2013西城期末试题及答案

高三物理第一学期期末试卷第1页（共11页）北京市西城区2012—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（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/sC．物体的重力势能Ep=–12.0JD．A、B两点间的电势差UAB=–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，OO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OO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ABOSNO′vSNG高三物理第一学期期末试卷第2页（共11页）5.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，电阻0.55R，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tuπ20sin2110（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、20HzB．2A、20HzC．2A、10HzD．1.0A、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。根据图2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．11UIB．11IUC．21IUD．211IIU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uRR1SR2RTto图1电梯a/ms-21.00-1.018915162324图2t/sUIOI1U1AI2高三物理第一学期期末试卷第3页（共11页）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时，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（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连线的中点，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．EMEOB．φMφOC．ENEOD．φNφO12.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．22033mLMxxMvB．222033MLmxxmvC．22033MLmxxmvD．22033MxmLLmv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）MBAONFA图1ABO图21.6-12012x/cmt/s0.8v0xOP高三物理第一学期期末试卷第4页（共11页）图2图1Ldbv0v0h/mE机/J02.030501.03.0图2-505y/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/s14.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LC．只增大高度dD．只增大尘埃被吸入水平速度v016.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=0.67kgB．物体与斜面间的动摩擦因数μ=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=10JA用电器B等离子体v0图1α高三物理第一学期期末试卷第5页（共11页）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；（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。OABhRABRA高三物理第一学期期末试卷第6页（共11页）19.（12分）如图1所示，两根足够长的平行金属导轨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。求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m。2.060300R2/ΩSR2R1PMNααQaB图2图1bvm/(m·s-1)高三物理第一学期期末试卷第7页（共11页）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q的粒子沿x轴正方向以一定速度从O点进入电场，最终粒子恰从坐标为（2d，d33）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）求粒子在磁场中的运动时间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2yxE0PhvO高三物理第一学期期末试卷第8页（共11页）北京市西城区2012—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．D7．B8．C9．A10．A11．D12．C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、计算题17．（9分）解：（1）根据牛顿第二定律，RvmmgF2N【2分】解得：N18NF【1分】（2）根据动能定理，221mvWmgR【2分】解得：J3212mvmgRW【1分】（3）水平方向：xvt【1分】竖直方向：212hgt【1分】解得：m6.02ghvx【1分】18．（6分）解：（1）对卫星A，由牛顿第二定律RvmRMmG2A2A【2分】解得：RGMv【1分】（2）对卫星B，设它到地面高度为h，同理)()π2()(2B2BhRTmhRMmG【2分】解得：hRGMT322π4【1分】mgFN高三物理第一学期期末试卷第9页（共11页）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Qmvmgh221【2分】解得：221mvmghQ【1分】（3）设最大速度为v，切割磁感线产生的感应电动势BLvE由闭合电路的欧姆定律：21RREI【1分】从b端向a端看，金属棒受力如图