北京市西城区高三上学期期末考试物理物理.docx
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北京市西城区高三上学期期末考试物理物理
北京市西城区
2016届高三上学期期末考试
物理试题
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
E
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
B
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,
6
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
+q
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。 h 20.(11分) O 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 B 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。 0 (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。 B (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.C12.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) kx 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)
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