2016年北京西城高三物理第一学期期末试卷及答案(共10页).doc
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2016年北京西城高三物理第一学期期末试卷及答案(共10页).doc
精选优质文档-倾情为你奉上北京市西城区2015 2016学年度第一学期期末试卷 高三物理 2016.1试卷满分:100分 考试时间: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关于某个物体受到的力与运动的关系,下列说法正确的是 A. 物体受到的合力为零,速度一定为零B. 物体受到的合力恒定,速度一定恒定C. 物体受到的合力越大,速度一定越大D. 物体受到的合力越大,加速度一定越大2关于机械振动和机械波,下列说法正确的是 A有机械振动必有机械波B声音在空气中传播时是横波C在机械波的传播中质点并不随波迁移D质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上3. 如图所示,汽车在一水平公路上转弯时,汽车的运动可视为匀速圆周运动的一部分。下列关于汽车转弯时的说法正确的是 A汽车处于平衡状态B汽车的向心力由重力提供C汽车的向心力由支持力提供D汽车的向心力由摩擦力提供 F 4在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小。仪器中有一根轻质金属丝悬挂着一个金属球,无风时金属球自由下垂,当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度并保持恒定,如图所示。关于风力大小F与小球质量m、偏角之间的关系,下列关系中正确的是 AF = mgtan BF = mgsin C D5. 某同学站在体重计上,通过做下蹲、起立的动作来探究超重和失重现象。下列说法正确的是 A下蹲过程中人始终处于超重状态B起立过程中人始终处于超重状态C下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态D起立过程中人先处于超重状态后处于失重状态6. 如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在M、N两点之间做简谐运动。振子的位移x随时间t的变化图象如图乙所示。下列判断正确的是 A0.4s时振子的加速度为零B0.8 s时振子的速度最大C0.4 s和1.2 s时振子的加速度相同0图乙t/sx/cm0.40.81.21.612-12D0.8s和1.6 s时振子的速度相同MON图甲0x7如图所示,实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场,图中虚线为粒子的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是 abE Aa点场强小于b点场强Ba点电势大于b点电势C带电粒子从a到b动能减小D带电粒子从a到b电势能减小 8如图所示,用理想变压器为一个“6V、12W”的小灯泡供电,变压器原线圈中的输入电压为220V。闭合开关S,小灯泡恰好正常发光。则下列说法中错误的是 LS A变压器原副线圈的匝数之比为110:3B变压器原线圈中的输入电流为2AC变压器原线圈中的输入功率为12WD变压器副线圈中的输出功率为12W 9. 如图所示,平行板电容器已经充电,静电计的金属球与电容器的一个极板连接,外壳与另一个极板连接,静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量Q不变。设电容器两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为。下列关于实验现象的描述正确的是 A保持S不变,增大d,则变大B保持S不变,减小d,则不变 C保持d不变,减小S,则变小D保持S、d不变,在两板间插入电介质,则变大10. 如图所示,在真空中有一对带电的平行金属板水平放置。一带电粒子沿平行于板面的方向,从左侧两极板中央射入电场中,恰能从右侧极板边缘处离开电场。不计粒子重力。若可以改变某个量,下列哪种变化,仍能确保粒子一定飞出电场 E v + + + + + + +- - - - - - - A只增大粒子的带电量 B只增大电场强度 C只减小粒子的比荷D只减小粒子的入射速度 11. 如图所示为洛伦兹力演示仪的结构示意图。由电子枪产生电子束,玻璃泡内充有稀薄的气体,在电子束通过时能够显示电子的径迹。前后两个励磁线圈之间产生匀强磁场,磁场方向与两个线圈中心的连线平行。电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压U和励磁线圈的电流I来调节。适当调节U和I,玻璃泡中就会出现电子束的圆形径迹。下列调节方式中,一定能让圆形径迹半径增大的是 A同时增大U和I B同时减小U和I C增大U,减小I D减小U,增大IAEE123456SB12. 如图所示为一个多量程多用电表的简化电路图。单刀多掷开关S可以与不同接点连接。下列说法正确的是 A当S接1或2时为直流电流档,接1时量程较小B当S接1或2时为直流电压档,接1时量程较大C当S接3或4时为直流电流档,接3时量程较大D当S接5或6时为直流电压档,接5时量程较小二、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,乙甲v/ms-1t/s1612840246选对但不全的得1分,有选错的得0分。)13两辆汽车在一条东西方向的平直公路上行驶,以向东为正方 向,两辆汽车的v-t图象如图所示。由图可知 A两辆汽车都向东行驶B乙车做匀减速直线运动C6s时甲车的速度大于乙车D07s内甲车的位移大于乙车14. 如图所示为一台小型发电机示意图,磁场为水平方向。当线圈转到如图所示的水平位置时,下列判断正确的是 A通过线圈的磁通量最大 B通过线圈的磁通量为零C线圈中产生的电动势最大D线圈中产生的电动势为零dBbL aF15. 如图所示,光滑绝缘的水平面上,一个边长为L的正方形金属框,在水平恒力F作用下运动,穿过方向如图的有界匀强磁场区域。磁场区域的宽度为d(d >L)。已知ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零。则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较,下列分析正确的是 A线框中产生的感应电流方向相反B所受的安培力方向相反C两过程所用时间相等D进入磁场的过程中线框产生的热量较少BM+qEN+q16如图所示,两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内,左右两端点等高,分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放。M、N为轨道的最低点。则下列分析正确的是 A两个小球到达轨道最低点的速度vM < vN B两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力FM > FN C小球第一次到达M点的时间小于小球第一次到达N点的时间D磁场中小球能到达轨道另一端最高处,电场中小球不能到达轨道另一端最高处第二卷(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。解题过程中需要用到,但题目中没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明。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,斜面AC长L= 1m,倾角 =37°,CD段为与斜面平滑连接的水平地面。一个质量m = 2kg的小物块从斜面顶端A由静止开始滑下。小物块与斜面、地面间的动摩擦因数均为 = 0.5。不计空气阻力,g = 10m/s2,sin37°= 0.6,cos37° = 0.8。求:(1)小物块在斜面上运动时的加速度大小a;(2)小物块滑到斜面底端C点时的速度大小v; (3)小物块在水平地面上滑行的最远距离x。ADC 18. (9分)宇航员驾驶宇宙飞船到达月球,他在月球表面做了一个实验:在离月球表面高度为h处,将一小球以初速度v0水平抛出,水平射程为x。已知月球的半径为R,万有引力常量为G。不考虑月球自转的影响。求:(1)月球表面的重力加速度大小g0 ;(2)月球的质量M;(3)飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度v。19. (11分)如图所示,两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。导体棒a与b的质量均为m,电阻值分别为Ra=R,Rb=2R。b棒放置在水平导轨上足够远处,a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放。运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,重力加速度为g。(1)求a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向;(2)求最终稳定时两棒的速度大小;(3)从a棒开始下落到最终稳定的过程中,求b棒上产生的内能。BMPabNQh20. (11分)图2OPx 图1O如图1所示,一根轻质弹簧上端固定在天花板上,下端挂一小球(可视为质点),弹簧处于原长时小球位于O点。将小球从O点由静止释放,小球沿竖直方向在OP之间做往复运动,如图2所示。小球运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。不计空气阻力,重力加速度为g。(1)在小球运动的过程中,经过某一位置A时动能为Ek1,重力势能为EP1,弹簧弹性势能为E弹1,经过另一位置B时动能为Ek2,重力势能为EP2,弹簧弹性势能为E弹2。请根据功是能量转化的量度,证明:小球由A运动到B 的过程中,小球、弹簧和地球组成的物体系统机械能守恒;xFO图3(2)已知弹簧劲度系数为k。以O点为坐标原点,竖直向下为x轴正方向,建立一维坐标系O-x,如图2所示。a. 请在图3中画出小球从O运动到P的过程中,弹簧弹力的大小F随相对于O点的位移x变化的图象。根据F-x图象求:小球从O运动到任意位置x的过程中弹力所做的功W,以及小球在此位置时弹簧的弹性势能E弹;b. 已知小球质量为m。求小球经过OP中点时瞬时速度的大小v。21. (12分)在粒子物理学的研究中,经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。一粒子源产生离子束,已知离子质量为m,电荷量为+e 。不计离子重力以及离子间的相互作粒子源+ + + + + + +E 图1v- - - - - - - B用力。(1)如图1所示为一速度选择器,两平行金属板水平放置,电场强度E与磁感应强度B相互垂直。让粒子源射出的离子沿平行于极板方向进入速度选择器。求能沿图中虚线路径通过速度选择器的离子的速度大小v。图2ABt /s0.20.40.6UAB / V200-200图30(2)如图2所示为竖直放置的两平行金属板A、B,两板中间均开有小孔,两板之间的电压UAB随时间的变化规律如图3所示。假设从速度选择器出来的离子动能为Ek=100eV,让这些离子沿垂直极板方向进入两板之间。两极板距离很近,离子通过两板间的时间可以忽略不计。设每秒从速度选择器射出的离子数为N0 = 5×1015个,已知e =1.6×10-19C。从B板小孔飞出的离子束可等效为一电流,求从t = 0到t = 0.4s时间内,从B板小孔飞出的离子产生的平均电流I。E 图4+ + + + + +- - - - - - - B(3)接(1),若在图1中速度选择器的上极板中间开一小孔,如图4所示。将粒子源产生的离子束中速度为0的离子,从上极板小孔处释放,离子恰好能到达下极板。求离子到达下极板时的速度大小v,以及两极板间的距离d。北京市西城区2015 2016学年度第一学期期末试卷 高三物理参考答案及评分标准 20161 一、单项选择题(每小题3分。)1. D 2. C 3. D 4. A 5. D 6. B 7. C 8. B 9. A 10. C 11. C 12. D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. ABC 14. BC 15. AD 16. BCD三、计算题17(9分)解:(1)根据牛顿第二定律mgsin mgcos = ma (2分) 解得 a = 2m/s2 (1分) (2) 根据匀变速直线运动规律 (2分) 解得v = 2m/s (1分) (3) 根据动能定理 (2分) 解得 x = 0.4m (1分)18(9分)设飞船质量为m解:(1)设小球落地时间为t,根据平抛运动规律水平方向 (1分)竖直方向 (1分) 解得 (1分) (2)在月球表面忽略地球自转时有 (2分) 解得月球质量 (1分) (3)由万有引力定律和牛顿第二定律 (2分) 解得 (1分) 19. (11分)解:(1)设a棒刚进入磁场时的速度为v,从开始下落到进入磁场 根据机械能守恒定律 (1分) a棒切割磁感线产生感应电动势 E = BLv (1分)根据闭合电路欧姆定律 (1分) a棒受到的安培力 F = BIL (1分)联立以上各式解得 方向水平向左(1分) (注:或方向与速度方向相反。若方向错或没答方向均扣1分)(2)设两棒最后稳定时的速度为v ,从a棒开始下落到两棒速度达到稳定根据动量守恒定律 mv = 2m v (2分) 解得 (1分) (3)设a棒产生的内能为Ea ,b棒产生的内能为Eb 根据能量守恒定律 (1分)两棒串联内能与电阻成正比 Eb = 2Ea (1分)解得 (1分)20. (11分)解:(1)设重力做的功为WG,弹力做的功为W弹根据动能定理 WG + W弹 = Ek2 - Ek1 (1分)由重力做功与重力势能的关系 WG = Ep1 Ep2 (1分)由弹力做功与弹性势能的关系 W弹 = E弹1- E弹2 (1分) FxOxkx联立以上三式可得 Ek1 + Ep1 +E弹1 = Ek2 +Ep2 +E弹2 (1分)(2)a. F-x图象如右图所示 (1分) 图中的图线和x轴围成的面积表示功的大小所以弹力做功为 (注:没有负号扣1分) (2分)由弹力做功与弹性势能的关系 W弹 = 0 -E弹 解得 (1分)b. 小球由O点到OP中点,根据动能定理 (1分) 小球由O点到P点,根据机械能守恒定律 (1分)解得 (1分) 21. (12分)解:(1)离子做匀速直线运动,根据受力平衡 Ee = Bev (2分)解得 (1分)(2)A、B之间加正向电压时,离子能够通过B板小孔;A、B之间加反向电压时,电场力对离子做负功,电压小于100V时,离子能够通过B板小孔。由此可知,有离子通过B板小孔的时间 t = 0.3s (1分)通过B板小孔的离子数 N = Nt = 1.5×1015个 (1分)根据 (1分)代入数据解得平均电流 I = 6×10-4A (1分)(3)由题意可知,离子到达下极板时的速度方向为水平方向根据动能定理 (1分)设某时刻离子竖直方向速度为vy。在很短时间内,离子在竖直方向通过的距离为vyt,在水平方向受到的冲量为evyBt。离子从开始运动至到达下极板的过程水平方向,根据动量定理 evyBt = mv (1分)竖直方向,根据运动学规律 vyt = d (1分)联立以上各式解得 (1分) (1分)专心-专注-专业