西城区高中2018-2019学年高二上学期第三次月考试卷物理

西城区高中2018-2019学年高二上学期第三次月考试卷物理
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、选择题
1．将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形箱子中，如图所示，在箱子的上顶板和下底板装有压力传感器，能随时显示出金属块和弹簧对箱子上顶板和下底板的压力大小。

将箱子置于电梯中，随电梯沿竖直方向运动。

当箱子随电梯以a=4.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为4.0 N，下底板的传感器显示的压力为10.0 N。

取g=10 m/s2，若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半，则升降机的运动状态可能是
A．匀加速上升，加速度大小为5 m/s2
B．匀加速下降，加速度大小为5 m/s2
C．匀速上升
D．静止状态
【答案】B
【解析】以a=4.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，物体受到上顶板向下的压力，下底板的支持力，以向下为正方形，根据牛顿第二定律有，代入计算m=1 kg。

若上顶板传
感器的示数是下底板传感器的示数的一半，则意味着弹簧长度不变，弹簧弹力不变，即，则有
，得a=5 m/s2方向向下。

故选B。

2．（2018南宁高三摸底考试）中国北斗卫星导航系统（BDS）是中国自行研制的全球卫星导轨系统，是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。

预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。

如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则（）
A ．卫星a 的角速度小于c 的角速度
B ．卫星a 的加速度大于b 的加速度
C ．卫星a 的运行速度大于第一宇宙速度
D ．卫星b 的周期等于24 h 【答案】 AD
【解析】【命题意图】本题考查万有引力定律和卫星的运动、第一宇宙速度及其相关的知识点。

所以卫星a 的向心加速度等于b 的向心加速度，选项B 错误；由G 2Mm
r =m 2v r
可得线速度与半径的关系：
v r 越大，速率v 越小。

而第一宇宙速度为轨道半径等于地球半径是环绕地球运动的卫星
速度，所以卫星a 的运行速度一定小于第一宇宙速度，选项C 错误；由G 2Mm r =mr （2T
）2
，可得周期
T =2π
a 的轨道半径与卫星
b 的轨道半径相等，所以卫星b 的周期等于同步卫星的运行周期，即等于地球自转周期24h ，选项D 正确。

3． 如图所示，质量相同的木块A 、B 用轻质弹簧连接，静止在光滑的水平面上，此时弹簧处于自然状态。

现用水平恒力F 推A ，则从力F 开始作用到弹簧至弹簧第一次被压缩到最短的过程中
A ．弹簧压缩到最短时，两木块的速度相同
B．弹簧压缩到最短时，两木块的加速度相同
C．两木块速度相同时，加速度a A<a B
D．两木块加速度相同时，速度v A>v B
【答案】ACD
【解析】
4．图中a、b、c是匀强电场中同一平面上的三个点，各点的电势分别是U a＝5V，U b＝2V，U c＝3V，则在下列各示意图中能表示该电场强度的方向是（）
【答案】D
5．如下图所示的情况中，a、b两点
电势相等、电场强度也相同
的是（）
A．带等量异种电荷的平行金属板之间的两点
B．离点电荷等距的任意两点
C．两等量同种电荷其连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点
D．两等量异种电荷其连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点
【答案】D
6．如图所示，长方形abcd长ad=0.6 m，宽ab=0.3 m，e、f分别是ad、bc 的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.25 T。

一群不计重力、质量m=3×10-7 kg、电荷量q=＋2×10－3 C 的带电粒子以速度υ
=5×l02m/s从左右两侧沿垂直ad 和bc 方向射入磁场区域（不考虑边界粒子），则（）
A．从ae 边射入的粒子，出射点分布在ab边和bf边
B．从ed 边射入的粒子，出射点全部分布在bf边
C．从bf边射入的粒子，出射点全部分布在ae 边
D．从fc边射入的粒子，全部从d点射出
【答案】ABD
7．（2016·河北邯郸高三入学考试）在电场强度大小为E的匀强电场中，将一个质量为m、电荷量为q的带电小球由静止开始释放，带电小球沿与竖直方向成θ角的方向做直线运动。

关于带电小球的电势能和机械能的判断，正确的是（）
A．若sin θ<qE
mg
，则电势能一定减少，机械能一定增加
B．若sin θ＝qE
mg
，则电势能、机械能一定不变
C．若sin θ＝qE
mg
，则电势能一定增加，机械能一定减小
D．若tan θ＝qE
mg
，则电势能可能增加，机械能一定增加
【答案】B
【解析】【名师解析】若sin θ<qE
mg
，电场力可能做正功，也可能做负功，所以电势能可能减小也可能增大、
机械能可能增大也可能减小，A项错误；若sin θ＝qE
mg
，则电场力与速度方向垂直，电场力不做功，电势能、
机械能一定不变，B项正确，C项错误；若tan θ＝qE
mg
，则电场力沿水平方向，电场力和重力的合力与速度方向同向，电场力做正功，电势能一定减少，机械能一定增加，故D项错误。

8．一个物体以初速度v0沿光滑斜面向上运动，其速度v随时间t变化的规律如图所示，在连续两段时间m
和n内对应面积均为S，则b时刻瞬时速度v b的大小为
A. B.
C.
D.
【答案】C
【解析】设b 点的速度为v b ，加速度为a ，根据位移时间公式：可得：
和
，
速度位移间的关系为：v b =v a +am ，联立解得：
，故C 正确，ABD 错误。

9． 如图所示，以o 为圆心的圆周上有六个等分点a 、b 、c 、d 、e 、f 。

等量正、负点电荷分别放置在a 、
d 两处时，在圆心o 处产生的电场强度大小为E 。

现改变a 处点电荷的位置，使o 点的电场强度改变，下列叙
述正确的是（ ）
A. 移至b 处，o 处的电场强度大小减半，方向沿od
B. 移至c 处，o 处的电场强度大小不变，方向沿oe
C. 移至f 处，o 处的电场强度大小不变，方向沿oe
D. 移至e 处，o 处的电场强度大小减半，方向沿oc 【答案】D
10．关于电源电动势E 的下列说法中错误的是：（ ） A ．电动势E 的单位与电势、电势差的单位相同，都是伏特V B ．干电池和铅蓄电池的电动势是不同的 C ．电动势E 可表示为E=
q
W
，可知电源内非静电力做功越多，电动势越大 D ．电动势较大，表示电源内部将其它形式能转化为电能的本领越大 【答案】C
11．在电梯内的地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定一个质量为m 的物体。

当电梯匀速运动时，弹簧被压缩了x ，某时刻后观察到弹簧又被继续压缩了10
x
（重力加速度为g ）。

则电梯在此时刻后的运动情况可能是
A ．以大小为11
10g 的加速度加速上升 B ．以大小为11
10g 的加速度减速上升
C ．以大小为10g
的加速度加速下降
D ．以大小为10
g
的加速度减速下降
【答案】D 【
解析】
12．下列各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是（ ）
A. A
B. B
C. C
D. D 【答案】B
【解析】A 、在磁场中，由右手定则知，正电荷受力方向应该是向上的，故A 错误 B 、在磁场中，由右手定则知，正电荷受力方向应该是向下的，故B 正确； C 、正电荷在电场中受力方向与电场方向一致，故C 错误；
D 、正电荷在电场中受力方向和电场方向一致，应该向上，故D 错误； 综上所述本题答案是：B
13．如图所示，P 、Q 是两个电量相等的正的点电荷，它们连线的中点是O ，A 、 B 是中垂线上的两点，OA ＜ OB ，用E A 、E B 、φA 、φB 分别表示A 、B 两点的场强和电势，则（ ） A ．E
A 一定大于E
B ，φA 一定大于φB
B．E A不一定大于E B，φA一定大于φB
C．E A一定大于E B，φA不一定大于φB
D．E A不一定大于E B，φA不一定大于φB
【答案】B
14．如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为d，P点在A、B板间，A板接地，B板的电势随时间t的变化情况如图乙所示，t=0时，在P点由静止释放一质量为m、电荷量为e的电子，当=2T时，电子回到P点。

电子运动过程中未与极板相碰，不计重力，则下列说法正确的是
A.：=1：2
B.：=1：3
C. 在0～2T时间内，当t=T时电子的电势能最小
D. 在0～2T 时间内，电子的电势能减小了
【答案】BD
【解析】根据场强公式可得0～T 时间内平行板间的电场强度为：，电子的加速度为：，且向上做匀加速直线运动，经过时间T 的位移为：，速度为：v1=a1T，同理在T～2T内平行板间电场强度为：，加速度为：，电子以v1的速度向上做匀变速度直线运动，位移为：，
由题意2T时刻回到P点，则有：x1+x2=0，联立可得：φ2=3φ1，故A错误，B正确；当速度最大时，动能最大，电势能最小，而0～T内电子做匀加速运动，之后做匀减速直线运动，因φ2=3φ1，所以在2T时刻电势能最小，
故C错误；电子在2T时刻回到P 点，此时速度为：，（负号表示方向向下），电子的动能为：，根据能量守恒定律，电势能的减小量等于动能的增加量，故D正确。

所以BD正
确，AC错误。

15．如图所示，a、b、c是由真空中正点电荷形成的电场中一条电场线上的三个点，已知ab=bc，a、b两点间电压为10V，则b、c两点间电压：（）
b c
A. 等于10V
B. 大于10V
C. 小于10V
D. 条件不足，无法判断
【答案】C
16．如图所示，电压表看作理想电表，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时（灯丝电阻不变），下列说法正确的是
A．灯泡L1变暗B．小灯泡L2变亮
C．电容器带电量减小D．电压表读数变大
【答案】CD
二、填空题
17．“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验,供选用的器材有:
A.电流表（量程:0-0.6 A,R A=1 Ω）
B.电流表（量程:0-3 A,R A=0.6 Ω）
C.电压表（量程:0-3 V,R V=5 kΩ）
D.电压表（量程:0-15 V,R V=10 kΩ）
E.滑动变阻器（0-10 Ω,额定电流1.5 A）
F.滑动变阻器（0-2 kΩ,额定电流0.2 A）
G.待测电源（一节一号干电池）、开关、导线若干
（1）请在下边虚线框中画出本实验的实验电路图____。

（2）电路中电流表应选用____,电压表应选用____,滑动
变阻器应选用____。

（用字母代号填写）
（3）如图所示为实验所需器材,请按原理图连接成正确的实验电路____。

【答案】（1）. （1）如解析图甲所示：；（2）. （2）A；（3）. C；（4）. E；（5）. （3）如解析图乙所示：
【解析】（1）电路如图甲所示：
由于在电路中只要电压表的内阻R V ≫r ，这种条件很容易实现，所以应选用该电路。

（2）考虑到待测电源只有一节干电池，所以电压表应选C ；放电电流又不能太大，一般不超过0.5A ，所以电流表应选A ；滑动变阻器不能选择阻值太大的，从允许最大电流和减小实验误差的角度来看，应选择电阻较小额定电流较大的滑动变阻器E ，故器材应选A 、C 、E 。

（3）如图乙所示：
18．在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6 V ，
3 W ”， 还备有下列器材
电流表A l （量程3A ，内阻0.2Ω） 电流表A 2（量程0.6 A ，内阻1Ω） 电压表V 1（量程3V ，内阻20k Ω） 电压表V 2（量程15V ，内阻60K Ω） 变阻器R 1（0—1000Ω，0.5 A ） 变阻器R 2（0～20Ω，2A ）
学生电源（6～8V ）， 开关S 及导线若干.
在上述器材中，电流表应选用_______，电压表应选用 变阻器应选用 ，在上面的方框中画出实验的电路图。

【答案】A 2 ，V 2，R 2
19．（1）在做“探究平抛运动的规律”实验时，下列操作正确的是（ ） A ．通过调节使斜槽的末端保持水平 B ．每次释放小球的位置可以不同
C．使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
D．将记录小球位置的纸取下后，用直尺依次将各点连成折线
（2）图6所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为4. 9cm，每秒钟闪光10次，小球平抛运动的初速度是m/s，当地的重力加速度大小是m/s
【答案】（1）AC（2）1.47m/s
三、解答题
20．如图是一种配有小型风力发电机和光电池的新型路灯，其功率为120W。

该风力发电机的线圈由风叶直接带动，其产生的电流可视为正弦交流电。

已知风叶的半径为r＝1m，风能的利用效率为η1＝4%，风力发电机的线圈共有N＝200匝，磁场的磁感应强度为B＝0.1T，线圈的面积为S1＝0.2m2，空气的密度为ρ＝1.3kg/m3，太阳垂直照射到地面上单位面积上的功率为1kw，如果光电池板垂直太阳光方向的平均受光面积为S＝1m2，光能的利用效率为η2＝20%，π取3，结果保留2位有效数字。

（1）若某天是无风的晴天，太阳光照6小时，则太阳能光电池产生的电能可使路灯正常工作多少小时？（2）如果在某天晚上，有8m/s的风速持续刮风6小时，则风机所发的电可供路灯正常工作多少小时？（3）如果在一有风的晴天，经3小时的光照和风吹，路灯可正常工作7小时，则风速为多大？若通过交流电表测得风力发电机线圈的电流强度为1A
【答案】（1）
110
t h
=（2）t2=2.0h（3）
102
5/ n r s
π
==
【解析】
4
，
1分）
21．由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同．已知地球表面两极处的重力加速度大小为
g，在赤道处的重力加速度大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G．假设地球可视为质量均匀分布的球体．求：
（1）质量为m的物体在地球北极所受地球对它的万有引力的大小．
（2）地球的半径．
（3）地球的密度．
【答案】（1）F=mg0；（2）
()2
2
4
g g T
R
π
-
=；（3）
()
2
3g
GT g g
π
ρ=
-。

【解析】（1）质量为m 的物体在两极所受地球的引力等于其所受的重力，
即0F mg =．
（2）设地球的质量为M ，半径为R ，在赤道处随地球做圆周运动物体的质量为m ，物体在赤道处随地球自转做圆周运动的周期等于地球自转的周期，轨道半径等于地球半径， 根据万有引力定律和牛顿第二定律有2
224πGMm mg m R R T
-=， 从受力上分析知：在赤道上的物体所受地球的引力大小等于其在两极所受的重力
解得： ()202
4πg g T R -=． （3）因为02Mm G mg R =所以20g R M G
=， 又因地球的体积34π3V R =所以()
0203πg M V GT g g ρ==-． 综上所述本题答案是：（1） 0F mg =；（2） ()2024g g T R π-=；（3） ()
0203g GT g g πρ=- 22．如图所示，长为9l
水平传送带以恒定的速度0v =紧邻传送带的右端放置一长为6.5l 滑板，滑板静止在光滑水平地面上，滑板的上表面与传送带处在同一水平面。

在距滑板右端一段距离处固定一挡板C 。

一质量为m 的物块被轻放在传送带的最左端（A 点），物块在传送带的作用下到达B 点后滑上滑板，滑板在物块的怍用下运动到C 处撞上档板并被牢固粘连。

物块可视为质点，滑板的质量M=2m ，物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数均为0.5μ=，重力加速度取g 。

求：
（1）求物块在传送带的作用下运动到B 点时的速度大小v ；
（2）若物块和滑板共速时，滑板恰与挡板C 相撞，求开始时滑板右端到C 的距离L ；
（3）若滑板右端到挡板C 的距离为L （己知），且l ≤L≤5l ，试求解： a. 若物块与滑板共速后，滑板撞上挡板C ，则物块从滑上滑板到物块撞上档板C 的过程中，物块克服摩擦力做的功f W ；
b. 若物块与滑板共速前，滑板撞上挡板C ，则物块从滑上滑板到物块撞上档板C 的过程中，物块克服摩擦力做的功f W ；并求出物块到C 时速度的最大值。

【答案】（1） （2）2l （3）a . 17/4mgl b . ()132/2l L mg +
【解析】
（3）讨论：①当l<L<2l 时，滑块在滑板上一直减速到右端，设此时的速度为v C ，对物块由动能定理得()22116.522
c B mg l L mv mv μ-+=
- ⑦
解得0c v => 所以克服摩擦力所做的功()6.5 3.250.5f W mg l L mgl mgL μ=+=+=
13144mgl mgL + ② 当2l ≤L ≤5l 时，滑块与滑板最终一起运动至滑板与C 相碰，碰后滑块在滑板上继续做减速运动到右端，设此时的速度为v C1，对物块由动能定得：
()2211180.522c B mg l l mv mv μ-+=
-⑨
解得1c v =0 所以克服摩擦力所做的功()1780.54f W mg l l mgl μ=+=。