式

D．沿x轴负方向传播，波速v = 5 m/s 6．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．单摆的摆球运动到平衡位置时 C．弹簧振子运动到最大位移处时 D．向上抛出的小球到达最高点时

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

9．如图所示，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-mv1 C．击球前后球动量改变量的大小可能是mv2+ mv1 D．球离开手时的机械能不可能是mgh+

12

mv1 210．如图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。

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a

b 范文范例学习参考

膜片固定电极 a R 接放大器 完美WORD格式

D．当膜片靠近固定电极时，电容器处于放电状态

11．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，下图表示的可能是

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．如图所示，光滑绝缘细杆与水平方向的夹角为θ，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。在其它条件不变的情况下，只将杆与水平方向的夹角θ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

P

A Q θ

第Ⅱ卷 （实验题、计算题，共72分）

二．实验题（13题4分，14题4分，15题10分，共18分）

13．（4分）如图为演示“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）；

（2）在图中标出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)

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A

B

- +

+ -

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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

（2）右图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=4.90cm、B点的竖直坐标y2=44.10cm，A、B两点水平坐标间的距离Δx=40.00cm。g取9.80m/s，则平抛小球的初速度v0为 m/s。

15.（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。

甲

乙

2

O A x

B y

Rx A V a P b S Rab （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 （选填“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 真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

丙

（3）图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置于变阻器的一端。请根据图乙电路图补充完成图丙中实物间的连线，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

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影响。请将正确选项的字母填在横线上）。

Ix

Ix

Ix

Ix

O

RaP

O RaP

O RaP

O RaP

A

B C D

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）如图所示，光滑固定斜面AB长L= 2m，倾角θ =37°，BC段为与斜面平滑连接的水平地面。一个质量m = 1kg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μ = 0.4。不计空气阻力，小物块可视为质点，g = 10m/s，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）小物块在水平地面上滑行的最远距离x。

A

2

┐ θ B C

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17．（10分） 如图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θ（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）。求： （1）小球B所受电场力的大小F；

（2）带电球A在小球B所在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：

× × ×

A Q B

F

（1）恒力的大小F；

（2）导线框穿越磁场过程中产生的热量Q。

F × × × × × × × × × l

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l

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19．（12分）图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：

②①

甲

乙

丙

（1）调整灯丝位置使电子束垂直进入磁场，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。请用题目中的各量写出计算电子比荷

q的计算式。 m（3）某次实验看到了图丙①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②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①、②轨道运动一周所

用时间之比。

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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1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=0.8m/s。

（1）若“飞行列车”在北京和昆明（距离为L=2000km）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）列车高速运行时阻力主要来自于空气阻力，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、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2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、

4F3，请通过必要的计算将F（已知地球赤道长度约为4×10km，一天的1、F2、F3按大小排序。．．

2

时间取86000s）

乙（西） 甲（东）

赤道

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图1

图2

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参考答案

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 D 2 A 3 B 4 C 5 B 6 A 7 D 8 C 9 C 10 B 11 D 12 B 二．实验题（13题4分，14题4分，16题10分，共18分） 13．（4分） 见答图1

答图2

F安

×× 答图1

14．（4分）（1）AC （2） 2.00

15． (10分)（1）2.51～2.54 （2）电流表 小于 （3）见答图2 （4）B 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）解：

（1）小物块在光滑斜面上受重力和支持力，由牛顿第二定律得：

amgsingsin6m/s2m

2（2）设小物块滑到斜面底端时速度大小为v，v2aL

a, 在水平地面上做匀减速运动，由牛顿定律得加速度

mgg4m/s2m

2, 减速到零时有0v2ax，代入数据解得：x=3m。

（用其他方法只要正确均给分）

17．（10分）解：

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（1）小球在重力、电场力和拉力的作用下处静止状态于，电场力F（2）由场强的定义可知Emgtan

Fmgtan qq（3）对小球B缓慢回到最低点的过程应用动能定理：

WmgL(1cos)0

可得，此过程中电场力做的功WmgL(1cos) 18．（10分）解：

（1）导线框刚进入磁场时产生的感应电动势EBlv0

导线框中的电流IBlv0ERR

导线框右边受到的安培力F安B2l2v0BIl

R导线框匀速运动，所以受到的外力与安培力相等

B2l2v0因此外力F

R（2）导线框从右边进入磁场区域到左边穿出磁场区域过程所用的时间为t2lv0

产生的热量为QIRt19．（12分）解：

（1）磁场方向垂直线圈平面向里

22B2l3v0R（用其他方法只要正确均给分）

（2）设电子加速后的速度为v，对电子从灯丝逸出后经加速电压U加速的过程应用动能定理，有qU1mv2① 2v2电子进入磁场后做匀速圆周运动运动，对其应用牛顿第二定律，有Bqvm②

R其中 BkI；RD2， 联立①、②解得：

q8U222③ mDkI 范文范例学习参考

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（3）由③可得出： D正比于

U I1，两种调节方法分别是：保持“加速电压调节旋钮”的位2a．为使直径D变为原来的

置不变，调节“励磁电流调节旋钮”使励磁电流I变为原来的2倍；或保持“励磁电流调节旋钮”的位置不变，调节“加速电压旋钮” 使加速电压U变为原来的

1。 42m

b．电子在磁场中做匀速圆周运动，周期T2Rv，与②式联立得TBq通过调节“励磁电流调节旋钮” 改变径迹的情况中，轨迹从①变为②，是因为励磁电流改变从而改变了磁场大小，因此电子沿①、②轨道运动一周所用时间之比

T1BI222 T2B1I11（或由周期T2Rv，通过调节“励磁电流调节旋钮”改变径迹的情况中，“加速电

压调节旋钮”保持不变说明电压U不变，即电子速率v不变，因此可得：20．（12分）解：

T1R21） T2R21（1）“飞行列车”以最大加速度a=0.8m/s加速到最大速度v1m=1000m/s通过的距离

2

vx01m625km 2a 因为x02L2，所以列车加速到v1m后保持一段匀速运动，最后以相同大小的加速度

匀减速到站停下，用时最短。

加速和减速阶段用时相等：t加t减v1m1250s am 匀速阶段用时为：t匀L-2x0750s

v1m所以最短运行时间 tt加t减t匀3250s

（2） 列车功率为P，以最大速度vm匀速运行时，牵引力等于阻力f，此时有Pfvm

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由题中简化条件可以写出：阻力fkSvm因此PkSvm。“飞行列车”和

，磁悬浮列车功率P相同；外形相同，所以迎风面积S相同，因此二者运行环境中空气密度之

231比为2

（3）地球赤道上的物体因地球自转而具有一定的速度，其大小为

v2mv1m11000。3v自转4107m463m/s

86400s三种情况中乘客相对地心的速度大小v分别为：

v1v自转463m/s

v2v1mv自转537m/s

v3v1mv自转1463m/s

设座椅与人之间的相互作用弹力大小为F，地球对人的万有引力为F引

，则：

v2F引-Fm

R所以F1F2F3

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