2009年北京市石景山区高三物理上学期期末试题及答案

石景山区2008--2009学年第一学期期末考试试卷高三物理（全卷考试时间：100min，满分：100分）2009.1考生须知1．本试卷分为第Ⅰ卷、第Ⅱ卷和答题纸三部分，共12页．2．认真填写学校、班级、姓名和学号．3．考生一律用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔在本试卷上按要求作答．4．考试结束后，监考人员只收机读卡和答题纸，试卷学生自己留下讲评用．第Ⅰ卷（30分）一．本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，每小题只有一个选项符合题目要求．1．下列四个选项中，用平行四边形定则计算的物理量是：A．位移B．质量C．时间D．功2．已知月球上的重力加速度值是地球上重力加速度值的0.16倍，在地球上周期是1s的单摆，在月球上的周期是：A．0.4sB．0.16sC．2.5sD．6.25s3．如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为k=4×102N/m．悬挂的重物的质量分别为m1=2kg和m2=4kg．若不计弹簧质量，取g=10m/s2，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为：A．15cm、10cmB．10cm、15cmC．5cm、10cmD．10cm、5cm4．一位高三学生以恒定的速率从学校教学楼的一层上到四层，该同学上楼过程中克服自身重力做的功最接近：A．60JB．6.0×102JC．6.0×103JD．6.0×104J5．一个以初速度0v沿直线运动的物体，t秒末速度为tv，如图，关于t秒内物体运动的平均速度v和加速度a的说法中，正确的是：A．2/)(0tvvvB．2/)(0tvvvC．a恒定D．a随时间逐渐减小6．我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星．某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动．由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S1S2m1m2S2的距离为r，已知引力常量为G.由此可求出S2的质量为：A．2122)(4GTrrrB．23124GTrC．2324GTrD．21224GTrr7．如图所示，在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一点电荷．现将质量为m、电荷量为q的小球从半圆形管的水平直径端点A静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力．若小球所带电量很小，不影响O点处的点电荷的电场，则置于圆心处的点电荷在B点处的电场强度的大小为：A．mgqB．2mgqC．3mgqD．4mgq8．在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，极板B接地.若极板B稍向上移动一点，由观察到静电计指针的变化，作出电容器电容变小的依据是：A．两极间的电压不变，极板上电荷量变小B．两极间的电压不变，极板上电荷量变大C．极板上的电荷量几乎不变，两极间的电压变小D．极板上的电荷量几乎不变，两极间的电压变大9．远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是①可节省输电线的铜材料②可根据需要调节交流电的频率③可减少输电线上的能量损失④可加快输电的速度上述四种说法正确的是：A．①②B．①③C．②③D．③④10．铁路上使用—种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置和速度，被安放在火车首节车厢下面的磁铁能产生匀强磁场，如图所示（俯视图）．当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收．当火车以恒定速度通过线圈时，表示线圈两端的电压Uab随时间变化关系的图像是：第Ⅱ卷（70分）二．本题共2小题，共18分．11．（4分）用如图所示的实验装置研究电磁感应现象．当有电流从NS－＋ACBO到控制中心电流表的正极流入时，指针向右偏转．下列说法哪些是正确的：A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转C．保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转D．磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏12．（14分）在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50Hz，依次打出的点为0，1，2，3，4，…，n．则：①在图中所示的两条纸带中应选取的纸带是，原因是．②如用从起点0到第3点之间来验证，必须直接测量的物理量为，必须计算出的物理量为，验证的表达式为．③下列实验步骤操作合理的顺序排列是____________（填写步骤前面的字母）A．将打点计时器竖直安装在铁架台上，B．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，C．取下纸带，更换新纸带（或将纸带翻个面）重新做实验，D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提纸带，E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1，h2，h3，…hn，计算出对应的瞬时速度v1，v2，v3，…，vn，F．分别算出221nmv和mghn，在实验误差范围内看是否相等．④本实验中，计算出从0点到某点重力势能的减少量与动能的增加量相比较，是偏小还是偏大？请写出减少偏差的实验改进措施．三．本题6小题，共52分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．13．（8分）质量为8×107kg的列车，从某处开始进站并关闭动力，只在恒定阻力作用下减速滑行．已知它开始滑行时的初速度为20m/s，当它滑行了300m时，速度减小到10m/s，接着又滑行了一段距离后刚好到达站台停下，那么：（1）关闭动力时列车的初动能为多大?…………•n…………•n单位：单位：（2）列车受到的恒定阻力为多大?（3）列车进站滑行的总时间为多大？14．（8分）如图所示，是一个电容器与一段金属丝构成的电路，一磁场垂直穿过该电路平面，磁感应强度的大小随时间以变化率k增加．已知电容器的电容量为C，电路平面所围面积为S，则：（1）电容器的上极板M所带电荷的电性？（2）电容器两极板间的电势差？（3）电容器两极板所带的电荷量？15．（8分）如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，光滑圆弧轨道AB的最低点B与足够长的水平轨道相切，整个轨道处于同一竖直平面内．可视为质点的物块从A点正上方H处无初速度下落，恰好落入小车圆弧轨道，并沿半径为Ｒ的四分之一圆弧轨道滑下，最终小车与物块一起运动．已知小车的质量为M，物块的质量为m，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失，（重力加速度用g表示）．求：（1）物块到达B点时的速度大小？（2）物块到达圆弧轨道最低点B时，轨道对它的支持力的大小？（3）物块和小车的最终速度大小？H××××××××××××CMBN16．（9分）如图（甲）所示，边长为L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形绝缘金属线框，平放在光滑的水平桌面上，磁感应强度B=0.80T的匀强磁场方向竖直向上，金属线框的一边ab与磁场的边界MN重合．在力F作用下金属线框由静止开始向左运动，在5.0s内从磁场中拉出．测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图（乙）所示．已知金属线框的总电阻为R=4.0Ω．（1）试判断金属线框从磁场中拉出的过程中，线框中的感应电流方向?（2）t=2.0s时，金属线框的速度？（3）已知在5.0s内力F做功1.92J，那么，金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少？17．（9分）汤姆生曾采用电场、磁场偏转法测定电子的比荷，具体方法如下：Ⅰ．使电子以初速度v1垂直通过宽为L的匀强电场区域，测出偏向角θ，已知匀强电场的场强大小为E，方向如图（a）所示Ⅱ．使电子以同样的速度v1垂直射入磁感应强度大小为B、方向如图（b）所示的匀强磁场，使它刚好经过路程长度为L的圆弧之后射出磁场，测出偏向角φ，请继续完成以下三个问题：（1）电子通过匀强电场和匀强磁场的时间分别为多少？（2）若结果不用v1表达，那么电子在匀强磁场中做圆弧运动对应的圆半径R为多少？（3）若结果不用v1表达，那么电子的比荷e/m为多少？0t/sI/A1234560.10.20.40.30.5（乙）················MNB（甲）abcd左18．（10分）质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的匀强电场中，电场强度大小为E1．在t=0时刻，电场强度突然增加到E2=4.0×103N/C，场强方向保持不变．到t=0.20s时刻再把电场方向改为水平向右，场强大小保持不变．取g=10m/s2．求：（1）原来电场强度E1的大小？（2）t=0.20s时刻带电微粒的速度大小？（3）带电微粒运动速度水平向右时刻的动能？石景山区2008~2009学年度第一学期期末考试，高三物理试题参考答案一．选择题（每小题3分，共30分）2009.1题号12345678910答案ACACDDCDBC二．填空题（共2小题，共18分）题号11(4分)12（14分）答案AC（选全给4分，漏选给2分，有错选不给分）①（a）；前两点的距离接近2mm，近似于自由落体运动．（或a=9.75m/s2,接近g）②点0到点3的距离h３，点２至点４的距离h24，点3的瞬时速度v3；23321mvmgh③ADBCEF④偏大．选用密度和质量较大的重物；打点计时器的限位孔在同一条竖直线上；纸带要竖直释放．（表述合理给２分）注：题①2+2=4分；题②1+1+1+1=4分；题③2分（有排错不给分）；题④2+2=4分．三．计算题（共6小题，共52分）13．（8分）解：（1）列车的初动能27200201082121mvEkJ=1.6×1010J……………………………（2分）（2）由动能定理有：2022121mvmvsft…………………………………………………（2分）解得列车受到的阻力3002)1020(1082)(227220svvmftN=4×107N…………………………（1分）（3）由动量定理有：-f•t=mvt–mv0………………………………………………………………（2分）解得列车滑行的总时间770104)200(108)(fvvmtts=40s…………………………………（1分）14．（8分）解：（1）上极板M带正电…………………………………………………………………………（2分）（2）由法拉弟电磁感应定律，电容器两极板间的电势差SktEU………………（3分）（3）电容器所带的电量：Q=CU=CkS………………………………………………………（3分）15．（8分）解：（1）设物块到达B点的速度为vB，由22100)(BmvRHmg………………………（2分）解得：)(2RHgvB………………………………………………………………………（1分）（2）设支持力为FN，由RvmmgFBN2………………………………………………………（2分）解得RRHmgFN32……………………………………………………………………………（1分）（3）设物块和小车的最终速度为v，由mvB=（M+m）v，得：)(2RHgmMmv……（2分）16．（9分）解：（1）由楞次定律（或右手定则），线框中感应电流的方向为逆时针（或abcda）…………（2分）（2）设t=2.0s时的速度为v，据题意有：BLv=IR解得5.280.00.42.0BLIRvm/s=0.4m/s………（3分）（3）设t=5.0s时的速度为v′,整个过程中线框中产生的焦耳热为Q，则有：BLv′=I′R………………………………（1分），221vmWQF…………………………（2分）由上述两式解得：22)5.280.00.45.0(5.02192.1)(21BLRImWQFJ=1.67J……………………（1分）17．（9分）解：（1）电子通过匀强电场和匀强磁场的时间相等，分别都是：t=L/v1……………………①（2分）（2）电子进入匀强磁场中作匀速圆周运动有：R=L/φ………………………………………②（2分）（3）沿电场力方向有：vy=at=eEL/mv1