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2018西城区高三统一测试试卷（期末）
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2018西城区高三统一测试试卷（期末）
物理
满分：148分
考生须知
  1. 题量与分值以下方各题标注为准；点击题卡可展开答案与解析。
  2. 在线作答仅供练习参考，如需书面作答请下载学生版 PDF。
一、选择题
本部分共14题。
1．一辆汽车起步后在10s内速度达到80km/h，一列火车起步后达到这个速度需要60s。两车的上述过程均可看作是匀变速直线运动，则关于该过程下列说法正确的是
A．汽车的加速度大
B．火车的加速度大
C．两车通过的位移相同
D．汽车通过的位移大
【详解】A 2.B 3.D 4.D 5.C 6.C 7.A 8.D 9.D 10.C 11.C 12.B
二、多项选择题（每小题全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。）
【来源】2018西城期末高三物理【分值】6 分【题型】单选题【难度】★★★☆☆
2．计算机硬盘上的磁道为一个个不同半径的同心圆，如图所示。M、N是不同磁道上的两个点。当磁盘转动时，比较 M、N两点的运动，下列判断正确的是
A．M、N的线速度大小相等
B．M、N的角速度大小相等
C．M点的线速度大于N点的线速度
D．M点的角速度小于N点的角速度
3．如图所示，一单摆在做简谐运动。下列说法正确的是
A．单摆的振幅越大，振动周期越大
B．摆球质量越大，振动周期越大
C．若将摆线变短，振动周期将变大
D．若将单摆拿到月球上去，振动周期将变大
4．一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形图如图所示。此时质点K与M处于最大位移处，质点L与N处于平衡位置。下列说法正确的是
A．此时质点L的运动方向沿y轴负方向
B．此时质点N的运动方向沿y轴正方向
C．此时质点K的加速度为零
D．此时质点M的速度为零
5．在水平地面附近某一高度处，将一个小球以初速度v₀水平抛出，小球经时间t落地，落地时的速度大小为v，落地点与抛出点的水平距离为x，不计空气阻力。若将小球从相同位置以2v₀的速度水平抛出，则小球
A．落地的时间将变为2t
B．落地时的速度大小将变为2v
C．落地的时间仍为t
D．落地点与抛出点的水平距离仍为x
6．某区域的电场线分布如图所示，M、N是电场中的两个点。下列判断正确的是
A．M点的场强大于N点的场强
B．M点的电势低于N点的电势
C．一个正点电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
D．一个正点电荷在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
7．在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，两平行板水平放置。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。现有一束带电粒子以速度v₀从左端水平射入，不计粒子重力。下列判断正确的是
A．若粒子带正电且速度 EMBED Equation.3 ，则粒子将沿图中虚线方向通过速度选择器
B．若粒子带负电且速度 EMBED Equation.3 ，则粒子将偏离虚线方向向上做曲线运动
C．若粒子带正电且速度 EMBED Equation.3 ，则粒子将偏离虚线方向向上做曲线运动
D．若粒子带负电且速度 EMBED Equation.3 ，则粒子将偏离虚线方向向上做曲线运动
8．如图所示，理想变压器接在电压有效值不变的交流电源上。灯泡L₁和L₂完全相同（阻值不变），R是一个定值电阻。闭合开关S₁、S₂，两灯泡正常发光，然后断开S₂，下列判断正确的是
A．灯泡L₁变暗
B．电阻R两端的电压变大
C．变压器输入功率不变
D．变压器输出功率变小
9．在如图所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表。电源电动势为12V，内阻为1Ω，电动机线圈电阻为0.5Ω。开关闭合，电动机正常工作，电压表示数为10V。则
A．电源两端的电压为12V
B．电源的输出功率为24W
C．电动机消耗的电功率为80W
D．电动机所做机械功的功率为18W
10．如图所示，匀强磁场中有a、b两个闭合线圈，它们用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径rₐ = 2rb。磁场方向与线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀减小。两线圈中产生的感应电动势分别为Eₐ和Eb，感应电流分别为Iₐ和Ib。不考虑两线圈间的相互影响。下列说法正确的是
A．Eₐ∶Eb = 2∶1，感应电流均沿顺时针方向
B．Eₐ∶Eb = 4∶1，感应电流均沿逆时针方向
C．Iₐ∶Ib = 2∶1，感应电流均沿顺时针方向
D．Iₐ∶Ib = 4∶1，感应电流均沿逆时针方向
11．如图所示，双量程电压表由表头G和两个电阻串联而成。已知该表头的内阻Rg＝500Ω，满偏电流Ig＝1mA。下列说法正确的是
A．表头G的满偏电压为500 V
B．使用
C．a．b两个端点时，其量程比使用
D．a．c两个端点时大
E．使用
F．a．b两个端点时，若量程为0 ~10V，则R₁为9.5kΩ
12．如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为l，电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻，导体杆ab电阻为r并与导轨接触良好。整个装置处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中。现给ab杆一个瞬时冲量，使它获得水平向右的初速度v₀。下列图象中，关于ab杆的速度v、通过电阻R中的电流i、电阻R的电功率P、通过MPabM的磁通量Φ随时间变化的规律可能正确的是
A．
B．
C．D．
13．如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，产生的交流电动势e =100 EMBED Equation.3 sin100πt (V)。下列说法正确的是
A．交流电的频率为100Hz
B．交流电动势的有效值为100V
C．当线圈转到如图所示的位置时电动势为零
D．当线圈转到如图所示的位置时穿过线圈的磁通量为零
【详解】BC 14.ACD 15.AC 16.ABD
三、计算题
【来源】2018西城期末高三物理【分值】6 分【题型】单选题【难度】★★★☆☆
14．如图所示，在光滑的水平面上有一辆平板车，人和车都处于静止状态。一个人站在车上用大锤敲打车的左端。在连续的敲打下，下列说法正确的是 车左右往复运动
A．车持续地向右运动
B．大锤、人和车组成的系统水平方向动量守恒
C．当大锤停止运动时，人和车也停止运动
二、非选择题
本部分共7题。
15．在高能物理研究中，回旋加速器起着重要作用，其工作原理如图所示。D₁和D₂是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央O处的粒子源产生的α粒子，在两盒之间被电场加速，α粒子进入磁场后做匀速圆周运动。忽略α粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应。下列说法正确的是
A．α粒子运动半个圆周之后，电场的方向必须改变
B．α粒子在磁场中运动的周期越来越大
C．磁感应强度越大，α粒子离开加速器时的动能就越大
D．两盒间电势差越大，α粒子离开加速器时的动能就越大
16．如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别是m₁和m₂的两物块相连，它们静止在光滑水平地面上。现给物块m₁一个瞬时冲量，使它获得水平向右的速度v₀，从此时刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。则下列判断正确的是
A．t₁时刻弹簧长度最短
B．t₂时刻弹簧恢复原长
C．在t₁~ t₃时间内，弹簧处于压缩状态
D．在t₂~ t₄时间内，弹簧处于拉长状态
17．航空母舰上的起飞跑道由水平跑道和倾斜跑道两部分组成，飞机在发动机的推力作用下，在水平和倾斜跑道上滑行。我们可以把这种情景简化为如图所示的模型，水平面AB长度x₁=2m，斜面BC长度x₂ = 1m，两部分末端的高度差h = 0.5m。一个质量m = 2 kg的物块，在推力F作用下，从A点开始在水平面和斜面上运动，推力大小恒为F = 12 N，方向沿着水平方向和平行斜面方向。物块与水平面、斜面间的动摩擦因数均为0.2。g取10 m/s²。求： ⑴物块在水平面上运动时的加速度大小a； ⑵物块到达水平面末端B点时的速度大小v； ⑶物块到达斜面末端C点时的动能Ek。
【详解】解：（1）物块在水平面上受力如图1所示
水平方向根据牛顿第二定律 F - f₁ = ma （1分）
摩擦力 f₁ = μmg （1分）
代入数据解得加速度 a = 4m/s² （1分）
（2）根据匀变速直线运动规律 EMBED Equation.3 （2分）
代入数据解得速度 v = 4m/s （1分）
（3）物块在斜面上受力如图2所示
物块从A运动到C，根据动能定理
F (x₁+ x₂) – f₁ x₁ –f₂ x₂ – mgh = Ek - 0 （1分）
在斜面上摩擦力 f₂ = μmgcosθ （1分）
代入数据解得动能 Ek =14.54 J （1分）
【来源】2018西城期末高三物理【分值】9 分【题型】主观题【难度】★★★★☆
18．我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，经过一系列过程，在离月球表面高为h处悬停，即相对于月球静止。关闭发动机后，探测器自由下落，落到月球表面时的速度大小为v，已知万有引力常量为G，月球半径为R，h <<R，忽略月球自转。求： ⑴月球表面的重力加速度g₀； ⑵月球的质量M； ⑶假如你站在月球表面，将某小球水平抛出，你会发现，抛出时的速度越大，小球落回到月球表面的落点就越远。所以，可以设想，如果速度足够大，小球就不再落回月球表面，它将绕月球做半径为R的匀速圆周运动，成为月球的卫星。则这个抛出速度v₁至少为多大？
【详解】解：（1）根据自由落体运动规律 EMBED Equation.3 （2分） 解得重力加速度 EMBED Equation.3 （1分）
（2）在月球表面，设探测器的质量为m
万有引力等于重力 EMBED Equation.3 （2分）
解得月球质量 EMBED Equation.3 （1分）
（3）设小球质量为m′，抛出时的速度v₁即为小球做圆周运动的环绕速度
万有引力提供向心力 EMBED Equation.DSMT4 （2分）
解得小球速度至少为 EMBED Equation.DSMT4 （1分）
【来源】2018西城期末高三物理【分值】9 分【题型】主观题【难度】★★★★★
19．如图所示，质量为m、电荷量为+q的粒子，从容器A下方的小孔S₁不断飘入加速电场，其初速度几乎为零。粒子经过小孔S₂沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动，随后离开磁场。不计粒子的重力及粒子间的相互作用。 ⑴求粒子在磁场中运动的速度大小v； ⑵求加速电场的电压U； ⑶粒子离开磁场时被收集。已知时间t内收集到粒子的质量为M，求这段时间内粒子束离开磁场时的等效电流I.
【详解】解：（1）洛仑兹力提供向心力 EMBED Equation.3 （2分）
解得速度 EMBED Equation.3 （1分）
（2） 根据动能定理 EMBED Equation.3 （2分）
解得电压 EMBED Equation.3 （1分）
（3）设时间t内收集到的粒子数为N
根据题意有 M = Nm （1分）
根据电流定义有 EMBED Equation.3 （2分）
联立解得等效电流 EMBED Equation.3 （1分）
【来源】2018西城期末高三物理【分值】10 分【题型】主观题【难度】★★★★☆
20．游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，如图甲所示。我们把这种情形抽象为如图乙所示的模型：弧形轨道的下端N与竖直圆轨道平滑相接，P为圆轨道的最高点。使小球（可视为质点）从弧形轨道上端滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。不考虑小球运动所受的摩擦等阻力。 ⑴小球沿弧形轨道运动的过程中，经过某一位置A时动能为Ek1，重力势能为EP1，经过另一位置B时动能为Ek2，重力势能为EP2。请根据动能定理和重力做功的特点，证明：小球由A运动到B的过程中，总的机械能保持不变，即Ek1+EP1=Ek2+EP2； ⑵已知圆形轨道的半径为R，将一质量为m₁的小球，从弧形轨道距地面高h=2.5R处由静止释放。
【详解】西城高三期末物理- PAGE 6
M
N
x
v₀
¬
x
N
M
粒子源
+ + + + + + +
E
v₀
- - - - - - -
B
R
L₂
S₁
L₁
~
S₂
A
V
M
a
b
B
R₂R
R₁
Rg
G
a
b
c
v₀
B
M
R
P
a
b
N
Q
v
OO
i
t
O
t
P
O
t
t
ф
接交流电源
U
B
O
D₁
D₂
图乙
t
v
t₁
t₂
t₃
t₄
O
v₀
m₁
m₂
图甲
v₀
m₁
m₂
A
B
C
F
F
h
S₂
B
甲
乙
h
P
N
M
B
S
a
b
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
L
图1
图2
图3
q
O
u
F
FN
G
f₁
图1
F
FN′
G
f₂
图2
θ
q
O
u
Q
E
图3
q
O
u
Q
E
图4
【来源】2018西城期末高三物理【分值】12 分【题型】主观题【难度】★★★★☆
21．电磁弹射在电磁炮、航天器、舰载机等需要超高速的领域中有着广泛的应用，图1所示为电磁弹射的示意图。为了研究问题的方便，将其简化为如图2所示的模型（俯视图）。发射轨道被简化为两个固定在水平面上、间距为L且相互平行的金属导轨，整个装置处在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。发射导轨的左端为充电电路，已知电源的电动势为E，电容器的电容为C。子弹载体被简化为一根质量为m、长度也为L的金属导体棒，其电阻为r。金属导体棒垂直放置于平行金属导轨上。忽略一切摩擦阻力以及导轨和导线的电阻。 ⑴发射前，将开关S接a，先对电容器进行充电。
【详解】解：（1）a．根据电容的定义 EMBED Equation.DSMT4 （2分）
电容器充电结束时其两端电压U等于电动势E
解得电容器所带电荷量 Q = CE （1分）
b．根据以上电容的定义可知 EMBED Equation.DSMT4
画出q-u图象如图3所示 （1分）
由图象可知，稳定后电容器储存的能量E₀为图4中
阴影部分的面积 EMBED Equation.DSMT4 （1分）
将Q代入解得 EMBED Equation.DSMT4 （1分）
（2）设从电容器开始放电至导体棒离开轨道时的时间为t，放电的电荷量为ΔQ，平均
电流为 EMBED Equation.DSMT4 ，导体棒离开轨道时的速度为v
以导体棒为研究对象，根据动量定理
EMBED Equation.DSMT4 （或 EMBED Equation.DSMT4 ） （1分）
根据电流定义可知 EMBED Equation.DSMT4 （或 EMBED Equation.DSMT4 ） （1分）
根据题意有 EMBED Equation.DSMT4
联立以上各式解得 EMBED Equation.DSMT4
导体棒离开轨道时的动能 EMBED Equation.3 （1分）
电容器释放的能量 EMBED Equation.DSMT4 （1分）
联立解得能量转化效率 EMBED Equation.DSMT4 （2分）
【来源】2018西城期末高三物理【分值】12 分【题型】主观题【难度】★★★★★
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