石景山区2017-2018学年第一学期期末高三物理试题试题及答案版.pdf

高三物理试卷第 1页共 6 页 石景山区石景山区 2017-2018 学年第一学期学年第一学期高三高三期末考试试卷期末考试试卷 物物理理 第第卷卷（共（共 36 分）分） 一、本题共一、本题共 12 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 36 分。在每小题给出的四个选项中，分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项只有一个选项 符合题目要求。符合题目要求。 1 由万有引力定律可知， 两个物体的质量分别为 m1和 m2， 其间距为 r 时， 它们之间万有引力的大小为 12 2 m m FG r ， 式中 G 为引力常量。在国际单位制中，G 的单位是 ANm2/kg2Bkg2/ (Nm2)CNm2/kgDNkg2/m2 2质点做直线运动的速度时间图象如图所示，该质点 A在第 1 秒末速度方向发生了改变 B在第 2 秒末加速度方向发生了改变 C在前 2 秒内发生的位移为零 D第 1 秒末和第 3 秒末的位置相同 3周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动。则该波 A沿 x 轴正方向传播，波速v=10 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=10 m/s D沿 x 轴负方向传播，波速v= 5 m/s 4重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射+5 价重离子束，其束流强度为 1.210-5A，则在 1s 内发射的重离子 个数为（e=1.610-19C） A3.01012B1.51013C7.51013D3.751014 5发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个初速度不同的乒乓球（忽略空气的影响） 。初速度较大的球越过球 网，初速度较小的球没有越过球网。其原因是 A初速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 B初速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 C初速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 D初速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 考考 生生 须须 知知 1本试卷共 6 页，共 3 道大题，19 道小题，满分 100 分。考试时间 100 分钟。 2在答题卡上准确填写学校名称、姓名和准考证号。 3试题答案一律填涂或书写在答题卡上，选择题、作图题请用 2B 铅笔作答，其他 试题请用黑色字迹签字笔作答，在试卷上作答无效。 4考试结束，请将本试卷和答题卡一并交回。2018 年 1 月 0 1020 3040x/m y/cm 5 -5 P 1 /m sv /st 2 2 0 214563 高三物理试卷第 2页共 6 页 6将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略。P 为小球运动轨迹上的一点，小球上 升和下降经过 P 点时的动能分别为 k1 E和 k2 E。 从抛出开始到第一次经过 P 点的过程中小球克服重力做功的平均 功率为 1 P，从抛出开始到第二次经过 P 点的过程中小球克服重力做功的平均功率为 2 P。下列选项正确的是 A k1k2 EE， 12 PPB k1k2 EE， 12 PP C k1k2 EE， 12 PPD k1k2 EE， 12 PP 7如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，运行的周期为 0 T，图中 P 为近日点，Q 为远日点，M、N 为轨道短 轴的两个端点。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从 P 经 M、Q 到 N 的运动过程中 A从 P 到 M 所用的时间等于 0/4 T B从 Q 到 N 阶段，机械能逐渐变大 C从 P 到 Q 阶段，速率逐渐变小 D从 P 到 M 阶段，万有引力对它做正功 8如图所示，在点电荷 Q 产生的电场中，实线 MN 是一条方向未标出的电场线，虚线 AB 是一个电子只在电场力 作用下的运动轨迹。设电子在 A、B 两点的加速度大小分别为 aA、aB，电势能分别为 EpA、EpB。下列说法正确 的是 A若 aA aB，则 Q 靠近 M 端且为正电荷 CEpA=EpB DEpAEpB 9如图所示，直线 a、b 和 c、d 是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P 和 Q 是它们的交点，四点处的电势分 别为 M 、 N 、 P 和 Q 。一带正电的粒子由 M 点分别运动到 N 点和 P 点的过程中，电场力所做的负功相等。则 A若带正电的粒子由 M 点运动到 Q 点，电场力做正功 B若带正电的粒子由 P 点运动到 Q 点，电场力做负功 C直线 c 位于某一等势面内， MN D直线 a 位于某一等势面内， MQ 10如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触， 整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，金属棒ab始终 保持静止，下列说法正确的是 A金属棒ab中的感应电流方向由b到a B金属棒ab中的感应电流逐渐减小 C金属棒ab所受的安培力保持不变 D金属棒ab所受的静摩擦力逐渐减小 11如图所示，电阻 R、电容 C 和电感 L 并联后，接入输出电压有效值恒定、频率可调的交流电源。当电路中交 流电的频率为 f 时，通过 R、C 和 L 的电流有效值恰好相等。若将频率降低为 1 2 f，分别用 I1、I2和 I3表示此 时通过 R、C 和 L 的电流有效值，则 A 13 IIB 12 IIC 32 IID 23 IIR CL M P N Q 太阳 海王星 a b B R A B MN Q b c d M NP a 高三物理试卷第 3页共 6 页 12扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对 STM 的扰动，在 圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板， 并施加磁场来快速衰减其微小 振动，如右图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰 动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 第第卷（卷（共共64分）分） 二、本题共二、本题共 2 小题，共小题，共 18 分。分。 13 （6 分）现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的 不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是 10 Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取 A、B、C、D 和 E 5 个连续影像间的距离依次为 x1=10.76cm、x2=15.05cm、x3=19.34cm 和 x4=23.65cm。 根据数据，完成下列问题： （1）物块的加速度a m/s2（保留 3 位有效数字） 。 （2） 请判断当物块的速度为2m/s时物块处于x1、 x2、 x3和x4中的_ 段，理由是_ 14 （12 分）某同学对毫安表进行改装和校准。 （1） 如图 （1） 所示， 已知毫安表表头的内阻为 100 ， 满偏电流为 1 mA； R1和 R2为阻值固定的电阻。若使用 a 和 b 两个接线柱，电表量程 为 3 mA；若使用 a 和 c 两个接线柱，电表量程为 10 mA。则表头 中电阻 1 R ， 2 R 。 （2）如图（2）所示，现用一量程为 3 mA、内阻为 150 的标准 电流表A 对改装电表的 3 mA 挡进行校准，校准时需选取的 刻度为 0.5、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5、 3.0 mA。 电池的电动势为1.5V， 内阻忽略不计；定值电阻 0 R有两种规格，阻值分别为 300 和 1000 ； 滑动变阻器R有两种规格， 最大阻值分别为 750 和 3000 。则 R0应选用阻值为的电阻， R 应选用最大 阻值为的滑动变阻器。 （3）若电阻 1 R和 2 R中有一个被短路，利用图（3）的电路可 以判断出被短路的电阻，图（3）中R为保护电阻。则 图中的 d 点应和接线柱（填“b”或“c”）相连。 判断依据是：。 三三、本题共本题共 5 小题小题，共共 46 分分。解答应写出必要的文字说明解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤方程和重要步骤。只写出最后答案的不能得分只写出最后答案的不能得分。有数有数 STM 扫描头 紫铜薄板 可加磁场区 底盘 R2R1 mA 图（2） a b c R A R0 图（3） R d R2R1 mA a b c R2R1 mA 图（1） a b c BA CD A B C D E 高三物理试卷第 4页共 6 页 值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15 （8 分）如图所示，某台式弹簧秤的秤盘水平，一物块放在秤盘中处于静止状态。试证明物块对秤盘的压力大 小等于物块所受的重力大小。 16 （9 分）有一辆质量为 800 kg 的小汽车驶上圆弧半径为 50 m 的拱桥。取重力加速度大小 g=10 m/s2。 （1）若汽车到达桥顶时速度为 5 m/s，求汽车对桥的压力大小。 （2）若汽车经过桥顶时恰好对桥顶没有压力而腾空，求汽车的速度大小。汽车对地面的压力过小是不安全的， 对于同样的车速，请说明拱桥圆弧的半径大些比较安全，还是小些比较安全。 （3）如果拱桥的半径增大到与地球半径 R=6400 km 一样，汽车要在桥面上腾空，求汽车最小速度的大小。 17 （9 分）已知氚核的质量约为质子的 3 倍，带正电荷，电荷量为一个元电荷；粒子即氦原子核，质量约为质子 的 4 倍，带正电荷，电荷量为元电荷的 2 倍。现在氚核和粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。求以下情 况下它们运动半径之比： （1）它们的速度大小相等； （2）它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场。 高三物理试卷第 5页共 6 页 18 （9 分） 如图所示，一正方形金属框边长 l=0.1 m， 每条边的电阻 r=0.1 ， 金属框以v=1.0 m/s 的速度匀速穿过矩形匀强磁场区域 MNPQ，其平面 始终保持与磁场方向垂直，且 cd 边始终平行于磁场边界 MN。已知金属 框的边长小于 MN 的长度，磁场宽度 L=0.3 m，磁感应强度 B=0.2 T。 （1）取逆时针方向为正方向，请通过计算分析，在图 1 中画出金属框 穿过磁场区域的过程中，金属框内感应电流 I 随时间 t 变化的图线。 （2）请通过计算分析，在图 2 中画出 ab 两端电压 Uab随时间 t 变化的图线。 19 （11 分）如图所示，半径为 R 的光滑圆形轨道固定在竖直面内。小球 A、B 质量分别为 m、3m。A 球从左边与 圆心等高处由静止开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的 B 球相撞，碰撞中无机械能损失。重力加速度为 g。 （1）求第一次与小球 B 碰前瞬间，小球 A 的速度大小； （2）求第一次碰撞过程中，小球 A 对小球 B 的冲量大小； （3）请通过推理论证，说明小球 A、B 每次碰撞的地点，并讨论小球 A、B 在每 次碰撞刚结束时各自的速度。 v l L B b a c d N M P Q I/A t/s 0 Uab/V t/s 0 图 1 图 2 高三物理试卷第 6页共 6 页 石景山区石景山区 2017-2018 学年第一学期学年第一学期高三高三期末考试试卷期末考试试卷 物理试题物理试题评分参考评分参考 一、选择题（每小题一、选择题（每小题 3 分，共分，共 36 分）分）2018 年 1 月 题号123456789101112 答案ADCBBACBCDCD 二、实验题二、实验题（共（共 18 分）分） 13 （ 6 分） （1）4.30（填 4.29 或 4.31 同样给分） （3 分） （2）x3，因为物块在位置 C 的速度 vC=1.72 m/s 2m/s，所以 物块位于 CD 之间。 （3 分） 14 （12 分） （1）15，35（各 2 分） （2）300，3000（各 2 分） （3）c，闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏的电阻是 R2；若电表指针不动，则损坏的电阻是 R1。 （各 2 分） 三、计算题三、计算题（共 5 小题，共 46 分） 15 （8 分） 设一质量为 m 的物体放在秤盘上，秤盘对物体的支持力大小为 FN，物体对秤盘的压力大小为 FN，物体静止， FN和 mg 是一对平衡力， FN=mg（4 分） FN和 FN是一对作用力与反作用力，据牛顿第三定律，FN=FN 所以，FN=mg，即物体对秤盘的压力的大小等于物体所受重力的大小。（4 分） 16 （9 分） （1）汽车到达桥顶时，重力和支持力的合力提供向心力，据牛顿第二定律 2 N v mgFm r （1 分） FN=7600 N（1 分） 据牛顿第三定律，汽车对桥顶的压力大小 FN= FN=7600 N（1分） （2）汽车经过桥顶恰好对桥没有压力而腾空，则 N=0，汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供，有 2 v mgm r （1 分） 解得10 5vgrm/s=22.4m/s（1 分） 汽车经过桥顶做圆周运动的向心力由重力和支持力的合力提供 2 v gFmm r N 汽车所受支持力 2 v mg r Fm N ，对于相同的行驶速度，拱桥圆弧半径越大，桥面所受压力越大，汽车行驶 越安全（2 分） 高三物理试卷第 7页共 6 页 （3）汽车要在地面上腾空，所受的支持力为零，重力提供向心力，则有 2 v mgm R （1 分） 得：vgR=8000m/s（1 分） 17 （9 分） （1）由洛伦兹力提供向心力 2 v qvBm R 解得 mv R qB （2 分） 入射粒子速度相同时，运动半径之比 34 :3:2 2 氚 mm RR ee （2 分） （2）电荷从静止开始在电场中加速 2 2 1 mvqU （1 分） 在磁场中做匀速圆周运动 2 v qvBm R （1 分） 解得 q mU B R 21 （1 分） 运动半径之比 34 :3:2 2 mm RR ee 氚 （2 分） 18 （9 分） （1）线框进入磁场区域时 E1=B l v=0.02 V（1 分） 1 1 0.05 4 E I r A（1 分） 电流方向沿逆时针，如图（1）实线 abcd 所示， 感应电流持续的时间 1 0.1 l t v s（1 分） 线框在磁场中运动时，E2=0，I2=0 无电流的持续时间 2 0.2s Ll t v （1 分） 线框穿出磁场区时，E3= B l v=0.02 V， 3 3 0.05A 4 E I r 3 0.1s l t v 此电流的方向为顺时针，如图（1）虚线 abcd 所示， 规定电流方向逆时针为正，得 I-t 图线如图（2）所示。（1 分） 0.05 图（2） t/s I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.02 0.05 0 图（1） L B b a c d b a c d 高三物理试卷第 8页共 6 页 （2）线框进入磁场区域 ab 两端电压 U1=I1r=0.050.1=0.005V（1 分） 线框在磁场中运动时，ab 两端电压等于感应电动势 U2=B l v=0.02V（1 分） 线框出磁场时 ab 两端电压，U3=E-I2r=0.015V （1 分） 由此得 U-