北京市房山区2019-2020学年高三上学期期末物理试卷

一、单选题

1. 难度：简单

下列物理量属于标量的是（  ）

A. 速度

B. 加速度

C. 电流

D. 电场强度

2. 难度：简单

下列核反应方程中，表示β衰变的是

A.     B.

C.     D.

3. 难度：简单

下列热现象说法正确的是

A.物体的温度越高，说明物体分子的平均动能越大

B.波涛汹涌的海水上下翻腾，说明水分子热运动剧烈

C.水凝结成冰，说明水分子的热运动已停止

D.空调制冷时，将热量从低温室内传到高温室外，说明热传递是随意的，不具有方向性

4. 难度：简单

很多公园的水池底部都装有彩灯，当一束由红、蓝两色光组成的灯光从水中斜射向空气时，下列光路图中可能存在的一种情况是

A. B. C. D.

5. 难度：中等

一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图甲所示，P是介质中的一个质点，图乙是质点P的振动图像。下列说法正确的是

A.该波的波速为4m/s

B.该波沿x轴负方向传播

C.t=1s时，质点P的速度最小，加速度最大

D.在t=0到t=1s的时间内，质点P 沿传播方向移动了2m

6. 难度：中等

如图所示，中国计划2020年左右建成覆盖全球的北斗卫星导航系统．北斗卫星导航系统由5颗静止轨道同步卫星、27颗中地球轨道卫星(离地高度约21 000 km)及其他轨道卫星共35颗组成．则 （    ）

A.静止轨道卫星指相对地表静止，可定位在北京正上空

B.中地球轨道卫星比同步卫星运行速度更快

C.中地球轨道卫星周期大于24小时

D.静止轨道卫星的发射速度小于第一宇宙速度

7. 难度：简单

两个完全相同的电热器分别通以如图甲、乙所示的交变电流，两电热器的实际电功率之比P_甲∶P_乙为

A.1∶2 B.1∶1 C.∶1 D.2∶1

8. 难度：中等

一质量为2.0×10³kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×10⁴N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（  ）

A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力

B. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×10⁴N

C. 汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑

D. 汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s²

9. 难度：简单

如图所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量m_A=2kg，以一定的初速度向右运动，与静止的物块B发生碰撞并一起运动，碰撞前后的位移时间图象如图所示（规定向右为正方向），则碰撞后的速度及物体B的质量分别为

A. 2m/s，5kg

B. 2m/s，3kg

C. 3.5m/s，2.86kg

D. 3.5m/s，0.86kg

10. 难度：中等

如图甲所示，开关S接通后又迅速断开，电流计指针由中央向右偏后再回到中央，当把一个线圈和这个电流计按如图乙所示串联起来后，将一个条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中会产生感应电流。经观察发现，电流计指针由中央位置向左偏，这说明

A.图乙中的感应电流是从电流计的“+”接线柱流入的

B.图乙中线圈内感应电流产生的磁场方向向上

C.如果磁铁的下端是N极，则磁铁正在远离线圈

D.如果磁铁的下端是S极，则磁铁正在远离线圈

11. 难度：中等

恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变。如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻器滑动触头P从最右端向最左端移动时，下列说法中正确的是

A.R₀上的电压变小

B.R₂上的电压变大

C.恒流源输出功率保持不变

D.恒流源的内阻应该很小

12. 难度：中等

两根足够长的平行光滑金属导轨水平放置，匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接阻值为R的电阻。在导轨上放一金属棒ab，ab始终与导轨垂直，如图所示。若在ab棒上施加水平恒力F使其从静止开始向右运动，下列说法正确的是

A.金属棒ab中感应电流的方向ab

B.金属棒ab所受安培力大小始终保持不变

C.金属棒ab最终将做匀速直线运动

D.运动过程中水平恒力F对金属棒ab所做的功全部转化为金属棒的动能

13. 难度：简单

以下关于物理学研究方法的叙述正确的是

A.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该探究运用了类比的方法。

B.根据速度的定义式，当t非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了微量放大的方法

C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法

D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法

14. 难度：中等

某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被某匀强电场加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞，如图所示。若质子的加速长度为d =4.0m，要使质子由静止被加速到v =1.0×10⁷m/s，已知质子质量为m=1.67×10^-27kg，质子电量为e＝1.60×10^-19C，则下列说法不正确的是

A.由以上信息可以推算该加速电场的电压

B.由以上信息可以推算该加速电场的电场强度

C.由以上信息不可以推算该质子加速后的电势能

D.由以上信息可以判断出运动过程中质子所受电场力做正功，电势能增加

二、实验题

15. 难度：中等

用图甲所示的电路，测定一节旧干电池的电动势和内电阻。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：

双量程电流表：A（量程0～0.6A，0～3A）

双量程电压表：V（量程0～3V，0～15V）

滑动变阻器：R₁（阻值范围0～10Ω，额定电流2A)

滑动变阻器：R₂（阻值范围0～100Ω，额定电流1A)

（1）为了调节方便，测量精度更高，实验中应选用电流表的量程为________A，应选用滑动变阻器_______________(填写滑动变阻器符号)。

（2）通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，将它们描绘在图中，利用这些数据点在图乙中画出U－I图线______________。

（3）由图线可以得出此干电池的电动势E=_________V，内电阻r=________Ω（保留2位小数）。

16. 难度：中等

电流传感器可以像电流表一样测量电流。不同的是它的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化。此外，由于它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的I-t图像。如图甲所示连接电路。直流电源电动势8V，内阻可忽略，电容器可选几十微法的电解电容器。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图像，一位同学得到的I-t图像如图乙所示。

（1）在图乙I-t图中用阴影标记了一个竖立的狭长矩形（在图的1s附近），这个阴影面积的物理意义是_______________。

（2）根据I-t图像可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量为 __________________。

（3）如果不改变电路其他参数，只增大电阻R，充电时I-t曲线与横轴所围成的面积将___________(填“增大、不变、变小”)；充电时间将_______________(填“变长、不变、变短”)。

三、解答题

17. 难度：中等

如图甲，匀强电场的电场强度为E，电场中沿电场线方向上两点A和B距离为d，设A和B两点间电势差为U_AB，

（1）一个点电荷q从A点移动到B点，请你用功的定义、电场力做功与电势差的关系证明。

（2）某一带正电的点电荷周围的电场线如图乙所示，其中一条电场线上的三点M、N、P，N是MP的中点。请你判断M、N两点间电势差U_MN与N、P两点间电势差U_NP是否相等，并阐述你的理由。

18. 难度：中等

跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图。助滑坡由AB和BC组成，AB为斜坡，BC为R=10m的圆弧面，二者相切于B点，与水平面相切于C，AC间的竖直高度差为h₁=40m，CD为竖直跳台。运动员连同滑雪装备总质量为80kg，从A点由静止滑下，通过C点水平飞出，飞行一段时间落到着陆坡DE上的E点。运动员运动到C点时的速度是20m/s，CE间水平方向的距离x=40m。不计空气阻力，取g=10m/s²。求：

（1）运动员从A点滑到C点过程中阻力做的功；

（2）运动员到达C点时对滑道的压力大小；

（3）运动员落到E点时的瞬时速度大小。

19. 难度：中等

2019年 1月 3日，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继卫星传回了世界上第一张近距离拍摄月球背面的图片。此次任务实现了人类探测器首次在月球背面软着陆、首次在月球背面通过中继卫星与地球通讯，因而开启了人类探索月球的新篇章。嫦娥四号探测器在靠近月球表面时先做圆周运动进行充分调整，最终到达离月球表面很近的着陆点。为了尽可能减小着陆过程中月球对飞船的冲击力，探测器在距月面非常近的距离处进行多次调整减速，离月面高h处开始悬停（相对月球速度为零），对障碍物和坡度进行识别，并自主避障。然后关闭发动机，仅在月球重力作用下竖直下落，探测器与月面接触前瞬间相对月球表面的速度为v，接触月面时通过其上的“四条腿”缓冲，平稳地停在月面，缓冲时间为t，如图所示。已知月球的半径R，探测器质量为m₀，引力常量为G。

（1）求月球表面的重力加速度；

（2）求月球的第一宇宙速度；

（3）求月球对探测器的平均冲击力F的大小。

20. 难度：困难

据英国2018年《每日邮报》5月2日报道，中国科学家一直在努力测试一种超高速列车——真空管道超高速列车，它将比现有高铁快3倍，速度达到1000km/h。其动力系统的简化模型如图1所示，图中粗实线表示固定在水平面上间距为L的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计，ab和cd是通过绝缘材料固定在列车底部的两根金属棒，长度均为L，电阻均为R并与导轨良好接触，始终与导轨保持垂直，两金属棒ab和cd间距为x，列车与金属棒的总质量为m。列车启动前，ab、cd处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。为使列车启动，需在M、N间连接电动势为E的直流电源，电源内阻及导线电阻忽略不计，列车启动完成后电源会自动关闭。

（1）启动时，若M接“+”、N接“-”，接通电源时判断列车运行方向，并简要说明理由；

（2）求启动时列车加速度的最大值；

（3）列车启动完成后电源会自动关闭，列车将保持匀速行驶，到站时为让列车减速，需在前方设置如图2所示的一系列磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁场间距均等于x。若某时刻列车的速度为v₀，此时ab、cd均在无磁场区域，试计算前方至少需要多少块这样的有界磁场才能使列车停下来。