北京市2018届高三上学期期中考试物理试卷

如图所示，一质量为的金属球，固定在一轻质细钢丝下端，能绕悬挂点在竖直平面内转动．整个装置能自动随着风的转向而转动，使风总沿水平方向吹向小球．无风时钢丝自然下垂，有风时钢丝将偏离竖直方向一定角度，角的大小与风力的大小有关．下列关于风力与角的关系式，正确的是（　　 ）

A. 　　 B. 　　 C. 　　 D.

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如图所示，弹簧振子在、之间做简谐运动．以平衡位置为原点，建立轴，向右为轴正方向．若振子位于点时开始计时，则其振动图像和速度图像正确的是（　　 ）

A. 　　 B.

C. 　　 D.

难度: 简单查看答案及解析

一根通电直导线水平放置在地球赤道的上方，其中的电流方向为自西向东，该导线所受地磁场的安培力方向为（　　 ）

A. 水平向北　　 B. 水平向南　　 C. 竖直向上　　 D. 竖直向下

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如图甲所示， 是地球赤道上的一点，某时刻在的正上方有、、三颗轨道位于赤道平面的卫星，各卫星的运行方向均与地球自转方向（顺时针转动）相同，其中是地球同步卫星．从该时刻起，经过时间（已知时间均小于三颗卫星的运行周期），在乙图中各卫星相对的位置最接近实际的是（　　 ）

A. 　　 B.

C. 　　 D.

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如图所示电路中，电源电动势为，内阻为，电动机内阻为．当开关闭合，电动机正常工作时，滑动变阻器接入电路中的电阻为，电动机两端的电压为，通过电动机的电流为．电动机的输出功率等于（　　 ）

A. 　　 B. 　　 C. 　　 D.

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如图， 为桥墩， 为靠近桥墩浮在水面上的叶片，波源连续振动，形成水波，此时叶片静止不动．为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（　　 ）

A. 提高波源频率　　 B. 降低波源频率

C. 增加波源距桥墩的距离　　 D. 减小波源距桥墩的距离

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将一个物体以初动能竖直向上抛出，落回地面时物体的动能为．设空气阻力恒定，如果将它以初动能竖直上抛，则它在上升到最高点的过程中，重力势能变化了（　　 ）

A. 　　 B. 　　 C. 　　 D.

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由高压水枪中竖直向上喷出的水柱，将一个质量为的小铁盒开口向下顶在空中，如图所示，已知水的密度为，以恒定速率从横截面积为的水枪中持续喷出，向上运动并冲击小铁盒后，以不变的速率竖直返回，水与铁盒作用时这部分水所受重力可忽略不计，下列说法正确的是（　　 ）

A. 水到达铁盒底部速度的大小

B. 水到达铁盒底部速度的大小

C. 铁盒到水枪口的高度

D. 铁盒到水枪口的高度

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把小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至位置，如图甲所示．迅速松手后，球升高至最高位置（图丙），途中经过位置时弹簧正处于原长（图乙）．忽略弹簧的质量和空气阻力．则小球从运动到的过程中，下列说法正确的是（　　 ）

A. 小球的速度先增大后减小　　 B. 小球的加速度一直减小

C. 小球的机械能一直增大　　 D. 小球一直处于失重状态

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如图所示的匀强电场的区域内，由、、、、、、、作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面垂直．下列说法正确的是（　　 ）

A. 两点间电势差与两点间电势差相等

B. 带正电的粒子从点沿路径移到点，电场力做正功

C. 带负电的粒子从点沿路径移到点，电势能减小

D. 带电粒子从点移到点，沿对角线与沿路径电场力做功相同

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如图所示，两个皮带轮顺时针转动，带动水平传送带以不变的速率运行．将质量为的物体（可视为质点）轻轻放在传送带左端，经时间后，的速度变为，再经过时间后，到达传送带右端．传送带与物体间的动摩擦因数，则（　　 ）

A. 物体由传送带左端到右端的平均速度为

B. 传送带对物体做的功为

C. 传送带克服物体对它的摩擦力所做的功为

D. 为了传送货物电动机增加的功率为

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自然界中某个量的变化量，与发生这个变化所用时间的比值，叫做这个量的变化率．下列说法正确的是（　　 ）

A. 若表示某质点做平抛运动的速度，则是恒定不变的

B. 若表示某质点做匀速圆周运动的动量，则是变化的

C. 若表示某质点的动能，则越大，质点所受外力做的总功就越多

D. 若表示静电场中某点的电势，则越大，该电场的电场强度就越大

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在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用交流电源的频率是，打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况．下图为某次实验打出的一条纸带，其中、、、为依次选中的计数点（各相邻计数点之间有四个点迹）．根据图中标出的数据可知，打点计时器在打出计数点时小车的速度大小为____________________，小车做匀加速直线运动的加速度大小为__________．（计算结果均保留位有效数字）

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某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小灯泡（额定电压，额定电流）；电压表V（量程，内阻）；电流表A（量程，内阻）；固定电阻（阻值）；滑动变阻器（阻值）；电源（电动势，内阻不计）；开关；导线若干．

（1）实验中，电压表的量程偏小，需要将电压表与固定电阻串联，改装后的电压表的量程为_______．

（2）实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图________．

（3）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示．由实验曲线可知，当小灯泡两端的电压为时，小灯泡的电阻为__________ （保留两位有效数字），随着小灯泡两端电压的增加小灯泡的电阻__________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）．

（4）用另一电源（电动势，内阻）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关，在的变化范围内，小灯泡的最小功率为__________ ．（结果均保留位小数）

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如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求：

（1）匀强电场场强E的大小；

（2）粒子从电场射出时速度ν的大小；

（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。

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在物理学中，常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究问题．如在牛顿发现万有引力定律一百多年后，卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量G的数值，如图所示是卡文迪许扭秤实验示意图．卡文迪许的实验常被称为是“称量地球质量”的实验，因为由G的数值及其它已知量，就可计算出地球的质量，卡文迪许也因此被誉为第一个称量地球的人．

（1）若在某次实验中，卡文迪许测出质量分别为m1、m2相距为r的两个小球之间引力的大小为F，求万有引力常量G；

（2）若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球自转的影响，请推导出地球质量及地球平均密度的表达式．

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如图所示，在竖直面内有一个光滑弧形轨道，其末端水平，且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切，并平滑连接． 、两滑块（可视为质点）用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧．两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，其中前面的滑块沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点．已知圆形轨道的半径，滑块的质量．滑块的质量，两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度，重力加速度取，空气阻力可忽略不计．求：

（1）、两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小．

（2）滑块被弹簧弹开时的速度大小．

（3）弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能．

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打印机是办公的常用工具，喷墨打印机是其中的一种．喷墨打印机的工作原理简化图如图所示．其中墨盒可以喷出半径约为的墨汁微滴，大量的墨汁微滴经过带电室时被带上负电荷，成为带电微粒．墨汁微滴所带电荷量的多少由计算机的输入信号按照文字的排列规律进行控制．带电后的微滴以一定的初速度进入由两块平行带电金属板形成的偏转电场中，微滴经过电场的作用发生偏转后打在纸面上，显示出字体．若某种喷墨打印机的偏转电场极板长度为，两板间的距离为，偏转电场极板的右端距纸面的距离为，某个带电微滴的质量为，沿两板间的中心线以初速度进入偏转电场．偏转电场两极板间电压为．该微滴离开电场时的速度大小为，不计微滴受到的重力和空气阻力影响，忽略电场边沿场强的不均匀性．

（1）该带电微滴所带的电荷量．

（2）该带电微滴到达纸面时偏离原入射方向的距离．

（3）在微滴的质量和所带电荷量以及进入电场的初速度均一定的条件下，分析决定打印在纸上字体大小的因素有哪些？若要使纸上的字体高度放大，可以采取的措施是什么？

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如图所示，可视为质点的物块、、放在倾角为、长的固定斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数， 与紧靠在一起， 紧靠在固定挡板上，物块的质量分别为、，其中不带电， 、的带电量分别为、，且保持不变．开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用．如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为，则相距为时，两点电荷具有的电势能可表示为．现给施加一平行于斜面向上的力，使在斜面上作加速度大小为的匀加速直线运动，经过时间物体、分离并且力变为恒力．当运动到斜面顶端时撤去力．已知静电力常量， ， ， ．求：

（1）未施加力时物块、间的距离．

（2）时间内库仑力（电场力）做的功．

（3）力对物块做的总功．

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质量为的飞机模型，在水平跑道上由静止匀加速起飞，假定起飞过程中受到的平均阻力恒为飞机所受重力的倍，发动机牵引力恒为，离开地面起飞时的速度为，重力加速度为．求：

（1）飞机模型的起飞距离（离开地面前的运动距离）以及起飞过程中平均阻力的冲量．

（2）若飞机起飞利用电磁弹射技术，将大大缩短起飞距离．图甲为电磁弹射装置的原理简化示意图，与飞机连接的金属块（图中未画出）可以澡两根相互靠近且平行的导轨无摩擦滑动．使用前先给电容为的大容量电容器充电，弹射飞机时，电容器释放储存电能所产生的强大电流从一根导轨流入，经过金属块，再从另一根导轨流出；导轨中的强大电流形成的磁场使金属块受磁场力而加速，从而推动飞机起飞．

①在图乙中画出电源向电容器充电过程中电容器两极板间电压与极板上所带电荷量的图象，在此基础上求电容器充电电压为时储存的电能．

②当电容器充电电压为时弹射上述飞机模型，在电磁弹射装置与飞机发动机同时工作的情况下，可使起飞距离缩短为．若金属块推动飞机所做的功与电容器释放电能的比值为，飞机发动的牵引力及受到的平均阻力不变．求完成此次弹射后电容器剩余的电能．

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