2020届北京市昌平区高三上学期期末物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

在核反应方程中，X表示的是

A. 质子    B. 中子    C. 电子    D. α粒子

2. 难度：简单

某一区域的电场线分布如图所示， a、b 是电场中的两点。下列说法正确的是（　　）

A.a、b两点的电场强度方向相同

B.a、b两点的电场强度大小关系为E_a>E_b

C.a、b两点电势关系为φ_a<φ_b

D.一带正电的试探电荷在a、b两点的电势能关系为E_pa<E_pb

3. 难度：简单

如图所示为一个弹簧振子的振动图像。由图像可知，（　　）

A.振子的振幅为10cm

B.振子的振动周期为0.6s

C.从t=0到t=0.1s时间内，振子的速度变大

D.从t=0到t=0.1s时间内，振子的加速度变大

4. 难度：简单

《龟兔赛跑》是一则耐人寻味的寓言故事，假设兔子和乌龟均沿直线运动，故事情节中兔子和乌龟的运动可用如图所示位移－时间图像加以描述，其中x₃处为终点。下列说法正确的是（　　）

A.兔子和乌龟是在同一地点同时出发的

B.兔子先做加速运动，之后匀速运动，再加速运动

C.兔子和乌龟在比赛途中相遇两次

D.兔子和乌龟同时到达终点

5. 难度：简单

向心力演示器如图所示。把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们做圆周运动的半径相同。依次调整塔轮上的皮带的位置，匀速转动手柄，可以探究（　　）

A.向心力的大小与质量的关系

B.向心力的大小与半径的关系

C.向心力的大小与角速度的关系

D.角速度与周期的关系

6. 难度：简单

用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持稳定，将其置于木板A、B之间，如图所示。两木板固定在车上，且板间距离刚好等于工件的外部直径。当卡车沿平直公路以加速度a匀加速行驶时，圆筒对木板A、B压力的大小分别为F₁、F₂，则（　　）

A.F₁=ma，F₂=0 B.F₁=0，F₂ =ma

C.F₁=0，F₂=0 D.F₁=ma，F₂=ma

7. 难度：简单

某实验小组发现：一个人直接用力拉汽车，一般无法将汽车拉动；但用绳索把汽车与固定立柱拴紧，在绳索的中央用较小的、垂直于绳索的水平侧向力F就可以拉动汽车，汽车运动后F的方向保持不变，如图所示。若汽车在运动过程中所受摩擦力大小不变，下列说法正确的是（　　）

A.汽车受到绳索的拉力大小等于F

B.汽车受到绳索的拉力大于立柱受到绳索的拉力

C.匀速拉动汽车的过程中所需拉力F为恒力

D.匀速拉动汽车的过程中所需拉力F逐渐变大

8. 难度：简单

把一段通电直导线悬挂在匀强磁场中O点，并建立空间直角坐标系，如图所示。直导线沿z轴方向放置时不受力；直导线中电流方向沿x轴正方向时受到沿y轴正方向的力。由此可知该磁场的方向为 （　　）

A.z轴正方向 B.z轴负方向

C.x轴负方向 D.y轴正方向

9. 难度：简单

如图所示为静电喷漆示意图。喷枪喷出的油漆微粒带负电，被喷工件带正电，微粒在电场力的作用下向工件运动，最后吸附在工件表面。油漆微粒向工件靠近的过程中，假设只受电场力的作用，那么（　　）

A.油漆微粒所受电场力越来越小 B.油漆微粒的动能越来越大

C.电场力对油漆微粒做负功 D.油漆微粒的电势能增加

10. 难度：中等

如图所示，正方形区域abcd内存在垂直纸面向里的匀强磁场，速度不同的同种带电粒子从a点沿ad方向射入，分别从c点和b点射出，不计粒子的重力。对于从b点和c点射出的粒子，下列说法正确的是（　　）

A.带负电荷

B.半径之比为2∶1

C.线速度之比为1∶2

D.在磁场中的运动时间之比为1∶2

11. 难度：简单

生活中我们经常看到，一只小鸟站在一条高压铝质裸导线上，没有被电伤或电死。一兴趣小组想探究其中的原因，于是查阅到相关数据：铝的电阻率为，导线的横截面积为，导线上通过的电流约为100A。估算鸟两爪间的电压（V）数量级为（　　）

A.10^-2 B.10^-4 C.10^-6 D.10^-8

12. 难度：简单

质量分别为m_甲和m_乙（m_甲＞m_乙）的甲、乙两条船静止停放在岸边，某同学以相同的水平对地速度v分别由甲、乙两船跳上岸，忽略水的阻力。该同学 （　　）

A.从甲船跳上岸消耗的能量较多 B.从乙船跳上岸消耗的能量较多

C.对甲船的冲量较大 D.对乙船的冲量较大

13. 难度：简单

半导体指纹传感器，多用于手机、电脑、汽车等设备的安全识别，如图所示。传感器半导体基板上有大量金属颗粒，基板上的每一点都是小极板，其外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹凹凸不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成正对面积相同的电容器，使每个电容器的电压保持不变，对每个电容器的放电电流进行测量，即可采集指纹。指纹采集过程中，下列说法正确的是（　　）

A.指纹的凹点处与小极板距离远，电容大

B.指纹的凸点处与小极板距离近，电容小

C.手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量增大

D.手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量减小

14. 难度：困难

如图所示，水平桌面上的轻质弹簧左端固定，右端与静止在O点的小物块接触而不连接，此时弹簧处于自然状态。现对小物块施加大小恒为F、方向水平向左的推力，当小物块向左运动到A点时撤去该推力，小物块继续向左运动，然后向右运动，最终停在B点。已知：小物块质量为m，与地面间的动摩擦因数为μ，OA距离为l₁，OB距离为l₂，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。下列表述不正确的是（　　）

A.在推力作用的过程中，小物块的加速度可能一直变小

B.在推力作用的过程中，小物块的速度可能先变大后变小

C.在物块运动的整个过程中，弹性势能的最大值为

D.在物块运动的整个过程中，小物块克服摩擦力做的功为μmg（2l₁+l₂）

二、实验题

15. 难度：简单

利用如图（甲）所示装置做“验证机械能守恒定律”实验：

(1)通过比较重物在某两点间动能增加量E_k与重力势能减少量E_p就能验证机械能是否守恒。实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图（乙）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h_A、h_B、h_C。重物的质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打O点到打B点的过程中，重物的ΔE_p=___________；ΔE_k=___________；

(2)某同学采用上述实验方法进行实验，最终得到ΔE_p与ΔE_k并不完全相等，请简述原因_______。

16. 难度：中等

(1)甲同学利用电流表、电压表等实验器材测量一节干电池A的电动势E_A和内阻r_A，实验电路图如图（甲）所示：

①现有电流表（0~0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：

A.电压表（0~15V）     B.电压表（0~3V）

C.滑动变阻器（0~50Ω）     D.滑动变阻器（0~~500Ω）

为减小测量误差，在实验中，电压表应选用____；滑动变阻器应选用____；（选填相应器材前的字母）；

②实验时改变滑动变阻器滑片的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。根据实验数据画出U－I图线，如图（乙）所示。由图像可得：电动势E_A=____V，内阻r_A=____Ω；

(2)乙同学利用电流表、电阻箱等实验器材测量一节干电池B的电动势E_B和内阻r_B，实验电路图如图（甲）所示。实验时多次改变电阻箱的阻值R，记录电流表的示数I，根据实验数据画出图线，如图（乙）所示。由图像可得：电动势E_B=____V，内阻r_B=____Ω；

(3)若用阻值为3Ω的电阻先后与电池A和电池B连接，则两个电池的输出功率P_A、P_B中最接近电池最大输出功率的是____（选填“P_A”或“P_B”）。

三、解答题

17. 难度：简单

场是物质存在的一种形式。我们可以通过物体在场中的受力情况来研究场的强弱等特点。将电流元IL垂直于磁场方向放入磁场中某处时，电流元所受到的磁场力F与电流元之比叫做该点的磁感应强度，即：

(1)请根据磁感应强度的定义特点写出电场强度的定义，并说明各物理量的含义；

(2)请根据磁感应强度的定义特点写出重力场强度的定义，并说明各物理量的含义。

18. 难度：简单

如图所示，在竖直平面内，半径为R的光滑圆弧轨道AB与光滑水平桌面BC平滑相连。桌面与水平地面的高度差为R。质量为m的小物块从圆弧轨道的顶点A由静止释放，取重力加速度为g，不计空气阻力。求：

(1)小物块在B点时的速度大小；

(2)小物块运动到圆弧轨道末端时对轨道的压力大小F_N；

(3)小物块落地时速度v的大小和方向。

 

四、填空题

19. 难度：中等

如图所示，在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，相距为L，一端连接阻值为R的电阻。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动。

(1)求导体棒匀速运动过程中流经R的电流_________；

(2)通过公式推导：在t时间内，F对导体棒MN所做的功W等于电路获得的电能________；

(3)楞次定律是电磁感应过程中判断感应电流方向的重要定律。楞次定律本质上是能量守恒定律在电磁感应中的具体表现：

a.由楞次定律可知导体棒MN中感应电流方向为_______；（选填“M到N”或“N到M”）

b.试说明感应电流的方向是能量守恒定律的必然结果_________。

五、解答题

20. 难度：困难

开普勒第三定律指出：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即，其中a表示椭圆轨道半长轴，T表示公转周期，比值c是一个对所有行星都相同的常量。牛顿把该定律推广到宇宙中一切物体之间，提出了万有引力定律：

(1)开普勒第三定律对于轨迹为圆形和直线的运动依然适用。圆形轨迹可以认为中心天体在圆心处，半长轴为轨迹半径。直线轨迹可以看成无限扁的椭圆轨迹，此时中心天体在轨迹端点，半长轴为轨迹长度的。已知：某可视为质点的星球质量为M，引力常量为G。一物体与星球的距离为r。该物体在星球引力作用下运动，其他作用力忽略不计。

a.若物体绕星球作匀速圆周运动，请你推导该星球的引力系统中常量c的表达式；

b.若物体由静止开始做直线运动。求物体到达星球所经历的时间；

(2)万有引力和静电引力是自然界中典型的两种引力，库仑定律和万有引力定律均遵循“平方反比”规律，类比可知，带电粒子在电场中的运动也遵循开普勒第三定律。两个点电荷带电量分别为+Q和－Q，质量均为m，从相距为2l的两点由静止释放，在静电引力的作用下运动，其他作用力忽略不计。静电力常量为k。求两点电荷从开始释放到相遇的时间。