北京市通州区2017-2018学年高三上学期摸底考试物理试题(精品解析版)

2017-2018学年北京市通州区第一学期高三摸底考试
物理试题
一、单选题：共12题
1. 力的国际单位是牛顿(N)，下列正确描述牛顿(N)与基本单位米(m)、千克(kg)、秒(s)之间关系的是
A. 1N =1kg•m/s
B. 1N =1kg•m/s2
C. 1N =1kg•m2/s
D. 1N =1kg•m2/s2
【答案】B
【解析】力的单位是牛，根据牛顿第二定律F=ma可知：，ACD错误、B正确，选B.
2. 以下四个图像分别表示物体的速度v随时间t变化的规律，其中表示物体处于平衡状态的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】物体处于平衡状态时合外力为零，加速度为零，物体处于静止或匀速运动状态；A图中速度随时间均匀增加，是匀加速直线运动，加速度、合力不为零，故A错误；B图中速度随时间均匀减小，是匀减速直线运动，加速度、合力不为零，故B错误；C图中速度不变，加速度、合力为零，是匀速直线运动，合力为零，故C正确；D图中速度增加得越来越快，是变加速直线运动，加速度、合力不为零，故D错误；故选C.
【点睛】物体受力平衡时处于静止或匀速直线运动，匀速直线运动的特点是物体的速度保持不变，位移随时间均匀变化，加速度为零．
3. 如图所示,壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,关于它在此平面内的受力分析,下列图示中正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】壁虎在竖直玻璃面上匀速爬行，属于匀速直线运动，对壁虎进行受力分析：
由图可知，F与大小相等，方向相反，故选项A正确。

4. 一个大人和一个小孩面对面站在光滑的冰面上，都处于静止状态，某时刻小孩沿水平方向用力推了大人一下，结果两人向相反方向滑去。

已知大人的质量大于小孩的质量，则下列说法正确的是
A. 小孩受到的冲量较大
B. 大人受到的冲量较大
C. 小孩运动的速度较大
D. 大人运动的速度较大
【答案】C
【解析】两人组成的系统，初状态总动量为零，根据动量守恒，可知两人的动量变化量大小相等，方向相反，根据，可知质量小的速度大，故C正确，D错误；根据动理定理，可知两人的冲量大小相等，故AB错误；故选C.
5. 如图所示，甲图中a、b两点在两个等量同种点电荷的连线上、与连线中点距离相等，乙图中c、d两点在两个等量异种点电荷连线的中垂线上、与连线中点距离相等，a、b、c、d四点的电场强度分别为、、、，电势分别为、、、，下列说法正确的是
A. 与相同，与相同
B. 与相同，与不同
C. 与不同，与相同
D. 与相同，与相同
【答案】D
学+
科+网...学+科+网...学+科+网...学+科+网...学+科+网...学+科+网...
【点睛】电势是标量，同一等势面各点电势相等．电场强度是矢量，只有大小和方向均相同时，场强才相同．
6. 如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，闭合开关S后，变压器的输入功率为110 W，这时副线圈上额定电压为55 V的用电器刚好正常工作，下列说法正确的是
A. 原线圈输入电压的有效值为V
B. 通过用电器的电流为2.0A
C. 原、副线圈的匝数比为1:4
D. 副线圈输出交流电的频率为100Hz
【答案】B
【解析】理想变压器的原线圈接在的交流电源上，则原线圈输入电压的最大值为，则有有效值为，A错误；根据变压器的输入功率为110 W，这时副线圈上额定电压为55 V的用电器刚好正常工作，则A=2.0A，B正确；根据，可得原、副线圈的匝数比为4:1，C错误；由，可知角速度，则频率为，变压器不改变交流电的频率，则副线圈输出交流电的频率为，D错误；选B.
7. 如图所示，电源内阻为r，直流电动机M的线圈电阻为R。

当该电动机正常工作时，电源路端电压为U，通过电动机的电流为I，则
A. 电动机的机械功率为IU=I2R
B. 电动机内部发热功率为IU
C. 电源电动势为I(R+r)
D. 电源的输出功率为IU+I2R
【答案】A
【解析】电动机的机械功率等于输入功率减去热功率，即，A正确；根据焦耳定律，可得电动机内部发热功率为，B错误；电源电动势为，C错误；电源的输出功率为，D错误；选A.
8. 如图甲所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，一个线圈与一个电容器相连，线圈平面与匀强磁场垂直，电容器的电容C= 60 μF，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是
A. 电容器下极板电势高于上极板
B. 线圈中磁通量的变化率为3 Wb/s
C. 电容器两极板间电压为2.0 V
D. 电容器所带电荷量为120 C
【答案】C
【解析】根据楞次定律，可判断出电容器上极板电势高于下极板，A错误；根据图象可得线圈中磁通量的变化率为，B错误；根据法拉第电磁感应定律有：V，C正确；根据Q=CU，可得电容器所带电荷量为，D错误；选C.
9. 如图所示，甲图是由一个灵敏电流计和一个电阻箱R改装成的电流表，乙图是由同样的一个灵敏电流计和一个电阻箱R改装成的电压表。

当使电阻箱R的电阻增大时，下列说法正确的是
A. 电流表的内阻减小，量程增大
B. 电流表的内阻增大，量程减小
C. 电压表的内阻增大，量程减小
D. 电压表的内阻减小，量程增大
【答案】B
【解析】甲图是电流表，当使电阻箱R的电阻增大时，甲图中内阻增大，流过R的电流减小，则电流表量程减小，A错误，B正确；乙图是电压表，当使电阻箱R的电阻增大时，乙图中内阻增大，R两端的分担的电压增大，则量程增大，CD错误；选B.
10. 如图所示为质谱仪的原理图，一束粒子以速度v沿直线穿过相互垂直的匀强电场(电场强度为E)和匀强
磁场(磁感应强度为B1)的重叠区域，然后通过狭缝S0垂直进入另一匀强磁场(磁感应强度为B2)，最后打在照相底片上的三个不同位置，粒子的重力可忽略不计，则下列说法正确的是
A. 该束粒子带负电
B. P1板带负电
C. 粒子的速度v满足关系式
D. 在磁感应强度为B2的磁场中，运动半径越大的粒子，荷质比越小
【答案】D
【解析】根据粒子在右侧磁场中的运动，利用左手定则，可判断出该束粒子带正电，A错误；根据粒子在左侧运动可知，洛伦兹力方向向上，则电场力方向向下，板带正电，B错误；由粒子做直线运动，粒子平衡，有：，得粒子的速度v满足关系式，C错误；在磁感应强度为的磁场中，根据，运动半径越大的粒子，荷质比越小，D正确；选D.
【点睛】带电粒子经加速后进入速度选择器，电场力和洛伦兹力平衡时，速度为的粒子沿直线通过狭缝S0，然后进入磁场，打在胶片上的不同位置．在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，求出粒子的轨道半径，分析半径与荷质比的关系．
11. 如图所示，弹性轻绳的一端套在手指上，另一端与弹力球连接，用手将弹力球以某一竖直向下的初速度向下抛出，抛出后手保持不动。

从球抛出瞬间至球第一次到达最低点的过程中(弹性轻绳始终在弹性限度内，空气阻力忽略不计)，下列说法正确的是
A. 绳伸直以后，绳的拉力始终做负功，球的动能一直减小
B. 该过程中，手受到的绳的拉力先增大后减小
C. 该过程中，重力对球做的功大于球克服绳的拉力做的功
D. 在最低点时，球、绳和地球组成的系统势能最大
【答案】D
【解析】绳伸直以后，绳的拉力始终做负功，但重力大于拉力时球的速度增大，故球的动能增大，当重力与拉力相等时球的速度最大，动能最大；继续向下，当重力小于拉力时球的速度减小，则球的动能减小，A 错误；该过程中，手受到绳的拉力一直增大，B错误；该过程中重力对球做的功等于球克服绳的拉力做的功，C错误；在最低点时，小球的动能为零，球、绳和地球组成的系统势能最大，D正确；选D.
12. 2017 年10 月10 日，中国科学院国家天文台宣布，科学家利用被誉为“天眼”的世界最大单口径射电望远镜——500 米口径球面射电望远镜(FAST)探测到数十个优质脉冲星候选体，其中两颗已通过国际认证。

这是中国人首次利用自己独立研制的射电望远镜发现脉冲星。

脉冲星是中子星的一种，为会发出周期性脉冲信号的星体。

与地球相似，脉冲星也在自转着，并且有磁场，其周围的磁感线分布如图所示。

脉冲是由于脉冲星的高速自转形成，只能沿着磁轴方向从两个磁极区辐射出来；脉冲星每自转一周，地球就接收到一次它辐射的脉冲。

结合上述材料，下列说法正确的是
A. 脉冲信号属于机械波
B. 脉冲星的磁轴与自转轴重合
C. 脉冲的周期等于脉冲星的自转周期
D. 所有的中子星都可以发出脉冲信号
【答案】C
【解析】根据题意，脉冲星每自转一周，地球就接收到一次它辐射的脉冲，则可得脉冲的周期等于脉冲星的自转周期，C正确；脉冲信号属于电磁波，若为机械波，则传播需要介质，无法接收到，A错误；根据图可知脉冲星的磁轴与自转轴并不重合，B错误；根据题中信息，脉冲星是中子星的一种，为会发出周期性脉冲信号的星体，说明并不是所有的中子星都可以发出脉冲信号，D错误；选C.
二、实验题：共2题
13. 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

图乙是从打出的纸带中选出的符合要求的一条纸带，O 点为打点起始点，且O点的速度为零。

在纸带上选取三个依次打出的连续点A、B、C，测得它们到O点的距离分别为h A、h B、h C。

设重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。

为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打O点到打B点的过程中，重锤重力势能的减少量E p= _______，
动能的增加量E k=_______(用已知字母表示)。

【答案】(1). (2).
14. 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。

(1)用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，从图1中的示数可读出该次测量金属丝的直径D为_______mm。

(2)用伏安法测量待测金属丝接入电路部分的电阻R x(约为5)，现有电池组(3 V，内阻1)、电压表(0——3 V，内阻约3 k)，开关和导线若干，以及下列仪器可供选择：
A.电流表(0——3 A，内阻约0.025)
B.电流表(0——0.6 A，内阻约0.125)
C.滑动变阻器(0——20，额定电流2 A)
D.滑动变阻器(0——200，额定电流1.5 A)
为了减小误差，在实验中电流表应选用_______，滑动变阻器应选用_______(选填字母代号)。

(3)根据第(2)问中选择的实验仪器，应选择图2中_______电路进行实验(选填“甲”或“乙”)。

(4)闭合开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数和电压表示数。

某次测量两电表示数如图3所示，可求得该金属丝的阻值R x=_______Ω(保留两位有效数字)。

(5)若待测金属丝接入电路部分的长度为l，直径为D，电阻为R x，计算金属丝电阻率的表达式为ρ=_______(用已知字母表示)。

(6)按第(3)问中所选的电路进行测量，在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随着滑片P移动距离x的增加，电流表的示数I也随之增加，下列反映I随x变化趋势的示意图中正确的是
_______(选填字母代号)。

【答案】(1). 0.395~0.399均可(2). B (3). C (4). 甲(5). 5.3 (6). (7). A
【解析】(1)根据螺旋测微器图1中的示数，可读出该次测量金属丝的直径；
(2)根据待测金属丝接入电路部分的电阻(约为5)，现有电池组3V，电路中电流约0.6A左右。

为了减小误差，在实验中电流表应选用B，根据电流的大小可得滑动变阻器应选用C；(3)由于待测的电阻阻值较小，故采用外接法，应选择图2中甲电路进行实验；(4) 两电表示数如图3所示，可求得该金属丝的阻值
；(5)待测金属丝接入电路部分的长度为，直径为D，电阻为，根据电阻定律，可得金属丝电阻率的表达式为；(6)根据电阻与导线的长度成正比，由闭合电路欧姆定律可得，I随x变化趋势的示意图中正确的是A，故选A.
三、计算题：共5题
15. 一个质量为m=0.5 kg的小球从离水面高h=0.8 m处自由下落，进入水中，在水中经过时间t= 0.5 s下降深度为H时，速度减为零(空气阻力忽略不计，小球可视为质点)。

求：
(1)小球落至水面瞬间速度v的大小；
(2)水对小球的平均阻力f的大小；
(3)小球在水中下降深度H的大小。

【答案】(1) (2) (3)
【解析】试题分析：(1)小球落至水面前，做自由落体运动，由即可求出对应的速度；(2)根据v=at 求出加速度，小球落入水中受阻力和重力作用，由牛顿第二定律求出平均阻力；(3) 对小球在水中运动过程应用动能定理即可求出下降的深度H.
(1) 根据，得
(2)根据运动学公式，将t= 0.5 s代入，得：
根据牛顿第二定律：
联立上述两式得：
(3)对小球在水中运动过程应用动能定理：
得：
16. 如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿中心轴线从O点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，O点为荧光屏的中心。

已知电子质量m= 9.0×1031kg，电荷量e= 1.6×1019C，加速电场电压U0= 2500 V，偏转电场电压U= 200 V，极板的长度L1=6.0 cm，板间距离d=2.0 cm，极板的末端
到荧光屏的距离L2=3.0 cm(忽略电子所受重力，结果保留两位有效数字)。

求：
(1)电子射入偏转电场时的初速度v0；
(2)电子打在荧光屏上的P点到O点的距离h；
(3)电子经过偏转电场过程中电场力对它所做的功W。

【答案】(1) (2) (3)
【解析】试题分析：（1）电子在加速电场中，根据动能定理即可求出进入偏转电场的速度；（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，根据类平抛运动规律可求出粒子在偏转电场中产生的侧位移；粒子从偏转电场飞出至荧光屏这一过程，做的是匀速直线运动，根据几何关系即可求h；（3）根据W=eEy即可求出电子经过偏转电场过程中电场力对它所做的功.
(1)电子在加速电场中，根据动能定理有：
解得：
代入数据得：
(2)设电子在偏转电场中运动的时间为t，电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量
电子在水平方向做匀速直线运动：①
电子在竖直方向上做匀加速运动：②
根据牛顿第二定律有：③
联立①②③代入数据得=0.36cm
电子离开偏转电场时速度的反向延长线过偏转电场的中点
由图知，
解得：h=0.72cm
(3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它做的功
17. 如图甲所示，把一个带正电的球体A放在绝缘支架上，再把一个质量为m、带电量为q的带电小球B用绝缘细绳悬挂在铁架台上，小球静止在P点时细绳与竖直方向的夹角为θ，电场力方向水平向右。

球A与球B之间的距离远大于两球的直径。

求:
(1)球B在P点所受电场力F0的大小及球A产生的电场在P点的电场强度E0的大小;
(2)现缓慢移动铁架台，使球B从P点沿水平方向右移，近似认为移动过程中电场力方向始终水平向右，用刻度尺测出P点右侧不同位置到P点的水平距离x，采取(1)中方法确定出该位置球B所受电场力F，然后作出F-x图像，如图乙所示。

其中M点为水平移动方向上的一点，已知x轴上每小格代表的距离为x0，根据图像估算P、M两点间电势差U PM的大小。

【答案】(1)(2) (3)
【解析】(1) 球B在P点受力平衡，根据平衡条件
可得球B所受电场力的大小为：
根据场强公式
得球A产生的电场在P点的电场强度的大小：
(2)根据图象中图线所包围的面积表示电场力做的功，则有：
18. 神舟十一号飞船在太空中绕地球做匀速圆周运动。

已知神舟十一号飞船的质量为m，线速度大小为v，地球的质量为M，地球的半径为R，万有引力常量为G。

(1)求神舟十一号飞船距离地面的高度h和运行周期T；
(2)选取无穷远处作为零势能点，已知当神舟十一号飞船与地心距离为r时，所具有的引力势能，求发射神舟十一号飞船所需最小动能。

【答案】(1) (2)
【解析】(1)根据牛顿第二定律和万有引力定律
解得：
根据，解得：
(2)选无穷远处为零势能点，根据机械能守恒定律有：
解得：
19. 如图甲所示为发电机的简化模型，固定于绝缘水平桌面上的金属导轨，处在方向竖直向下的匀强磁场中，导体棒ab在水平向右的拉力F作用下，以水平速度v沿金属导轨向右做匀速直线运动，导体棒ab始终与金属导轨形成闭合回路。

已知导体棒ab的长度恰好等于平行导轨间距l，磁场的磁感应强度大小为B，忽略摩擦阻力。

(1)求导体棒ab运动过程中产生的感应电动势E和感应电流I；
(2)从微观角度看，导体棒切割磁感线产生感应电动势是由于导体内部的自由电荷受到沿棒方向的洛伦兹力做功而产生的。

如图乙(甲图中导体棒ab)所示，为了方便，可认为导体棒ab中的自由电荷为正电荷，每个自由电荷的电荷量为q，设导体棒ab中总共有N个自由电荷。

a.求自由电荷沿导体棒定向移动的速率u；
b.请分别从宏观和微观两个角度，推导非静电力做功的功率等于拉力做功的功率。

【答案】(1) (2) 宏观角度
【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律，感应电动势
导体棒水平向右匀速运动，受力平衡，则有
联立解得：
(2)a如图所示：
每个自由电荷沿导体棒定向移动，都会受到水平向左的洛伦兹力
所有自由电荷所受水平向左的洛伦兹力的合力宏观表现为安培力
则有：
解得：
B, 宏观角度：非静电力对导体棒ab中所有自由电荷做功的功率等于感应电源的电功率，则有：
拉力做功的功率为：
因此，即非静电力做功的功率等于拉力做功的功率；
微观角度：如图所示：
对于一个自由电荷q，非静电力为沿棒方向所受洛伦兹力
非静电力对导体棒ab中所有自由电荷做功的功率
将u和代入得非静电力做功的功率
拉力做功的功率
因此即非静电力做功的功率等于拉力做功的功率.。