北京市大兴区2020届高三物理上学期期末考试试题(含解析)

北京市大兴区2020届高三物理上学期期末考试试题（含解析）一、单项选择题。（本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，每小题3分，共42分）1.一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形如图所示，a、b、c为介质中的三个质点，则此刻A.a的速度最大B.b的加速度最大C.b向y轴正方向运动D.c的速率大于b的速率【答案】C【解析】【详解】A．质点a在最高点，此时a的速度为零，选项A错误；B．质点b在平衡位置，此时b的加速度为零，选项B错误；C．波向右传播，可知b向y轴正方向运动，选项C正确；D．质点b在平衡位置，此时b的速度最大，c的速率小于b的速率，选项D错误；故选C.2.如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出。下列说法正确的是A.粒子带正电B.粒子在b点速率大于在a点速率C.若仅增大磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出D.若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变长【答案】D【解析】【详解】A．由左手定则可知，粒子带负电，选项A错误；B．粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，粒子的速率不变，则粒子在b点速率等于在a点速率，选项B错误；C．根据mvrqB可知，若仅增大磁感应强度，则粒子轨道半径减小，则粒子不可能从b点右侧射出，选项C错误；D．若仅减小入射速率，根据mvrqB可知粒子运动的半径减小，在磁场中运动的圆弧所对的圆心角变大，而粒子的周期不变，根据2tT，则粒子在磁场中运动时间变长，选项D正确；故选D.3.如图所示，理想变压器的原线圈接在2202sin100Vut的交流电源上，副线圈接有R=110Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为4∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是A.电流表的读数为2AB.原线圈的输入功率为27.5WC.电压表的读数为77.8VD.副线圈输出交流电的周期为50s【答案】B【解析】【详解】A．原线圈电压有效值为U1=220V，则根据匝数比可得次级电压有效值U2=55V，则次级电流有效值2255A0.5A110UIR则初级电流表的读数为21211A8nIIn选项A错误；B．原线圈的输入功率为P1=U1I1=220×18=27.5W选项B正确；C．电压表的读数为U2=55V，选项C错误；D．副线圈输出交流电的周期为220.02s100T选项D错误；故选B.4.地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥的半径就是地球的半径，假设地面上有一辆超级汽车在高速行驶，则下列说法正确的是A.汽车行驶时重力小于支持力B.汽车速度越大，地面对车的支持力越大C.当汽车对地面压力为零时，行驶速度小于地球的第一宇宙速度D.当地面对车的支持力为零时，驾驶员处于完全失重状态【答案】D【解析】【详解】A．根据2vmgNmR可知，汽车行驶时重力mg大于支持力N，选项A错误；B．根据2vNmgmR可知，汽车速度越大，地面对车的支持力越小，选项B错误；C．当汽车对地面压力为零时，行驶速度vgR，等于地球的第一宇宙速度，选项C错误；D．当地面对车的支持力为零时，座位对驾驶员的支持力为零，此时驾驶员处于完全失重状态，选项D正确；故选D.5.1966年科研人员曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的实验．实验时，用双子星号宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组（可视为质点），接触后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭组共同加速，如图所示．推进器的平均推力为F，开动时间Δt，测出飞船和火箭的速度变化是Δv，下列说法正确的是A.火箭组的质量应为FtvB.宇宙飞船的质量应为FtvC.推力F越大，vt就越大，且vt与F成正比D.推力F通过飞船传递给火箭，所以飞船对火箭的弹力大小应为F【答案】C【解析】【详解】AB．对飞船和火箭组的整体，加速度为vat，根据F=Ma可得整体的质量为：FFtMav则选项AB错误；C．推力F越大，则整体的加速度越大，即vt就越大，因vFMaMt，则vt与F成正比，选项C正确；D．对火箭组：'FFmamFM则选项D错误；故选C.6.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是A.图1中，A1与L1的电阻值不相同B.图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C.图2中，变阻器R与L2的电阻值不相同D.图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等【答案】A【解析】【详解】AB．图1中，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明在电路稳定时通过L1的电流大于通过灯A1的电流，即A1的电阻大于L1的电阻值，选项A正确，B错误；C．图2中，电键闭合最终A2与A3的亮度相同，可知上下两个支路的电流相同，电阻相同，即变阻器R与L2的电阻值相同，选项C错误；D．图2中，闭合S2瞬间，由于L2中产生感应电动势阻碍电流增加，可知L2中电流比变阻器R中电流小，选项D错误；故选A.7.利用实验研究两个金属小球a、b的碰撞。如图所示,将斜槽固定在平台上，使斜槽的末端水平。让质量较大的小球a(入射小球)从斜槽上滚下,跟放在斜槽末端的大小相同、质量较小的小球b(被碰小球)发生正碰。将两个金属小球的碰撞视为弹性碰撞。下列说法正确的是A.碰后小球a的速度大于小球b的速度B.碰后小球b的动量等于碰前小球a的动量C.只增大入射小球a的质量，碰后两球落地点到O的距离均增大D.如果碰撞过程是非弹性碰撞，则碰撞过程两球动量不守恒【答案】C【解析】【详解】A．碰后小球a的水平射程小于小球b的水平射程，则碰后小球a的速度小于小球b的速度，选项A错误；B．碰撞过程中a的动量一部分传给b，则碰后小球b的动量小于碰前小球a的动量，选项B错误；C．设ab两球的质量分别为m1和m2，碰前a的速度v0；则碰撞过程满足：101122mvmvmv222101122111222mvmvmv解得121012mmvvmm120122mvvmm则只增大入射小球a的质量，碰后两球的速度v1和v2均变大，即落地点到O的距离均增大，选项C正确；D．如果碰撞过程是非弹性碰撞，则碰撞过程两球动量仍守恒，选项D错误；故选C.8.如图1所示是一个电磁阻尼现象演示装置，钢锯条上端固定在支架上，下端固定有强磁铁，将磁铁推开一个角度释放，它会在竖直面内摆动较长时间；如图2所示，若在其正下方固定一铜块（不与磁铁接触），则摆动迅速停止。关于实验以下分析与结论正确的是A.如果将磁铁的磁极调换，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象B.用闭合的铜制线圈替代铜块，重复试验将不能观察到电磁阻尼现象C.在图2情况中，下摆和上摆过程中磁铁和锯条组成的系统机械能均减少D.在摆动过程中铜块不受磁铁的作用力【答案】C【解析】【详解】A．此现象的原理是当磁铁在铜块上面摆动时，在铜块中产生涡流，与磁场相互作用阻碍磁铁的运动；则如果将磁铁的磁极调换，重复实验仍能观察到电磁阻尼现象，选项A错误；B．用闭合的铜制线圈替代铜块，仍能在线圈中产生感应电流，从而与磁铁产生阻碍作用，则重复试验仍能观察到电磁阻尼现象，选项B错误；C．在图2情况中，下摆和上摆过程中均会产生涡流从而消耗机械能，则磁铁和锯条组成的系统机械能均减少，选项C正确；D．由上述分析可知，在摆动过程中铜块对磁铁有阻碍作用，同时铜块也要受磁铁的作用力，选项D错误；故选C.9.在桌球比赛中，一质量为m的球以大小为v1的速度垂直撞击边框后，以大小为v2的速度反向弹回，球与边框接触的时间为t，则该撞击过程中A.球的平均加速度大小为12vvt，方向与末速度方向相同B.球的平均加速度大小为12-vvt，方向与末速度方向相同C.边框对球的平均作用力大小为12mvvt，方向与初速度方向相同D.边框对球的平均作用力大小为12-mvvt，方向与初速度方向相同【答案】A【解析】【详解】AB．设球被弹回的方向为正方向，则球的平均加速度大小为1122)(vvvvatt方向与末速度方向相同，选项A正确，B错误；CD．边框对球的平均作用力大小为12mvvFmat方向与末速度方向相同，选项CD错误；故选A.10.如图所示的匀强电场场强为1.0×103N/C，abdc为矩形，ab边平行于电场线ac＝bd＝3cm，ab＝cd＝4cm．则下述计算结果正确的是A.ad之间的电势差为50VB.ac之间的电势差为30VC.将q＝5×10-13C的点电荷沿矩形路径abdc从a移动到c，电场力做功为1.5×10-11JD.将q＝5×10-13C的点电荷沿abd或acd从a移动到d，电场力做功都是2.0×10-11J【答案】D【解析】【详解】A．ad之间的电势差为3100.04V40VadUEab选项A错误；B．ac在同一等势面上，则ac之间的电势差为0，选项B错误；C．因ac在同一等势面上，ac之间的电势差为0，则将q＝5×10-13C的点电荷沿矩形路径abdc从a移动到c，电场力做功为0，选项C错误；D．因为ad之间的电势差为40V，则将q＝5×10-13C的点电荷沿abd或acd从a移动到d，电场力做功都是131151040J2J10adWUq选项D正确；故选D.11.如图所示，KLMN是一个竖直的匝数为n的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R，MN边水平，线框绕竖直固定轴以角速度ω匀速转动（俯视逆时针）。当MN边与磁场方向的夹角为30º时（图示位置），下列说法正确的是A.导线框中产生的瞬时电动势的大小是32nBSB.导线框中电流的方向是K→L→M→N→KC.导线框再转过600时导线框中产生的电流达到最大值D.导线框旋转过程中穿过导线框的磁通量的变化率恒定【答案】A【解析】【详解】A．导线框中产生的瞬时电动势的大小是3cos30cos302meEnBSnBS选项A正确；B．由楞次定律可知，导线框中电流的方向是K→N→M→L→K，选项B错误；C．线框与磁感线平行时感应电流最大，则导线框再转过150°时导线框中产生的电流达到最大值，选项C错误；D．导线框旋转过程中由于感应电动势不断变化，根据Ent，则穿过导线框的磁通量的变化率=Etn不断变化，选项D错误；故选A.12.如图是演示电容充电的电路图，图中C是平行板电容器，R是可变电阻。S接通后，电容器的上下两极板带有等量电荷，两极板间产生匀强电场。电容器充电后，断开开关S，若增大两板的距离，下列说法正确的是（）A.平行板电容器的电容变大B.平行板电容器极板的电量变大C.平行板电容器两板间的电势差变大D.平行板电容器两板间的的电场强度变大【答案】C【解析】【详解】A．根据4SCkd可知，增大两板的距离d，则平行板电容器的电容变小，选项A错误；B．电容器充电后，断开开关S，则平行板电容器极板的电量不变，选项B错误；C．根据QCU可知，平行板电容器两板间的电势差变大，选项C正确；D．根据QCU、4SCkd和UEd可得4kQES，可知平行板电容器两板间的的电场强度不变，选项D错误；故选C13.如图是演示电容充电的电路图，图中C是平行板电容器，R是可变电阻。S接通后，电容器的上下两极板带有等量电荷，两极板间产生匀强电场。调节可变电阻R使其阻值分别为Ra和Rb,对电容器进行充电（充电前电容器均不带电）。C表示该电容器的电容，U表示电容器两极板的电势差，Q表示电容器带电量，EP表示电容器所存储的电能，I表示电容器充电过程中流经电阻的电流，t表示充电时间，若已知电源的电动势保持不变，其内阻忽略不计，RaRb,。以下描绘a、b两个充电过程的图像，合理的是A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】A．电容器的电容是由电容器本身决定的，