逍遥学能 2014-03-27 11:55
北京市石景山区2014届高三第一学期期末测试物理试题（纯word版）
（全卷考试时间：100分钟，满分：100分） 2014年1月
考生须知1．本试卷分为第Ⅰ卷、第Ⅱ卷和答题卡三部分；
2．认真填写学校、班级、姓名和学号；
3．考生一律用黑色签字笔在答题卡上按要求作答；
4．考试结束后，监考人员只收答题卡，试卷由学生自己保存供讲评用。
第Ⅰ卷（共36分）
一、本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1．一雨滴从足够高处竖直落下，下落一段时间后，突然遇到沿水平方向吹来的风，风速恒定．雨滴受到风力作用后，在较短时间内的运动轨迹如下图所示，其中可能正确的是
2．无级变速是在变速范围内任意连续地改变转速，性能优于传统的档位变速器．图1是截锥式无级变速模型示意图，两个锥轮中间有一个滚轮，主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动．当位于主动轮与从动轮之间的滚轮从左向右移动时从动轮转速降低，滚轮从右向左移动时从动轮转速增加．当滚轮位于主动轮直径D1，从动轮直径D2的位置上时，主动轮转速n1，从动轮转速n2之间的关系是
A. B.
C. D.
3．粗细均匀的电线架在A、B两根电线杆之间．由于热胀冷缩，电线在夏、冬两季呈现如图2所示的两种形状，若电线杆始终处于竖直状态，下列说法中正确的是
A．冬季，电线对电线杆的拉力较大
B．夏季，电线对电线杆的拉力较大
C．夏季与冬季，电线对电线杆的拉力一样大
D．夏季，杆对地面的压力较大
4．为了节约能源，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好先后经历了这两个过程，如图3所示．下列说法中正确的是
A．顾客始终处于超重状态
B．顾客始终受到三个力的作用
C．顾客受到扶梯作用力的方向先指向左下方，后竖直向下
D．顾客受到扶梯作用力的方向先指向右上方，后竖直向上
5．如图甲所示，放在光滑水平面上的木块受到两个水平力F1与F2的作用而静止不动．现保持Fl大小和方向不变，F2方向不变，使F2随时间均匀减小到零，再均匀增加到原来的大小，在这个过程中，能正确描述木块运动情况的图像是图乙中的
6．如图4所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上．一颗子弹水平射入木块A，并留在其中．在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是
A．动量守恒、机械能守恒
B．动量守恒、机械能不守恒
C．动量不守恒、机械能守恒
D．动量、机械能都不守恒
7．如图5所示，两颗“近地”卫星1和2都绕地球做匀速圆周运动，卫星2的轨道半径更大些．两颗卫星相比较，下列说法中正确的是
A．卫星2的向心加速度较大
B．卫星2的线速度较大
C．卫星2的周期较大
D．卫星2的角速度较大
8．图6中实线是一列简谐横波在某时刻的波形图，虚线是经过 0.2s 时该波的波形图．下列说法中正确的是
A．波源的振动周期可能是 0.8 s
B．波源的振动周期可能是 1.6 s
C．波速一定为 5 m/s
D．在任何一个周期内振动质点的位移都为 8 m
9．图甲中AB是某电场中的一条电场线．若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图像如图乙所示．关于A、B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法中正确的是
A．φA>φB，EA>EB
B．φA>φB，EA<EB
C．φA<φB，EA>EB
D．φA<φB，EA<EB
10．如图8所示，一导线弯成直径为d的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列说法中正确的是
A．感应电流的方向先沿顺时针方向，
后沿逆时针方向
B．CD段直导线始终不受安培力
C．感应电动势的最大值E = Bdv
D．感应电动势的平均值
11．如图9所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且共处于同一竖直平面内．若用图示方向的水平推力F作用于B，则两球静止于图示位置，如果将B稍向左推过一些，两球重新平衡时的情况与原来相比
A．推力F将增大
B．墙面对A的弹力增大
C．地面对B的弹力减小
D．两小球之间的距离增大
12．如图10所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为L，电流均为I，方向垂直纸面向里．已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度B = kI/r，其中k为常量．某时刻有一电荷量为q的带正电粒子经过原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，该粒子此时所受磁场力为
A．方向垂直纸面向外，大小为
B．方向指向x轴正方向，大小为
C．方向垂直纸面向外，大小为
D．方向指向x轴正方向，大小为
第Ⅱ卷（共64分）
二、本题共18分。
13．（10分）三个同学根据不同的实验条件，进行“探究平抛运动规律”的实验：
（1）甲同学采用图（1）所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 ．
（2）乙同学采用图（2）所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球 P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC = BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是 ．仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 ．
（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到图（3）所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为 1.25 cm，由图可求得拍摄时每隔__________s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为___________m/s ( g 取 9.8 m/s2)．
14. （8分）为了测定一叠层电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材：
A．电流表 G（满偏电流 10 mA，内阻 10 Ω）
B．电流表 A（0～0.6 A～3A，内阻未知）
C．滑动变阻器 R0（0～100Ω，1A）
D．定值电阻 R（阻值 990Ω）
E．开关与导线若干
（1）某同学根据现有的实验器材，设计了图甲所示的电路，请按照电路图在图乙上完成实物连线．
（2）图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用实验测出的数据绘出的 I1-I2 图线，I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数，由图线可以得到被测电池的电动势E= V ，内阻r = Ω．
三、本题共5小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．（8分）跳伞运动员从跳伞塔上跳下，当降落伞打开后，伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比，即f = kv2，已知比例系数k = 20 Ns2/m2，运动员和伞的总质量m = 72kg．设跳伞塔足够高，且运动员跳离塔后即打开伞，取g = 10 m/s2．
（1）求下落速度达到v = 3 m/s时，跳伞运动员的加速度大小；
（2）求跳伞运动员最终下落的速度；
（3）若跳伞塔高 h = 200 m，跳伞运动员在着地前已经做匀速运动，求从开始跳下到即将触地的过程中，伞和运动员损失的机械能．
16．（9分）如图13所示，倾角为θ的固定光滑斜面底部有一垂直斜面的固定档板C．劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与挡板C和质量为m的物体B连接，劲度系数为k2的轻弹簧两端分别与B和质量也为m的物体A连接，轻绳通过光滑滑轮Q与A和一轻质小桶P相连，轻绳AQ段与斜面平行，A和B均静止．现缓慢地向小桶P内加入细砂，当k1弹簧对挡板的弹力恰好为零时，求：
（1）小桶P内所加入的细砂质量；
（2）小桶下降的距离．
17．(9分) 如图14所示，在倾角为30°的斜面OA的左侧有一竖直档板，其上有一小孔P，OP = 0.5 m．现有一质量 m = 4×10－20 kg、电荷量 q = +2×10－14 C的粒子，从小孔以速度v0 = 3×104 m/s水平射向磁感应强度B = 0.2T、方向垂直纸面向外的圆形磁场区域，且在飞出磁场区域后能垂直打在OA面上，粒子重力不计．求：
（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径；
（2）粒子在磁场中运动的时间；
（3）圆形磁场区域的最小半径．
18．（9分）如图15所示，竖直平面内的光滑半圆形轨道MN的半径为R，MP为粗糙水平面．两个小物块A、B可视为质点，在半圆形轨道圆心O的正下方M处，处于静止状态．若A、B之间夹有少量炸药，炸药爆炸后，A恰能经过半圆形轨道的最高点N，而B到达的最远位置恰好是A在水平面上的落点．已知粗糙水平面与B之间的动摩擦因数为μ，求：
（1）A在轨道最高点的速度大小；
（2）B到达的最远位置离M点的距离；
（3）A与B的质量之比．
19．（11分）图甲为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（相当于一只理想的电流表）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图像．足够长光滑金属轨道电阻不计，倾角 θ = 30°．轨道上端连接有阻值 R = 1.0 Ω的定值电阻，金属杆MN电阻 r = 0.5 Ω，质量 m = 0.4 kg，杆长 L = 1.0 m．在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，让金属杆从图示位置由静止开始释放，此后计算机屏幕上显示出如图乙所示的I-t图像，设杆在整个运动过程中与轨道垂直，取 g = 10 m/s2．试求：
（1）t = 0.5 s 时电阻R的热功率；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）估算 0~1.2 s内通过电阻R的电荷量大小及在R上产生的焦耳热．
石景山区2013―2014学年第一学期期末考试
高三物理试题参考答案
一、（每小题3分，共36分） 2014年1月
题号123456789101112
答案CDADCBCACDDA
二、实验题（共18分）
13．（1）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动（2分）
（2）P、Q二球相碰（2分）
平抛运动在水平方向上是匀速运动（2分）
（3）0.036s或1/28s（2分） 0.7（2分）
14．（1）实物连接如右图(2分)
（2）9.0（3分） 10.0（3分）
三、（共5小题，共46分）
15．（8分）
（1）由牛顿第二定律 及 （2分）
（1分）
（2）跳伞员最后应做匀速运动，故有 （2分）
解得 （1分）
（3）损失的机械能 （1分）
（1分）
16．（9分）
初始状态，弹簧k2被压缩，对A mgsinθ=k2x2 (2分)
弹簧k1被压缩，对B mgsinθ+k2x2= k1x1 （2分）
当弹簧k1对挡板的弹力恰好为零时，k1恢复原长，k2被拉长，对B
mgsinθ=k2x2/ (2分)
对A F=mgsinθ+k2x2/ （1分）
对P F=Mg
（1）故细砂的质量为M=2msinθ （1分）
（2）小桶下降的距离 x=x1+ x2+x2/= 2mgsinθ/k1+2mgsinθ/k2 （1分）
17．（9分）
（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
(2分)
解得 R=0.3ｍ （1分）
（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心角为60°，运动的时间为T/6，
又，粒子在磁场中运动的时间为 （2分）
解得 t=1.0×10-5s （1分）
（3）圆形磁场区域的最小半径rmin==0.15m （3分）
18．（9分）
（1）A恰能经过半圆形轨道的最高点
解得 （2分）
（2）A做平抛运动，由平抛运动规律
B到达的最远位置离M点的距离即为 x=2R （3分）
（3）炸药爆炸过程由动量守恒定律 （1分）
A上升到N的过程，由机械能守恒定律 （1分）
对B，由动能定理 （1分）
解得 （1分）
19．（11分）
（1）由I-t图像可知当t=0.5s时，I=1.10A （1分）
（2分）
（2）由图知，当金属杆达到稳定运动时的电流为1.60A （1分）
杆受力平衡 （1分）
解得 （2分）
（3）1.2s内通过电阻的电量为图线与t轴包围的面积，由图知，总格数为130格，（126~133格均正确）
由图知，1.2s末杆的电流I=1.50A
由于 求得
又
，求得
（4分）