北京市丰台区2020届高三上学期期末考试模拟物理试题

丰台区2019～2020学年度第一学期期末练习

高三物理

一、本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项。

1.图甲和图乙是光的双缝干涉或单缝衍射图样，下列说法正确的是(    )

A. 两幅图都是光的干涉图样

B. 两幅图都是光的衍射图样

C. 图甲是光的衍射图样，图乙是光的干涉图样

D. 图甲是光的干涉图样，图乙是光的衍射图样

【答案】D

【解析】

【详解】干涉图样的条纹等间距，故甲图是干涉条纹，衍射图样的中间条纹的宽度比较大，故乙图是衍射条纹。故ABC错误，D正确。

故选D。

2.如图所示，一束光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断不正确的是

A. a光的频率小于b光的频率

B. a光光子能量小于b光光子能量

C. 玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率

D. a光在玻璃砖中的速度大于b光在玻璃砖中的速度

【答案】C

【解析】

【详解】A．b光的偏折程度比a大，则b的折射率大， 故b的频率较大，A说法正确，故A不符合题意。

B．根据可知，b光的频率大于a光，故b光光子能量较大，B说法正确，故B不符合题意。

C．因为b光的偏折程度大于a光，所以玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率。C说法不正确，故C符合题意。

D．根据公式可知，a的折射率小，所以a光在玻璃砖中的速度大于b光在玻璃砖中的速度，故D说法正确，故D不符合题意。

故选C。

3.下列关于场的说法正确的是（    ）

A. 电场和磁场并不是真实存在的物质

B. 电场对放入其中的电荷一定有力的作用

C. 磁场对放入其中的电荷一定有力的作用

D. 将放入电场中的电荷移走，电场随之消失

【答案】B

【解析】

【详解】A．电场和磁场是真实存在的一种特殊物质，电场，磁场这种物质与通常的实物不同，它不是由分子原子所组成，但它是客观存在的，故A错误。

B．电场与重力场相似，其基本特性是对放入其中的电荷有力的作用。故B正确。

C．磁场对放入其中运动的电荷才有力的作用，故C错误。

D．电场和放入电场中的电荷没有关系，电场是由场源电荷和离场源电荷的距离共同决定的。故D错误。

故选B。

4.图甲是某同学写字时的握笔姿势，图乙是他在握笔时把拇指和食指松开时的状态，笔尖仍然斜向下且笔保持静止状态。关于两幅图中笔的受力，下列说法正确的是（   ）

A. 图甲中笔可能不受摩擦力

B. 图乙中笔可能不受摩擦力

C. 图甲和图乙中手对笔的作用力方向都为竖直向上

D. 图甲中手的握力越大，笔所受的摩擦力越大

【答案】C

【解析】

【详解】A．对图甲受力分析，受到手指的压力，重力，摩擦力，如果没有受到摩擦力，笔就会顺着手指滑下来。故A错误。

B．对图乙受力分析，受到重力，摩擦力，如果没有受到摩擦力，笔就会顺着手指滑下来。故B错误。

C．因为图甲和图乙中的笔都是静止状态，所以手对笔的作用力方应于重力大小相等，方向相反，故C正确。

D．图甲中的笔受到的是静摩擦力，和握力无关，故D错误。

故选C。

5.2019年11月5日01时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第49颗北斗导航卫星。北斗导航系统组网卫星包括多颗地球同步卫星。关于地球同步卫星，下列说法正确的是（   ）

A. 地球同步卫星运行线速度大于7.9km/s

B. 地球同步卫星运行角速度与北京世园会中国馆随地球自转角速度相同

C. 若地球同步卫星的质量加倍，则其运转轨道半径增大

D. 地球同步卫星运行的加速度大小和赤道上随地球自转的物体加速度大小相同

【答案】B

【解析】

【详解】A．第一宇宙速度是环绕地球做圆周运动卫星的最大速度，则此卫星的线速度的值小于第一宇宙速度7.9km/s，故A错误。

B．地球同步卫星指的是和地球的自传周期一样的卫星，根据

可知，地球同步卫星运行角速度与北京世园会中国馆随地球自转角速度相同，故B正确。

C．根据公式

可知，运转轨道半径的大小与卫星的质量无关。故C错误。

D．由公式

可知，加速度的大小与运转轨道半径有关，故地球同步卫星运行的加速度大小和赤道上随地球自转的物体加速度大小不相同，故D错误。

故选B。

6.某同学在水平运动的列车车厢顶部用细线悬挂一个小球研究列车的运动。某段时间内，细线偏离竖直方向一定角度并相对车厢保持静止，如图所示。关于列车的运动，下列判断正确的是（    ）

A. 加速度一定向右 B. 加速度一定向左

C. 一定向右运动 D. 一定向左运动

【答案】A

【解析】

【详解】AB．以小球为研究对象，分析受力情况如图所示

小球受到重力mg和细线的拉力F，由于小球的加速度水平向右，根据牛顿第二定律得知，小球的合力也水平向右，故加速度的方向向右。故A正确，B错误。

CD．根据牛顿第二定律则有

解得：

θ一定，则加速度a一定，汽车的加速度也一定，则汽车可能向右做匀加速运动，也可能向左做匀减速运动。故CD错误。

故选A。

7.某同学在实验室利用电流表和电压表测导体电阻。在连接电路时，将电压表的一端a预留出来，可以选择接b或接c，电路如图所示。下列说法正确的是（     ）

A. 当a连接b时，电流表的测量值小于通过待测电阻的电流

B. 当a连接b时，电压表的测量值大于待测电阻两端的电压

C. 当a连接c时，电流表的测量值小于通过待测电阻的电流

D. 当a连接c时，电压表的测量值大于待测电阻两端的电压

【答案】D

【解析】

【详解】A．当a连接b时，此时电流表测量是流过电阻和电压表的电流之和，所以电流表的测量值大于通过待测电阻的电流，故A错误；

B．当a连接b时，电压表测量的是电阻的电压，所以电压表的测量值等于待测电阻两端的电压，故B错误；

C．当a连接c时，此时电流表测量的只有流过电阻的电流，所以电流表的测量值等于通过待测电阻的电流，故C错误；

D．当a连接c时，此时电压表测量的是电阻的电压和电流表的电压之和，所以电压表的测量值大于待测电阻两端的电压，故D正确。

故选D。

8.导线中没有电流时，其周围空间没有磁场；当导线通有电流时，其周围空间有磁场。由此可猜想：定向运动的电荷周围有磁场。猜想的主要依据是（     ）

A. 导线两端有电压时，导线中形成电流

B. 电流是电荷定向运动形成的

C. 导线中存在正电荷和负电荷

D. 导线中存在可以自由移动的电荷

【答案】B

【解析】

【详解】根据电流形成的条件可知，电流是电荷定向运动形成的。当导线中没有电流时，即导线中没有做定向移动的电荷，此时周围空间没有磁场。当导线通有电流时，导线内的自由电荷做定向移动，其周围空间就有磁场，故由此可猜想：定向运动的电荷周围有磁场。故B正确，ACD错误。

故选B。

9.某同学在利用如图所示装置“探究影响通电导线受力的因素”实验中，把三块相同的蹄形磁体并排放在桌面上，用细导线将一根铜质导体棒水平悬挂在磁体的两极间，导体棒的方向与磁场方向垂直，当导体棒中有电流通过时，导体棒带动细导线偏离竖直方向，离开竖直方向最大角度称为摆动角。该同学在保持电流大小不变的条件下，通过两组实验作对比研究。实验I：电流从细导线2流入、细导线3流出；实验II电流从细导线1流入、细导线4流出，关于两组实验现象，下列说法正确的是（    ）

A. 实验I中细导线向外摆动，摆动角小于实验II摆动角

B. 实验I中细导线向外摆动，摆动角大于实验II摆动角

C. 实验I中细导线向里摆动，摆动角小于实验II摆动角

D. 实验I中细导线向里摆动，摆动角大于实验II摆动角

【答案】A

【解析】

【详解】根据安培力定则可知，实验I中细导线受到向外的安培力，故向外摆动。根据安培力公式可知，磁场强度，电流相同时，通电的导体棒长度越长，安培力越大，故实验Ⅱ摆动角大，故A正确，BCD错误。

故选A。

10.如图所示，一列简谐波沿x轴正方向传播，O、A、B、C、D是x轴上相隔1m的五个质点。t＝0时，质点O开始从原点沿y轴向上运动，经0.1s第一次到达正向最大位移处，此时质点B开始向上运动。则（    ）

A. 该波波长为4m，频率为2.5Hz

B. 该波的波速为20m/s，周期为0.8s

C. 在t＝0.2s时，D质点开始向上振动

D. 在t＝0.2s时，B质点刚好回到平衡位置

【答案】C

【解析】

【详解】AB．经0.1s第一次到达正向最大位移处，此时质点B开始向上运动，所以波长应为8m，周期

则频率为

波速为

故AB错误。

C．在t＝0.2s时，波的传播距离为

所以D质点刚好开始向上振动，故C正确。

D．在t＝0.2s时，波的传播距离为4m，此时B质点在正向最大位移处。故D错误。

故选C。

11.如图所示，实线是某电场的一簇电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子只受电场力作用，下列说法正确的是（    ）

A. 带电粒子带负电

B. 带电粒子在a、b两点受力大小相同

C. a点电势高于b点电势

D. 带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图中运动轨迹可知，粒子受到向左的电场力，又因为电场强度的方向向左，故粒子带正电。故A错误。

B．a点的电场线比较密集，所以a点处的电场强度大于b点处的电场强度，根据公式可知，带电粒子在a处的电场力大于b处。故B错误。

C．电势顺着电场线的方向降低，所以a点电势小于b点电势，故C错误。

D．a点电势小于b点电势，根据公式可知，带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能，故D正确。

故选D。

12.篮球运动深受同学们喜爱。打篮球时，某同学伸出双手接传来的篮球，双手随篮球迅速收缩至胸前，如图所示。他这样做的效果是（    ）

A. 减小篮球对手的冲击力

B. 减小篮球的动量变化量

C. 减小篮球的动能变化量

D. 减小篮球对手的冲量

【答案】A

【解析】

【详解】ABD．先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球引至胸前，这样可以增加球与手接触的时间，根据动量定理得

解得:

当时间增大时，球动量的变化率减小，作用力就减小，而冲量和动量的变化量都不变，所以A正确，BD错误。

C．速度由v减小到0，动能的变化量是不变的，故C错误。

故选A。

13.如图所示，理想变压器初级线圈匝数n1＝1210匝，次级线圈匝数n2＝121匝，电压u＝311sin100πtV，负载电阻R＝44Ω。不计电表对电路的影响，下列说法正确的是（   ）

A. 电流表读数为0.05A

B. 电压表读数为311V

C. 输入电压频率为100Hz

D. 若增大R的电阻值，变压器输入功率增大

【答案】A

【解析】

【详解】AB．由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为311V，所以原线圈的电压的有效值为

所以电压表的读数为220V，根据变压器公式可得，

则右侧线圈电流为

则根据公式，代入数值得

故A正确，B错误。

C．根据公式

代入数据得，故C错误。

D．根据电功率公式可知，当U不变时，电阻变大，电功率变小，故若增大R的电阻值，变压器输出功率减小，又因为输入功率等于输出功率，所以变压器输入功率减小，故D错误。

故选A。

14.空间某一静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示，图中曲线关于纵轴对称。在x轴上取a、b两点，下列说法正确的是（   ）

A. a、b两点的电场强度在x轴上的分量都沿x轴正向

B. a、b两点的电场强度在x轴上的分量都沿x轴负向

C. a、b两点的电场强度在x轴上的分量大小Ea<Eb

D. 一正电荷沿x轴从a点移到b点过程中，电场力先做正功后做负功

【答案】C

【解析】

【详解】A B．因为在O点处电势最大，沿着x轴正负方向逐渐减小，电势顺着电场强度的方向减小，所以a、b两点的电场强度在x轴上的分量方向相反。

C．在a点和b点附近分别取很小的一段d，由图像可知b点段对应的电势差大于a点段对应的电势差，看作匀强电场，可知Ea<Eb，故C正确。

D．x轴负方向电场线往左，x轴正方向电场线往右，所以正电荷沿x轴从a点移到b点过程中，电场力先做负功后做正功。故D错误。

故选C。

二、本题共2小题，共16分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。

15.某实验小组利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp=________，动能变化量ΔEk=________。

（2）实验结果显示，重力势能减少量大于动能的增加量，原因是________。

A．利用公式计算重物速度

B．利用公式计算重物速度

C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响

D．没有采用多次实验取平均值的方法

【答案】    (1).     (2).     (3). C

【解析】

【详解】（1）[1][2]根据功能关系，重物的重力势能变化量的大小等于重力做的功的多少，打B点时的重力势能较打A点时的小，所以

B点的速度为

所以动能变化量为

（2）[3]由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确，ABD错误。

故选C。

16.某实验小组做 “观察电容器充、放电现象”的实验。

（1）同学甲用图所示的电路做实验。实验器材有电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关。关于电源和电流表的选取，下列说法正确的是（          ）

A．交流电源、零刻度线在左侧的电流表

B．交流电源、零刻度线在中间的电流表

C．直流电源、零刻度线在左侧的电流表

D．直流电源、零刻度线在中间的电流表

（2）同学乙将同学甲电路中电流表和电压表换成电流传感器和电压传感器。

同学乙先使开关S与1端相连，稳定后得到图甲和图乙所示的图像，然后把开关S 掷向2端，稳定后得到图丙和图丁所示的图像。根据图像，在表格内各空格处填上合理的答案。

（3）同学丙多次测量，获取某电容器实验数据，绘制出的图形如下所示，其中正确的是（          ）

【答案】    (1). D    (2). 充电    (3). 减小    (4). 增大    (5). 放电    (6). 减小    (7). 减小    (8). BCD

【解析】

【详解】（1）[1]因为要观察电容器充、放电现象，只能选择直流电源，若选择交流电源，电流表将一直有示数。电流表要往左右两个方向偏，所以要选零刻度线在中间的电流表。故ABC错误，D正确。

故选D。

（2）[2][3][4][5][6][7]开关S与1端相连后，是电容器充电过程，此时由图像可知电流传感器中的电流正在减小，电压传感器中的电压正在增大。开关S 掷向2端后，是放电过程，此时由图像可知电流传感器中的电流正在减小，电压传感器中的电压正在减小。

（3）[8]由电容定义式可知，C是定值，与QU无关，Q和U成正比。故A错误，BCD正确。

故选BCD。

三、本题共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

17.如图所示，一个质量为2kg的物体放置于水平面上，用16N的水平拉力使物体从静止开始运动，物体与水平面的动摩擦因数为0.2，物体运动2s时撤掉拉力，g取10m/s2。求：

（1）前2s内物体的加速度的大小；

（2）2s末物体的动能；

（3）撤掉拉力后物体在水平面上还能向前滑行距离。

【答案】(1) 6m/s2 (2)144J (3) 36m

【解析】

【详解】(1) 根据牛顿第二定律

解得：

a1=6m/s2

(2) 2s末的速度为

2s末物体的动能为

(3)撤去拉力后：

解得：

x=36m

18.滑板运动是深受青少年喜爱的一项极限运动。如图所示为某一滑道的示意图，轨道 AB可视为竖直平面内半径为R的光滑圆弧，圆心为O，OA水平。轨道最低点B距水平面CD高度为，C点位于B点正下方。滑板和运动员（可看作质点）总质量为m，由A点静止下滑，从轨道中B点飞出，落在水平面上的E点。重力加速度为g。求：

（1）运动员运动到B点时速度的大小；

（2）运动员运动到B点时对轨道压力的大小；

（3）C、E两点间的距离。

【答案】(1) (2) 3mg (3)R

【解析】

【详解】(1) 运动员从A到B，根据动能定理

解得：

(2) 运动员到达B点时

运动员对轨道的压力为

 (3)运动员空中飞行时间

解得：

 C、E间距离为

19.一个质量为m带正电的小球处于水平方向的匀强电场中，电场强度的大小为E，小球的带电量，将小球以初速度v0竖直向上抛出，如图所示。重力加速度为g。求：

（1）小球经过多长时间到达最高点：

（2）小球运动到与出发点等高的水平面时与出发点的距离；

（3）小球运动过程中的最小速度的大小。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

【详解】(1)小球竖直方向做上抛运动，由得

(2)小球在水平方向上做初速度为0的匀加速直线运动，受力分析如图所示，

静电力提供水平方向的加速度

解得：

小球运动到与出发点等高的水平面所用时间为

此时与出发点的距离为

(3)小球在电场中的受力如图所示

当速度方向与合力方向垂直时，速度最小。

把最小速度沿水平方向和竖直方向分解为vx 和vy，则

解得：

此时水平速度为

竖直速度为

解得：

20.如图所示，竖直平面内有相距为L的平行光滑金属轨道ME、NF，MN之间接有电阻R1，EF之间接有电阻R2，已知R1=R2=2R。在PQ上方（包括PQ）及CD下方（包括CD）有水平方向的匀强磁场I和II，磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻为R的导体棒ab，从轨道上距离PQ一定高度处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与轨道接触良好，两平行轨道足够长。已知导体棒ab下落到PQ位置时速度的大小为v1。不计轨道电阻，重力加速度为g。

（1）求导体棒ab下落到PQ位置时导体棒ab中的电流；

（2）导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场I和II之间的距离h；

（3）若导体棒ab刚进入磁场II时与（2）中具有相同的速度，此时施加一竖直向上的恒定外力F的作用，且F=mg。求导体棒ab从进入磁场II到停止运动的过程中，电阻R2上产生的热量及导体棒ab下落的距离。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

【详解】（1）导体棒ab上产生的电动势

闭合导体回路的外电阻

回路的总电阻

导体棒ab中的电流

（2）导体棒ab进入磁场Ⅱ后，电流大小不变，则ab棒运动速度不变，设速度为v2，导体棒受到平衡力

导体棒ab中的电流

可得：

导体棒ab由PQ到CD只受重力作用

可得

（3）导体棒ab从进入磁场Ⅱ到停止运动的过程中，由动能定理得

可得

克服安培力做功，实现电能转换。在纯电阻电路中，电能全部以电热的形式呈现。电路中产生的焦耳热为

由电路电阻的连接特点，电阻R2上产生的热量为

以竖直向下为正方向，导体棒ab从进入磁场Ⅱ到停止运动的过程中，由定量定理得

平均电流

下落的距离

联立可得导体棒ab下落的距离