北京市东城区普通高中示范校届高三综合测试物理试题.docx

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北京市东城区普通高中示范校届高三综合测试物理试题

北京市东城区普通高中示范校2013届高三12月综合测试

高三物理2012.12

命题学校：

北京市东直门中学

一，本题共12小题，每小题4分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。

全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得零分。

把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。

1，如图1所示，在倾角为a的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒。

在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是

A．

方向垂直斜面向上B．

，方向垂直斜面向下

C．

，方向竖直向上D．

，方向竖直向下

图1图2

2.某同学把一体重计放在电梯的地板上，他站在体重计上随电梯运动并观察体重计示数的变化情况，下表记录了几个特定时刻体重计的示数（表内时间不表示先后顺序），若已知t0时刻电梯静止，则下列说法正确的是

时间

t0

t1

t2

t3

体重计的示数（kg）

45.0

50.0

40.0

45.0

A.t1和t2时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生了变化

C．t1和t2时刻电梯的运动方向不一定相反

B.t1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反

D．t

时刻电梯可能向上运动

3.如图2所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是及现象分析正确的是（）

A.磁铁插向左环，横杆发生转动B.磁铁插向右环，横杆发生转动

C.磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流

D.磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流

4.如图3是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（　　）

A．质谱仪是分析同位素的重要工具

B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外

C．能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B　　

D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子比荷越小

5.长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内作圆周运动，关于小球在最高点的速度v下列说法中正确的是

A．当v的值为

时，杆对小球的弹力为零

B．当v由

逐渐增大，杆对小球的拉力逐渐增大

C．当v由

逐渐减小时，杆对小球的支持力力逐渐减小

D．当v由零逐渐增大时，向心力也逐渐增大

6.2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图4所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有

A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度

B.在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能

C.在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期

D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度

7.如图5为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6s时的波形图，波的周期T＞0.6s，则（）

A.波的周期为0.8s

B.在t＝0.9s时，P点沿y轴正方向运动

C.经过0.4s，P点经过的路程为0.4m

D.在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置

8.如图6所示为A，B两球沿一直线运动并发生正碰，如图为两球碰撞前后的位移图象.a、b分别为A、B两球碰前的位移图象，c为碰撞后两球共同运动的位移图象，若A球质量是m=2kg，则由图判断下列结论正确的是（）

图6图7图8

A.A、B碰撞前的总动量为3kg·m/sB.碰撞时A对B所施冲量为-4N·s

C.碰撞前后A的动量变化为4kg·m/sD.碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10J

9.如图7所示，一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置，当一重球（可视为质点）无初速度放在弹簧上端，静止时弹簧上端被压缩到b位置。

现将重球从高于a位置的c位置沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被重球压缩到最低位置d．以下关于重球下落过程的正确说法是（不计空气阻力）

A．重球下落至b处获得最大速度

B．重球下落至d处，重球的加速度一定大于重力加速度

C．由a至d过程中，重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量D．由a至d过程中，重球所受弹力的冲量与重力的冲量大小相等，方向相反

10.真空中的某装置如图8所受，其中平行金属板A，B之间有加速电场，C,D之间有偏转电场，M为荧光屏．今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上．已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，则下列判断正确的是

A．三种粒子飞离B板时速度之比4:

2:

1B．三种粒子飞离偏转电场时速度偏转角的正切之比1:

2:

4

C．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶2

D．三种粒子打到荧光屏上的位置相同

11.目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能。

如图9所受为它的发电原理图。

将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量的带正电和负电不计重力的微粒，从整体上来说呈中性）喷入磁感应强度为B的磁场，磁场中有两块面积为S，相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路。

设气流的速度为v，气体的电导率（电阻率的倒数）为g，则流过外电阻R的电流强度I及电流方向为

A.I=

，ARBB.I=

，BRAC.I=

，BRA

D.I=

，ARB

12.如图10甲中所受，MN为很大的薄金属板（可理解为无限大），金属板原来不带电。

在金属板的右侧，距金属板距离为d的位置上放入一个带正电、电荷量为q的点电荷，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布。

P是点电荷右侧，与点电荷之间的距离也为d的一个点，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难。

几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：

图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的。

图乙中两异号点电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷加线的中垂线。

由此他们分别求出了P点的电场强度大小，一共有以下四个不同的答案（答案中k为静电力常量），其中正确的是

A．

B．

C．

D．

2、本题共2小题，共18分。

把答案填在题中的横线上或将正确的选项填入题后的括号内。

13.（6分）在做“平抛物体的运动”的实验时，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图11所示的装置，将一块平木板钉上复写纸和白纸，竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滑下，小球撞在木板上留下痕迹A；将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滑下，小球撞在木板上留下痕迹B；又将木板再向后移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滑下，再得到痕迹C.若测得木板每次后移距离x，A、B间距离y

，B、C间距离y

。

根据以上直接测量的物理量导出测小球初速度的公式为v0=_________.（用题中所给字母x,y

y

和g表示）；若距离x=20.00cm，距离y1=4.70cm，距离y2=14.50cm.小球初速度值为_______m/s.（g取9.80m/s2结果保留两位有效数字）

3、本题包括6小题，共54分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

15.（8分）一质量为m=2.0kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37

足够长的斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机作出了小物块上滑过程的v–t图线，如图14所示。

（取sin37

=0.6，cos37

=0.8，g=10m/s

）求：

（1）小物块冲上斜面过程中加速度的大小；

（2）小物块与斜面间的动摩擦因数；

（3）小物块返回斜面底端过程中，沿斜面下滑的距离是多少时，小物块的动能和重力势能相等，并求出此相等的值为多少？

（设斜面底端重力势能为零）

16.（8分）如图15所示，竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场，场强大小E=10N/c，在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T。

一带电量q=+0.2C、质量m=0.4kg的小球由长L=0.4m的细线悬挂于P点小球可视为质点，现将小球拉至水平位置A无初速度释放，小球运动到悬点P正下方的坐标原点O时，悬线突然断裂，此后小球又恰好能通过O点正下方的N点。

（g=10m/s2），求：

（1）小球运动到O点时的速度大小；

（2）悬线断裂前瞬间拉力的大小；

（3）ON间的距离

17.（9分）物体在万有引力场中具有的势能叫引力势能。

若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为

的质点距离质量为M0的引力源中心为

时。

其引力势能

（式中G为引力常数），如图16所示，一颗质地为

的人造地球卫星在离地面高度为h的圆形轨道上环绕地球飞行，已知地球的质量为M，地球的半径为R，（以无穷远处引力势能为零）。

求

（1）该卫星在距地面高度为h的圆轨道上绕地球做匀速圆周运动时卫星的周期为多少？

（2）该卫星在距地面高度为h的圆轨道上绕地球做匀速圆周运动时卫星的动能为多少？

（3）假定该卫星要想挣脱地球引力的束缚，卫星发动机至少要做多少功？

18.（9分）如图17（A）所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN,PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.3.0m。

导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻尺=0．40Ω．导轨上停放一质量m=0.30kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．现用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得U随时间t变化的关系如图17（B）所示．

（1）求第2s末外力F的瞬时功率．

（2）如果在2s末时刻将水平外力F撤去，在以后运动中

a.求金属杆上产生的焦耳热

b.求通过金属杆的电量

19（10分）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，加速电压为U．加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．

（1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；

（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t；

（3）实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制．若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能Ekm

20.（10分）如图19所示，质量为M的长方形木板静止在光滑水平面上，木板的左侧固定一劲度系数为k的轻质弹簧，木板的右侧用一根伸直的并且不可伸长的轻绳水平地连接在竖直墙上。

绳所能承受的最大拉力为T，一质量为m的小滑块以一定的速度在木板上无摩擦地向左运动，而后压缩弹簧。

弹簧被压缩后所获得的弹性势能可用公式

计算，k为劲度系数，x为弹簧的形变量。

（1）若在小滑块压缩弹簧过程中轻绳始终未断，求此情况下小滑块压缩弹簧前的速度v0；

（2）若小滑块压缩弹簧前的速度为

v

，

a.求此情况下弹簧压缩量最大时的弹性势能；

b.为使木板获得的动能最大，求木板的质量与滑块质量之比？