北京市东城区171中学2021届高三上学期物理期中考试试卷（三)_试卷库

北京市东城区171中学2021届高三上学期物理期中考试试卷（三)

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一、单选题（共10小题）

1、研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是（）

A . 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电 B . 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C . 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D . 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大

2、如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是：（）

A . 不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同 B . 不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同 C . 卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 D . 卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量(动量P=mv，v为瞬时速度)

3、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

4、一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻波的图象如图所示，已知波速为20 m/s，图示时刻x＝2.0m处的质点振动速度方向沿y轴负方向，可以判断（）

A . 质点振动的周期为0.20s B . 质点振动的振幅为1.6cm C . 波沿x轴的正方向传播 D . 图示时刻，x＝1.5m处的质点加速度沿y轴正方向

5、静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载《春秋纬考异邮》中有玳瑁吸衣若之说，但下列不属于静电现象的是（）

A . 梳过头发的塑料梳子吸起纸屑 B . 利用避雷针使建筑物避免遭受雷击 C . 通过线圈的磁感应强度发生变化，线圈中产生感应电流 D . 从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉

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、按如图所示的电路连接各元件后，闭合开关S，L₁、L₂两灯泡都能发光。在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，下列判断正确的是（）

A . L₁变暗，L₂变暗 B . L₁变亮，L₂变亮 C . L₁变亮，L₂变暗 D . L₁变暗，L₂变亮

8、利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小。实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后小球由静止释放，同时开始计时，利用传感器和计算机获得弹性绳的拉力随时间的变化如图乙所示。根据图像提供的信息，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时刻小球的速度最大 B . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时刻小球的动能最小 C . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时刻小球的运动方向相同 D . $\text{[math]}$

9、彩虹圈有很多性质和弹簧相似，在弹性限度内彩虹圈间的弹力随着形变量的增加而增大，但彩虹圈的重力不能忽略。用手拿起彩虹圈的上端，让彩虹圈的下端自由下垂且离地面一定高度，然后由静止释放。设下落过程中彩虹圈始终没有超出弹性限度。则（）

A . 刚释放瞬间彩虹圈上端的加速度大于当地的重力加速度 B . 刚释放瞬间彩虹圈下端的加速度等于当地的重力加速度 C . 刚开始下落的一小段时间内彩虹圈的长度变长 D . 彩虹圈的下端接触地面前彩虹圈的长度不变

10、有一种飞行器是利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速粒子流，对飞行器自身产生反冲力，从而对飞行器的飞行状态进行调整的．已知飞行器发射的高速粒子流是由二价氧离子构成的．当单位时间内发射的离子个数为n，加速电压为U时，飞行器获得的反冲力为F．为了使加速器获得的反冲力变为2F，只需要（）

A . 将加速电压变为2U B . 将加速电压变为4U C . 将单位时间内发射的离子个数变为 $\text{[math]}$ D . 将单位时间内发射的离子个数变为4n

二、多选题（共4小题）

1、如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球．给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ.下列说法中正确的是（）

A . 小球受重力、绳的拉力和向心力作用 B . 小球只受重力和绳的拉力作用 C . θ越大，小球运动的速度越大 D . θ越大，小球运动的周期越大

2、电容器充电后就储存了能量，某同学研究电容器储存的能量E与电容器的电容C、电荷量Q及电容器两极间电压U之间的关系。他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电容器两极间的电压u随电荷量q变化的图像（如图所示）。按照他的想法，下列说法正确的是（）

A . u-q图线的斜率越大，电容C越大 B . 搬运Δq的电量，克服电场力所做的功近似等于Δq上方小矩形的面积 C . 对同一电容器，电容器储存的能量E与两极间电压U成正比 D . 若电容器电荷量为Q时储存的能量为E，则电容器电荷量为 $\text{[math]}$ 时储存的能量为 $\text{[math]}$

3、两个点电荷Q₁和 Q₂固定在x轴上，其中Q₂所在位置为坐标原点。将一电子放在x正半轴上，该电子的电势能随位置变化的曲线如图所示，其中x₀是电势能为零的点的坐标，x₁是电势能为极值的点的坐标。由图像可知（）

A . Q₂一定带负电 B . 两个点电荷可能为同种电荷 C . 两个点电荷在x₀处的合场强为零 D . Q₁带电量的绝对值必大于Q₂带电量的绝对值

4、如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别是m₁和m₂的两木块A、B相连，静止在光滑水平面上。现使A瞬间获得水平向右的速度v＝3 m/s，以此时刻为计时起点。两木块的速度随时间变化规律如图乙所示，从图示信息可知（）

A . t₁时刻弹簧最短，t₃时刻弹簧最长 B . 从t₁时刻到t₂时刻弹簧由伸长状态恢复到原长 C . 两木块的质量之比为m₁∶m₂＝1∶2 D . 在t₂时刻两木块动能之比为E_k1∶E_k2＝1∶4

三、实验题（共2小题）

1、某欧姆表内部结构可等效为如图1所示电路，其中表头是量程为100μA的电流表，电池的电动势E＝1.5V。

(1)使用欧姆表测电阻前，应将红表笔和黑表笔，进行欧姆挡调零；图1中表笔1应是表笔（选填“红”或“黑”）；

(2)使用该欧姆表测阻值为R电阻时，倍率选择开关打到“×10”挡，发现指针偏角过小，则应将倍率选择开关打到挡。（选填“×1”或“×100”）

(3)当用调整好的欧姆表测阻值为R电阻时，通过表头的电流为I，表针相对于表盘左侧转过的角度为θ，则图2所示图像可能正确描述I或R与θ关系的是（选填图像下的字母）。

2、第一组同学用图1所示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势E约为2 V，内阻r比较小，为了实验的方便，电路中串联了一个定值电阻 R₀。请回答下面的(1)~(4)问。

(1)现有蓄电池、电流表（量程0~0.6 A）、滑动变阻器（0~20Ω）、开关、导线若干，以及下面的器材：

A．电压表（0~3 V ）

B．电压表（0~15 V）

C．定值电阻（2 Ω）

D．定值电阻（10 Ω）

实验中电压表应选用；R₀应选用（选填相应器材前的字母）。

(2)图2是实验器材实物图，已连接了部分导线。请根据图1，补充完成实物间的连线。在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最端（选填“左”或“右”）。

(3)某位同学根据实验记录的数据做出如图3所示的 U-I 图线，可得出蓄电池的电动势E= V，图线的斜率k= Ω，电源内电阻r = Ω。

(4)采用图1电路测量电源电动势和内阻，产生系统误差的主要原因是（_________） (4)

A . 电流表的分压作用 B . 电流表的分流作用 C . 电压表的分流作用 D . 电压表的分压作用

(5)第二小组的同学用一块检查完好的灵敏电流计（满偏电流I_g已知，内阻R_g未知）、电阻箱、开关、若干导线和待测电池组连成电路，如图所示。闭合开关后，调节电阻箱阻值为R₁时灵敏电流计指针达到满偏，调节电阻箱阻值为R₂时灵敏电流计指针达到半偏。请你通过推导说明，在这种测量方法中由于灵敏电流计的内阻R_g未知是否会对电动势和内阻的测量造成系统误差。

四、解答题（共4小题）

1、无人机在距离水平地面高度 $\text{[math]}$ 处，以速度 $\text{[math]}$ 水平匀速飞行并释放一包裹，不计空气阻力，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。

(1)求包裹释放点到落地点的水平距离 $\text{[math]}$ ；

(2)求包裹落地时的速度大小 $\text{[math]}$ ；

(3)以释放点为坐标原点，初速度方向为 $\text{[math]}$ 轴方向，竖直向下为 $\text{[math]}$ 轴方向，建立平面直角坐标系，写出该包裹运动的轨迹方程。

2、

(1)试在下述情景下由牛顿运动定律推导出动能定理的表达式：在水平面上，一个物块水平方向只受到一个恒力作用，沿直线运动。要求说明推导过程中每步的根据，以及式中各符号和最后结果中各项的意义。

(2)如图所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一个小球。以小球的平衡位置O为坐标原点，竖直向下建立x轴。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终处于弹性限度内。如果把弹性势能与重力势能的和称为系统的势能，并规定小球处在平衡位置时系统的势能为零，请根据“功是能量转化的量度”，证明小球运动到O点下方x处时系统的势能 $\text{[math]}$ 。

3、静电场有很多性质，其中之一就是电场力做功只与电荷运动的初末位置有关，与运动的路径无关。

(1)如图所示，电子以初速度v₀沿平行于板面的方向从A点射入偏转电场，并从另一侧的某点射出。已知电子质量为m，电荷量为e。偏转电场可以看作匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。忽略电子所受重力。

a．求电子通过偏转电场的过程中的加速度大小a；

b．求电子通过偏转电场的过程中电场力对电子所做的功W.

(2)某同学突发奇想，设计了下图所示的永动机模型。如图所示，在水平方向上设置相反方向的匀强电场，在场中放置一光滑圆形绝缘管道，将带正电的小球放置于管道中某点，在电场力的作用下，小球的速度会逐渐变大，一直运动下去。请你结合静电场的基本性质，分析论证这位同学的设计是否可行。

4、

(1)电流做功，实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。若某段电路两端的电压为U，通过的电流为I，请论述说明电流在这段电路上做功的功率P＝UI。

(2)为防止安全事故的发生，电路在布线时有相应的标准，供电电流越大的地方需要的导线越粗。设通电产生的焦耳热Q与导线升高的温度ΔT之间满足如下关系：Q＝kcmΔT，其中c表示物体的比热，m为物体的质量，k为大于1的常数。请你选择适当的物理量，通过论述和计算证明“为避免升温过快，若电流越大，电阻线应该越粗”。

(3)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面，逐渐降低温度使超导环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，此后若环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零。

为探究该金属圆环在超导状态的电阻率上限，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于ΔI的电流变化，其中ΔI<<I，当电流的变化小于ΔI时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S，环中电子定向移动的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e，环中定向移动电子减少的动能全转化为圆环的内能。试用上述给出的各物理量，求超导状态的电阻率上限ρ。