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1、东城区 20192020 学年度第一学期期末教学统一检测高三物理2020.1第卷（选择题共 42 分）本部分共14 小题，每小题3 分，共 42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1下列说法正确的是A 动摩擦因数的单位是N/kgB弹簧劲度系数k 的单位是N/mC电阻率的单位是 / mD静电力常量k 的单位是N?C2/ m 22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
2、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A 位移相同B路程不同C加速度相同D速度变化量不同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A. 物体受到的重力增大B. 物体处于失重状态C. 电梯可能正在加速下降D. 电梯可能正在加速上升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，系统静止时弹簧伸长量为 L0。当弹簧以如图所示方式拉住物体，系统静止时弹簧伸长量也为L 0，此时A 物体不受静摩擦力mB物体所受静摩擦力大小为0.5mg ，方向沿斜面向下C物体所受静摩擦力大小为mg，方向
3、沿斜面向下30D物体所受静摩擦力大小为1.5mg ，方向沿斜面向上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物理试卷第1 页（共15 页）7一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2、3、
4、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 1 的振动周期为 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5开始运动。下列判断正确的是左右123456789101112131415161718 1920A 质点 1 与质点20 间相距一个波长B质点 20 开始振动时运动方向向下C tT 时质点 5 的加速度方向向上2D t3T 时质点12 的运动方向向上48如图所示为某电场中的一条电场线，M、 N 是电场线上的两点。下列说法正确的是EA 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MNC负电荷在 M 点的电势能一定比在N 点的
5、电势能小D将正电荷从 M 点移动到 N 点时电场力一定做负功9如图所示，一对带绝缘支柱的导体M、N 彼此接触，且均不带电。把带正电的物体 P 移近导体 M。下列说法正确的是A 若先把 M、N 分开，再移去P， M 带正电， N 带负电PMNB若先把 M、N 分开，再移去P， M 带负电， N 带正电C若先移去 P，再把 M、N 分开， M 带正电， N 带负电D若先移去 P，再把 M、N 分开， M 带负电， N 带正电10一台手摇交流发电机，线圈内阻1.0，产生的电动势随时间变化的规律为e 102sin 10t(V) 。发电机只与 9.0的电阻组成闭合电路。则A 交变电流的频率为10 HzB
6、电动势的峰值为20VC电路中电流的有效值为1.0 AD一周期内外接电阻消耗电能9.0J11如图所示，当开关S 闭合后，小型直流电动机M 和指示ErS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L电阻为 R，则MA 电动机的额定电压为IRB 电动机的输出功率为IE -I2R物理试卷第2 页（共15 页）C电源的输出功率为IE -I2rD 整个电路的热功率为I 2（R0 +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，则A
7、 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U 1，水平放置的一对平行金U2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 U 1 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U 1，仍使该种粒子由静止开始进入加速电场。与U1 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
8、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MN 为其边界。 一个用细金属丝绕成的半径为r 的圆环固定在纸面内，圆心O 在 MN 上。已知细金属丝的电阻率为、横截面积为S。磁感应强度B 随时间 t 的变化关系如图乙所示， t=0 时磁感应强度的方向如图甲中所示。则在0 到 t1 时间间隔内图甲图乙A 圆环中的感应电流大小为B0rS2t0r3 St B2B圆环中产生的焦耳热为1028 t0C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物理试卷第3 页（共15 页）第卷（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
9、金属丝直径，示数如图甲所示，则金属丝直径的测量值 d=mm 。04 520151005图甲（ 2）在设计测量金属丝电阻Rx 的实验电路时需V要思考两个问题：金属丝如何选择电流表的接法？CAA如图乙所示， 某同学采用试触的方法，B让电压表的一端接在A 点，另一端先后接图乙到 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。如何选择滑动变阻器的接法？已知待测金属丝的电阻约为20，实验室提供的滑动变阻器的最大阻值为 5，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
10、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。物理试卷第4 页（共15 页）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）。物理试卷第5 页（共15 页）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。实验室有如下器材可供选用：A 长约 1 m 的细线B 长约 1 m 的橡皮绳C直径约2 cm 的铁球D 直径约2 cm 的塑料球E米尺F时钟G停表实验时
11、需要从上述器材中选择：（填写器材前面的字母）。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：将单摆上端固定在铁架台上。测得摆线长度，作为单摆的摆长。在偏角较小的位置将小球由静止释放。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Tt 。n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）发现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 l1、l2 和对应的周期 T1、 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=_ 。实验后同学们进行了
12、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。物理试卷第6 页（共15 页）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 O 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， O 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
13、电。（ 2）求该带电粒子的比荷。A底片UPOB物理试卷第7 页（共15 页）18（ 10 分）如图所示，用不可伸长的轻绳将物块a 悬挂于 O 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。求碰撞前瞬间，轻绳对物块a 的拉力大小；求碰撞后瞬间，物块b 的速度大小；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
14、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。aOLb物理试卷第8 页（共15 页）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。求导体棒两端的电压；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 ；从微观角度看， 导体
15、棒 MN 中的自由电荷会同时参与沿导体棒方向和垂直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。（为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。）F物理试卷第9 页（共15 页）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。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
16、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值是一个常量。 实际上行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们按圆轨道处理。 请你以地球绕太阳公转为例，根据万有引力定律和牛顿运动定律推导出此常量的表达式。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线上的某一点做匀速圆周运动，周期为T，两颗恒星之间的距离为d，引力常量为G。求此双星系统的总质量。北京时间 2019 年 4 月 10 日 21 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
17、查阅相关资料后知道：黑洞具有非常强的引力，即使以83 10m/s 的速度传播的光也不能从它的表面逃逸出去。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。地球质量 me =6.024，引力常量-1122。 10kgG= 6.67 10N? 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）物理试卷第10 页（共15 页）东城区 20192020 学年度第一学期期末教学统一检测高三物理参考答案2020.1第
18、一部分共14 小题，每小题3 分，共 42 分。1234567891011121314BBCDBDDCBCCADB第二部分共6 小题，共58 分。15（ 8 分）（ 1）0.127 0.001（ 2）外接分压式（ 3）2dRx（ 4）=4L16（ 8 分） ACEG 4 2 (l1l 2)T22T12 T 2l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g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qU1 mv 22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物理试卷第11 页（共15 页）qvBm v2R由题知R1 L
19、2解得带电粒子的比荷q8UmB2 L218（ 10 分）物块 a 由静止开始运动到最低点过程根据动能定理mgL1 mv022物块 a 运动到最低点时根据牛顿第二定律Fmgm v02L联立解得，碰撞前瞬间轻绳对物块 a 的拉力大小 F 3mg 两物块发生弹性碰撞过程根据动量守恒定律mv0mva3mvb根据能量守恒定律1mv021mva213m vb2222gL解得碰撞后瞬间，物块b 的速度大小vb2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
20、直线运动。物理试卷第12 页（共15 页）物理试卷第13 页（共15 页）19（ 12 分）导体棒沿导轨向右匀速运动产生感应电动势E = BLv由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流EIR r导体棒两端电压UIR=RBLvRr导体棒匀速运动，受力平衡FF安BIL在 t 时间内，恒力 F 做功W F v tF安 vtBIL v t =B2 L2 v2tR r电路获得的电能W电qEIEtB2 L2 v2Rrt电路中产生的焦耳热Q2r )tB 2 L2v2I（ RRrt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。设自由电荷的电荷量为q，沿导体棒定向移动的速率为u 。如
21、图所示，沿导体棒方向的洛伦兹力f1qvBM在 t 时间内， f1 做正功W1f1u tqv But垂直导体棒方向的洛伦兹力f2 quB在 t 时间内， f2 做负功W2- f2 v t-quB vt所以 W1 + 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。N物理试卷第14 页（共15 页）20（ 12 分）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msme4 2r根据万有引力定律和牛顿运动定律G r 2me T 2解得常量 r 3GmsT 242设双星的质量分别为 m1、 m2，轨道半径分别为r1、 r2根据万有引力定律及牛顿运动定律m1m24 2Gd2m1 T2r1G m1m2m 42rd22 T 22且有r1+r2d双星总质量m总 =m1m242 d 3GT 2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v1由万有引力定律和牛顿第二定律G memm v12R2R解得Gmev1R逃逸速度2Gmev2R假如地球变为黑洞v2 c代入数据 解得地球半径的最大值R= 9-310m物理试卷第15 页（共15 页）