北京市昌平区高三上学期期末质量抽测物理试卷

昌平区2018—2019学年第一学期高三年级期末质量抽测物理试卷第一部分选择题1.下列实验或者事实，揭示了原子具有核式结构的是A.α粒子散射实验 B.电子的发现C.光电效应实验 D.天然放射现象【答案】A【解析】【详解】A．α粒子散射实验中少数α粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福就此提出了原子具有核式结构学说，故A正确；B．电子的发现揭示了原子有复杂结构，故B错误；C．光电效应证明光具有粒子性，故C错误；D．天然放射现象揭示了原子核有复杂的结构，故D错误；故选A。2.如图所示，在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B。足球的质量为m，悬绳与墙壁的夹角为α，网兜的质量不计。墙壁对球的支持力用F1表示，悬绳对球的拉力用F2表示。下列表达式中正确的是A.F1=B.F1=mC.F1=mgD.F1=m【答案】B【解析】【详解】以足球为研究对象，分析其受力情况：重力mg、悬绳对球的拉力F2和墙壁对球的支持力F1，三个力的合力为零，根据平衡条件得知，mg和F1的合力与F2大小相等、方向相反，则有：F1=mgtanα，F2故选B。3.如图所示，物体甲从A点沿直线运动到B，再从B点沿直线运动到C；同时物体乙沿直线直接从A点运动到C。甲、乙所用的时间相等。下列说法正确的是A.甲、乙的位移相同B.甲、乙的路程相同C.甲、乙的平均速度不同D.甲、乙的瞬时速度大小时刻相同【答案】A【解析】【详解】AB．路程是物体运动轨迹的长度，甲物体的路程是线段AB与线段BC的长度之和；而乙物体的路程是线段AC的长度，显然甲乙两物体的路程不同；位移是由初位置到末位置的有向线段，甲乙两物体的初末位置相同，所以位移相同，故A正确，B错误；CD．甲乙两物体的位移相同，所用的时间相等，所以甲、乙的平均速度相同，由于甲乙两物体运动性质未知，无法确定甲、乙的瞬时速度大小关系，故C、D错误；故选A。4.在一次课外实践活动中，从水平光滑桌面上的A点向B点发射一个乒乓球，甲、乙、丙、丁四位同学用吹管分别沿不同方向吹气（如图所示），试图将乒乓球吹入球门C。预测四位同学成功率最高的是A.甲 B.乙 C.丙 D.丁【答案】C【解析】【详解】要保证合运动沿AC方向，乒乓球参与了AB方向的运动和吹气方向的运动，要使乒乓球进入C处的球门，根据平行四边形定则，知吹气的方向沿左下方吹气的方向，故C正确，A、B、D错误；故选C。5.如图所示，长度为L的轻质细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球。现让小球在水平面内做匀速圆周运动，细绳与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g。下列说法正确是A.绳的拉力提供小球做圆周运动的向心力B.小球的向心力大小为mC.小球的线速度大小为gD.小球的周期与m和θ无关【答案】B【解析】【详解】A．小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，故A错误；B．根据几何关系可知：向心力大小为：Fn=mCD．小球做圆周运动的半径为：r=Lsinθ，则由牛顿第二定律得：mgtanθ=m故选B。6.如图所示，在坐标原点处的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=10m/s。t0时刻，波刚好传播到x=6m处。下列说法正确的是A.该波的波长为6mB.波源的振动周期为C.质点A的振动方向沿y轴负方向D.波源开始振动的方向沿y轴负方向【答案】C【解析】【详解】A．由简谐波图象可知，波长为4m，故A错误；B．根据T=λv可知波源的振动周期为TC．据质点的振动方向与波的传播方向关系，利用上下坡法可知质点A的振动方向沿y轴负方向，故C正确；D．简谐波传播过程中，介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同，所以波源起振方向与图中x=6m处质点的振动方向相同，即沿y轴正方向，故D错误；故选C。7.如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝2202sin（100πt）（V）的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻。原、副线圈匝数之比为2∶1。电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是A.此交流电的周期为50sB.副线圈中电压表的读数为1102VC.原线圈中电流表的读数为2AD.原线圈中的输入功率为220W【答案】D【解析】【详解】A．交流电的周期为T=2πωB．电压表的读数为电压的有效值，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为110V，所以电压表的读数为110V，故B错误；CD．根据欧姆定律可得副线圈的电流的大小为I=UR=11055A=2A故选D。8.利用如图所示的装置可以探究影响电荷间相互作用力的因素。O是一个带正电的物体，把系在绝缘丝线上的带正电的小球先后挂在P1、P2、P3位置，比较小球在不同位置所受带电体作用力的大小。这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示。下列说法正确的是A.保持Q、q不变，增大d，则θ变小，说明F与d2成反比B.保持Q、q不变，减小d，则θ变大，说明F与θ成正比C.保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关D.保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明Q产生的电场强度变小【答案】C【解析】【详解】AB．保持Q、q不变，根据库仑定律公式F=kQqr2，增大d，库仑力变小，则θ变小，减小d，库仑力变大，则θ变大，只能说明F与d有关，不能说明F与θ有关，由于该实验只是定性分析，没有定量计算，不能说明F与dCD．保持Q、d不变，减小q，则库仑力变小，θ变小，只能说明F与q有关，不能说明Q产生的电场强度变化，故C正确，D错误；故选C。9.如图所示，地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。已知哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，由此可知A.地球质量与哈雷彗星质量之比为18∶1B.地球的公转周期与哈雷彗星的公转周期之比为1∶18C.地球的公转周期与哈雷彗星的公转周期之比为1∶18D.地球受到太阳的引力与哈雷彗星在远日点时受到太阳的引力之比为182∶1【答案】B【解析】【详解】AD．地球和哈雷彗星绕太阳转动，只能求出太阳质量的关系式，不能求出地球质量与哈雷彗星质量的关系式，所以无法求得地球质量与哈雷彗星质量之比，根据万有引力公式F=GMmrBC．根据开普勒第三定律a3T2=k可得：地球的公转周期与哈雷彗星的公转周期之比为T故选B。10.2018年5月，国家标准委发布了《电动自行车安全技术规范强制性国家标准》。标准规定“必须有脚踏骑行能力、最高设计车速不超过每小时25公里、整车质量（含电池）不超过55公斤、电机功率不超过400瓦、蓄电池标称电压不超过48伏”的电动自行车方可上路行驶。某电动自行车的铭牌如下：车型：20寸（车轮直径约为500mm）电池规格：36V，12Ah（蓄电池）整车质量：40kg额定转速：180r/min外形尺寸：L1800×W650×H1100mm充电时间：2～8h电机：后轮驱动、直流永磁式电机额定工作电压、电流：36V、5A小明同学想知道该电动自行车是否符合国家标准，它通过观察、计算得出下列结论，其中正确的是A.该电动自行车只有整车质量和蓄电池电压两项指标符合国家标准B.该电动自行车除最高车速外，其它指标均符合国家标准C.该电动自行车各项指标均不符合国家标准D.该电动自行车各项指标均符合国家标准【答案】D【解析】【详解】通过观察整车质量（含电池）为40kg，蓄电池标称电压电压为36V，由P=UI可得，电动车的额定功率P=UI=36×5W=180W，故选D。11.随着电动汽车的大量普及，汽车无线充电受到越来越多的关注。无线充电简单方便，不需手动操作，没有线缆拖拽，大大提高了用户体验。将受电线圈安装在汽车的底盘上，将供电线圈安装在地面上，如图所示。当电动汽车行驶到供电线圈装置上，受电线圈即可“接受”到供电线圈的电流，从而对蓄电池进行充电。关于无线充电，下列说法正确的是A.无线充电技术与变压器的工作原理相同B.为了保护受电线圈不受损坏，可在车底加装一个金属护板C.只有将供电线圈接到直流电源上，才能对蓄电池进行充电D.当受电线圈没有对准供电线圈（二者没有完全重合）时，将不能进行无线充电【答案】A【解析】【详解】A．无线充电技术与变压器都是利用电磁感应原理，故A正确；B．加装的金属护板会产生涡流，涡流会产生热量，且可能会熔化金属，故加装金属护板浪费能量，还可能损坏电器，故B错误；C．应将供电线图接到交流电源上，对电池进行充电，故C错误；D．当受电线圈没有对准供电线圈（二者没有完全里合）时，也可以进行无线充电，故D错误；故A正确；12.冲击电流计可以直接测定通过电路的电荷量，或者间接测量与电荷量有关的物理量，如磁感应强度、电容等。现将探测线圈、冲击电流计及定值电阻串联后测定通电螺线管内部磁场的磁感应强度，电路如图所示。探测线圈的轴线与螺线管的轴线重合，现通过电源E给螺线管提供电流I，然后迅速地通过换向开关K给螺线管提供反向电流－I，冲击电流计测得通过电路的电荷量为Q。已知探测线圈匝数为N，面积为S，定值电阻的阻值为R，其它电阻不计。由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为A.IRNS B.2I【答案】D【解析】【详解】由法拉第电磁感应定律：E=nΔϕΔt可求出感应电动势大小，再由闭合电路欧姆定律I=ER可求出感应电流大小，根据电量的公式q=It，可得q=nΔϕR；由于现通过电源E给螺线管提供电流，然后迅速地通过换向开关K故选D。第二部分非选择题13.伽利略曾经提出和解决了这样一个问题：一根细绳悬挂在黑暗的城堡中，人们看不到它的上端，只能摸到它的下端。为了测出细绳的长度，在细绳的下端系一个金属球，使之在竖直平面内做小角度的摆动。①在上述设想中，要达到测出细绳长度的目的，需要测量的物理量是________（填序号字母）。A．金属球的质量mB．细绳摆动的角度θC．金属球全振动的次数n和对应的时间t②利用①中测量量表示细绳长度的表达式为L=________。（当地的重力加速度为g）【答案】(1).①C(2).②g【解析】【详解】(1)(2)由单摆周期公式得：T=2πLg，可得：L=gT24π2=14.在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5Ω，某同学先用刻度尺测量金属丝的长度L＝，再用螺旋测微器测量金属丝直径，然后用伏安法测出金属丝的电阻，最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。①图为某次测量金属丝直径时螺旋测微器的示数，其测量值d=________mm。②实验室提供的器材有：A．电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ）B．电压表V2（量程0～15V，内阻约15kΩ）C．电流表A1（量程0～，内阻约）D．电流表A2（量程0～3A，内阻约）E．滑动变阻器R1（0～20Ω）F．滑动变阻器R2（0～500Ω）G．电源E（电动势为、内阻不计）、开关和导线若干从以上器材中选择合适的器材进行实验，则电压表应选择________，电流表应选择________，滑动变阻器应选择________。（选填器材前的字母）③要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源的输出功率最小，并能较准确地测出金属丝的阻值，实验电路应选用图中的________。④某同学建立了UI坐标系，并将测量数据描绘成坐标点，如图所示。请你根据坐标点描绘出UI图线________，由图线计算出金属丝的电阻约为________Ω（保留两位有效数字）。设被测金属丝电阻为Rx，长度为L，直径的平均值为d，则该金属材料电阻率的表达式为ρ=________（用Rx、L、d等物理量表示）。⑤关于本实验的误差，下列说法正确的是____A．用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D．用UI图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差【答案】(1).①0.397（～间均可）(2).②A(3).C(4).E(5).③C(6).④U－I图线见解析；(7).(8).πRxd【解析】【详解】①螺旋测微器的固定刻度读数为0mm，可动刻度读数为×=，所以最终读数为；②电源电动势为3V，故电压表应选择A；根据电源电动势和金属丝电阻可估计电流最大值约为I=ERx=35③流过金属丝的电流相同的情况下电源消耗功率最小，滑动变阻器应选择限流接法，金属丝电阻很小，电流表应选择外接接法，故实验电路应选择图C；④根据坐标点描绘出UI图线如图：由图可知，图像的斜率即金属丝电阻为R=根据R=ρL⑤A、读数引起的误差是由人为因素引起的，属于偶然误差，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，故A错误；B、由电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，不是偶然误差，故B错误；C、若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，故C正确；D、用U−I图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差，不能消除系统误差，故D正确；故选CD。15.跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图为简化后的跳台滑雪的雪道示意图。助滑道AB为斜坡，底端通过一小段圆弧BC与水平跳台平滑连接。一滑雪运动员从A点由静止滑下，通过C点水平飞出，落到着陆坡DE上。已知运动员与滑雪装备总质量为80kg，AC间的竖直高度差h1=40m，BC段圆弧半径R=10m，CE间的竖直高度差h2=80m、水平距离x=100m。不计空气阻力，取g=10m/s2。求：（1）运动员到达C点时的速度大小；（2）运动员到达C点时对滑道压力的大小；（3）运动员由A滑到C的过程中，克服雪道阻力做了多少功？【答案】（1）25m/s（2）5800N（3）7000J【解析】【详解】(1)运动员在空中飞行的时间，由：h得：t=4s运动员通过C点的速度大小，由x解得：v(2)运动员通过的C点是在BC段圆周运动的最低点，由牛顿第二定律可得：F解得：FN=5800N由牛顿第三定律可知：运动员对滑道的压力大小：FN′=5800N(3)运动员从A到C运动过程中，应用动能定理：m解得：Wf=7000J所以从A到C运动过程中，克服雪道阻力做了7000J的功16.如图所示，一足够长的绝缘管竖直放置在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，其中电场强度为E，方向水平向右；磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。一个质量为m、电荷量为+q的小球，从静止释放沿管下滑，小球与管壁间的动摩擦因数为μ。（1）画出小球刚开始下滑速度较小时的受力示意图。（2）小球速度多大时，其加速度最大？最大加速度是多少？（3）小球下滑的最大速度是多少？【答案】（1）图见解析；（2）v=EB；a=【解析】【详解】解：(1)小球受到重力竖直向下，电场强度方向水平向右，小球受到的电场力水平向右，根据左手定则可得洛伦兹力水平向左，小球刚开始下滑速度较小时，洛伦兹力比较小，管壁对小球支持力水平向左，管壁对小球的摩擦力竖直向上，小球的受力示意图如图所示(2)当qE此时速度：v最大加速度：a(3)当小球重力与摩擦力大小相等时，速度最大则有：μ最大速度：v17.磁场、安培力的问题，在很多方面都与电场、库仑力的问题相似。（1）我们定义电场强度时，在该点引入试探电荷q，测得试探电荷在该点所受电场力为F，用F与q的比值定义该点的电场强度，即E=①与之类比，请你定义磁场中某一点的磁感应强度。②有人根据磁感应强度定义提出：一个磁场中某点的磁感应强度B跟磁场力F成正比，跟电流强度I和导线长度L的乘积IL成反比。这种说法是否正确，为什么？【答案】①见解析；②不正确。因为某处的磁感应强由场源决定，与F和IL无关【解析】【详解】(1)①垂直于磁场放置一电流元IL，测量电流元在该点所受磁场力为F，用F与IL的比值定义该点磁感应强度，即B=②不正确；因为某处的磁感应强由场源决定，与F和IL无关；18.我们常提到的“同种电荷相排斥、异种电荷相吸引”，是指电荷间相互作用力特点。现在我们研究平行通电直导线之间的相互作用。如图所示，长直导线a通有向上的电流，①请你判断其右侧P点所在区域的磁场方向（直接在图中标出，用“·”或“×”表示）；②现在P点放置一条与a平行、通有同方向电流的直导线b，请你判断b所受安培力的方向（直接在图中标出即可）。并由此推断：在什么情况下两条通电直导线相互吸引，什么情况下相互排斥？【答案】①磁场垂直纸面向里；②安培力向左【解析】【详解】①根据右手安培定则可得右侧P点所在区域的磁场方向纸面向里，如图所示，②根据左手安培定则可得b所受安培力的方向水平向左，如图3所示；由此推断：两条通电直导线电流方向相同时下相互吸引，电流方向相反时相互排斥；19.磁场对电流的作用力在生活、生产中有广泛的应用。如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。通电前加砝码使天平平衡。当线圈中通有如图所示电流I时，调节砝码使两臂重新达到平衡。然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再次达到新的平衡。请导出计算磁感应强度B的表达式（用n、m、l、I表示）。【答案】B【解析】【详解】设电流方向未改变时，等臂天平的左盘内砝码质量为m1，右盘的质量为m2，则由等臂天平的平衡条件，有：m电流方向改变之后，同理可得：(两式相减，得：B20.如图所示，ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC段水平，AB段与BC段平滑连接。质量为m1的小球从高h处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道BC段上质量为m2的小球发生碰撞，碰撞前后两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失。①求碰撞后小球的m2速度大小v2；②在两球碰撞过程中，把从两球