通州区2018-2019高三期末物理试题及答案

高三物理能力测试第1页（共8页）通州区2018—2019学年高三摸底考试物理试卷2019年1月考生须知：1．本试卷共分两卷，第Ⅰ卷和第Ⅱ卷。共8页。2．本试卷总分为100分，考试时间为120分钟。3．考生务必将答案答在答题卡上．．．．．．．．．．．，在试卷上作答无效。第Ⅰ卷（选择题部分，共36分）一、选择题（每个小题只有一个选项是正确的，共12道小题，每小题3分）1．把一个带正电荷AQ的球体A放在可以水平移动的绝缘支座上，再把一个带正电荷BQ的小球B用绝缘丝线挂在玻璃棒上的C点（使两个球心在同一水平线上），小球静止时丝线与竖直方向的夹角如图所示。现使球体A向右缓慢移动逐渐靠近小球B，丝线与竖直方向的夹角将逐渐（移动过程中，A、B电量不变）（）A．增大B．减小C．不变D．无法判断2．如图所示，取一个有绝缘底座的枕形导体，起初它不带电，贴在导体a端和b端下面的金属箔是闭合的。现在把带正电荷的金属球移近导体a端但不接触，可以看到a、b两端的金属箔都张开了，则下列说法正确的是（）A．a、b两端都带正电B．a端带正电，b端带负电C．导体成为等势体，a、b两端电势相等D．移走金属球，a、b两端的金属箔仍然张开3．如图所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动，转轴OO'与磁场方向垂直，线圈中产生感应电动势。下列说法正确的是（）A．线圈平面与磁场垂直时，磁通量为零B．线圈平面与磁场垂直时，磁通量变化最快C．线圈平面与磁场平行时，感应电动势为零D．线圈平面与磁场平行时，感应电动势最大4．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈接在2202sin100πVut（）的交流电源上，副线圈接有55R的电阻。电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）A．原线圈的输入功率为552WB．电流表的读数为4.0AC．电压表的读数为55.0VD．副线圈两端交流电的周期为50s＋abOO'abcd高三物理能力测试第2页（共8页）5．如图所示为速度选择器，两平行金属板水平放置，板间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为E（图中未标出），磁感应强度大小为B。一束带正电的粒子（不计重力）以速度v0从左端沿水平方向进入两板间，恰好做直线运动。下列说法正确的是（）A．上极板带负电B．速度v0的大小满足0EvBC．只改变粒子的电性，粒子在两板间将做曲线运动D．使该粒子以速度v0从右端沿水平方向进入，粒子在两板间仍能做直线运动6．如图所示，a、b两点在两个固定等量正点电荷的连线上，与连线中点的距离相等，c、d两点在连线的中垂线上。下列说法正确的是（）A.a、b两点的电场强度相同B.c点的场强一定大于d点的场强C.c、d两点的电势相同D.a点的电势大于c点的电势7．如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，R为滑动变阻器（最大阻值大于0Rr）。闭合开关S，调节R的阻值，使电路中的电流为I，下列说法正确的是（）A．此时电源的输出功率为EI2IrB．此时滑动变阻器的阻值0ERRIC．此时电源的路端电压为0()EIRrD．调节滑动变阻器R的阻值，当0RRr时滑动变阻器消耗的电功率最大8．如图甲所示，单匝闭合线圈固定在匀强磁场中，t=0时刻磁感线垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间变化如图乙所示，线圈面积2=0.1mS，电阻=1R。在0~2s时间内，下列说法正确的是（）A．线圈中的感应电流沿逆时针方向B．线圈中的感应电动势大小为0.5VC．通过线圈横截面的电荷量为0.1CD．线圈中产生的焦耳热为0.05J9．如图所示，甲、乙两个电压表是由相同的电流表G（内阻不为零）改装而成，1R、2R是分压电阻，1R2R。下列说法正确的是（）A．甲的量程等于乙的量程B．甲的量程大于乙的量程C．测量同一电压时，甲、乙两表指针的偏转角度相同D．测量同一电压时，甲表指针的偏转角度比乙表大甲乙GR2GR1v0BdabcErSR0Rt/s甲乙B/TO120.5高三物理能力测试第3页（共8页）10．如图所示为演示自感现象的电路图，L是电感线圈，且电阻不为零。实验时，断开开关S瞬间，灯A突然闪亮，随后逐渐变暗。下列说法正确的是（）A．灯A与线圈L的电阻值相等B．闭合S，电路稳定后，灯A中电流大于线圈L中电流C．断开S瞬间，线圈L中电流增大D．断开S瞬间，灯A中电流方向向左11．在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，这个现象称为霍尔效应。如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，上、下表面a、b是工作面，磁感应强度B垂直于工作面竖直向下，前、后表面c、d接入图示方向的电流I，左、右表面e、f之间就会形成电势差U，该电势差可以反映磁感应强度B的强弱，则下列说法正确的是（）A.若元件是正离子导电，则e面电势高于f面电势B.若元件是自由电子导电，则e面电势高于f面电势C.在测量沿竖直方向的地球北极上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直D.在测量沿水平方向的地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平12．目前智能手机普遍采用了电容触摸屏。电容触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的，它是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂一层ITO（纳米铟锡金属氧化物），夹层ITO涂层作为工作面，四个角引出四个电极，当用户手指（肉）触摸电容触摸屏时，手指（肉）和工作面形成一个电容器，因为工作面上接有高频信号，电流通过这个电容器分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算来确定手指位置。寒冷的冬天，人们也可以用触屏手套进行触控操作。下列说法正确的是（）A.使用绝缘笔压电容触摸屏也能进行触控操作B.为了安全，触屏手套指尖处应该采用绝缘材料LAScdefab高三物理能力测试第4页（共8页）C.手指按压屏的力变大，手指（肉）和工作面形成的电容器电容变大D.手指与屏的接触面积变大，手指（肉）和工作面形成的电容器电容变小第Ⅱ卷（非选择题部分，共64分）二、实验题（共2道小题，共16分）13．（4分）如图1所示为多用电表的示意图。（1）在用多用电表测电阻的过程中，下列说法正确的是________（选填字母）。A.在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行欧姆调零B.在进行欧姆调零时，两表笔短接后指针应该指在电流表零刻线处C.测量结束后，应该把选择开关旋至“OFF”处或交流电压的最大处（2）现用多用电表测量一定值电阻的阻值，选择开关打到电阻档“100”的位置，将红、黑表笔的笔尖分别与电阻两端接触，电表示数如图2所示，该电阻的阻值为________。14．（12分）利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。（1）图3是实验所用电路图。请根据图3的电路图，将图4中的实物图补充完整。图1图2图3图4高三物理能力测试第5页（共8页）（2）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（0~20）D．滑动变阻器（0~100）实验中电压表应选用________，滑动变阻器应选用________。（选填字母）（3）实验中，某同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图5的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线。序号123456电压U（V）1.351.301.251.201.151.10电流I（A）0.120.140.240.300.360.42图5（4）根据图5中所画图线可得出干电池的电动势E=_______V，内电阻r=________Ω。（小数点后均保留两位数字）（5）若实验室中不能提供合适的电压表，只能提供一个电流表，一个电阻箱，开关和导线若干，来测量一节干电池的电动势和内阻。请你设计实验，将实验电路图画在虚线框中，并说明需要记录哪些数据和数据处理的方法。U/VI/A00.10.20.30.40.51.01.11.21.31.41.50.6需记录的数据：______________________数据处理的方法：_______________________________________________________________________________________________高三物理能力测试第6页（共8页）三、计算题（共5道小题，共48分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数字计算的题,答案必须明确写出数值和单位。15．（6分）如图所示，不可伸长的轻质细绳上端固定在O点，下端连接一个可视为质点的带电小球，整个装置处于水平向右的匀强电场中。当绳与竖直方向的夹角37θ时，小球静止在匀强电场中的P点。已知绳长L=1m，小球所带电荷量q=1.0×106C，质量44.010kgm，sin37°=0.6，cos37°=0.8。取重力加速度g=10m/s2，空气阻力忽略不计。（1）请在图中画出小球在P点的受力图。（2）求电场强度E的大小。（3）将电场撤去后，小球从P点由静止运动到最低点时速度v的大小。16.（9分）质谱仪是一种分析同位素的重要仪器，它的构造原理如图所示。从粒子源S处射出速度大小不计的正离子，经加速电场加速后，从狭缝S1处垂直进入一个匀强磁场后到达照相底片P上。已知离子的质量为m、电荷量为q，加速电场的电压为U，匀强磁场的磁感应强度大小为B。（1）求离子在磁场中运动的速度v的大小。（2）求离子在磁场中运动的时间t。（3）假如离子源能放出氕（11H）、氘（21H）、氚（31H）三种离子的混合物，请判断该质谱仪能否将三种离子分离，并说明理由。OθP高三物理能力测试第7页（共8页）17．（9分）如图所示，两平行金属板水平放置，上极板带正电，下极板带负电。一个质子从A点水平飞入两板之间，并从B点飞出。已知板间电压为U，板间距离为d，极板长度为L，质子带电量为e，质量为m，水平初速度为v0，重力忽略不计。求：（1）质子在两板间运动时加速度a的大小。（2）质子从A点运动到B点的动量变化量p的大小。（3）将上、下极板分别接在电压可调的直流电源的正负极上，固定下极板，上极板可上下移动。保持极板长度L不变的情况下，增大水平初速度v0的大小，要使质子从A点水平飞入后、仍从B点飞出，可以采取哪些可行性措施。18．（10分）按图甲所示连接电路，当开关S闭合时，电源将使电容器两极板带上等量异种电荷，这一个过程叫做电容器充电。已知电容器的电容为C，电源电动势大小为E。（1）求充电结束后电容器所带的电荷量Q。（2）为了检验第（1）问结果是否正确，在图甲中用电流传感器观察到充电时，电路中电流随时间变化的it曲线如图乙所示，其中00IT、为已知量。类比是一种常用的研究方法，对于直线运动，我们学习了用vt图像求位移的方法。请你借鉴此方法，估算充电结束后电容器所带的电荷量的大小。（3）电容器在充电过程中，两极板间的电压u随所带电荷量q增多而增大，储存的能量增大。请在图丙中画出电容器充电过程中的uq图像，并借助图像求出充电结束后电容器储存的能量E0。qOu丙Lv0╂╂╂╂╂╂╂╂╂ABd乙05I05T010T010I接计算机甲ESC电流传感器高三物理能力测试第8页（共8页）19．（14分）直流电动机的工作原理可以简化为如图甲所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。轨道端点MP间接有直流电源（内阻不计），电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，通过滑轮以速度v（v平行于MN）向右做匀速运动，从而提升用绳悬挂的重物。电路中的电流为I，重力加速度为g，不计空气阻力，不计绳的质量和绳与滑轮之间的摩擦。（1）a．求重物的质量m；b．求在t时间内，“电动机”输出的机械能E机。（2）设图甲中电源电动势大小为E，当金属棒ab向右运动时，由于切割磁感线