北京市昌平区届高三上学期期末考试物理试题.docx

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北京市昌平区届高三上学期期末考试物理试题

昌平区2014～2015学年第一学期高三年级期末质量抽测

物理试卷

　（满分120分，考试时间90分钟）　2015.1

考

生

须

知

1．考生要认真填写学校、班级、姓名、考试编号。

2．本试卷共8页，分两部分。

第一部分选择题，包括一道大题，12个小题；第二部分非选择题，包括两道大题，7个小题。

3．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分（选择题）必须用2B铅笔作答；第二部分（非选择题）必须用黑色字迹的签字笔作答，作图时可以使用2B铅笔。

4．考试结束后，考生应将试卷和答题卡放在桌面上，待监考老师收回。

第一部分（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。

在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，选对得4分，选错或不答的得0分。

1.下列说法正确的是（A）

A．根据

可知：

质量一定，物体的加速度与合外力成正比

B．根据

可知：

做匀加速直线运动的物体，速度变化量越大，加速度越大

C．根据

可知：

电场中某一点的电场强度与检验电荷的电量成反比

D．根据

可知：

电容器极板上所带的电荷量越多，其电容就越大

2.意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，于是他对大倾角情况进行了合理的外推，由此得出的结论是（C）

A．力不是维持物体运动的原因

B．力是使物体产生加速度的原因

C．自由落体运动是一种匀变速直线运动

D．物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性

3.

一物体做直线运动，其加速度随时间变化的a-t图像如图所示。

下列v-t图像中，可能正确描述此物体运动的是（D）

4.我国自主研制的“嫦娥三号”，携带“玉兔”月球车已于2013年12月2日1时30分在西昌卫星发射中心发射升空，落月点有一个富有诗意的名字“广寒宫”。

落月前的一段时间内，绕月球表面做匀速圆周运动。

若已知月球质量为M，月球半径为R，引力常量为G，对于绕月球表面做圆周运动的卫星，以下说法正确的是（B）

A．线速度大小为

　　　　　　　　B．线速度大小为

C．周期为

　　　　　　　　　　D．周期为

5.

如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，当变阻器R的滑动触头向a端移动时，下列判断正确的是（B）

A．电流表A1的示数变大

B．电流表A2的示数变小

C．电流表A2的示数不变

D．电压表V的示数变小

6.人通过定滑轮将质量为m的物体，沿倾角为θ的光滑斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，如图所示。

则在此过程中（D）

A．人对物体做的功为mgh

B．人对物体做的功为

C．物体克服重力所做的功为mghcosθ

D．物体所受的合外力做功为

7.

甲、乙两单摆静止在平衡位置，摆长L甲＞L乙。

现给摆球相同的水平初速度v0，让其在竖直平面内做小角度摆动。

如果用T甲和T乙表示甲、乙两单摆的摆动周期，用θ甲和θ乙表示摆球摆动到振幅位置时摆线与竖直方向的夹角，则下列判断的是（A）

　　A．T甲＞T乙，θ甲＜θ乙　　　　　　　B．T甲＜T乙，θ甲＞θ乙

C．T甲＞T乙，θ甲＞θ乙　　　　　　　D．T甲＝T乙，θ甲＝θ乙

8.

如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上。

若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定的范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F1和F2的方向均沿斜面向上）。

由此可求出物块与斜面间的最大静摩擦力为 （C）

A．

     　　　　　　　　　B．2F2

C．

   　　　　　　　D．

9.如右图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示t1＝0和t2＝0.5s时的波形（已知波的周期T＞0.5s），则能正确反映t3＝7.5s时波形的图是（D）

10.

如图所示，质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂在O、O＇点，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B；棒中通以某一方向的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，重力加速度为g。

则（C）

A．金属棒中的电流方向由N指向M

B．金属棒MN所受安培力的方向垂直于OMNO＇平面向上

C．金属棒中的电流大小为

D．每条悬线所受拉力大小为

11.

如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。

取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（C）

A．A点电势高于B点电势

B．A、B两点的电场强度相等

C．q1的电荷量小于q2的电荷量

D．q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能

12.

如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法错误的是（D）

A．在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒

B．在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒

C．物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为v=2

D．物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能Ep=

第二部分（非选择题，共72分）

二．实验题。

本题共2小题，共18分。

13.（8分）某物理实验小组采用如图甲所示的装置研究平抛运动。

（1）安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是　　　　。

A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小

B．保证小球飞出时，初速度水平

C．保证小球在空中运动的时间每次都相等

D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线

（2）某同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出。

改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。

某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图乙1、2、3的位置，且l与2的间距等于2与3的间距。

若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为xl、x2、x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是　　　　。

A．x2－xl＝x3－x2　　　　　　　　　　　　　　　B．x2－xl＜x3－x2

C．x2－xl＞x3－x2　　　　　　　　　　　　　　　D．无法判断

（3）另一同学通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。

部分运动轨迹如图丙所示。

图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。

重力加速度为g。

可求出小球从P1运动到P2所用的时间为，小球抛出时的水平速度为　　　　　。

14.（10分）

实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。

该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图1所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。

可供使用的器材有：

电流表：

量程0.6A，内阻约0.2Ω；

电压表：

量程3V，内阻约9kΩ；

滑动变阻器R1：

最大阻值5Ω；

滑动变阻器R2：

最大阻值20Ω；

定值电阻：

R0＝3Ω；

电源：

电动势6V，内阻可不计；

开关、导线若干。

回答下列问题：

（1）实验中滑动变阻器应选________（选填“R1”或“R2”），闭合开关S前应将滑片移至________端（选填“a”或“b”）。

（2）在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。

（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表示数如图3所示，读数为________V。

（4）导线实际长度约为________m。

三．论述计算题.本题共5小题，共54分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。

有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。

15.（10分）质量为60kg的人，站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数各是多少？

（取g=10m/s2）

（1）升降机匀速上升；

（2）升降机以4m/s2的加速度加速上升；

（3）升降机以5m/s2的加速度加速下降。

16.（10分）如图1所示，半径R=0.45m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，B为轨道的最低点，在光滑的水平面上紧挨B点有一静止的小平板车，平板车质量M=2kg，长度为L=0.5m，小车的上表面与B点等高。

质量m=1kg的物块（可视为质点）从圆弧最高点A由静止释放。

g取10m/s2。

求：

（1）物块滑到轨道B点时对轨道的压力大小；

（2）若平板车上表面粗糙且物块没有滑离平板车，求物块和平板车的最终速度大小；

（3）若将平板车锁定并且在上表面铺上一种动摩擦因数逐渐增大的特殊材料，小物块所受动摩擦力从左向右随距离变化图像（f-L图像）如图2所示，且物块滑离了平板车，求物块滑离平板车时的速度大小。

17.

（10分）如图所示，带有等量异种电荷平行金属板M、N竖直放置，M、N两板间的距离d＝0.5m。

现将一质量m＝1×10-2kg、电荷量q＝4×10-5C的带电小球从两极板上方的A点以v0＝4m/s的初速度水平抛出，A点距离两板上端的高度h＝0.2m；之后小球恰好从靠近M板上端处进入两板间，沿直线运动碰到N板上的C点，该直线与曲线的末端相切。

设匀强电场只存在于M、N之间，不计空气阻力，取g＝10m/s2。

求：

（1）小球到达M极板上边缘B位置时速度的大小和方向；

（2）M、N两板间的电场强度的大小和方向；

（3）小球到达C点时的动能。

18.

（12分）如图所示，在矩形区域abcd内充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。

在ad边中点O的粒子源，在t=0时刻垂直于磁场发射出大量的同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与Od的夹角分布在0～180°范围内。

已知沿Od方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界cd上的p点离开磁场，ab=1.5L，bc=

，粒子在磁场中做圆周运动的半径R=L，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求：

（1）粒子在磁场中的运动周期T；

（2）粒子的比荷q／m；

（3）粒子在磁场中运动的最长时间。

19.（12分）

（1）如图1所以，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面，在纸面内有一条以O点为圆心、半径为L圆弧形金属导轨，长也为L的导体棒OA可绕O点自由转动，导体棒的另一端与金属导轨良好接触，并通过导线与电阻R构成闭合电路。

当导体棒以角速度ω匀速转动时，试根据法拉第电磁感应定律

，证明导体棒产生的感应电动势为

。

（2）某同学看到有些玩具车在前进时车轮上能发光，受此启发，他设计了一种带有闪烁灯的自行车后轮，可以增强夜间骑车的安全性。

图1所示为自行车后车轮，其金属轮轴半径可以忽略，金属车轮半径r=0.4m，其间由绝缘辐条连接（绝缘辐条未画出）。

车轮与轮轴之间均匀地连接有4根金属条，每根金属条中间都串接一个LED灯，灯可视为纯电阻，每个灯的阻值为R=0.3Ω并保持不变。

车轮边的车架上固定有磁铁，在车轮与轮轴之间形成了磁感应强度B=0.5T，方向垂直于纸面向外的扇形匀强磁场区域，扇形对应的圆心角θ=30°。

自行车匀速前进的速度为v=8m/s（等于车轮边缘相对轴的线速度）。

不计其它电阻和车轮厚度，并忽略磁场边缘效应。

①在图1所示装置中，当其中一根金属条ab进入磁场时，指出ab上感应电流的方向，并求ab中感应电流的大小；

②若自行车以速度为v=8m/s匀速前进时，车轮受到的总摩擦阻力为2.0N，则后车轮转动一周，动力所做的功为多少？

（忽略空气阻力，π≈3.0）

昌平区2014～2015学年第一学期高三年级期末质量抽测

物理试卷参考答案及评分标准2015.1

第一部分（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）

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

选项

A

C

D

B

B

D

A

C

D

C

C

D

第二部分（非选择题，共72分）

二、实验题（本题共2小题，共18分）

13．（8分）

（1）B　

（2）C　（3）　

，

14．（10分）

（1）R2　a　　

（2）略　　（3）2.30（2.29、2.31均正确）　（4）94（93、95均正确）

三．论述计算题（本题共4小题，共54分）

15．（10分）

（1）（2分）当人匀速上升时，人受力平衡，体重计的示数等于重力

F示=mg=60×10N=600N

（2）（4分）加速上升时，根据牛顿第二定律有F示－mg=ma

所以体重计的示数为F示＝mg＋ma＝60×10N＋60×4N＝840N

（3）（4分）加速下降时，根据牛顿第二定律有mg－F示＝ma

所以体重计的示数为F示＝mg－ma＝60×10N－60×5N＝300N

16．（10分）

（1）（4分）

物体从圆弧轨道顶端滑到B点的过程中，机械能守恒，则

，

解得vB=3m/s

在B点由牛顿第二定律得，N－mg=

解得N=mg+

=30N

即物块滑到轨道B点时对轨道的压力N′=N=30N。

（2）（3分）

物块滑上小车后，水平地面光滑，系统的动量守恒。

　　　mvB＝（m+M）v共

解得v共=1m/s

（3）（3分）

物块在小车上滑行时的克服摩擦力做功为f-L图线与横轴所围的面积。

=2J

物块在平板车上滑动过程由动能定理得－Wf=

解得vt=

m/s

17．（10分）

（1）（4分）

小球平抛运动过程水平方向做匀速直线运动，vx＝v0＝4m/s

竖直方向做匀加速速直线运动，

，vy＝gt1＝2m/s

　　得解：

m/s

方向

，（θ为速度方向与水平方向的夹角）

（2）（3分）

小球进入电场后，沿直线运动到C点，所以重力与电场力的合力即沿该直线方向。

　　得解：

N/C，方向水平向右。

（3）（3分）

解法一：

　　进入电场后，小球受到的合外力

B、C两点间的距离

，

　　从B到C由动能定理得：

　　解得：

EkC＝0.225J

解法二：

进入电场后，小球在水平方向做初速度为v0的匀加速直线运动

，

m/s2

　　得解：

t2＝0.1s

　　　小球到达C点时的水平速度v1＝v0＋axt2＝6m/s

竖直分速度v2＝vy＋gt2＝3m/s

vC＝

EkB＝

＝

＝0.225J

18．（12分）

（1）（4分）

初速度沿Od方向发射的粒子在磁场中运动的轨迹如图1，其圆心为θ，由几何关系有：

　　所以：

θ＝60°

　　解得：

（2）（4分）

粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供，根据牛顿第二定律得：

　　所以：

　　解得

（3）（4分）

如图2所示，在磁场中运动时间最长的粒子的轨迹的弦Ob=

，圆轨迹的直径为2L

所以：

Ob弦对应的圆心角为120°

粒子在磁场中运动的最长时间

19．（12分）

（1）（4分）

设金属棒OA在△t时间内扫过的面积为△S，则：

所以

根据法拉第电磁感应定律

（2）①（4分）

根据右手定则知：

ab中的电流方向为b→a。

　　ab相当于电源，其等效电路如图所示。

=20rad/s

应用

（1）推导出的结果：

=0.8V

电路总电阻：

=0.4Ω

通过ab中的电流：

=2A

②（4分）

车轮转动一周的时间：

=0.3s

则T时间内克服阻力做功：

=4.8J

T时间内产生电流的时间

=0.1s

在T时间内，电流通过灯泡电阻产生的焦耳热

=0.16J

动力所做的功