北京市西城区2012-2013高三上学期期末考试物理试题及答案.doc

北京市西城区20122013学年度第一学期期末试卷 高三物理 2013.1 本试卷分第一卷（选择题）和第二卷（非选择题）两部分。共100分。考试时间为120分钟。第一卷（选择题，共48分）一、 单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一个选项正确）1. 下列物理量的“”号表示方向的是A室外气温t = 5.0 B物体的速度v = 2.0m/s C物体的重力势能Ep = 12.0J DA、B两点间的电势差= 5.0V2. 一频闪仪每隔0.04秒发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的小球，于是胶片上记录了小球在几个闪光时刻的位置。下图是小球从A点运动到B点的频闪照片示意图。由图可以判断，小球在此运动过程中ABA速度越来越小 B速度越来越大C受到的合力为零 D受到合力的方向由A点指向B点vSNG3. 如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。当磁铁向下运动（但未插入线圈内部）时，线圈中 A没有感应电流 B感应电流的方向与图中箭头方向相反C感应电流的方向与图中箭头方向相同D感应电流的方向不能确定4. 实验室常用到磁电式电流表。其结构可简化为如图所示的模型，最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，为线圈的转轴。忽略线圈转动中的摩擦。当静止的线圈中突然通有如图所示方向的电流时，顺着的方向看， OSNOA线圈保持静止状态 B线圈开始沿顺时针方向转动C线圈开始沿逆时针方向转动 D线圈既可能顺时针方向转动，也可能逆时针方向转动5. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，电阻，原线圈两端接一正弦式交变电流，电压u随时间t变化的规律为（V），时间t的单位是s。那么，通过电阻R的电流有效值和频率分别为uRA1.0A、20Hz BA、20Hz CA、10Hz D1.0A、10Hz6. 一座大楼中有一部直通高层的客运电梯，电梯的简化模型如图1所示。已知电梯在t = 0时由静止开始上升，电梯的加速度a随时间t的变化如图2所示。如图1所示，一质量为M的乘客站在电梯里，电梯对乘客的支持力为F。根据a-t可以判断，力F大小不变，且FMg的时间段为图1电梯a/ms-2 1.0 0 -1.0 1 8 9 15 16 23 24 图2t/s A18s内 B89s内 C1516s内 D1623s内7. 如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I。图线上点A的坐标为（U1，I1），过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2。小灯泡两端电压为U1时，电阻等于UIOI1U1AI2A B C D8. 如图所示，电路中RT为热敏电阻，R1和R2为定值电阻。当温度升高时，RT阻值变小。开关S闭合后，RT的温度升高，则下列物理量中变小的是 R1SR2RTtoA通过RT的电流 B通过R1的电流C通过R2的电流 D电容器两极板间的电场强度图21.6-12012x/cmt/s0.89. 如图1所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是图1ABOAt = 0.8s，振子的速度方向向左 Bt = 0.2s时，振子在O点右侧6cm处Ct = 0.4s和t = 1.2s时，振子的加速度完全相同 Dt = 0.4s到t = 0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小FA10. 如图所示，质量为m的物体A在竖直向上的力F（Fmg）作用下静止于斜面上。若减小力F，则A物体A所受合力不变 B斜面对物体A的支持力不变C斜面对物体A的摩擦力不变 D斜面对物体A的摩擦力可能为零MBAON11. 如图所示，在A、B两点分别放置两个电荷量相等的正点电荷，O点为A、B连线中点，M点位于A、B连线上，N点位于A、B连线的中垂线上。则关于、M、N三点的电场强度E和电势的判定正确的是AEM EO BM O CEN EO DN O12. 如图所示，在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点O在水平面上自由转动。一颗子弹以垂直于杆的水平速度v0击中静止木杆上的P点，并随木杆一起转动。已知木杆质量为M，长度为L；子弹质量为m，点P到点O的距离为x。忽略木杆与水平面间的摩擦。设子弹击中木杆后绕点O转动的角速度为。下面给出的四个表达式中只有一个是合理的。根据你的判断，的合理表达式应为v0xOPA BC D二、 不定项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确。全部选对的得3分，选对但不全的得1分，不选或有选错的得0分）-505y/cmx/cm4812P13. 一列波源在x=0处的简谐波，沿x轴正方向传播，周期为0.02s，t0时刻的波形如图所示。此时x=12cm处的质点P恰好开始振动。则A质点P开始振动时的方向沿y轴正方向B波源开始振动时的方向沿y轴负方向C此后一个周期内，质点P通过的路程为8cmD这列波的波速为4.00m/sA用电器B等离子体14. 磁流体发电是一项新兴技术。如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于发电机。把两个极板与用电器相连，则A用电器中的电流方向从A到BB用电器中的电流方向从B到AC若只增强磁场，发电机的电动势增大D若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大图2图1Ldbv015. 某同学设计了一种静电除尘装置，如图1所示，其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料。图2是装置的截面图，上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率，则下列措施可行的是A只增大电压UB只增大长度LC只增大高度dD只增大尘埃被吸入水平速度v0h/mE机/J02.030501.03.0图216. 如图1所示，物体以一定初速度从倾角=37的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0m。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化如图2所示。g = 10m/s2，sin37 = 0.60，cos37 = 0.80。则v0图1A物体的质量m = 0.67kgB物体与斜面间的动摩擦因数 = 0.40C物体上升过程的加速度大小a = 10m/s2D物体回到斜面底端时的动能Ek = 10J第二卷 （计算题，共52分）解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。17. （9分）如图所示为半径R=0.50m的四分之一圆弧轨道，底端距水平地面的高度h=0.45m。一质量m=1.0kg的小滑块从圆弧轨道顶端A由静止释放，到达轨道底端B点的速度v = 2.0m/s。忽略空气的阻力。取g=10m/s2。求：（1）小滑块在圆弧轨道底端B点受到的支持力大小FN；（2）小滑块由A到B的过程中，克服摩擦力所做的功W；OABhR A（3）小滑块落地点与B点的水平距离x。18. （6分）已知地球质量为M，半径为R ，自转周期为T，引力常量为G。如图所示，A为在地面附近绕地球做匀速圆周运动的卫星，B为地球的同步卫星。BRA（1）求卫星A运动的速度大小v；（2）求卫星B到地面的高度h。19. （12分）如图1所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m。导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为B。金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连。不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为g。现在闭合开关S，将金属棒由静止释放。（1）判断金属棒ab中电流的方向；（2）若电阻箱R2接入电路的阻值为0，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻上产生的焦耳热Q；2.060300R2/SR2R1PMNQaB图2图1bvm/(ms-1)（3）当B=0.40T，L=0.50m，37时，金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系，如图2所示。取g = 10m/s2，sin37= 0.60，cos37= 0.80。求阻值R1和金属棒的质量m。20. （12分）如图所示，一质量M=1.0kg的砂摆，用轻绳悬于天花板上O点。另有一玩具枪能连续发射质量m=0.01kg、速度v=4.0m/s的小钢珠。现将砂摆拉离平衡位置，由高h=0.20m处无初速度释放，恰在砂摆向右摆到最低点时，玩具枪发射的第一颗小钢珠水平向左射入砂摆，二者在极短时间内达到共同速度。不计空气阻力，取g =10m/s2。（1）求第一颗小钢珠射入砂摆前的瞬间，砂摆的速度大小v0；（2）求第一颗小钢珠射入砂摆后的瞬间，砂摆的速度大小v1；hvO（3）第一颗小钢珠射入后，每当砂摆向左运动到最低点时，都有一颗同样的小钢珠水平向左射入砂摆，并留在砂摆中。当第n颗小钢珠射入后，砂摆能达到初始释放的高度h，求n。21. （13分）如图1所示，在x轴上0到d范围内存在电场（图中未画出），x轴上各点的电场沿着x轴正方向，并且电场强度大小E随x的分布如图2所示；在x轴上d到2d范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m，电量为的粒子沿x轴正方向以某一初速度从O点进入电场，最终粒子恰从坐标为（2d，）的P点离开磁场。不计粒子重力。（1）求在x=0.5d处，粒子的加速度大小a； （2）求粒子在磁场中运动时间t；（3）类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由v-t图像求位移的方法。请你借鉴此方法，并结合其他物理知识，求电场对粒子的冲量大小I。EddOOdx图1BE图2yxE0P北京市西城区20122013学年度第一学期期末试卷 高三物理参考答案及评分标准 2013.1一、单项选择题（每小题3分）1B2A3C4B5D6D7B8C9A10A11D12A二、多项选择题（全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）13BD14ACD15AB16CDmgFN三、计算题17（9分）解：（1）根据牛顿第二定律， 【2分】解得： 【1分】（2）根据动能定理， 【2分】 解得： 【1分】（3）水平方向： 【1分】竖直方向： 【1分】 解得： 【1分】18（6分）解：（1）对卫星A，由牛顿第二定律 【2分】 解得： 【1分】（2）对卫星B，设它到地面高度为h，同理 【2分】解得： 【1分】19（12分）解：（1）由右手定则，金属棒ab中的电流方向为b到a 【2分】（2）由能量守恒，金属棒减小的重力势能等于增加的动能和电路中产生的焦耳热 【2分】mgbFNFB解得： 【1分】（3）设最大速度为v，切割磁感线产生的感应电动势 由闭合电路的欧姆定律： 【1分】从b端向a端看，金属棒受力如图：金属棒达到最大速度时满足 【1分】由以上三式得： 【1分】由图像可知：斜率，纵截距v0=30m/s，所以得到：= v0 【1分】k 【1分】解得：R1=2.0 【1分】m=0.1kg 【1分】20（12分）解：（1）砂摆从释放到最低点，由动能定理： 【2分】解得： 【1分】（2）小钢球打入砂摆过程，由动量守恒定律，以右为正方向 【2分】解得： 【1分】（3）第2颗小钢球打入过程，由动量守恒定律，以左为正方向 第3颗小钢球打入过程，同理第n颗小钢球打入过程，同理联立各式得： 【3分】解得： 【1分】当第n颗小钢球射入后，砂摆要能达到初始释放的位置，砂摆速度满足：vnv0 【1分】解得： 【1分】所以，当第4颗小钢球射入砂摆后，砂摆能达到初始释放的高度。21（13分）解：（1）由图像，x=0.5d处，电场强度为E=0.5E0，由牛顿第二定律得：BxdR 【2分】 解得： 【1分】（2）在磁场中运动轨迹如图，设半径为R，由几何关系 解得：R= 【1分】设圆弧所对圆心为，满足： 解得： 【1分】粒子在磁场中做圆周运动，设在磁场中运动的周期为T，粒子在磁场的运动速率为v，圆运动半径为 R，有： 【1分】粒子运动的周期 【1分】所以，粒子在磁场中运动时间 【1分】（3）粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得：，又粒子做圆周运动的半径R=解得粒子在磁场中的运动速度 【1分】由图像可知，电场中电场力对粒子做功W= 【1分】设粒子进入电场时的初速度为v0根据动能定理： 【1分】解得： 【1分】根据动量定理： 【1分】