北京市东城区届高三物理上学期期末考试试题.docx
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北京市东城区届高三物理上学期期末考试试题
东城区2014—2015学年度第一学期期末教学统一检测
高三物理
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共120分。
考试时长100分钟。
考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。
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。
）
1．甲、乙两人从某点出发沿同一圆形跑道运动，甲沿顺时针方向行走，乙沿逆时针方向行走。
经过一段时间后，甲、乙两人在另一点相遇。
从出发到相遇的过程中，下列说法中正确的是（）
A．甲、乙两人通过的路程一定不同
B．甲、乙两人通过的路程一定相同
C．甲、乙两人发生的位移一定不同
D．甲、乙两人发生的位移一定相同
2．质量为2kg的小球自塔顶由静止开始下落，不考虑空气阻力的影响，g取10m/s2，下列说法中正确的是（）
A．2s末小球的动量大小为40kg·m/s
B．2s末小球的动能为40J
C．2s内重力的冲量大小为20N·s
D．2s内重力的平均功率为20W
3．质量为m的小球P以大小为v的速度与质量为3m的静止小球Q发生正碰，碰后小球P以大小为
的速度被反弹，则正碰后小球Q的速度大小是（）
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，兴趣小组的同学为了研究竖直运动的电梯中物体的受力情况，在电梯地板上放置了一个压力传感器，将质量为4kg的物体放在传感器上。
在电梯运动的某段过程中，传感器的示数为44N。
g取10m/s2。
对此过程的分析正确的是（）
A.物体受到的重力变大B.物体的加速度大小为1m/s2
C.电梯正在减速上升D.电梯的加速度大小为4m/s2
5．如图所示，三根轻绳的一端系于O点，绳1、2的另一端分别固定在墙上，绳3的另一端吊着质量为m的重物。
重物处于静止时，绳1水平，绳2与水平方向的夹角为θ。
绳1受到的拉力用F1表示，绳2受到的拉力用F2表示。
下列表达式中正确的是（）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出。
两小球分别落在水平地面上的P点、Q点。
已知O点是M点在地面上的竖直投影，OP∶PQ=1∶3，且不考虑空气阻力的影响。
下列说法中正确的是（）
A.两小球的下落时间之比为1：
3
B.两小球的下落时间之比为1：
4
C.两小球的初速度大小之比为1∶3
D.两小球的初速度大小之比为1∶4
7．如图所示，实线表示某匀强电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。
下列判断正确的是（）
A．1、2两点的场强不相等
B．2、3两点的电势不相等
C．1、2两点间的电势差等于1、3两点间的电势差
D．电荷在1点具有的电势能一定大于其在2点具有的电势能
8．某同学将一个质量为m的小球竖直向上抛出，小球上升的最大高度为H。
设上升过程中空气阻力F大小恒定。
则在上升过程中（）
A.小球的动能减小了mgHB.小球机械能减小了FH
C.小球重力势能减小了mgHD.小球克服空气阻力做功（F+mg）H
9．一根较长轻质柔软细绳，用手握住一端连续上下抖动，形成一列波。
某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置，不考虑能量损失。
下列说法中正确的是（ ）
A．质点a的振动周期大于质点b的振动周期
B．a、b两质点之间的距离等于半个波长
C．一个周期后质点a将移动到质点b的位置
D．质点a比质点b先开始振动
10．如图所示，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点M、O、N，质点O恰能保持静止，质点M、N均围绕质点O做匀速圆周运动。
已知质点M、N与质点O的距离分别为L1、L2。
不计质点间的万有引力作用。
下列说法中正确的是（）
A．质点M与质点N带有异种电荷
B．质点M与质点N的线速度相同
C．质点M与质点N的质量之比为
D．质点M与质点N所带电荷量之比为
11.如图甲所示，两个平行金属板正对放置，板长l=10cm，间距d=5cm，在两板间的中线OO’的O处一个粒子源，沿OO’方向连续不断地放出速度
的质子。
两平行金属板间的电压u随时间变化的u—t图线如图乙所示，电场只分布在两板之间。
在靠近两平行金属板边缘的右侧分布有范围足够大的匀强磁场，磁感应强度B=
T，方向垂直于纸面向里，磁场边缘MN与OO′垂直。
质子的比荷取
，质子之间的作用力忽略不计，下列说法正确的是
A．有质子进入磁场区域的时间是0.15s
B．质子在电场中运动的最长时间是0.10s
C．质子在磁场中做圆周运动的最大半径是0.5m
D．质子在磁场中运动的最大速度是v0的
倍
12．如图所示为“割绳子”游戏中的一幅截图，游戏中割断左侧绳子糖果就会通过正下方第一颗星星…….糖果一定能经过星星处吗？
现将其中的物理问题抽象出来进行研究：
三根不可伸长的轻绳共同系住一颗质量为m的糖果（可视为质点），设从左到右三根轻绳的长度分别为l1、l2和l3，其中最左侧的绳子处于竖直且张紧的状态，另两根绳均处于松弛状态，三根绳的上端分别固定在同一水平线上，且相邻两悬点间距离均为d，糖果正下方的第一颗星星与糖果距离为h。
已知绳子由松弛到张紧时沿绳方向的速度分量即刻减为零，现将最左侧的绳子割断，以下选项正确的是
A．只要满足
，糖果就能经过正下方第一颗星星处
B．只要满足
，糖果就能经过正下方第一颗星星处
C．糖果可能以
的初动能开始绕中间悬点做圆运动
D．糖果到达最低点的动能可能等于
第Ⅱ卷（非选择题，共72分）
二．实验题（本题共3小题，共18分）
13．（4分）如图所示为奥斯特实验所用装置，开关闭合前将小磁针置于水平桌面上，其上方附近的导线应与桌面平行且沿（选填“东西”、“南北”）方向放置，这是由于考虑到的影响；
开关闭合后，小磁针偏转了一定角度，说明；如果将小磁针置于导线正上方附近，开关闭合后小磁针发生偏转（选填“会”、“不会”）。
14．（6分）实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验。
⑴实验前他们根据单摆周期公式导出了重力加速度的表达式
，其中L表示摆长，T表示周期。
对于此式的理解，四位同学说出了自己的观点：
同学甲：
T一定时，g与L成正比
同学乙：
L一定时，g与T2成反比
同学丙：
L变化时，T2是不变的
同学丁：
L变化时，L与T2的比值是定值
其中观点正确的是同学（选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）。
⑵实验室有如下器材可供选用：
A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳
C．直径约2cm的均匀铁球D．直径约5cm的均匀木球
E．秒表F．时钟
G．最小刻度为毫米的米尺
实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺，他们还需要从上述器材中选择：
（填写器材前面的字母）。
⑶他们将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，将其上端固定，下端自由下垂（如图所示）。
用刻度尺测量悬点到之间的距离记为单摆的摆长L。
⑷在小球平稳摆动后，他们记录小球完成n次全振动的总时间t，则单摆的周期T=。
⑸如果实验得到的结果是g=10.29m/s2，比当地的重力加速度值大，分析可能是哪些不当的实际操作造成这种结果，并写出其中一种：
。
15．（8分）某同学用如图1所示的电路描绘一个标有“3V0.25A”小灯泡的伏安特性曲线。
他已选用的器材有：
电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；电流表（量程为0～250mA，内阻约5Ω）；电压表（量程为0～3V，内阻约3kΩ）；电键一个、导线若干。
⑴实验中所用的滑动变阻器应选择下面两种中的（填数字代号）。
①滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）
②滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）
⑵在图2中他已经连接了一部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连线补充完整。
第15题图2
第15题图3
⑶闭合电键前滑动变阻器的滑片应该置于端（选填“a”、“b”）。
⑷为了得到伏安特性曲线，他以电压表的读数U为横轴，以电流表的读数I为纵轴，将实验中得到的多组数据进行了描点，如图3所示，请你帮他完成I-U图像。
⑸由实验得到的伏安特性曲线可以看出小灯泡的电阻随电压的增大而。
⑹如果将此小灯泡连入如图4所示电路，其中电源电动势为3V，电源内阻与保护电阻R0的总阻值为5Ω，定值电阻R的阻值为10Ω。
开关S闭合后，通过小灯泡的电流是A（保留两位有效数字）
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.（9分）如图所示，两根间距L=1m、电阻不计的平行光滑金属导轨ab、cd水平放置，一端与阻值R＝2Ω的电阻相连。
质量m=1kg的导体棒ef在外力作用下沿导轨以v=5m/s的速度向右匀速运动。
整个装置处于磁感应强度B=0.2T的竖直向下的匀强磁场中。
求：
⑴感应电动势大小；
⑵回路中感应电流大小；
⑶导体棒所受安培力大小。
17.（9分）如图所示，倾角为37°的斜面固定在水平地面上，一个质量为1kg的小物体（可视为质点）以8.0m/s的初速度由底端冲上斜面，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10m/s2，sin37°=0.6，求：
⑴物体沿斜面向上运动时的加速度；
⑵若使物体不至滑出斜面，斜面的最小长度；
⑶物体再次回到斜面底端时的动能。
18.（9分）我国自主研制的北斗卫星导航系统包括5颗静止轨道卫星（同步卫星）和30颗非静止轨道卫星，将为全球用户提供高精度、高可靠性的定位、导航服务。
A为地球同步卫星，质量为m1；B为绕地球做圆周运动的非静止轨道卫星，质量为m2，离地面高度为h。
已知地球半径为R，地球自转周期为T0，地球表面的重力加速度为g。
求：
⑴卫星A运行的角速度；
⑵卫星B运行的线速度。
19.（13分）如图所示，将小物体（可视为质点）置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的恒力F拉动纸板，拉力大小不同，纸板和小物体的运动情况也不同。
若纸板的质量m1=0.1kg，小物体的质量m2=0.4kg，小物体与桌面右边缘的距离d=0.15m，已知各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10m/s2。
求：
⑴当小物体与纸板一起运动时，桌面给纸板的摩擦力大小；
⑵拉力F满足什么条件，小物体才能与纸板发生相对滑动；
⑶若拉力作用0.3s时，纸板刚好从小物体下抽出，通过计算判断小物体是否会留在桌面上。
20.（14分）如图1所示，载流导体薄板处在垂直于电流方向的磁场中时，在垂直于电流和磁场的方向上会产生电势差，称为霍尔电压UH，这种现象称为霍尔效应。
设图1中通过导体的电流为Is，垂直于薄板表面的磁场磁感应强度为B，自由电荷电荷量为q，单位体积内自由电荷的数量为n，薄板的厚度为d，宽度为b
⑴选用上述各量表示霍尔电压UH的值；
⑵技术上应用霍尔效应可以测量未知磁场的磁感应强度，这样的仪器叫做磁强计。
a.请在上问的基础上从原理上说明如何利用霍尔效应测量磁感应强度？
b.当待测磁场发生一很小变化时，测量仪器显示的值变化越大，就称其越灵敏。
简要说明如何提高上述测量的灵敏程度？
⑶在一个很小的半导体薄片上，制作四个电极，就成了一个霍尔元件，图2所示的就是一种霍尔元件，将其与电压放大电路等辅助装置连接起来，就可以测量磁场的分布情况。
当霍尔元件垂直轴线置于图3所示通电螺线管的正中央位置时，测得霍尔电压UH=72.0mV。
已知正中央位置的磁感应强度B=2.4mT，图4为根据沿轴线逐点测量的实验结果绘制的图线，在靠近轴线的区域各处的磁感应强度都和轴线处相差不多。
技术上还常用测量通过小线圈的电荷量的方法探测磁场。
若有匝数N=10，直径D=1cm，电阻R=1Ω的圆形线圈与可显示通过其电荷量的仪器相连，把它放在轴线上x=15cm处，然后急速地把它移到磁场外面，运动过程中保持线圈平面与轴线垂直，计算此过程通过它的电荷量。
（结果保留两位有效数字）
东城区2014—2015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
答案
D
A
B
B
A
D
C
B
D
D
C
D
二．填空题（13题4分，14题6分，15题8分，共18分）
13．南北；地磁场；电流周围有磁场；会
14．⑴丁⑵ACE⑶小球球心⑷
⑸可能是振动次数n计多了；可能是测量摆长时从悬点量到了小球底部；可能在计时的时候秒表开表晚了；（其他答案合理也给分）
15．⑴①⑵见答图1⑶a⑷见答图2⑸增大⑹0.25
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.（9分）
⑴导体棒向右运动，切割磁感线产生感应电动势
代入数据解得：
⑵感应电流
代入数据解得：
⑶导体棒所受安培力
代入数据解得：
17.（9分）
⑴物体沿斜面向上做匀减速运动，受力如答图3所示，根据牛顿第二定律有
解得：
a=8.0m/s2
物体沿木板向上运动时的加速度大小为8.0m/s2，方向沿斜面向下。
⑵设物体沿斜面向上运动距离L时速度减为零。
根据运动学公式
解得：
斜面的最小长度L=4.0m
⑶对物体从最高点回到斜面底端的过程应用动能定理：
解得：
物体回到底端时的动能
18.（9分）
⑴同步卫星A的周期与地球自转周期相等，所以卫星A运行的角速度
。
⑵卫星B绕地球做匀速圆周运动，设地球质量为M，根据万有引力定律和牛顿运动定律，有：
在地球表面有：
联立解得：
19.（13分）
⑴当小物体与纸板一起运动时，桌面给纸板的滑动摩擦力
代入数据，解得f1=1N
（2）在力F作用下，纸板和小物体一起加速运动，随力F增大，加速度增大，小物体受到的静摩擦力也增大，直到达到最大静摩擦力
。
小物体的加速度为两者一起运动的最大加速度
根据牛顿第二定律有
解得Fm=
=2N
F＞2Ｎ时小物体与纸板有相对滑动。
⑶纸板抽出前，小物体在滑动摩擦力作用下做加速运动，加速度为
，
0.3s离开纸板时通过的距离
=0.09m；速度
0.6m/s。
纸板抽出后，小物体在桌面上受滑动摩擦力作用做匀减速运动，加速度大小也为a2，
小物体减速运动可能的最大距离为
=0.09m，
则小物体在桌面上可能运动的总距离
因此小物体不会留在桌面上。
20.（14分）
（1）载流导体薄板中通有恒定电流Ｉs时，设薄板中自由电荷做定向运动的速度设为ｖ，则
载流导体薄板在磁场中，自由电荷做定向运动，受洛仑兹力作用，在左右两侧分别聚集正负电荷，薄板内形成电场，当电场力与洛仑兹力平衡时薄板左右两侧间形成稳定的霍尔电压UH，此时有：
；
整理得：
（2）a.当载流导体垂直置于待测磁场中时，由
知，保证通过导体的电流Is一定时，霍尔电压UH与磁感应强度B成正比，事先通过理论及实验的方法测定UH与B的比值，即可通过测量UH来确定待测磁场的磁感应强度B；
b.提高
的值，可以使测量磁场的灵敏程度提高。
（3）霍尔元件垂直轴线置于螺线管正中央位置时，霍尔电压UH=72.0mV，已知此处B=2.4mT，求得UH与B的对应关系为：
UH=30B
由图3知：
当把小线圈放在轴线上x=15cm处时，UH=70.0mV，可求得对应位置B=
mT
小线圈从x=15cm处迅速移出磁场的过程中，线圈中的平均电动势
平均电流
通过线圈横截面的电荷量
=1.8×10-6C
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