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
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