1、北京市第四十三中学20202021学年度第一学期 高三 年级 1月考试 物理 学科 测试卷一、单项选择题（共16个小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）1国际单位制中电荷量的单位符号是C，如果用国际单位制基本单位的符号来表示，正确的是（ ）AFV BAs CJ/V DNm/V2下列对电源电动势概念的描述，错误的是（ ）A电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小B电动势的单位和电势差的单位相同，但电动势与电势差的意义不同C同一电源接入不同的电路，电动势不会发生变化D1号干电池和7号干电池的组成材料是一样的，但1号干电池的尺寸较大，所以1号干电
2、池的电动势就比7号干电池大OAB3如图，吊灯的质量为m，轻细线AO和BO的A、B端是固定的，平衡时AO与竖直方向的夹角为，BO是水平的。关于细线AO段的拉力F1和BO段的拉力F2的大小，下列关系正确的是（ ）AF1=mgcos BF1=mgsinCF2=mgtan DF2=4我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%，下列说法正确的是（ ）A火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度B火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间C火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度D火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度5一质点做
3、简谐运动的振动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）10-100123456x/cmt/sAt=1s时质点的速度最大Bt=2s时质点的回复力最大C质点振动的振幅为20cmD质点振动的频率为0.25Hz6如图是一列简谐波在t=0时的波形图，介质中的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=-10sin5t cm。关于这列简谐波，下列说法中正确的是（ ）10-100123456 y/cmx/mPA这列简谐波的波长为20cmB这列简谐波的周期为0.4sC这列简谐波在该介质中的传播速度为4m/sD这列简谐波沿x轴正向传播7某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉
4、住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）A实验中必须让木板保持匀速运动B图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线C最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为107D只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数物块力传感器长木板力实验台图甲0F/Nt/s2.53.03.54.04.55.05.56.06.57.0图乙246810120/ms-1t/s510152025128某同学站在电梯的水平地板上，利用速度传感器研究电梯的升降过程。取竖直向上为正方向，电梯在某一段时间内速度的变化情况如图所示。根据图像提供的信息，下列说法正确的是（ ）A在05
5、s内，电梯加速上升，该同学处于失重状态B在5s10s内，该同学对电梯地板的压力小于其重力C在10s20s内，电梯减速上升，该同学处于超重状态D在20s25s内，电梯加速下降，该同学处于失重状态9图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（ ）AtA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系BtA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系CtB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系DtB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关
6、系乙ARESRtOtBtA甲ABPQ10真空中某点电荷的等势面示意如图，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是（ ）A该点电荷一定为正电荷BP点的场强一定比Q点的场强大CP点电势一定比Q点电势低D正检验电荷在P点的电势能一定比在Q点的电势能大11一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为（ ）abEA动能减小B电势能增加C动能和电势能之和减小D重力势能和电势能之和增加12如图，在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。现驱动圆盘绕中心轴高速旋转，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（ ）A偏转原因是圆盘周
7、围存在电场B偏转原因是圆盘周围产生了磁场C仅改变圆盘的转动方向，偏转方向不变D仅改变圆盘所带电荷的电性，偏转方向不变P1P2P313质谱仪是测量带电粒子的比荷（电荷量与质量之比）和分析同位素的重要工具。如图，带电粒子从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过S3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，最后打到照相底片D上。现有某种元素的三种同位素的原子核由容器A进入质谱仪，最后分别打在底片P1、P2、P3三个位置。不计粒子重力。则打在P1处的粒子（ ）A质量最小 B比荷最小C动能最小 D动量最小14如图，理想变压器原线圈接在u=Umsin(wt)的交
8、流电源上，副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后（ ）A1V1A2V2RRRSA电流表A1的示数不变B电流表A2的示数不变C电压表V1的示数不变D电压表V2的示数不变15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=5sin100pt (V)。下列说法正确的是（ ）A交流电的频率为100HzB交流电动势的有效值为5VC当线圈转到如图所示的位置时电动势最大D当线圈转到如图所示的位置时穿过线圈的磁通量为零16在无风的环境，某人在高处释放静止的篮球，篮球竖直下落；如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动（如图）再释放，则篮球在向下掉落的
9、过程中偏离竖直方向做曲线运动。其原因是，转动的篮球在运动过程中除受重力外，还受到空气施加的阻力f1和偏转力f2。这两个力与篮球速度的关系大致为：f1=k12，方向与篮球运动方向相反；f2=k2，方向与篮球运动方向垂直。下列说法正确的是（ ）Ak1、k2是与篮球转动角速度无关的常量B篮球可回到原高度且角速度与释放时的角速度相同C人站得足够高，落地前篮球有可能向上运动D释放条件合适，篮球有可能在空中持续一段水平直线运动二、计算题（本题共5小题，9分+9分+10分+12分+12分=52分。）17如图，光滑水平面上有两个物块A、B，物块A以速度1与原来静止的物块B发生正碰，设物块A的质量为m1，物块B
10、的质量为m2，碰撞后A、B两物块的速度分别为1、2。1AB（1）请根据牛顿运动定律和加速度的定义，推导物块A和物块B在碰撞过程中满足m11=m11+m22。（2）若1、2未知，已知两物块的碰撞属于弹性碰撞，求：a1、2分别是多少？bA、B碰撞过程中弹性势能的最大值Ep(max)=？18如图甲所示，N=200匝的线圈（图中只画了2匝），电阻r=2，其两端与一个R=48的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。（1）判断通过电阻R的电流方向；（2）求线圈产生的感应电动势E；O/Wbt/s0.0050.10乙0.0100.015a甲bBR（3）求电阻R两端的电压U。1
11、9嫦娥五号于2020年11月24日由长征五号遥五运载火箭准时并成功发射，之后探测器地月转移、近月制动、两两分离、平稳落月、钻表取样、月面起飞、交会对接及样品转移、环月等待、月地转移，12月17日再入返回、安全着陆，整个工程任务现在转入科学研究的新阶段。23天的时间内，嫦娥五号完成了一次对接、六次分离，两种方式采样、五次样品转移，经历了11个重大阶段和关键步骤，环环相连、丝丝入扣。在不久的将来，我国宇航员将登上月球。为了测量月球的密度，宇航员用单摆进行测量：测出摆长为l，让单摆在月球表面做小幅度振动，测出n次全振动所用时间为t。已知引力常量为G，月球半径为R，将月球视为密度均匀的球体，忽略月球自
12、转。求：（1）该单摆在月球表面振动的周期T摆；（2）月球的质量M；（3）当探测器在离月面高度h处绕月球做匀速圆周运动时，该探测器运动的周期T=？20如图甲所示，真空中有一长直细金属导线MN，与导线同轴放置一半径为R的金属圆柱面。假设导线沿径向均匀射出速率相同的电子，已知电子质量为m，电荷量为e。不考虑出射电子间的相互作用。（1）可以用以下两种实验方案测量出射电子的初速度：a在柱面和导线之间，只加恒定电压；b在柱面内，只加与MN平行的匀强磁场。当电压为U0或磁感应强度为B0时，刚好没有电子到达柱面。分别计算出射电子的初速度0。（2）撤去柱面，沿柱面原位置放置一个弧长为a、长度为b的金属片，如图乙
13、所示。在该金属片上检测到出射电子形成的电流为I，电子流对该金属片的压强为p。求单位长度导线单位时间内出射电子的总动能。21某同学设计了一个测量物体质量的电子装置，其结构如图甲、乙所示。E形磁铁的两侧为S极，中心为N极，可认为只有磁极间存在着磁感应强度大小均为B的匀强磁场。一边长为L横截面为正方形的线圈套于中心磁极，线圈、骨架与托盘连为一体，总质量为m0，托盘下方连接一个轻弹簧，弹簧下端固定在磁极上，支撑起上面的整个装置，线圈、骨架与磁极不接触。线圈的两个头与外电路连接（图上未标出）。当被测量的重物放在托盘上时，弹簧继续被压缩，托盘和线圈一起向下运动，之后接通外电路对线圈供电，托盘和线圈恢复到未
14、放重物时的位置并静止，此时由对应的供电电流可确定重物的质量。已知弹簧劲度系数为k，线圈匝数为n，重力加速度为g。线圈托盘弹簧骨架磁极图甲：截面L图乙：俯视磁极线圈L图丙OxF（1）当线圈与外电路断开时a以不放重物时托盘的位置为位移起点，竖直向下为位移的正方向。试在图丙中画出，托盘轻轻放上质量为m的重物后，托盘向下运动过程中弹簧弹力F的大小与托盘位移x的关系图象；b根据上面得到的F-x图象，求从托盘放上质量为m的重物开始到托盘达到最大速度的过程中，弹簧弹力所做的功W；（2）当线圈与外电路接通时a通过外电路给线圈供电，托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止。若线圈能够承受的最大电流为I，求该装置能
15、够测量的最大质量M；b在线圈能承受的最大电流一定的情况下，要增大质量的测量范围，可以采取哪些措施？（至少答出2种）12345678910111213141516BDCADBCDBBCBBCBC17解：（1）根据牛顿第二定律，碰撞过程中两物块的加速度分别是， 根据牛顿第三定律，F1F2 令A、B作用时间为t，根据加速度定义：， 联立可得：m1v1= m1+m2 （2）a两物块发生弹性碰撞，则：联立上述两式，可得b弹性势能的最大时，A、B两物块共速，则：联立上述两式，可得18、(1)根据图像可知，线圈中垂直于纸面向里的磁场增大，为了阻碍线圈中磁通量的增大，根据楞次定律可知线圈中感应电流产生的磁场垂
16、直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中的感应电流为逆时针方向，所通过电阻的电流方向为。(2)根据法拉第电磁感应定律(3)电阻两端的电压为路端电压，根据分压规律可知19.解：（1）（2）对单摆：在月球表面，月球对物体的万有引力等于物体受到的重力，则：（3）探测器离月面高度h处绕月球做匀速圆周运动，则：20、（1）a.在柱面和导线之间，只加恒定电压，粒子刚好没有电子到达柱面，此时速度为零，根据动能定理有解得b.在柱面内，只加与平行的匀强磁场，磁感应强度为时，刚好没有电子到达柱面，设粒子的偏转半径为r，根据几何关系有根据洛伦兹力提供向心力，则有解得（2）撤去柱面，设单位长度射出电子数为N，则单位时间都
17、到柱面的粒子数为金属片上电流根据动量定理有解得故总动能为m0gOxF21.解：（1）a. 未放重物时，弹簧已经被压缩，弹力大小为m0g。弹簧弹力F的大小与托盘位移x的关系图象如 图所示。 b. 未放重物时 kx0 = m0 g 当托盘速度达到最大时(m+m0)g mg/km0gOxFk ( x0 + x ) = ( m0 + m )g 解得 图中阴影部分面积即为从托盘放上质量 为m的重物开始到托盘达到最大速度的 过程中，弹力所做的功的大小，弹力做负功有 （2）a给线圈供电后，托盘回到原来的位置，线圈、骨架、托盘与重物处于平衡状态有 2nBIL + kx0 = (m0 + M ) g 解得 b要增大此电子装置的量程，可以增加线圈的匝数、增大线圈的边长、增大磁感应强度。
