朝阳区高三期末物理试卷及答案

北京市朝阳区 2010～2011 学年度高三年级第一学期期末统一考试物理试卷 一、单项选择题（本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分） 1．在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆，其中 A、E 的摆长为 l，B 的摆长为 0.5l， C 的摆长为 1.5l，D 的摆长为 2l。先使 A 振动起来，其他各摆随后也振动 起来，则在 B、C、D、E 四个摆中，振幅最大的是 A．B B．C C．D D．E 2．如图所示，质量均为 m 的两个小球，分别用两根等长的细线悬挂在 O 点，两 球之间夹着一根劲度系数为 k 的轻弹簧，静止时弹簧是水平的，若两根细线 之间的夹角为 α ，则弹簧的形变量为 A． tan 2 mg α k B． 2 tan 2 mg α k C． tanmg αk D． 2 tanmg αk 3．如图所示，为一物体运动的位移-时间（x-t）图像。由图像可知 A．物体一直做匀加速直线运动 B．物体一直做匀减速直线运动 C．物体以某一速率做往复运动 D．物体有时做匀加速直线运动，有时做匀减速直线运动 4．如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平面上，滑块 A 与斜面间的动摩擦因数为μ。A 沿斜面 上滑时加速度的大小为 a1，沿斜面下滑时加速度的大小为 a2，则 1 2 a a 等于 A． sin cos (sin cos ) θ μ θ μ θ θ   B． sin cos sin cos θ μ θ θ μ θ   C． (1 tan )μ θ D． cos sin cos μ θ θ μ θ 5．如图所示，A、B 是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并 彼此接触。现使带负电的橡胶棒 C 靠近 A（C 与 A 不接触），然后先将 A、 B 分开，再将 C 移走。关于 A、B 的带电情况，下列判断正确的是 A．A 带正电，B 带负电 B．A 带负电，B 带正电 C．A、B 均不带电 D．A、B 均带正电 6．一列简谐横波沿 x 轴负方向传播，a、b 为波上的两个质点，某时刻的波形图如图甲所示，从 此时刻开始计时，图乙是 a、b 两个质点中某一质点 的振动图像，下列判断正 确的是 A．波速为1.0m/s，图乙是质点a 的振动图像 B．波速为1.0m/s，图乙是质点b 的振动图像 C．波速为0.16m/s，图乙是质点a 的振动图像 D．波速为0.16m/s，图乙是质点b 的振动图像 7．太阳围绕银河系中心的运动可视为匀速圆周运动，其运动速度约为地球绕太阳公转速度的 7 倍，其轨道半径约为地球绕太阳公转轨道半径的 2×109 倍。为了粗略估算银河系中恒星的数 目，可认为银河系的所有恒星的质量都集中在银河系中心，且银河系中恒星的平均质量约等 于太阳的质量，则银河系中恒星的数目约为 A．1015 B．1013 C．1011 D．109 α O 7 x/m t/sO x0 -x0 81 2 3 4 5 6 θ A O 0.10 x/m y/m 0.20 0.30 0.40 ba t/sO 0.10 t/s y/m 0.20 0.30 0.40 t/s 图甲 图乙 8．电动势为 E、内阻为 r 的电源，与定值电阻 R1、R2、R3 连接成如图所示的电路。当开关 S 闭合时 A．电压表和电流表的示数均减小 B．电压表和电流表的示数均增大 C．电压表的示数减小，电流表的示数增大 D．电压表的示数增大，电流表的示数减小 9．如图所示，真空中有直角坐标系 xOy，在 x 轴上固定着关于 O 点对称的等量异号点电荷+Q 和 -Q，C 是 y 轴上的一个点，D 是 x 轴上的一个点，DE 连线垂直于 x 轴。将一个点电荷+q 从 O 移动到 D，电场力对它做功为 W1，将这个点电荷从 C 移动到 E，电场力对它做功为 W2。 下列判断正确的是 A．两次移动电荷电场力都做正功，并且 W1=W2 B．两次移动电荷电场力都做正功，并且 W1＞W2 C．两次移动电荷电场力都做负功，并且 W1=W2 D．两次移动电荷电场力都做负功，并且 W1＞W2 10．如图所示，在粗糙绝缘水平面上有一正方形闭合金属线框 abcd，其边长为 l、质量为 m，金 属线框与水平面的动摩擦因数为μ。虚线框 a′b′c′d′内有一匀 强磁场，磁场方向竖直向下。开始时金属线框的 ab 边与磁 场的 d′c′边重合。现使金属线框以初速度 v0 沿水平面滑入磁 场区域，运动一段时间后停止，此时金属线框的 dc 边与磁 场区域的 d′c′边距离为 l。在这个过程中，金属线框产生的焦 耳热为 A． 2 0 1 2 mv μmgl B． 2 0 1 2 mv μmgl C． 2 0 1 22 mv μmgl D． 2 0 1 22 mv μmgl 11．如图所示，在正方形区域 abcd 内有一垂直纸面向里的匀强磁场，一束电子以大小不同的速率 垂直于 ad 边且垂直于磁场射入磁场区域，下列判断正确的是 A．在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹越长 B．在磁场中运动时间相同的电子，其运动轨迹一定重合 C．不同运动速率的电子，在磁场中的运动时间一定不相同 D．在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹所对应的圆心角越大 12．将一小球竖直上抛，如果小球到达最高点前的最后一秒和离开最高点后的第一秒时间内 通过的路程分别为 x1 和 x2，速度变化量的大小分别为Δv1 和Δv2，假设小球所受空气阻力 大小不变，则下列表述正确的是 x1> x2，Δv1 x2，Δv1Δv2 C．x1< x2，Δv1 x2，Δv1>Δv2 13．如图所示，A、B 为水平正对放置的平行金属板，板间距离为 d。一质量为 m 的带电油滴在两金属 板之间，油滴运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。将油 滴由静止释放，若两金属板间的电压为零，一段时间后油滴以速 率 v 匀速下降。若两金属板间加电压 U，一段时间后油滴以速率 2v 匀速上升。由此可知油滴所带电荷量的大小为 A． mgd U B． 2mgd U C． 3mgd U D． 4mgd U AR1 R2 R3 S V E r O x y +Q -Q C D E d m A B × × × × × × × × × × × × a′ b′c′ d′ a bc d v0 ad bcl l × × × × × × × × × × × × × × × × v B d a b c 二、实验题（本题共 3 小题，共 21 分） 14．某同学利用如图所示的电路测量电源的电动势和内电阻。他利用测量出来的几组电压和电流 值画出了 U-I 图线。根据图线求出的电源电动势 E=______， 电源的内电阻 r=______。 15．两位同学用如图所示的装置测量重力加速度。 （1）测量中一位同学有如下步骤： A．用米尺测量出悬线的长度 l，并将它记为摆长； B．用天平测量出摆球的质量 m； C．使单摆小角度摆动后，用秒表记录全振动 n 次的时间，并 计算出摆动周期 T。 以上步骤中不正确的是______，不必要的是______。（填写步骤前字母） （2）另一位同学测量了不同摆长（L）情况下单摆的振动周期（T）， 并做出 T2-L 图线。然后计算出图线的斜率 k，这位同学根据图线求 出重力加速度的计算公式为 g=___________。 16．现有一根长约为 20cm 的柱状金属丝，其横截面为边长约 1mm 的正方形，金属丝的电阻率为 5×10-5Ω·m。一位同学用伏安法测量该金属丝的电阻，测量时使用电动势为 4.5V 的电源。另 有如下器材供选择： A．量程为 0～0.6A，内阻约为 1Ω的电流表 B．量程为 0～1A，内阻约为 10Ω的电流表 C．量程为 0～6V，内阻约为 4kΩ的电压表 D．量程为 0～10V，内阻约为 50kΩ的电压表 E．阻值为 0～10Ω，额定电流为 1A 的滑动变阻器 F．阻值为 0～1kΩ，额定电流为 0.1A 的滑动变阻器 （1）以上器材应选用__________________________。（填写器材前的字母） （2）为了减小误差，应采用电流表的______________（选填“内接法”或“外接法”）。 （3）将下图所示器材连接成实验电路。 T2/s2 L/m O S E r R A V O I/A U/V U0 I0 三、计算题（本题共 4 小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。 只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，g 取 10m/s2。 把答案填在答题纸相应的空白处。） 17．（8 分）如图所示，平行光滑导轨 MN 和 M′N′置于水平面内，导轨间距为 l，电阻可以忽略不 计。导轨的左端通过电阻忽略不计的导线接一阻值为 R 的定值电阻。金属棒 ab 垂直于导轨 放置，其阻值也为 R。导轨处于磁感应强度为 B、方向竖直向下的匀强磁场中。当金属棒 ab 在导轨上以某一速度向右做匀速滑动时，定值电阻 R 两端的电压为 U。 （1）判断 M 和 M′哪端电势高？ （2）求金属棒 ab 在导轨上滑动速度的大小。 18．（8 分）如图所示，甲为操场上一质量不计的竖直滑竿，滑竿上端固定，下端悬空，为了研究 学生沿竿下滑的情况，在竿的顶部装有一拉力传感器，可显示竿的顶端所受拉力的大小。现 有一学生手握滑竿，从竿的上端由静止开始下滑，下滑 5s 后这个学生的下滑速度为零，并用 手紧握住滑竿保持静止不动。以这个学生开始下滑时刻为计时起点，传感器显示的力随时间 变化的情况如图乙所示。求： （1）该学生下滑过程中的最大速度； （2）5s 内该学生下滑的距离。 传感器 甲 滑竿 F/N t/s0 1 2 3 4 5 6 380 500 乙 19．（12 分）如图所示，在竖直平面内，一质量为 M 的木制小球（可视为质点）悬挂于 O 点，悬 线长为 L。一质量为 m 的子弹以水平速度 v0 射入木球且留在其中，子弹与木球的相互作用时 间极短，可忽略不计。 （1）求子弹和木球相互作用结束后的瞬间，它们共同速度的大小； （2）若子弹射入木球后，它们能在竖直平面内做圆周运动，v0 应为多大？ 20．（12 分）如图所示，某空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场 方向垂直于纸面向里。一段光滑绝缘的圆弧轨道 AC 固定在场中，圆弧所在平面与电场平行， 圆弧的圆心为 O，半径 R=1.8m，连线 OA 在竖直方向上，圆弧所对应的圆心角 θ =37°。现 有一质量 m=3.6×10-4kg、电荷量 q=9.0×10-4C 的带正电的小球（视为质点），以 v0=4.0m/s 的速度沿水平方向由 A 点射入圆弧轨道，一段时间后小球从 C 点离开圆弧轨道。小球离开圆 弧轨道后在场中做匀速直线运动。不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）匀强电场场强 E 的大小； （2）小球刚射入圆弧轨道瞬间对轨道压力的大小。 v0 O L 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 D A C B A B C A B D D D C 14．U0， 0 0 U I 15．（1）A，B 2） 24πg k  16．（1）A、C、E（2）外接法（3）见右图 17．（1）M 端电势高 （2） 2Uv Bl  18．（1）a=2.4m/s2 （2） 1 2x x x  =6.0m 19．（1） 0mvv m M   （2） 0 5m Mv gLm   20．（1）小球离开轨道后做匀速直线运动，其受力情况如图 1 所示，则有 tanqE mg θ ① 所以 E=3.0N/C （2）设小球运动到 C 点时的速度为 v。在小球沿轨道从 A 运动到 C 的过程中，根 据动能定理有 2 2 0 1 1sin (1 cos ) 2 2qER θ mgR θ mv mv    ② 解得 v=5.0m/s ③ 小球由 A 点射入圆弧轨道瞬间，设小球对轨道的压力为 N，小球的受力情况如图 2 所示，根据牛顿第二定律有 2 0 0 mvN qBv mg R    ④ 根据图 1 还有： cos mgqvB θ  ⑤ 由③④⑤可求得： N=3.2×10-3N 根据牛顿第三定律可知，小球由 A 点射入圆弧轨道瞬间对轨道的压力 N′=N=3.2×10-3N