北京市东城区高三年级第一学期物理期末练习及答案.docx
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北京市东城区高三年级第一学期物理期末练习及答案
东城区2011—2012学年度第一学期期末教学统一检测
高三物理2012.01
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,第Ⅰ卷1至3页,第Ⅱ卷4至8页,共120分。
考试时长100分钟。
考生务必将第Ⅰ卷答案答在机读卡上,将第Ⅱ卷答案答在答题纸上,在试卷上作答无效。
考试结束后,将机读卡与答题纸一并交回。
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一.单项选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。
每小题只有一个选项正确,把你认为正确选项前的字母填写在机读卡上)。
1.在下图所示的四幅图中,正确标明了带正电的粒子在磁场B中以速度v运动时所受洛伦兹力F方向的是
2.有研究发现,轿车的加速度的变化情况将影响乘客的舒适度。
若引入一个新的物理量(加速度的变化率)来表示加速度变化的快慢,该物理量的单位是
A.m/sB.m/s2C.m/s3D.m2/s
3.2011年9月29日晚21时16分,我国将首个目标飞行器天宫一号发射升空,它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接,从而建立我国第一个空间实验室。
神舟八号与天宫一号对接前按如图所示的轨道示意图运行,下列说法正确的是
A.神舟八号的加速度比天宫一号小
B.神舟八号运行的速率比天宫一号小
C.神舟八号运行的周期比天宫一号长
D.神舟八号运行的角速度比天宫一号大
4.如图所示,直流电动机线圈的电阻为R,电源内阻为r,当该电动机正常工作时,电源路端电压为U,通过电动机的电流为I,则
A.电动机内部发热功率为I2R
B.电动机的机械功率为IU
C.电源电动势为I(R+r)
D.电源的输出功率为IU+I2R
5.质量为60kg的体操运动员,做“单臂大回环”,用一只手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴从如图所示位置由静止向下做圆周运动。
运动员运动到最低点时,估算她手臂受到的拉力为(忽略摩擦力和空气阻力,g取10m/s2)
A.600NB.1800N
C.3000ND.3600N
6.如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置,导轨平面与水平面的夹角为θ,导轨的下端接有电阻。
当导轨所在空间没有磁场时,使导体棒ab以平行导轨平面的初速度v0冲上导轨平面,ab上升的最大高度为H;当导轨所在空间存在方向与导轨平面垂直的匀强磁场时,再次使ab以相同的初速度从同一位置冲上导轨平面,ab上升的最大高度为h。
两次运动中导体棒ab始终与两导轨垂直且接触良好。
关于上述情景,下列说法中正确的是
A.两次上升的最大高度比较,有H=h
B.两次上升的最大高度比较,有H C.无磁场时,导轨下端的电阻中有电热产生 D.有磁场时,导轨下端的电阻中有电热产生 7.如图甲所示,质量为m的小物块以初速度v0冲上足够长的固定斜面,若斜面倾角为θ,物块与该斜面间的动摩擦因数μ>tanθ,(规定沿斜面向上的方向为速度v和摩擦力f的正方向)则图乙中表示该物块的速度v和所受摩擦力f随时间t变化的图象正确的是 图乙 8.一列简谐横波以1m/s的速度沿绳子由A向B传播,A、B间的距离为3m,如图甲所示。 若质点B的振动图象如图乙所示,则质点A的振动图象为丙图中的 9.如图甲所示,理想变压器的原线圈电路中 装有0.5A的保险丝L,原线圈匝数n1=600匝, 副线圈匝数n2=120匝。 当原线圈接在如图乙所 示的交流电源上,要使整个电路和用电器正常 工作,则副线圈两端可以接 A.电阻值为12Ω的电阻 B.并联两盏的“36V40W”灯泡 C.工作频率为10Hz的用电设备 D.耐压值为36V的电容器 10.如图所示,匀强电场E方向竖直向下,水平匀强磁场B垂直纸面向里,三个油滴a、b、c带有等量同种电荷。 已知a静止,b、c在纸面内按图示方向做匀速圆周运动(轨迹未画出)。 忽略三个油滴的静电力作用,比较三个油滴的质量及b、c的运动情况,以下说法中正确的是 A.三个油滴质量相等,b、c都沿顺时针方向运动 B.a的质量最大,c的质量最小,b、c都沿逆时针方向运动 C.b的质量最大,a的质量最小,b、c都沿顺时针方向运动 D.三个油滴质量相等,b沿顺时针方向运动,c沿逆时针方向运动 11.如图所示,真空中有两个等量异种点电荷A和B,一带负电的试探电荷仅受电场力作用,在电场中运动的部分轨迹如图中实线所示,M、N是轨迹上的两点,MN连线与AB连线垂直,O为垂足,且AO>OB。 设M、N两点的场强大小分别EM、EN,电势分别为φM、φN。 下列判断中正确的是 A.EM大于EN B.φM大于φN C.B点电荷一定带正电 D.此试探电荷在M处的电势能小于N处的电势能 12.如图所示,宽度为L的有界匀强磁场的方向垂直纸面向里,磁感应强度的大小为B。 闭合等腰直角三角形导线框abc的直角边ab长为2L,线框总电阻为R,规定沿abca方向为感应电流的正方向。 导线框以速度v匀速向右穿过磁场的过程中,感应电流i随时间t变化规律的图象是 第Ⅱ卷(填空题、计算题,共8题,共72分) 二.填空题(每小题6分,共18分) 13.一个单摆的振动周期为T。 若只将摆长缩为原来的 时,周期为;若只将摆球质量减为原来的 时,周期为;若只将振幅减为原来的 时,周期为。 14.如图所示,a、b、c表示点电荷电场中的三个等势面,它们的电势分别为 、 、和 ( >0),该点电荷的电性为。 一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后,仅受电场力作用而运动。 已知粒子经过等势面b时的速率为v,则它经过等势面c时的速率为。 15.如图所示,一根原长为L的轻弹簧,竖直放置,下端固定在水平地面上,一个质量为m的小球,在弹簧的正上方从距地面高为H处自由下落并压缩弹簧。 若弹簧的最大压缩量为x,小球下落过程受到的空气阻力恒为f,则小球下落的整个过程中,小球动能的增量为,小球重力势能的增量为,弹簧弹性势能的增量为。 三.计算题: 本题共5小题,共54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。 16.(10分)如图所示,宽为0.5m的光滑水平金属框架固定在方向竖直向下,磁感应强度大小为B=0.80T的匀强磁场中,框架左端连接一个R=0.4Ω的电阻,框架上面置一电阻r=0.1Ω的金属导体ab,ab长为0.5m。 ab始终与框架接触良好且在水平恒力F作用下以v=1.25m/s的速度向右匀速运动(设水平金属框架足够长,轨道电阻及接触电阻忽略不计)。 (1)试判断金属导体ab两端哪端电势高; (2)求通过金属导体ab的电流大小; (3)求水平恒力F对金属导体ab做功的功率。 17.(10分)如图所示,质量m=2.0kg的木块静止在高h=1.8m的水平平台上,木块距平台右边缘7.75m,木块与平台间的动摩擦因数µ=0.2。 用水平拉力F=20N拉动木块,木块向右运动4.0m时撤去力F。 不计空气阻力,g取10m/s2。 求: (1)F作用于木块的时间; (2)木块离开平台时的速度大小; (3)木块落地时距平台边缘的水平距离。 18.(10分)已知下列数据: (1)地面附近物体的重力加速度g (2)地球半径R (3)月球与地球的两球心间的距离r (4)卫星环绕地球运动的第一宇宙速度v1 (5)月球绕地球运动的周期T1 (6)地球绕太阳运动的周期T2 (7)万有引力常数G 试选取适当的数据估算地球的质量。 (要求给出两种方法) 19.(12分)如图所示,在光滑水平桌面上放有长木板C,C的右端有固定挡板P,木板C的长度为2L。 另有小物块A和B可以在长木板上滑动,A、C之间和B、C之间的动摩擦因数相同,A、C之间和B、C之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 A、B的尺寸以及P的厚度皆可忽略不计,A、B、C(连同挡板P)的质量皆为m。 (1)若C被固定在桌面上,B静止放在木板C的中央,A以初速度v0从左端冲上木板C,物块A刚好能碰到B,求A、C之间的动摩擦因数; (2)若C未被固定在桌面上,开始时B静止放在木板C的中央,A以初速度 从左端冲上木板C。 a.要使物块A与B能相碰,初速度 应满足的条件是什么? b.若物块A与B发生碰撞过程的时间极短,且碰撞过程中没有机械能损失,要使物块B能够与挡板P发生碰撞,初速度 应满足的条件是什么? 20.(12分)在光滑绝缘的水平面(纸面)上建有如图所示的平面直角坐标系,在此水平面上可视 为质点的不带电小球a静止于坐标系的原点O,可视为质点的带正电小球b静止在坐标为(0,﹣h)的位置上。 现加一方向沿y轴正方向、电场强度大小为E、范围足够大的匀强电场,同时给a球以某一速度使其沿x轴正方向运动。 当b球到达坐标系原点O时速度为v0,此时立即撤去电场而改加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B、范围足够大的匀强磁场,最终b球能与a球相遇。 求: (1)b球的比荷 ; (2)从b球到达原点O开始至b球与a球相遇所需的时间; (3)撤去电场时,a球的位置坐标。 东城区2011—2012学年度第一学期期末教学统一检测 高三物理参考答案及评分标准 一.单项选择题(本题共10小题,每小题4分,共48分)。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B C D A C D A D B A C D 第Ⅱ卷 (填空题、计算题,共8题,共72分) 二.填空题(每小题6分,共18分) 13. ;T;T(每空2分) 14.正; (每空3分) 15.0;—mg(H+x-L);(mg-f)(H+x-L)(每空2分) 三.计算题: 本题共5小题,共54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。 16.(10分) (1)a端电势较高。 (2分) (2)E=BLv I= 带入数据得I=1A(3分) (3)金属导体做匀速直线运动,受力平衡,有F=F安 又因为F安=BIL P=Fv 带入数据得P=0.5W(5分) 17.(10分) (1)对木块进行受力分析,根据牛顿运动定律及运动学公式: 代入数据得: m/s2, s(4分) (2)设木块出平台时的速度为v,木块从静止到飞出平台过程中,根据动能定理: 代入数据得: v=7.0m/s(3分) (3)设木块在空中运动的时间为t′,落地时距平台边缘的水平距离为s′,根据运动学公式: 代入数据: t′=0.6ss′=4.2m(3分) 18.(10分) 方法一: 根据万有引力定律,在地球表面附近有 得: 方法二: 在地球表面附近,根据万有引力提供向心力 得: 方法三: 月球绕地球运动可近似看做是匀速圆周运动,根据万有引力定律 得: 每用一种方法正确解答得5分,本题最多得分为10分。 19.(12分) (1)木板C固定,物块A从左端冲上木板C,刚好能碰到B,物块A在水平方向只受滑动摩擦力,由动能定理 可得 (2)a.木板C不固定,当物块A以初速度v0冲上木板且向右运动时,A受到木板C施加的大小为μmg的滑动摩擦力而减速,木板C受到A施加的大小为μmg的方向向右的滑动摩擦力。 此时B和C之间应该没有相对滑动,一起向右加速运动。 说明如下: 假设B、C间有相对运动,则B对C有滑动摩擦力大小为μmg的方向向左,那么C在A对C向右的滑动摩擦力和B对C的摩擦力的共同作用下,应静止,显然是不符合实际的。 B在C施的静摩擦力作用下,和C一起向右加速运动。 若A与B刚好不能相碰,即A滑到木板C的中央,与B刚好接触且速度相同,设为v1。 对于A与B、C组成的系统,因为B与木板C的速度相同,可得 m =3mv1② 在此过程中,设木板C向右运动的位移为s1,则物块A运动的位移为s1+L,如图所示。 由动能定理有 ③ ④ 可得 由 (1)结论可得 物块A与B能相碰的条件是 。 b.当物块A的初速度足够大时,A与B能发生碰撞,设碰撞前的瞬间,A、B、C三者的速度分别为vA、vB和vC,有 vA>vB,vB=vC⑤ A与B发生碰撞时间极短,碰撞过程中,A与B组成的系统动量守恒,因A、B间碰撞过程中没有机械能损失,质量又相等,因此A、B碰撞前后交换速度。 碰撞后瞬间,A、B、C三者的速度分别设为vA’、vB’、vC’,有 vB’=vA,vA’=vB,vC’=vC⑥ 这样,A与C速度相等,二者保持相对静止,vB’>vA’(=vC’),B在C上继续向右滑动,B的速度逐渐减小,C与A的速度逐渐增大。 若物块B刚好与挡板P不发生碰撞,也就是说B以速度vB’从C板的中央滑动到挡板P处时,B与C(包括A)的速度变为相同,设为v2,由动量守恒定律可得 m =3mv2⑦ A以初速度v0开始冲上C,与B发生碰撞后,A、C相对静止,B到达P处这一过程中,A、B和C组成的系统相互作用过程中的功能关系有 ⑧ 由⑦、⑧两式可得 由 (1)结论可得 物块B与P能相碰的条件是 20.(12分) (1)b球在电场力作用下加速,由动能定理得: 则b球的比荷为 (2分) (2)b球运动到原点后,只在磁场力作用下,在水平面上做匀速圆周运动,有 半径 周期 b球只能与a球相遇在图中的S处,相遇所需时间为 (k=1,2,3,……)(5分) (3)a球从O点开始运动到S点,与b球相遇所用时间为: 其中 a球通过的位移为OS=2R 由v= 可得a球的速度 v= 则撤去电场时,a球在x轴上的坐标为 a球的位置为( ,0)(5分) (k=1,2,3,……)
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