北京市第八十中学2016届高三下学期开学(零模)检测考试物理试卷含解析

2016届高三理科综合物理训练(2016.2.24)本试卷共14页，共300分．考试时长150分钟．考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效．考试结束后，只交机读卡和答题纸．第一部分 (选择题 共120分)本部分共20小题，每小题6分，共120分．在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项14．一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s ．某时刻波形如图所示，下列说法正确的是A ．这列波的振幅为4cmB ．这列波的周期为8sC ．此时x =4m 处质点沿y 轴负方向运动D ．此时x =4m 处质点的加速度为0【知识点】波速、波长和频率（周期）的关系横波的图像【试题解析】振幅等于y 的最大值，故这列波的振幅为A ＝2cm ，故A 错误；由图知，波长λ＝8m ，由波速公式v ＝，得周期T=＝2s ．故B 错误；简谐机械横波沿x 轴正方向传播，由波形平移法得知，此时x ＝4m 处质点沿y 轴正方向运动，故C 错误；此时x=4m 处质点沿处于平衡位置，加速度为零．故D 正确。

【答案】D15． 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动，如图1所示．产生的感应电动势如图2所示，则A ．t =0.015s 时线框的磁通量变化率为零B ．t =0.01s 时线框平面与中性面重合C ．线框产生的交变电动势有效值为311VD ．线框产生的交变电动势频率为100Hz【知识点】正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值交变电流、交变电流的图像【试题解析】由图象知：t=0.01s 时，感应电动势为零，则穿过线框的磁通量最大，B 正确；t=0.015s 时感应电动势最大，磁通量的变化率最大，A错误；线框产生的电动势有效值为，C 错误；由图象可知，周期为0.02s ，频率为50HZ ，D 错误。

【答案】B16．GPS 导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，它是由周期约为12小时的卫星群组成。

则GPS 导航卫星与地球同步卫星相比 A ．地球同步卫星的角速度大 B ．地球同步卫星的轨道半径小 C ．GPS 导航卫星的线速度大D ．GPS 导航卫星的向心加速度小【知识点】万有引力定律及其应用环绕速度x /mB 图1图2【试题解析】GPS 导航卫星周期小于同步卫星的周期，根据可知，同步卫星的轨道半径较大，周期较大，角速度较小，AB 错误；根据，可知同步卫星的线速度较小，C 正确；根据可知，GPS 导航卫星的向心加速度较大，D 错误。

【答案】C17．如图，质量m A ＞m B 的两物体A 、B 叠放在一起，靠着竖直墙面．让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B 的受力示意图是【知识点】超重和失重【试题解析】先对整体分析，如果和墙壁之间有弹力则水平方向合力不为零，整体会离开墙面，而根据题意可知物体是竖直下落，所以仅受重力作用而没有弹力，没有弹力就没有摩擦力，因此整体加速度等于g ，完全失重状态。

对水平支持物没有压力，BCD 错误。

再隔离B ，如果B 除重力外还受到压力则会导致B 的加速度不等于g ，导致A 、B 分离，故B 错误。

【答案】A18．如图，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针方向电流的瞬间A ．两小线圈会有相互靠拢的趋势B ．两小线圈会有相互远离的趋势C ．两小线圈中感应电流都沿逆时针方向D ．左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向 【知识点】电磁感应现象楞次定律【试题解析】根据右手螺旋定则可知，通电导线瞬间，左、右线圈的磁通量均增大，根据楞次定律可知，线圈的感应电流方向都是顺时针方向，CD 错误；再由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈的运动情况是相互远离．故B 正确，A 错误．故选B 。

【答案】B19．在实验操作前应该对实验进行适当的分析．研究平抛运动的实验装置示意如图．小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出．改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹．某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距．若三次实验1 A B CDB gB g NB gB g N右中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x 1、x 2、x 3，机械能的变化量依次为ΔE 1、ΔE 2、ΔE 3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是 A ．x 2-x 1=x 3-x 2，ΔE 1=ΔE 2=ΔE 3 B ．x 2-x 1>x 3-x 2，ΔE 1=ΔE 2=ΔE 3 C ．x 2-x 1>x 3-x 2，ΔE 1<ΔE 2<ΔE 3D ．x 2-x 1<x 3-x 2，ΔE 1<ΔE 2<ΔE 3【知识点】抛体运动功能关系、机械能守恒定律及其应用【试题解析】因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移所用的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以x2-x1＞x3-x2，因为平抛运动的过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，则，△E1＝△E2＝△E3．故B 正确，ACD 错误． 【答案】B20．如图所示，xOy 平面是无穷大导体的表面，该导体充满z <0的空间，z >0的空间为真空．将电荷为q 的点电荷置于z 轴上z =h 处，则在xOy 平面上会产生感应电荷．空间任意一点处的电场皆是由点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的．已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z 轴上z=h /2处的场强大小为(k 为静电力常量)A ．24q k hB ．249q k hC ．2329q k hD ．2409q k h 【知识点】静电现象的解释电场强度、点电荷的场强【试题解析】因为导体无限大，所以z 轴负半轴所有位置的合场强为零，根据感应电荷产生的电场强度与场源电荷产生的电场等大反向，所以在z=-处感应电荷产生的电场为，根据金属导体产生的电场的对称性可知，在z=处感应电荷产生的电场强度仍为，所以该处合场强为，故D 正确。

【答案】D第二部分 (非选择题 共180分)本部分共11小题，共180分．21．(18分)在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm ．(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为___________mm(该值接近多次测量的平均值)．(2)用伏安法测金属丝的电阻R x ．实验所用器材为：电池组(电动势为3V ，内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内图1阻约3kΩ)、滑动变阻器R (0~20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：由以上数据可知，他们测量R x 是采用图2中的_________图(选填“甲”或“乙”) ． (3)图3是测量R x 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P 置于变阻器的一端．请根据图(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U 、I 坐标系，如图4所示，图中已标出了测量数据对应的4个坐标点．请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点，并描绘出U ─I 图线．由图线得到金属丝的阻值R x =___________Ω(保留两位有效数字) ． (5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号) ． A ．1×10-2Ω⋅m B ．1×10-3Ω⋅m C ．1×10-6Ω⋅m D ．1×10-8Ω⋅m(6)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是___________(有多个正确选项) ．A ．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B ．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C ．若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D ．用U ─I 图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【知识点】实验：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器） 【试题解析】（1） 螺旋测微器的主尺刻度为0mm ，可动刻度为39.5×0.01mm ＝0.395mm 。

故金属丝的直径为0+0.395mm ＝0.395mm 。

（2） 因为金属丝的电阻较小，所以采用电流表的外接，又因为电流和电压的测量数据范围图4图3图2乙甲很大，所以应该采用滑动变阻器的分压式接法，故应该选择甲图。

（3）在采用分压式接法时，滑动变阻器的接线柱应该使与金属丝并联部分分压为零开始，所以实验时滑动变阻器的三个接线柱接入电路中，注意电流表采用外接法。

（4）根据答图4直线的斜率表示金属丝的电阻，所以根据图线可知，k=，所以金属丝的电阻约为4.46Ω。

（5）＝1.08×10-6Ω/m，故选C。

（6）由于实验器材和装置所引起、以及测量技术上产生的误差属于系统误差；由于实验者违反操作章程或操作不合理造成的误差属于偶然误差，偶然误差是可以避免的，测量金属丝的直径时由于读数引起的误差属于偶然误差，A错误；由于电流表和电压表引起的误差属于系统误差，B错误；若将电流表和电压表的内阻计算在内，测量仪器引起的误差即可以消除，C正确；多次测量取平均值可以减小偶然误差，D正确。

【答案】（1）（0.395~0.399）（2）甲（3）如答图3（4）如答图4（4.3~4.7）（5）C （6）CD22．(16分)如图所示，质量为m 的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l 后以速度v 飞离桌面，最终落在水平地面上．已知l =1.4m ，v =3.0 m/s ，m =0.10kg ，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，桌面高h =0.45m ，不计空气阻力，重力加速度g 取10m/s 2．求： (1)小物块落地点距飞出点的水平距离s ； (2)小物块落地时的动能E k ； (3)小物块的初速度大小v 0．【知识点】动能和动能定理功能关系、机械能守恒定律及其应用抛体运动 【试题解析】（1）由平抛运动规律，有：竖直方向水平方向s ＝vt 得水平距离=0.5m（2）由机械能守恒定律，动能 Ek ＝mv2＋mgh ＝0.90J（3）由动能定理，有－μmgl ＝mv2－mv02得初速度大小v0＝＝4.0 m/s【答案】（1）s ＝0.90 m ； （2）Ek ＝0.90 J ； （3）v0＝4.0 m/s23．(18分) 低空跳伞是一种极限运动，一般在高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳．人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而增大，而且速度越大空气阻力增大得越快．因低空跳伞下落的高度有限，导致在空中调整姿态、打开伞包的时间较短，所以其危险v 0v2 4 6 8性比高空跳伞还要高．一名质量为70kg 的跳伞运动员背有质量为10kg 的伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，其整个运动过程的v －t 图象如图所示．已知2.0s 末的速度为18m/s，10s 末拉开绳索开启降落伞，16.2s 时安全落地，并稳稳地站立在地面上．g 取10m/s 2，请根据此图象估算：(1)起跳后2s 内运动员(包括其随身携带的全部装备)所受平均阻力的大小；(2)运动员从脚触地到最后速度减为零的过程中，若不计伞的质量及此过程中的空气阻力，则运动员所需承受地面的平均冲击力多大；(3)开伞前空气阻力对跳伞运动员(包括其随身携带的全部装备)所做的功(结果保留三位有效数字)．【知识点】动能和动能定理动量、动量守恒定律及其应用牛顿运动定律、牛顿定律的应用 【试题解析】（1）由v －t 图可知，起跳后前2s 内运动员的运动近似是匀加速直线运动，其加速度为= 9.0 m/s2设运动员所受平均阻力为f ，根据牛顿第二定律有m 总g – f = m 总a 解得f=m 总（g –a ）=80N（2）由v －t 图可知，运动员脚触地时的速度v2 = 5.0m/s ，经时间t2 = 0.2s 速度减为零， 设此过程中运动员所受平均冲击力大小为F ，根据动量定理有解得 F = 2450N（3）由v －t 图可知，10s 末开伞时的速度v=40m/s ，开伞前10s 内运动员下落的高度约为m设前10s 内空气阻力对运动员所做功为W ，根据动能定理有解得 W = -1.73×105J 【答案】（1）80N ； （2）2450N ； （3）-1.73×105J24．(20分) 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里，MN 为其左边界．磁场中放置一半径为R 的圆柱形金属圆筒，圆心O 到MN 的距离OO 1=2R ，金属圆筒轴线与磁场平行．金属圆筒用导线通过一个电阻r 0接地，最初金属圆筒不带电．现有一电子枪对准金属圆桶中心O 射出电子束，电子束从静止开始经过加速电场后垂直于左边界MN 向右射入磁场区，已知电子质量为m ，电量为e ．电子重力忽略不计．求：(1)最初金属圆筒不带电时，则a ．当加速电压为U 时，电子进入磁场时的速度大小；b ．加速电压满足什么条件时，电子能够打到圆筒上； (2)若电子束以初速度v 0进入磁场，电子都能打到金属圆筒上(不会引起金属圆筒内原子能级跃迁)，则当金属圆筒上电量达到相对稳定时，测量得到通过电阻r 0的电流恒为I ，忽略运动电子间的相互作用和金属筒的电阻，求此时金属圆筒的电势φ和金属圆筒的发热功率P ．(取大地电势为零) 【知识点】电功率和焦耳定律带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动 【试题解析】（1）a ．设电子经过电场加速后的速度为v1 由动能定理得b ．令电子恰好打在圆筒上时，加速电压为U0，设电子进入磁场时速度为v2，轨道半径为r ，做出电子的轨迹如图所示，O2为轨道的圆心。