北京市西城区学年高三第一学期期末考试物理.docx
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北京市西城区学年高三第一学期期末考试物理
北京市西城区2010—2011学年度第一学期期末试卷高三物理
2011.1
本试卷分第一卷（选择题）和第二卷（非选择题）两部分。
共100分。
考试时间120分钟。
第一卷（选择题，共48分）
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分。
每小题只有一个选项正确。
）
1．下列物理量中属于矢量的是
A．动能B．势能C．动量D．功率
2．两个共点力F1、F2，其中F1=50N、F2=30N。
它们合力的大小不可能是
A．80NB．50NC．30ND．10N
3．如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动。
下列各种情况中，体重计的示数最大的是
A．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0m/s2
B．电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0m/s2
C．电梯匀减速下降，加速度的大小为0.5m/s2
D．电梯匀加速下降，加速度的大小为0.5m/s2
4．物块M在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然转动，传送带转动的方向如图中箭头所示。
则传送带转动后
A．M将减速下滑
B．M仍匀速下滑
C．M受到的摩擦力变小
D．M受到的摩擦力变大
5．如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ。
整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中。
金属杆ab垂直导轨放置，当杆中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止。
则
A．磁场方向竖直向上
B．磁场方向竖直向下
C．ab受安培力的方向平行导轨向上
D．ab受安培力的方向平行导轨向下
6．2010年10月1日我国成功发射了探月卫星“嫦娥二号”，“嫦娥二号”卫星在距月球表面100km的圆形轨道上绕月运行，较“嫦娥一号”距月球表面200km的圆形轨道要低，这有利于对重点地区做出精细测绘。
比较两颗卫星在上述各自轨道上运行的情况，下列说法中正确的是
A．“嫦娥二号”运行的线速度比“嫦娥一号”小
B．“嫦娥二号”运行的加速度比“嫦娥一号”小
C．“嫦娥二号”运行的角速度比“嫦娥一号”小
D．“嫦娥二号”运行的周期比“嫦娥一号”小
7．如图1所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点。
一个带负电的点电荷仅受电场力作用，从A点沿电场线运动到B点。
在此过程中，该点电荷的速度υ随时间t变化的规律如图2所示。
则下列说法中正确的是
A．A点的电场强度比B点的大
B．A、B两点的电场强度相等
C．A点的电势比B点的电势高
D．A点的电势比B点的电势低
8．如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后，并联接在交流电源的两端，三盏灯亮度相同。
要使灯泡L1变暗、灯泡L2变亮，下列措施中可行的是
A．只减小交流电的电压
B．只增大交流电的电压
C．只减小交流电的频率
D．只增大交流电的频率
9．振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t=0时刻绳上形成的波形如图所示。
规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是
10．在图2所示的四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。
A、B中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形。
各导线框均绕轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T。
从线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向。
则在图2所示的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图1所示的是
二、多项选择题（本题共6小题。
每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确。
全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
）
11．如图所示，质量相同的两个小物体A、B处于同一高度。
现使A沿固定的光滑斜面无初速地自由下滑，而使B无初速地自由下落，最后A、B都运动到同一水平地面上。
不计空气阻力。
则在上述过程中，A、B两物体
A．所受重力的冲量相同
B．所受重力做的功相同
C．所受合力的冲量相同
D．所受合力做的功相同
12．在如图所示的电路中，E为电源的电动势，r为电源的内电阻，R1、R2为可变电阻。
在下列叙述的操作中，可以使灯泡L的亮度变暗的是
A．仅使R1的阻值增大
B．仅使R1的阻值减小
C．仅使R2的阻值增大
D．仅使R2的阻值减小
13．图1中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n2之比为10:
1。
变压器的原线圈接如图2所示的正弦式电流，两个20Ω的定值电阻串联接在副线圈两端。
电压表V为理想电表。
则
A．原线圈上电压的有效值为100V
B．原线圈上电压的有效值约为70.7V
C．电压表V的读数为5.0V
D．电压表V的读数约为3.5V
14．如图所示，两块平行金属板正对着水平放置，两板分别与电源正、负极相连。
当开关闭合时，一带电液滴恰好静止在两板间的M点。
则
A．当开关闭合时，若减小两板间距，液滴仍静止
B．当开关闭合时，若增大两板间距，液滴将下降
C．开关再断开后，若减小两板间距，液滴仍静止
D．开关再断开后，若增大两板间距，液滴将下降
15．如图所示，半径为R的光滑圆形轨道竖直固定放置，小球m在圆形轨道内侧做圆周运动。
对于半径R不同的圆形轨道，小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力。
下列说法中正确的是
A．半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越大
B．半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越小
C．半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越大
D．半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越小
16．如图所示，一块质量为M的木板停在光滑的水平面上，木板的左端有挡板，挡板上固定一个小弹簧。
一个质量为m的小物块（可视为质点）以水平速度υ0从木板的右端开始向左运动，与弹簧碰撞后（弹簧处于弹性限度内），最终又恰好停在木板的右端。
根据上述情景和已知量，可以求出
A．弹簧的劲度系数
B．弹簧的最大弹性势能
C．木板和小物块之间的动摩擦因数
D．木板和小物块组成的系统最终损失的机械能
第二卷（计算题，共52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。
17．（10分）水上滑梯可简化成如图所示的模型，斜槽AB和水平槽BC平滑连接，斜槽AB的竖直高度H=6.0m，倾角θ=37°。
水平槽BC长d=2.0m，BC面与水面的距离h=0.80m，人与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.10。
取重力加速度g=10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6。
一小朋友从滑梯顶端A点无初速地自由滑下，求：
（1）小朋友沿斜槽AB下滑时加速度的大小a；
（2）小朋友滑到C点时速度的大小υ；
（3）在从C点滑出至落到水面的过程中，小朋友在水平方向位移的大小x。
18．（10分）如图所示，矩形单匝导线框abcd竖直放置，其下方有一磁感应强度为B的有界匀强磁场区域，该区域的上边界PP′水平，并与线框的ab边平行，磁场方向与线框平面垂直。
已知线框ab边长为L1，ad边长为L2，线框质量为m，总电阻为R。
现无初速地释放线框，在下落过程中线框所在平面始终与磁场垂直，且线框的ab边始终与PP′平行。
重力加速度为g。
若线框恰好匀速进入磁场，求：
（1）dc边刚进入磁场时，线框受安培力的大小F；
（2）dc边刚进入磁场时，线框速度的大小υ；
（3）在线框从开始下落到ab边刚进入磁场的过程中，重力做的功W。
19．（10分）如图所示，两块相同的金属板正对着水平放置，金属板长为L，两板间距离为d。
上极板的电势比下极板高U。
质量为m、带电量为q的正离子束，沿两板间中心轴线以初速度υ0进入两板间，最终都能从两板间射出。
不计离子重力及离子间相互作用的影响。
（1）求离子在穿过两板的过程中沿垂直金属板方向上移动的距离y；
（2）若在两板间加垂直纸面的匀强磁场，发现离子束恰好沿直线穿过两板，求磁场磁感应强度B的大小和方向；
（3）若增大两板间匀强磁场的强度，发现离子束在穿过两板的过程中沿垂直金属板方向上移动的距离也为y，求离子穿出两板时速度的大小υ。
20．（11分）如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R。
以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。
D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板。
质量为m、带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场。
粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计。
（1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小υ；
（2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；
（3）当M、N间的电压不同时，粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值。
21．（11分）如图所示，长为L的木板A静止在光滑的水平桌面上，A的左端上方放有小物体B（可视为质点），一端连在B上的细绳，绕过固定在桌子边沿的定滑轮后，另一端连在小物体C上，设法用外力使A、B静止，此时C被悬挂着。
A的右端距离滑轮足够远，C距离地面足够高。
已知A的质量为6m，B的质量为3m，C的质量为m。
现将C物体竖直向上提高距离2L，同时撤去固定A、B的外力。
再将C无初速释放，当细绳被拉直时B、C速度的大小立即变成相等，由于细绳被拉直的时间极短，此过程中重力和摩擦力的作用可以忽略不计，细绳不可伸长，且能承受足够大的拉力。
最后发现B在A上相对A滑行的最大距离为
。
细绳始终在滑轮上，不计滑轮与细绳之间的摩擦，计算中可认为A、B之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2。
（1）求细绳被拉直前瞬间C物体速度的大小υ0；
（2）求细绳被拉直后瞬间B、C速度的大小υ；
（3）在题目所述情景中，只改变C物体的质量，可以使B从A上滑下来。
设C的质量为km，求k至少为多大？
北京市西城区2010—2011学年度第一学期期末试卷
高三物理参考答案及评分标准
一、单项选择题（每小题3分）
1．C2．D3．B4．B5．A
6．D7．C8．D9．B10．C
二、多项选择题（全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
11．BD12．AD13．BD14．BC15．AD16．BD
三、计算题
17．解：
（1）小朋友沿AB下滑时，受力情况如图所示，根据牛顿第二定律得：
【1分】
又
【1分】
【1分】
得小朋友沿AB下滑时加速度的大小
a=gsinθ－μgcosθ=5.2m/s2【1分】
（2）小朋友从A滑到C的过程中，根据动能定理得：
【1分】
得小朋友滑到C点时速度的大小v=10m/s【1分】
（3）在从C点滑出至落到水面的过程中，小朋友做平抛运动，设此过程经历的时间为t，
【1分】
小孩在水平方向的位移x=vt【1分】
解得x=4.0m【1分】
18．解：
（1）由于线框匀速进入磁场，所以线框进入磁场时受安培力的大小F=mg【3分】
（2）线框dc边刚进入磁场时，
感应电动势E=BL1v【1分】
感应电流
【1分】
dc边受安培力的大小F=BIL1【1分】
又F=mg
解得线框速度的大小v=
【1分】
（3）在线框从开始下落到dc边刚进入磁场的过程中，重力做功W1，根据动能定理得
W1=
【1分】
在线框从dc边刚进入磁场到ab边刚进入磁场的过程中，重力做功W2，
W2=mgL2【1分】
所以W=W1+W2=
+mgL2【1分】
19．解：
（1）离子在穿过两板的过程中，只受与初速度v0垂直的电场力F作用，且
F=qE
两板间电场强度
【1分】
离子的加速度
【1分】
离子沿中心轴线方向做匀速直线运动，设离子穿过两板经历的时间为t，则L=v0t
离子沿垂直金属板方向上做初速度为0的匀变速直线运动，则y=
解得
【2分】
（2）离子束恰好沿直线穿过两板，说明离子受力平衡，即qE=qv0B【1分】
所以磁感应强度的大小B=
【1分】
磁场的方向垂直纸面向里。
【1分】
（3）增大磁场的强度时，离子受洛伦兹力增大，所以离子会向上偏。
在离子穿过极板的过程中，电场力做负功，根据动能定理得
【2分】
解得离子穿出两板时的速度v=
=
【1分】
20．解：
（1）粒子从s1到达s2的过程中，根据动能定理得
【1分】
解得粒子进入磁场时速度的大小
【1分】
（2）粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有
【1分】
由
得加速电压U与轨迹半径r的关系为
当粒子打在收集板D的中点时，粒子在磁场中运动的半径r0=R【1分】
对应电压
【1分】
（3）M、N间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板D的右端时，对应时间t最短。
【1分】
根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径r=
R【1分】
由
得粒子进入磁场时速度的大小
粒子在电场中经历的时间
【1分】
粒子在磁场中经历的时间
【1分】
粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间
【1分】
粒子从s1到打在收集板D上经历的最短时间为t=t1+t2+t3=
【1分】
21．解：
（1）C做自由落体运动，下降高度为2L时的速度为v0，根据
得
v0=
【3分】
（2）此时细绳被拉直，B、C速度的大小立即变成v，设绳子对B、C的冲量大小为I，根据动量定理得
对B
【1分】
对C
【1分】
解得B、C速度的大小v=
【2分】
（3）设C物体的质量为km，A、B之间的动摩擦因数为μ
由
（2）可知，细绳被拉直时B、C速度的大小v´´=
此后B物体的加速度
A物体的加速度
经时间t，B物体的速度
B物体的位移
同样，A物体的速度
A物体的位移
（i）根据题意，若k=1，当v1=v2时，x1－x2=
，解μ=0.4；【2分】
（ii）要使v1=v2时，x1－x2=L，利用（i）求得的动摩擦因数μ，
可得k=
=1.29；【2分】
即C物体的质量至少为1.29m时，才可以使B物体从A上滑下来。
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