昌平区高三物理期末试卷及答案

昌平区 2017—2018学年第一学期高三年级期末质量抽测 物 理 试 卷 （满分 120 分，考试时间 90分钟） 2018．1 考 生 须 知 1. 考生要认真填写学校、班级、姓名、考试编号。 2. 本试卷共 8 页，分两部分。第一部分选择题，16 个小题；第二部分非 选择题，4 个小题。 3. 试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一 部分（选择题）必须用 2B 铅笔作答；第二部分（非选择题）必须用 黑色字迹的签字笔作答，作图时可以使用 2B 铅笔。 4. 考试结束后，考生应将试卷和答题卡放在桌面上，待监考老师收回。 第一部分 选择题（共 48 分） 本部分共 16 小题，每小题 3 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合 题意选对得 3 分，选错或不答的得 0 分。 1. 物理学中常用两个物理量的比值定义一个新的物理量，如速度是用位移与时间的比值来定义的， 即 t xv  。下面四个物理量的表达式不属于．．．比值定义的是 A．电流 t qI  B．电势 q EP C．电容 U QC  D．电阻 S lR  2. 如图 1 所示，两个物体 A和 B，质量分别为 M和 m，用跨过定滑轮的轻绳相 连，A静止于水平地面上，不计摩擦，重力加速度为 g。下列说法正确的是 A．物体 A对绳的作用力大小为 Mg B．物体 A对绳的作用力大小为 mg C．物体 A对地面的作用力大小为 Mg D．物体 A对地面的作用力大小为(M+m) g 3. 如图 2 所示，质量不同的两位同学乘坐相同的滑车从滑道的最高端先后滑下，到达底端的同一位置。 对两同学的下滑过程，下列说法正确的是 A．位移相同 B．重力做功相同 C．到达底端时的动能相同 D．到达底端时的动量相同 4. 如图 3 所示，将一电荷量为 q的正试探电荷置于电场中的 A点，受到的 电场力为 F。若把该电荷换为电荷量为 2q的负试探电荷，则 A点的电场强度 E为 A． q F ，方向与 F相反 B． q F 2 ，方向与 F相反 C． q F ，方向与 F相同 D． q F 2 ，方向与 F相同 5. 画作《瀑布》如图 4 所示。有人对此画作了如下解读：水流从高处倾泻 而下，推动水轮机发电，又顺着水渠流动，回到瀑布上方，然后再次倾泻而下，如此自动地周而复 始。这一解读违背了 A．库仑定律 B．质量守恒定律 C．电荷守恒定律 D．能量守恒定律 6. 一列沿 x轴正方向传播的简谐横波，t＝0 时刻的波形如图 5 所示。质点 A的平衡位置离 O点的距离 为 4m，t＝0.6s 时质点 A恰好第一次到达波峰。关于该简谐横波，下列说法正确的是 A．振幅为 10cm B．波长为 6m C．频率为 2.5Hz D．波速为 5 m/s 7. “天舟一号”货运飞船于 2017 年 4 月 20 日在文昌航天发射中心成功发射升空，它与“天宫二 号”空间实验室对接前，在距离地面约 380km 的圆轨道上飞行。已知地球同步卫星距地面的高 度约为 36000km。关于“天舟一号”，下列说法正确的是 A. 线速度小于地球同步卫星的线速度 B. 线速度小于第一宇宙速度 C. 向心加速度小于地球同步卫星加速度 D. 周期大于地球自转周期 8. 如图 6 所示，一个弹簧振子沿 x轴做简谐运动，其平衡位置在 x轴坐标原 点 O处。从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿 x轴正方 向的最大速度。图 7 中能正确反映该弹簧振子的位移 x与时间 t关系的图 像是 9. 如图 8所示，质量为 60kg 的某同学在做引体向上运动，从双臂 伸直到肩部与单杠同高度算 1次，若他在 1分钟内完成了 10次， 每次肩部上升的距离均为 0.4m，则他在 1分钟内克服重力所做 的功及相应的功率约为 A．240J，4W B．2400J，2400W C．2400J，40W D．4800J，80W 10. 质量为 m的质点作匀变速直线运动，取开始运动的方向为正方向，经时间 t速度由 v 变为-v，则在时 间 t内 A．质点的加速度为 t v2 B．质点所受合力为 t mv2  C．合力对质点做的功为 2mv D．合力对质点的冲量为 0 11. 如图 9所示，两水平金属板构成的器件中，存在着匀强电场和匀强磁场， 电场强度 E和磁感应强度 B相互垂直。一带电粒子以某一水平速度从 P 点射入，恰好能沿直线运动，不计带电粒子的重力。下列说法正确是 A．粒子一定带正电 B．粒子的速度大小 E Bv  C．若粒子速度大小改变，粒子将做曲线运动 D．若粒子速度大小改变，电场对粒子的作用力会发生变化 12. 在医疗技术中有时需要利用放射线治疗肿瘤，所用的放 射源必须具备以下两个条件：（1）放出的放射线有较强 的穿透能力，能辐射到体内肿瘤所在处；（2）能在较长 的时间内提供比较稳定的辐射强度。 上表给出了四种放射性同位素的放射线及半衰期，在表中所列的四种同位素中，最适宜作为放疗使用 的放射源应是 A．钋 210 B．锶 90 C．锝 99 D．钴 60 13. 某同学在探究磁场对电流作用的实验中，将直导线换成一块厚度为 d的金 属导体板，使匀强磁场垂直于板的上、下面，如图 10 所示。当有电流 I 垂直于磁场方向通过导体板时，在板的前、后侧面之间存在电压 Uab。进 一步实验结果如下表：由表中结果可知电压 Uab A．与电流 I无关 B．与磁感应强度 B无关 C．与电流 I可能成正比 D．与磁感应强度 B可能成反比 14. 如图 11所示，放置在水平地面上的支架质量为 M，支架顶端用细绳拴着的摆球质量为 m，先将摆球 拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动，以下说法正确的是 A．在释放瞬间，支架对地面压力为（M+m）g B．在释放瞬间，支架对地面压力为（M-m）g C．摆球到达最低点时，支架对地面压力为（M+m）g D．摆球到达最低点时，支架对地面压力为（M +3m）g 15. 一长直铁芯上绕有线圈 P，将一单匝线圈 Q用一轻质绝缘丝线悬挂在 P 的左端，线圈 P的中轴线通过线圈 Q的中心，且与线圈 Q所在的平面垂 直。将线圈 P连接在如图 12 所示的电路中，其中 R为滑动变阻器，E为 直流电源，S 为开关。下列情况中，可观测到 Q向左摆动的是 A．S 闭合的瞬间 B．S 断开的瞬间 C．在 S 闭合的情况下，将 R的滑片向 a端移动时 D．在 S 闭合的情况下，保持电阻 R的阻值不变 16. 图 13为手机信号屏蔽器。手机信号屏蔽器主要针对各类考场、加油站、 同位素 钋 210 锶 90 锝 99 钴 60 放射线 α β γ γ 半衰期 138天 28年 6小时 5年 军事重地等禁止使用手机的场所。手机工作时，是在一定频率范围内，手机和基站通过无线电波联系 起来，完成数据和声音的传输。针对这种通讯原理，手机信号屏蔽器在工作过程中以一定的速度从手 机通信所使用的频率的低端向高端扫描，在扫描过程中向手机发送一定频率的电磁波信号，使手机不 能与基站建立正常的联系，从而对手机形成干扰。对于手机信号屏蔽器的工作过程，下列说法中正确 的是 A．手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的 B．手机信号屏蔽器是利用电磁感应的原理来工作的 C．手机信号屏蔽器工作时能阻止基站发出的电磁波传播到限制场所内 D．手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的 第二部分 非选择题（共 72 分） 本部分共 4 小题，共 72 分。 17. （18 分）在练习使用多用电表的实验中， （1）某同学使用多用电表的欧姆档粗略测量一定值电阻的阻值 Rx，先把选择开关旋到“×10”挡位， 测量时指针偏转如图 14 所示。以下是接下来的测量过程： a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，然后断开两 表笔 b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”档），并拔出两表笔 c．将选择开关旋到“×1”挡 d．将选择开关旋到“×100”挡 e．将选择开关旋到“×1k ”挡 f．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值 Rx，断开两表笔 以上实验步骤中的正确顺序是________（填写步骤前的字母）。 （2）重新测量后，指针位于如图 15 所示位置，被测电阻的测量值为＿＿＿＿Ω。 （3）如图 16 所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为 Ig=100μA，电池电动势为 E=1.5V，则该欧 姆表的内阻是＿＿＿＿kΩ，表盘上 30μA 刻度线对应的电阻值是＿＿＿＿kΩ。 （4）为了较精确地测量另一定值电阻的阻值 Ry，采用如图 17 所示的电路。电源电压 U恒定，电阻 箱接入电路的阻值可调且能直接读出。 ①用多用电表测电路中的电流，则与 a点相连的是多用电表的＿＿＿＿（选填“红”或“黑”） 表笔。 ②闭合电键，多次改变电阻箱阻值 R，记录相应的 R和多用电表读数 I，得到 R－1 I 的关系如 图 18 所示。不计此时多用电表的内阻。则 Ry＝＿＿＿Ω，电源电压 U＝＿＿＿V。 （5）一半导体电阻的伏安特性曲线如图 19 所示。用多用电表的欧 姆挡测量其电阻时，用“×100”挡和用“×1k”挡，测量结果 数值不同。用＿＿＿＿（选填“×100”或“×1k”）挡测得的电 阻值较大，这是因为 。 18. （16 分）如图 20 所示，水平放置足够长的光滑平行金属导轨左端与电阻 R连接，质量为 m的金属 棒 ab垂直置于导轨上，导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场， 磁感应强度大小为 B，导轨间距为 L，不计导轨及 ab棒的电阻。现使 ab棒获得一定的初速度后开始向右运动。 （1）判断 ab棒中感应电流的方向。 （2）ab棒运动过程中，加速度和速度如何变化？ （3）若 ab棒从开始运动到停下来所滑行的距离为 x，求此过程通过电 阻 R的电荷量。 19. （18 分）在用铀 235作燃料的核反应堆中，铀 235核吸收一个慢中子后，可发生裂变反应，放出能量 和快中子，而快中子不利于铀 235的裂变。为了能使裂变反应继续下去，需要将反应中放出的快中子 减速。有一种减速的方法是使用石墨（碳 12）作减速剂，让铀核裂变所产生的快中子通过和碳核不断 碰撞而被减速。假设中子与碳核的碰撞是完全弹性碰撞，并在碰撞前碳核是静止的，碰撞后中子和碳 核的速度都跟碰撞前中子的速度沿同一直线。已知碳核的质量近似为中子质量的 12 倍，中子原来的 能量为 E0。 （1）的裂变方程为 ，则 x值为多少？ 若反应过程中放出的能量为△E，则反应前后的质量差△m为多少？ （2）经过一次碰撞后，中子的能量为多少？ （3）若经过 n次碰撞后，一个动能为 E0的快中子能减速成为能量为 En的慢中子，请写出 En 与 E0 和 n的关系式。 20（20 分）离子发动机是利用电能加速工质（工作介质）形成高速射流而产生推力的航天器发动机。其 原理如图 21 所示，首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化（即电离出正离子），正离子被正、 负极栅板间的电场加速后从喷口喷出，从而使飞船获得推进或姿态调整的反冲动力。这种发动机寿命长， 适用于航天器的姿态控制、位置保持等。已知单个离子的质量为 m，电荷量为 q，正、负极栅板间加速 电压为 U，从喷口喷出的正离子所形成的电流为 I。忽略离子间的相互作用力，忽略离子喷射对卫星质 量的影响。求： （1）离子经电场加速后，从端口喷出时的速度大小 v0； （2）该发动机产生的平均推力大小 F。 （3）假设航天器的总质量为 M，正在以速度 V1沿 MP方向运动，已知现在的运动方向与预定方向 MN 成θ角，如图 22 所示。为了使飞船回到预定的飞行方向 MN，飞船启用推进器进行调整。 如果沿垂直于飞船速度 V1的方向进行推进，且推进器工作时间极短，为了使飞船回到预定的飞 行方向，离子推进器喷射出的粒子数 N为多少？ 昌平区 2017—2018 学年第一学期高三年级期末质量抽测 物理试卷参考答案 2018．1 第一部分 选择题（共 48 分） 本部分共 16 小题，每小题 3 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意 的，全部选对得 3 分，选错或不答的得 0 分。 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 答 案 D B A C D D B B 题 号 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 答 案 C B C D C D A D 第二部分 非选择题（共 72 分） 本部分共 4 小题，共 72 分。 17．（18 分） （1）dafb（2 分） （2）2200（2 分） （3）15kΩ（2 分） 35kΩ（2 分） （4）①红（2 分） ②200（2 分） 8（2 分） （5）×1k（2 分） 欧姆表中挡位越高，内阻越大；由于表内电池的电动势不变，所以选用的挡位 越高，测量电流越小；该半导体的电阻随电流的增大而减小，所以选用的档位 越高，测得的电阻值越大。（2 分） 18．（16 分） （1）由右手定则知：ab棒中感应电流的方向为由 a到 b （2分） （2）ab棒产生的感应电动势为 E=BLv （1 分） 回路中的感应电流为 R EI  （1 分）ab棒所安培力大小为 R vLBBILFA 22  ，方向向左 （1 分） ab棒加速度大小为 mR vLB m Fa A 22  ，方向向左 （1 分）故 ab棒做加速度减小的减速运动 （2 分） （3）通过电阻 R的电荷量为 tIQ Δ （2 分） R EI  （2 分） t BLx t E ΔΔ Δ   （2 分）所以 R BLxQ  （2 分） 19．（18 分） （1）x=3， 2 Δ c E （4 分） （2）设中子的质量为 m，碳核的质量为 12m，中子与碳核碰撞过程中动量守恒和机械能守恒 210 12mvmvmv  （2 分） 2 2 2 1 2 0 12 2 1 2 1 2 1 mvmvmv  （2 分） U/V I/A O ×100 ×1k 解得： 01 13 11 vv  ， 02 13 2 vv  （2 分） 由于 2 00 2 1 mvE  ， 2 01 ) 13 11(- 2 1 vmE  所以 0 2 1 ) 13 11( EE  （2 分） （3）第 1次碰撞后， 0 2 1 ) 13 11( EE  第 2次碰撞后， 0 4 2 ) 13 11( EE  第 3次碰撞后， 0 6 3 ) 13 11( EE  …… 第 n次碰撞后， 0 2) 13 11( EE n n  （6 分） 20．（20 分） （1）由动能定理得 2 02 1 mvqU  （2 分） m qUv 2 0  （2 分） （2）对于单个离子，由动量定理得 F0Δt=mv0 （2 分） 设在Δt时间内，有 n个粒子被喷出，则有 F＝nF0 （2 分） t nqI Δ  （2 分） 所以 q mUIF 2  （2 分） （3）飞船方向调整前后，其速度合成矢量如答图 1 所示 （2 分） tanΔ 1  V V （2 分） 离子喷出过程中，系统的动量守恒 NmvVM Δ 0 （M>>Nm）（2 分） 2 02 1 mvqU  所以 mqU MVN 2 tan1   （2 分） V1 V2 △V M 答图 1