2014年西城区高三上册物理期末考试试卷（带答案）

北京市西城区2014—2013学年度第一学期期末试卷
高三物理 2013.1
本试卷分第一卷（）和第二卷（非）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
D．A、B两点间的电势差 = ?5.0V
2.一频闪仪每隔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
A．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
3.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，
A．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
A．1.0A、20Hz B． A、20Hz
C． A、10Hz D．1.0A、10Hz
6.一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F＜Mg的时间段为
A．1~8s内 B．8~9s内
C．15~16s内 D．16~23s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
A． B．
C． D．
8.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
A．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
9.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
A．t = 0.8s，振子的速度方向向左
B．t = 0.2s时，振子在O点右侧6cm处
C．t = 0.4s和t = 1.2s时，振子的加速度完全相同
D．t = 0.4s到t = 0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小
10.如图所示，质量为m的物体A在竖直向上的力F（FA．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
11.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Ｏ、M、N三点的电场强度E和电势φ的判定正确的是
A．EM < EO B．φM < φO
C．EN < EO D．φN < φO
12.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ω。下面给出ω的四个表达式中只有一个是合理的。根据你的判断，ω的合理表达式应为
A．
B．
C．
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）
13.一列波源在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8cm
D．这列波的波速为4.00m/s
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B
B．用电器中的电流方向从B到A
C．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
15.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L
C．只增大高度dD．只增大尘埃被吸入水平速度v0
16.如图1所示，物体以一定初速度从倾角α=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
A．物体的质量m = 0.67kg
B．物体与斜面间的动摩擦因数μ = 0.40
C．物体上升过程的加速度大小a = 10m/s2
D．物体回到斜面底端时的动能Ek = 10J
第二卷 （，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；
（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。
（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；
（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；
（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。
北京市西城区2014—2013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）
1．B2．A3．C4．B5．D6．D
7．B8．C9．A10．A11．D12．A
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）
13．BD14．ACD15．AB16．CD
三、
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】
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=2.0Ω 【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：vn≥v0 【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：
【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α，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】


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