2014年北京市西城区高三上学期期末考试物理试题(答案)

高三物理答题纸第1页（共10页）北京市西城区2013—2014学年度第一学期期末试卷高三物理2014.1本试卷分第一卷（选择题）和第二卷（非选择题）两部分。共100分。考试时间为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。）1．一根很轻的弹簧，在弹性限度内，当它的伸长量为4.0cm时，弹簧的弹力大小为8.0N；当它的压缩量为1.0cm时，该弹簧的弹力大小为()A．2.0NB．4.0NC．6.0ND．8.0N2．一正弦式交变电流的瞬时电流与时间的关系式为tisin210(A)，其中ω=314rad/s。它的电流的有效值是()A．10AB．102AC．50AD．314A3．如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度是v1，经过一小段时间之后，速度变为v2，Δv表示速度的变化量。由图中所示信息可知()A．汽车在做加速直线运动B．汽车的加速度方向与v1的方向相同C．汽车的加速度方向与v1的方向相反D．汽车的加速度方向与Δv的方向相反4．如图所示，一个人用与水平方向成θ角斜向上的力F拉放在粗糙水平面上质量为m的箱子，箱子沿水平面做匀速运动。若箱子与水平面间的动摩擦因数为μ，则箱子所受的摩擦力大小为()A．FsinθB．FcosθC．μmgD．μFsinθ5．如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C。在自行车正常骑行时，下列说法正确的是()A．A、B两点的角速度大小相等B．B、C两点的线速度大小相等C．A、B两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比D．B、C两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比v2v1ΔvθFmABC高三物理答题纸第2页（共10页）y/mx/m1234v06．一个物体做平抛运动，已知重力加速度为g。根据下列已知条件，既可以确定初速度大小，又可以确定飞行时间的是()A．水平位移大小B．下落高度C．落地时速度大小和方向D．从抛出到落地的位移大小7．如图所示，实线为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形，虚线是该波在t=0.20s时刻的波形，则此列波的周期可能为A．0.16sB．0.20sC．0.32sD．0.40s8．一个直流电动机，线圈电阻是0.5Ω，当它两端所加电压为6V时，通过电动机的电流是2A。由此可知()9．A．电动机消耗的电功率为10WB．电动机发热的功率为10WC．电动机输出的机械功率为10WD．电动机的工作效率为20%9．取一对用绝缘支柱支撑的金属导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在A、B下面的金属箔是闭合的。现在把带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了。下列说法正确的是()A．A内部的场强比B内部的场强大B．A、B内部的场强均为零C．A左端的电势比B右端的电势低D．A左端的电势比B右端的电势高10．一根通电直导线水平放置在地球赤道的上方，其中的电流方向为自西向东，该导线所受地磁场的安培力方向为()A．水平向北B．水平向南C．竖直向上D．竖直向下11．1966年，在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验。实验时，用双子星号宇宙飞船m1去接触正在轨道上运行的火箭组m2（后者的发动机已熄火）。接触以后，开动双子星号飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速。推进器的平均推力F=895N，推进器开动时间Δt=7s。测出飞船和火箭组的速度变化Δv=0.91m/s。已知双子星号飞船的质量m1=3400kg。由以上实验数据可测出火箭组的质量m2为()＋－ABC＋高三物理答题纸第3页（共10页）acdbBhacdbA．3400kgB．3485kgC．6265kgD．6885kg12．如图所示，固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B随时间t变化的示意图为()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，选对但不全的得1分，有选错的得0分。）13．下面列举了四个物理量的单位，其中属于国际单位制（SI）的基本单位的是()A．千克（kg）B．牛顿（N）C．安培（A）D．库仑（C）14．一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，以速度v射入磁感应强度为B的匀强磁场。不计粒子重力。下列说法正确的是()A．若v与B的方向垂直，入射速度v越大，则轨道半径越大B．若v与B的方向垂直，入射速度v越大，则运动周期越大C．若v与B的方向相同，则粒子在运动过程中速度不断变大D．若v与B的方向相同，则粒子在运动过程中速度保持不变15．如图所示，一个正方形导线框abcd，边长为L，质量为m。将线框从距水平匀强磁场上方h处由静止释放，在线框下落过程中，不计空气阻力，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当ab边刚进入磁场时，线框速度为v。在线框进入磁场的整个过程中，下列说法正确的是()A．线框可能做加速度减小的加速运动B．线框可能做加速度减小的减速运动C．安培力对线框的冲量大小一定为mvD．线框克服安培力做功一定为221)(mvLhmgabcdMNvBBtOB0BtOB0BtOB0BtOABCDB0高三物理答题纸第4页（共10页）16．如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度qmgE。下列说法正确的是()A．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为gLB．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大C．若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动D．若将小球在A点以大小为gL的速度竖直向上抛出，它将能够到达B点第二卷（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。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，一个倾角θ＝45°的斜面固定于水平地面上，斜面顶端距水平地面的高度h＝1m，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板。一个质量m=1kg的小物块（可视为质点）自斜面顶端从静止开始向下滑动，到达斜面底端时与挡板碰撞，假设小物块与挡板碰撞过程中无机械能损失。已知小物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝0.2。重力加速度g＝10m/s2。（1）求小物块沿斜面下滑时的加速度大小a；（2）求小物块第一次与挡板碰撞前的速度大小v；（3）小物块最终停在挡板上，求整个过程中由于摩擦而产生的热量Q。EOADBCθmh高三物理答题纸第5页（共10页）18．（9分）磁流体发电是一项新兴技术，如图是它的示意图。相距为d的两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场。一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v沿垂直于磁场的方向射入磁场，由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，P、Q板上就会聚集电荷，从而在两板间产生电压。若P、Q两板间的磁场、电场按匀强磁场、匀强电场处理，磁感应强度为B。（1）求这个发电机的电动势E；（2）发电机的输出端a、b间接有阻值为R的电阻，发电机的内电阻为r。a．在图示磁极配置的情况下，判断通过电阻R的电流方向；b．计算通过电阻R的电流大小I。19．（9分）人类第一次登上月球时，宇航员在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度由静止同时释放，二者几乎同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面。已知引力常量为G，月球的半径为R。（1）求月球表面的自由落体加速度大小月g；（2）若不考虑月球自转的影响，求：a．月球的质量M；b．月球的“第一宇宙速度”大小v。NSPbaR等离子体Q高三物理答题纸第6页（共10页）20．（12分）（1）如图1所示，两根足够长的平行导轨，间距L=0.3m，在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B1=0.5T。一根直金属杆MN以v=2m/s的速度向右匀速运动，杆MN始终与导轨垂直且接触良好。杆MN的电阻r1=1，导轨的电阻可忽略。求杆MN中产生的感应电动势E1。（2）如图2所示，一个匝数n=100的圆形线圈，面积S1=0.4m2，电阻r2=1Ω。在线圈中存在面积S2=0.3m2垂直线圈平面（指向纸外）的匀强磁场区域，磁感应强度B2随时间t变化的关系如图3所示。求圆形线圈中产生的感应电动势E2。（3）有一个R=2Ω的电阻，将其两端a、b分别与图1中的导轨和图2中的圆形线圈相连接，b端接地。试判断以上两种情况中，哪种情况a端的电势较高？求这种情况中a端的电势φa。图3B2/T046t/s0.60.32aB1MNb图1RaB2b图2R高三物理答题纸第7页（共10页）21．（13分）（1）如图1所示，光滑水平面上有两个小球A、B，A球以速度v1与原来静止的B球发生正碰，且碰撞过程中无机械能损失。设A球的质量为m1，B球的质量为m2。a．求碰撞后它们的速度v1'和v2'；b．若A的初动能Ek1是一个定值，试论证当m1、m2满足什么关系时，A传给B的动能最少？（2）如图2所示，将A、B球分别用等长的细线竖直悬挂起来，使它们刚好接触。悬点到球心的距离均为L。让B球静止在最低点，将A球向左拉起一个很小的偏角θ，然后释放，两球在最低点发生正碰且碰撞过程中无机械能损失。若m2=3m1，不考虑空气阻力的影响，释放A球时开始计时（t=0），求两球每次碰撞后的速度以及每次碰撞的时刻。Bv1A图1BA图2高三物理答题纸第8页（共10页）北京市西城区2013—2014学年度第一学期期末试卷高三物理参考答案及评分标准2014.1一、单项选择题（每小题3分。）1．A2．A3．C4．B5．D6．C7．A8．C9．B10．C11．B12．C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．AC14．AD15．ABD16．BD三、计算题17．（9分）解：（1）根据牛顿第二定律mamgmgcossin【2分】小物块下滑时的加速度大小22m/s7.5m/s24a【2分】（2）小物块做匀加速运动sin22hav【2分】第一次与挡板碰撞前的速度大小m/s4v【1分】（3）根据能量守恒mghQ【1分】整个过程中由于摩擦而产生的热量Q10J【1分】18．（9分）解：（1）发电机的电动势BdvE【3分】（2）a．通过电阻R的电流方向：从a到b【2分】b．根据闭合电路欧姆定律rREI【2分】通过电阻R的电流大小rRBdvI【2分】19．（9分）解：（1）月球表面附近的物体做自由落体运动221tgh月【2分】月球表面的自由落体加速度大小22thg月【1分】高三物理答题纸第9页（共10页）（2）a．若不考虑月球自转的影响月mgRMmG2【2分】月球的质量222GthRM【1分】b．质量为m的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动Rvmgm2月【2分】月球的“第一宇宙速度”大小thRRgv2月【1分】20．（12分）解：（1）杆MN做切割磁感线的运动LvBE11【2分】产生的感应电动势V3.01E【1分】（2）穿过圆形线圈的磁通量发生变化222StBnE【2分】产生的感应电动势V5.42E【1分】（3）当电阻R与图1中的导轨相连接时，a端的电势较高【2分】通过电阻R的电流11rREI【1分】电阻R两端的电势差IRba【1分】a端的电势V2.0IRa【2分】21．（13分）解：（1）a．两个小球A、B发生弹性碰撞由动量守恒'vm'vmvm221111【1分】由能量守恒222211211212121'vm'vmvm【1分】碰撞后它们的速度121211vmmmm'v121122vmmm'v【2分】b．碰撞后B的动能高三物