北京市西城区高三物理期末.docx

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北京市西城区高三物理期末

北京市西城区2015—2016学年度第一学期期末试卷

高三物理2016.1

试卷满分:

100分考试时间:

120分钟

第一卷（共48分）

一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。

）

1．关于某个物体受到的力与运动的关系，下列说法正确的是

A.物体受到的合力为零，速度一定为零

B.物体受到的合力恒定，速度一定恒定

C.物体受到的合力越大，速度一定越大

D.物体受到的合力越大，加速度一定越大

2．关于机械振动和机械波，下列说法正确的是

A．有机械振动必有机械波

B．声音在空气中传播时是横波

C．在机械波的传播中质点并不随波迁移

D．质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上

3.如图所示，汽车在一水平公路上转弯时，汽车的运动可视为匀速圆周运动的一部分。

下列关于汽车转弯时的说法正确的是

A．汽车处于平衡状态

B．汽车的向心力由重力提供

C．汽车的向心力由支持力提供

D．汽车的向心力由摩擦力提供

4．在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小。

仪器中有一根轻质金属丝悬挂

着一个金属球，无风时金属球自由下垂，当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度并保持恒定，如图所示。

关于风力大小F与小球质量m、偏角θ之间的关系，下列关系中正确的是

A．F=mgtanθB．F=mgsinθ

C．

D．

5.某同学站在体重计上，通过做下蹲、起立的动作来探究超重和失重现

象。

下列说法正确的是

A．下蹲过程中人始终处于超重状态

B．起立过程中人始终处于超重状态

C．下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态

D．起立过程中人先处于超重状态后处于失重状态

6.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动。

振子的位

移x随时间t的变化图象如图乙所示。

下列判断正确的是

A．0.4s时振子的加速度为零

B．0.8s时振子的速度最大

C．0.4s和1.2s时振子的加速度相同

D．0.8s和1.6s时振子的速度相同

7．如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。

一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。

下列判断正确的是

A．a点场强小于b点场强

B．a点电势大于b点电势

C．带电粒子从a到b动能减小

D．带电粒子从a到b电势能减小

8．如图所示，用理想变压器为一个“6V、12W”的小灯泡供电，变压器原线圈中的输入

电压为220V。

闭合开关S，小灯泡恰好正常发光。

则下列说法中错误的是

A．变压器原副线圈的匝数之比为110:

3

B．变压器原线圈中的输入电流为2A

C．变压器原线圈中的输入功率为12W

D．变压器副线圈中的输出功率为12W

9.如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。

实验中保持极板上的电荷量Q不变。

设电容器两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。

下列关于实验现象的描述正确的是

A．保持S不变，增大d，则θ变大

B．保持S不变，减小d，则θ不变

C．保持d不变，减小S，则θ变小

D．保持S、d不变，在两板间插入电介质，则θ变大

10.如图所示，在真空中有一对带电的平行金属板水平放置。

一带电粒子沿平行于板面的方向，从左侧两极板中央射入电场中，恰能从右侧极板边缘处离开电场。

不计粒子重力。

若可以改变某个量，下列哪种变化，仍能确保粒子一定飞出电场

A．只增大粒子的带电量

B．只增大电场强度

C．只减小粒子的比荷

D．只减小粒子的入射速度

11.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构示意图。

由电子枪产生电子束，玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。

前后两个励磁线圈之间产生匀强磁场，磁场方向与两个线圈中心的连线平行。

电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压U和励磁线圈的电流I来调节。

适当调节U和I，玻璃泡中就会出现电子束的圆形径迹。

下列调节方式中，一定能让圆形径迹半径增大的是

A．同时增大U和IB．同时减小U和I

C．增大U，减小ID．减小U，增大I

12.如图所示为一个多量程多用电表的简化电路图。

单刀

多掷开关S可以与不同接点连接。

下列说法正确的是

A．当S接1或2时为直流电流档，接1时量程较小

B．当S接1或2时为直流电压档，接1时量程较大

C．当S接3或4时为直流电流档，接3时量程较大

D．当S接5或6时为直流电压档，接5时量程较小

二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。

每小题全部选对的得3分，

选对但不全的得1分，有选错的得0分。

）

13．两辆汽车在一条东西方向的平直公路上行驶，以向东为正方

向，两辆汽车的v-t图象如图所示。

由图可知

A．两辆汽车都向东行驶

B．乙车做匀减速直线运动

C．6s时甲车的速度大于乙车

D．0~7s内甲车的位移大于乙车

14.如图所示为一台小型发电机示意图，磁场为水平方向。

当线圈转到如图所示的水平位

置时，下列判断正确的是

A．通过线圈的磁通量最大

B．通过线圈的磁通量为零

C．线圈中产生的电动势最大

D．线圈中产生的电动势为零

15.如图所示，光滑绝缘的水平面上，一个边长为L的正方形金属框，在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图的有界匀强磁场区域。

磁场区域的宽度为d（d>L）。

已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零。

则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，下列分析正确的是

A．线框中产生的感应电流方向相反

B．所受的安培力方向相反

C．两过程所用时间相等

D．进入磁场的过程中线框产生的热量较少

16．如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内，左右两端点等高，分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中。

两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放。

M、N为轨道的最低点。

则下列分析正确的是

A．两个小球到达轨道最低点的速度vM

B．两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力FM>FN

C．小球第一次到达M点的时间小于小球第一次到达N点的时间

D．磁场中小球能到达轨道另一端最高处，电场中小球不能到达轨道另一端最高处

第二卷（共52分）

三、计算题（本题共5小题。

解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。

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，斜面AC长L=1m，倾角θ=37°，CD段为与斜面平滑连接的水平地面。

一个质量m=2kg的小物块从斜面顶端A由静止开始滑下。

小物块与斜面、地面间的动

摩擦因数均为μ=0.5。

不计空气阻力，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

求：

（1）小物块在斜面上运动时的加速度大小a；　　　

（2）小物块滑到斜面底端C点时的速度大小v；

（3）小物块在水平地面上滑行的最远距离x。

18.（9分）

宇航员驾驶宇宙飞船到达月球，他在月球表面做了一个实验：

在离月球表面高度为

h处，将一小球以初速度v0水平抛出，水平射程为x。

已知月球的半径为R，万有引力

常量为G。

不考虑月球自转的影响。

求：

（1）月球表面的重力加速度大小g0；

（2）月球的质量M；

（3）飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度v。

19.（11分）

如图所示，两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计。

水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。

导体棒a与b的质量均为m，电阻值分别为Ra=R，Rb=2R。

b棒放置在水平导轨上足够远处，a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放。

运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g。

（1）求a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向；

（2）求最终稳定时两棒的速度大小；

（3）从a棒开始下落到最终稳定的过程中，求b棒上产生的内能。

20.（11分）

如图1所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一小球（可视为质点），弹簧处于原长时小球位于O点。

将小球从O点由静止释放，小球沿竖直方向在OP之间做往复运动，如图2所示。

小球运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。

不计空气阻力，重力加速度为g。

（1）在小球运动的过程中，经过某一位置A时动能为Ek1，重力势能为EP1，弹簧弹性势能为E弹1，经过另一位置B时动能为Ek2，重力势能为EP2，弹簧弹性势能为E弹2。

请根据功是能量转化的量度，证明：

小球由A运动到B的过程中，小球、弹簧和地球组成的物体系统机械能守恒；

（2）已知弹簧劲度系数为k。

以O点为坐标原点，竖直向下为x轴正方向，建立一维坐标系O-x，如图2所示。

a.请在图3中画出小球从O运动到P的过程中，弹簧弹力的大小F随相对于O点的位移x变化的图象。

根据F-x图象求：

小球从O运动到任意位置x的过程中弹力所做的功W，以及小球在此位置时弹簧的弹性势能E弹；

b.已知小球质量为m。

求小球经过OP中点时瞬时速度的大小v。

21.（12分）

在粒子物理学的研究中，经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。

一粒子

源产生离子束，已知离子质量为m，电荷量为+e。

不计离子重力以及离子间的相互作

用力。

（1）如图1所示为一速度选择器，两平行金属板水平放置，电场强度E与磁感应强度B相互垂直。

让粒子源射出的离子沿平行于极板方向进入速度选择器。

求能沿图中虚线路径通过速度选择器的离子的速度大小v。

（2）如图2所示为竖直放置的两平行金属板A、B，两板中间均开有小孔，两板之间的电压UAB随时间的变化规律如图3所示。

假设从速度选择器出来的离子动能为Ek=100eV，让这些离子沿垂直极板方向进入两板之间。

两极板距离很近，离子通过两板间的时间可以忽略不计。

设每秒从速度选择器射出的离子数为N0=5×1015个，已知e=1.6×10-19C。

从B板小孔飞出的离子束可等效为一电流，求从

t=0到t=0.4s时间内，从B板小孔飞出的离子产生的平均电流I。

（3）接

（1），若在图1中速度选择器的上极板中间开一小孔，如图4所示。

将粒子源产生的离子束中速度为0的离子，从上极板小孔处释放，离子恰好能到达下极板。

求离子到达下极板时的速度大小v，以及两极板间的距离d。

北京市西城区2015—2016学年度第一学期期末试卷

高三物理参考答案及评分标准2016．1

一、单项选择题（每小题3分。

）

1.D2.C3.D4.A5.D6.B7.C8.B9.A10.C11.C

12.D

二、多项选择题（每小题全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。

）

13.ABC14.BC15.AD16.BCD

三、计算题

17．（9分）

解：

（1）根据牛顿第二定律　mgsinθ－μmgcosθ=ma（2分）

　　　　解得a=2m/s2　（1分）

（2）根据匀变速直线运动规律

（2分）

解得　　　　　　　v=2m/s　　　（1分）

（3）根据动能定理　　

（2分）

　解得　　　x=0.4m　　　　　　（1分）

18．（9分）设飞船质量为m

解：

（1）设小球落地时间为t，根据平抛运动规律

水平方向

（1分）

竖直方向

（1分）

解得

（1分）

（2）在月球表面忽略地球自转时有

（2分）

解得月球质量

（1分）

（3）由万有引力定律和牛顿第二定律

（2分）

解得

（1分）

19.（11分）

解：

（1）设a棒刚进入磁场时的速度为v，从开始下落到进入磁场

根据机械能守恒定律

（1分）

a棒切割磁感线产生感应电动势E=BLv（1分）

根据闭合电路欧姆定律

（1分）

a棒受到的安培力F=BIL（1分）

联立以上各式解得

方向水平向左（1分）

（注：

或方向与速度方向相反。

若方向错或没答方向均扣1分）

（2）设两棒最后稳定时的速度为v′，从a棒开始下落到两棒速度达到稳定

根据动量守恒定律mv=2mv′（2分）

解得

（1分）

（3）设a棒产生的内能为Ea，b棒产生的内能为Eb

根据能量守恒定律

（1分）

两棒串联内能与电阻成正比Eb=2Ea（1分）

解得

（1分）

20.（11分）

解：

（1）设重力做的功为WG，弹力做的功为W弹

根据动能定理WG+W弹=Ek2-Ek1（1分）

由重力做功与重力势能的关系WG=Ep1–Ep2（1分）

由弹力做功与弹性势能的关系W弹=E弹1-E弹2（1分）

联立以上三式可得Ek1+Ep1+E弹1=Ek2+Ep2+E弹2（1分）

（2）a.F-x图象如右图所示（1分）

图中的图线和x轴围成的面积表示功的大小

所以弹力做功为

（注：

没有负号扣1分）（2分）

由弹力做功与弹性势能的关系W弹=0-E弹

解得

（1分）

b.小球由O点到OP中点，根据动能定理

（1分）

小球由O点到P点，根据机械能守恒定律

（1分）

解得

（1分）

21.（12分）

解：

（1）离子做匀速直线运动，根据受力平衡

Ee=Bev（2分）

解得

（1分）

（2）A、B之间加正向电压时，离子能够通过B板小孔；A、B之间加反向电压时，电

场力对离子做负功，电压小于100V时，离子能够通过B板小孔。

由此可知，有离子通过B板小孔的时间t′=0.3s（1分）

通过B板小孔的离子数N′=Nt′=1.5×1015个（1分）

根据

（1分）

代入数据解得平均电流I=6×10-4A（1分）

（3）由题意可知，离子到达下极板时的速度方向为水平方向

根据动能定理

（1分）

设某时刻离子竖直方向速度为vy。

在很短时间

内，离子在竖直方向通过的距离为vy△t，在水平方向受到的冲量为evyB△t。

离子从开始运动至到达下极板的过程

水平方向，根据动量定理∑evyB△t=mv（1分）

竖直方向，根据运动学规律∑vy△t=d（1分）

联立以上各式解得

（1分）

（1分）