北京市顺义区2018届高三上学期期末考试物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

下列说法中正确的是（     ）

A. 简谐运动是加速度不变的运动

B. 匀速圆周运动是加速度不变的运动

C. 当物体速度为零时，加速度一定为零

D. 当物体做曲线运动时，所受的合外力一定不为零

2. 难度：中等

物体从t=0时刻从原点开始沿x轴的正方向运动，其速度—时间图象如右图所示。下列说法正确的是（     ）

A. t =1s时，物体离原点距离最大

B. t =2s时，物体离原点距离最大

C. t =3s时，物体回到原点

D. 物体一直沿x轴的正方向运动

3. 难度：中等

体育课上某同学做引体向上。他两手握紧单杠，双臂竖直，身体悬垂；接着用力上拉使下颚超过单杠(身体无摆动)；然后使身体下降，最终悬垂在单杠上。下列说法正确的是（     ）

A. 在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力

B. 在下降过程中单杠对人的作用力始终小于人的重力

C. 若增大两手间的距离，最终悬垂时单臂的拉力变大

D. 若增大两手间的距离，最终悬垂时单臂的拉力不变

4. 难度：中等

质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A紧靠竖直墙。用水平力向左缓慢推B，将弹簧压缩一定长度，此过程中推到某位置时推力做功大小为W。如图所示，在此位置物体静止时突然撤去推力(此时物体速度为零），下列说法中正确的是（    ）

A. 在弹簧第一次恢复原长过程中，墙对A的冲量大小为

B. 在弹簧第一次恢复原长过程中，墙对A、B系统做的功大小为W

C. 当A、B之间距离最大时，B的速度大小为

D. 当A、B之间距离最大时，B的速度大小

5. 难度：中等

如图所示，虚线表示某匀强电场的等势面，一带电粒子以某一初速度从P点射入电场后，只在电场力作用下，其运动轨迹如图中实线所示，Q是轨迹上的一点，且位于P点的右下方，下列判断正确的是（     ）

A. 粒子一定带正电

B. 粒子的动能先减少后增大

C. 等势面A的电势一定高于等势面B的电势

D. 粒子在Q点的电势能一定小于在P点的电势能

6. 难度：困难

如图所示，从地面上的A点以速度v竖直向上拋出一小球，小球上升至最高点B后返回，O为A、B的中点，小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变。下列说法正确的是（    ）

A. 小球上升至O点时的速度等于0.5v；

B. 小球在上升过程中重力的冲量小于下降过程中重力的冲量

C. 小球在上升过程中合力的冲量小于下降过程中合为的冲量

D. 小球在上升过程中动能的减少量等于下降过程中动能的增加量

7. 难度：中等

如图所示,水平放置的带等量异种电荷的平行板之间，存在着垂直纸面向里的匀强磁场，一不计重力带电粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是曲线的最低点，以下说法正确的是（     ）

A. 这个粒子带负电荷

B. 粒子在C点速度最小

C. 在C点洛伦兹力大于电场力

D. A点和B点必定不在同一水平面上

8. 难度：简单

功率为10W的发光二极管(LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W 的LED灯替代，估算全北京市一年节省的电能最接近(假设灯一天工作3 h,北京市可以按五百万户家庭计算）（     ）

A. 5 × 10⁸kW • h

B. 5 ×10¹⁰kW • h

C. 5 × 10¹² kW • h

D. 5× 10¹⁴ kW • h

9. 难度：中等

2013年12月2日，我国探月卫星“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，飞行轨道示意图如下图所示。“嫦娥三号”从地面发射后奔向月球，先在轨道I上运行，在P点从圆形轨道I进入椭圆轨道Ⅱ，Q为轨道Ⅱ上的近月点，则“嫦娥三号”在轨道Ⅱ上（   ）

A. 经过P的加速度小于在轨道I上经过P的加速度

B. 经过P的速度等于在轨道I上经过P的速度

C. 运行时的机械能大于在轨道I上运行的机械能

D. 从P到Q的过程中速率不断增大

10. 难度：中等

如图所示是电磁流量计的示意图。圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场。当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点的电动势E，就可以知道管中液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体的体积。已知管的直径为d，磁感应强度为B，则关于Q的表达式正确的是（    ）

A.

B.

C.

D.

11. 难度：中等

蹦极跳是勇敢者的体育运动。设运动员离开跳台时的速度为零，从自由下落到弹性绳刚好被拉直为第一阶段，从弹性绳刚好被拉直到运动员下降至最低点为第二阶段。下列说法中正确的是（    ）

A. 第一阶段重力对运动员的功和第二阶段重力对运动员的功大小相等

B. 第一阶段重力对运动员的冲量大小和第二阶段重力对运动员的冲量大小相等

C. 第一阶段运动员受到的合力方向始终向下，第二阶段受到的合力方向始终向上

D. 第一阶段和第二阶段，重力对运动员的总冲量与弹性绳弹力对运动员的冲量大小相等

12. 难度：困难

电容式加速度传感器的原理结构如图所示，质量块右侧连接轻质弹簧,左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上。质量块可带动电介质移动改变电容。则（    ）

A. 当传感器由静止突然向右加速瞬间，电路中有顺时针方向电流

B. 若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长

C. 当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流

D. 电介质插入极板间越深，电容器电容越小

13. 难度：困难

如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t =0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，则（    ）

A. t₂～t₃这段时间内，小球的速度先增大后减小

B. t₁～t₂ 这段时间内，小球的速度始终在增加

C. t₁～t₃这段时间内，小球的机械能守恒

D. t₂时刻小球的机械能最大

14. 难度：简单

伽利略对变速运动问题研究时，坚信自然界的规律是简洁明了的，他从这个信念出发，猜想落体一定是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的。但是，速度的变化怎样才算“均匀”呢？他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即v与t成正比，另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即v与x成正比。后来发现，如果v与x成正比，将会推导出十分复杂的结论。那么，十分复杂的结论是什么呢？下面关于这个结论的说法正确的是（    ）

A. 物体运动的速度和时间之间的关系是二次函数关系

B. 物体运动的位移和时间之间的关系是二次函数关系

C. 物体所受的合外力与物体的速度成正比关系

D. t = 0时刻，初速度和位移均为零

15. 难度：简单

如图所示,可以自由旋转的水平支架左右两端固定两个闭合的铝环，将磁铁沿着垂直水平支架的方向靠近图中的一个闭合铝环，发现铝环向远离磁铁的方向转动。如果将两个苹果用一根硬塑料吸管连接起来，再用一根细线拴住吸管中央，将吸管悬挂起来（成倒置T型)静置，如图所示。将一个强磁体沿垂直两个苹果连线方向，靠近其中一个苹果(不接触)，会看到什么现象，下列说法正确的是（    ）

A. 强磁铁对苹果没有力的作用，苹果不会因强磁铁靠近而运动

B. 苹果是导体，但自由电荷热运动各个方向概率相同，强磁铁靠近时，苹果所受磁场作用力为零，不会运动

C. 强磁铁靠近苹果时，苹果所在空间的磁场发生变化，激发出闭合感应电场，苹果中的自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流，苹果因受到安培力作用而靠近强磁体

D. 强磁铁靠近苹果时，苹果所在空间的磁场发生变化，激发出闭合感应电场，苹果中的自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流，苹果因受到安培力作用而远离强磁体

16. 难度：中等

18世纪，数学家莫佩尔蒂和哲学家伏尔泰，曾设想“穿透”地球：假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球，一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以从南极出口飞出,则以下说法正确的是（已知此人的质量m=50 kg;地球表面处重力加速度g取10 m/s²；地球半径R=6. 4×10⁶m；假设地球可视为质量分布均匀的球体，均匀球壳对壳内任一点处的质点合引力为零）（     ）

A. 人在下落过程中，受到的万有引力与到地心的距离成反比

B. 人与地球构成的系统，由于重力发生变化，故机械能不守恒

C. 当人下落经过距地心R/2瞬间，人的瞬时速度大小为4 ×10³m/s

D. 人从北极开始下落，直到经过地心的过程中,万有引力对人做功W= 1.6 ×10⁹J

二、实验题

17. 难度：简单

某物理实验小组采用如图甲所示的装置研究平抛运动

（1）安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是_________

A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小

B．保证小球飞出时，初速度水平

C．保证小球在空中运动的时间每次都相等

D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线

（2）某同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图乙1、2、3的位置，且l与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x₁、x₂、x₃，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是_________。

A．x₂-x₁=x₃-x₂      B．x₂-x₁＜x₃-x₂     C．x₂-x₁＞x₃-x₂     D．无法判断

（3）另一同学通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图丙所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L，P₁、P₂和P₃是轨迹图线上的3个点，P₁和P₂、P₂和P₃之间的水平距离相等。重力加速度为g．可求出小球从P₁运动到P₂所用的时间为_________，小球抛出时的水平速度为_________。

18. 难度：困难

某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：

A. 被测干电池一节；

B. 电流表：量程0～0.6 A，内阻0.1Ω；

C. 电流表：量程0～ 3 A，内阻0.024Ω；

D. 电压表：量程0～3 V，内阻未知；

E. 电压表：量程0～15V，内阻未知；

F. 滑动变阻器：0～20Ω；2 A；

G. 滑动变阻器：0～100Ω； 1A；

H. 开关、导线若干。

在此实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差。在现有器

材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。

（1）电流表应该选________;电压表选择________；滑动变阻器选择__________(选填相应器材前的字母）。

（2）应该选择的实验电路是下图中的_______(选项“甲”或“乙”）。

（3）某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上，

请标出余下一组数据的对应点，图中电压为________V的数据点应剔除；并画出

U-I图线_________。

（4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势E=_______    V，内电阻r = ________Ω

（5）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。下图中正确反映P-U关系的是___________。

三、解答题

19. 难度：中等

两个板长均为L的平板电极，平行正对放置，相距为d，极板之间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的。一个质子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板边缘。已知质子电荷为e,质子的质量为m，忽略重力和空气阻力的影响。求：

（1）极板间的电场强度E的大小；

（2）质子在极板间运动时的加速度大小；

（3）质子的初速度v₀。

20. 难度：困难

一质量M=0. 8kg的小物块，用长l = 0. 8m的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态。一质量m=0. 2kg的粘性小球以速度v₀=10m/s水平射向物块,并与物块粘在一起, 小球与物块相互作用时间极短可以忽略。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²。求：

（1）小球粘在物块上的瞬间，小球和物块共同速度的大小；

（2）小球和物块摆动过程中，细绳拉力的最大值；

（3）小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度。

21. 难度：中等

如图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n= 10、电阻r= 1Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R =99Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。在t= 0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图（乙）所示正弦规律变化。求：

（1）交流发电机产生的电动势的最大值；

（2）电路中交流电压表的示数；

（3）试推导线圈在中性面开始计时该交流发电机产生的电动势的瞬时值表达式。

22. 难度：困难

如图所示，竖直放置的轻弹簧，其劲度系数为300N/m，一端固定于地面，另一端与质量为2kg的物体B固定在一起。现让质量也为2kg的物体A置于B的正上方某一高度处由静止自由下落，A和B发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后粘在一起不再分开。碰后A、B和弹簧组成一个竖直弹簧振子，AB在以后振动过程中到达最高点时弹簧刚好处于原长状态。已知弹簧的弹性势能表达式 ，简谐振动的周期公式：   ，A、B的体积都可以忽略不计，不计空气阻力，g取 10 m/s²。

（1）求：

①B静止时弹簧压缩量 ；

②A自由下落时距离B物体髙度h；

（2）某同学想求解从平衡位置到最低点过程中弹簧弹力对振子做功以及冲量大小，下面是他的解法：振子在平衡位置时弹簧弹力，在最低点时弹簧弹力，

则这个过程平均弹力

由变力做功公式： ，

由冲量公式：

你认为该同学这样求解功和冲量对吗？若正确，请你再给出一种解法，若不正确请你给出正确的方法(说出解决问题所用的规律或方法，不用写出具体的解题过程）。

23. 难度：中等

如图所示，固定于水平面上的金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行，bc与ab、dc垂直。MN与bc的长度均为l，在运动过程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触。磁场的磁感应强度为B。

（1）请根据法拉第电磁感应定律：  推导金属棒MN中的感应电动势E

（2）根据法拉第电磁感应定律 ，推导1Wb/s = lV；

（3）对金属框架abcd来说：设通电产生的焦耳热与电阻线升高的温度之间满足如下关系： ，其中c表示物体的比热，m为物体的质量，∆T表示升高的温度，k为大于1的常数。请你选择一些物理量，通过论述和计算证明“为避免升温过快，若电流越大，电阻线应该越粗”（说明自己所设物理量的含义）。