北京市东城区2014届高三物理上学期期末考试新人教版

1 东城区 2013 2014学年度第一学期期末教学统一检测 高 三 物 理 2014.01 本试卷分第 卷（选择题）和第 卷（非选择题）两部分，共 120分。考试时长 100分钟。考生务必将答案答在答题 卡 上，在试卷上作答无效。 第卷 （选择题，共 48分） 一单项选择题 （本题共 12小题，每小题 4分，共 48分。每小题只有一个选项正确。 ) 1 已知两个质点相距 为 r时，它们之间的万有引力大小为 F。若只将 它们之间的距离变为 2r，则它们之间的万有引力 大小为 A 4F B 2F C41F D21F 2 人站在电梯中随电梯一起运动 。 下列 过程 中人处于超重状态的是 A电梯加速上升 B电梯 加 速 下降 C电梯 匀速 上升 D电梯 匀速 下降 3 如图所示，在粗糙水平地面上放一质量为 M的斜面，质量为 m的木块沿斜面匀速下滑，此过程中斜面保持静止，则 A 地面对斜面 有水平 向右的摩擦力 B 地面对斜面 有水平向左的摩擦力 C 地面对斜面的 支持力等于（ M+m） g D 地面对斜面的 支持力小于（ M+m） g 4 正点电荷的电场线如图所示， a、 b是电场中的两点。下列说法中正确的是 A a点的电场强度一定等于 b点的电场强度 B a点的电场强度一定大于 b点的电场强度 C a点的电势一定小于 b点的电势 D a点的电势一定等于 b点的电势 5我国家庭照明电路用的交流电的电压瞬时值随时间变化的规律为 u=311sin100 tV，关于此交流电 下列说法 中 正确的是 A. 电压的最 大值是 311V B. 电压的有效值是 311V C. 交 流 电的频率为 100Hz D. 交 流 电的 周期 为 100s 6 如图所示电路，电源内阻 不可忽略 。开关 S闭合 后 ，在 滑动 变阻器 R0的滑 片 向下滑动的过程中 A电压表的示数增大，电流表的示数减小 B电压表的示数减小，电流表的示数增大 C电压表与电流表的示数都增大 D电压表与电流表的示数都减小 m M a b b 2 7 一列简谐横波某时刻波形如图所示，此时质点 P的速度方向沿y轴 正 方向，则 A这列波沿 x轴 负 方向传播 B质点 a此时动能 最 大，加速度 最小 C 再经过一个周期，质点 P运 动到 x=6m 处 D当质点 P运动到最低点时，质点 b恰好运动到平衡位置 8质量为 m 的物体由静止开始下落，由于空气阻力影响物体下落的加速度为 g54，在物体下落高度为 h 的过程中，下列说法正确的是 A物体的动能增加了 mgh54 B物体的机械能减少了 mgh54 C物体克服阻力所做的功为 mgh54 D物体的重力势能减少了 mgh54 9 如图 所示 ， 小车 静止在光滑 水平 地面上， 小车的上表面 由光滑的斜面 AB和粗糙的平面 BC 组成（它们在 B处 由极短的光滑圆弧 平滑连接），小车右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器 ， 当传感器受压 力 时，其示数为正值 ； 当传感器 受 拉 力 时，其示数为负值。一个小滑块 （可视为质点） 从 A点由静止开始下滑 ，经 B至 C点的过程中，传感器记录到的力 F随时间 t变化 的关系 如下面四 图 表示，其 中可能正确的是 10 为了测量 蹦床 运动员 从蹦床上 跃起的高度， 探究小组设计了如下的方法：他们 在 蹦床的 弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录运动员 在 运动过程中对弹性网的压力 ，来推测运动员跃起的高度。右 图 为某段时间内蹦床运动员的 压力 时间图象。运动员在空中仅在竖直方向上 运动 ，且 可视为质点，则可 估算出 运动员在这段时间内 跃起的最 大高度为（ g取 10m/s2） A 1.5m B 1. 8m C 5.0m D 7.2m 11 如图所示， 界面 MN与水平地面之间有足够大正交的匀强磁场 B和匀强电场 E，磁感线和电场线都处在水平方向且互相垂直。在 MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落，经电场和磁场到达水平地面。若不计空气阻力，小球在通过电场和磁场的过程中，下列说法中正确的是 0 F/N t/s 1.1 2.3 3.8 4.9 6.9 t F 0 A t F 0 B t F 0 C t F 0 DA B E m +q N M P b x/m 1 y/cm 0 4 -4 2 3 4 5 6 a A 力传感器 C B 3 A小球做匀变速曲线运动 B小球的电势能保持不变 C洛伦兹力对小球做正功 D小球的动能增量等于其电势能和重力势能减少量的总和 12. 如图 甲 所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为 2a，磁感应强度的大小为 B。一边长为 a、电阻为 4R的 正方形均匀导线框 CDEF从图示位置开始沿 x轴正 以速度 v匀速穿过磁场区域，在 乙 图中 给出的 线框 E、 F两端 的 电压 UEF与线框移动距离 x 的关系 的 图象正确的是 第卷 （填空题、计算题，共 72分） 二 填空题 （每小题 6分，共 18分） 13一小球从水平台面边缘以速度 v水平飞出，落到水平地面上需要时间为 t，落地点距台面边缘的水平距离为 s。若使小球以速度2v仍从同一位置 水平飞出，落到水平地面上需要时间为 ；落地点距台面边缘的水平距离为 。 14 如图所示，两条平行金属导轨 ab、 cd 置于磁感应强度 B=0.5T 的匀强磁场中，两导轨间的距离 l=0.6m，导轨间连有电阻 R。金属杆 MN垂直置于导轨上，且 与轨道接触良好，现使金属杆 MN 沿两条导轨向右匀速运动，产生的感应电 动势为 3V。由此可知，金属杆 MN 滑动的速度大小为 m/s；通过电阻 R 的电流方向为 （填“ a R c”或“ c R a”）。 15如图 所示， A、 B 和 C、 D 为两对带电金属极板，长度均为 l，其中 A、 B 两板水平放置，间距为 d， A、 B间 电压为 U1； C、 D两板竖直放置，间距也为 d， C、 D间 电压为 U2。有一初速度为0、质量为 m、电荷量为 e 的电子经电压 U0加速后，平行于金属板进入电场，则电子进入该电场时的速度大小为 ；R c v M N l a b B d v dA l AA CA DA dA vA BA 甲F y B 2a E DCxoB UEF 3a a 2a O x 4Bav 43Bav A 3a a 2a O x Bav 4Bav UEF 乙 UEF C x 3a a 2a O -43Bav 43Bav 4Bav UEF 3a a 2a O x Bav D 4Bav 43Bav 4 若电子在穿过电场的过程 中始终未与极板相碰，电子离开该电场时的动能为 _。（ A、B、 C、 D四块金属板均互不接触，电场只存在于极板间，且不计电子的重力） 三 计算题 （ 本题共 5小题，共 54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。 ） 16（ 10分） 如图所示，质量为 m的物体放在水平桌面上。在水平恒力 F作用下，速度由 v1增大到 v2的过程中，发生的位移为 s。已知物体与水平桌面的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g。 （ 1）分别求出水平恒力 F和摩擦力所做的功； （ 2）若此过程中合外力所做的功用 W 合 表示，物体动能的增量用 Ek表示，证明 W 合 = Ek。 17 （ 10 分）据人民网报道， 北京时间 2013 年 12 月 6 日 17 时 53 分，嫦娥三号探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道。探测器环月运行轨道可视为圆轨道。已知探测器环月运行时可忽略地球及其他天体的引力，轨道半径为 r， 运动周期为 T，引力常量为 G。求： （ 1）探测器绕月运行的速度的大小； （ 2）探测器绕月运行的加速度的大小； （ 3）月球的质量。 18.（ 10分） 有一种质谱仪的工作原理图如图所示 。 静电分析器 是四分之一圆弧的管腔，内有沿圆弧半径方向指向圆心 O1的 电场， 且 与圆心 O1等距各点的电场强度大小相 等 。磁分析器中以O2为圆心、圆心角为 90 的扇形区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为 m、电荷量为 q的正离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后，从 M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿半径为 R的四分之一圆弧做匀速圆周运动，并从 N点射出静电分析器。而后离子由 P 点射入磁分析器中，最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方FB v1A v2B FB s 5 向从 Q点射出，并进入收集器。已知加速电场的电压为 U，磁分析器中磁场的磁感应强度大小为 B。 （ 1）请判断磁分析器中磁场的方向； （ 2）求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度 E的大小； （ 3）求磁分析器中 Q点与圆心 O2的距离 d。 19（ 12 分）如图所示，有一质量为 M=2kg 的平板小车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为 m=1kg 的小物块 A 和 B（均可视为质点），由车上 P 处分别以初速度 v1=2m/s 向左和 v2=4m/s向右运动，最终 A、 B两物 块恰好停在小车两端没有脱离小车。已知两物块与小车间的动摩擦因数都为 =0.1，取 g=10m/s2。求： （ 1）小车的长度 L； （ 2） A在小车上滑动 的过程中 产生的热量； （ 3）从 A、 B开始运动计时，经 5s小车离原位置的距离。 20（ 12 分）在地面上方某处的真空室里存在着水平向 左 的匀强电场，以水平向右和竖直向上为 x 轴、 y 轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系 。 一质量为 m、电荷量为 +q 的微粒从点 PA B v1A v2B P 6 （ 33l， 0）由静止释放后沿直线 PQ运动 。 当微粒到达点 Q（ 0， -l）的瞬间，撤去电场同时加上一个垂直于 纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度的大小 32mgB ql，该磁场有理想的下边界，其他方向范围无限大 。 已知重 力 加速度为 g。 求： （ 1）匀强电场的场强 E的大小； （ 2）撤去电场加上磁场的瞬间，微粒所受合外力的大小和方向； （ 3）欲使微粒不从磁场下边界穿出，该磁场下边界的 y轴坐标值应满足什么条件 ? 东城区 2013 2014学年度第一学期期末教学统一检测 高三 物理参考答案及评分标准 一单项选择题 （本题 共 12小题 ，每小题 4分，共 48分 ）。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 C A C B A D B A D C D D 第卷 （填空题、计算题，共 8题，共 72分） y x P Q O 7 二 填空题 （每小题 6分，共 18分） 13 t； 2s（每空 3分） 14 10； cRa （每空 3分） 15meU02 ； eU0el24d2U0 （ U12 U22）（每空 3分） 三 计算题：本题共 5小题，共 54 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。 16 （ 10 分） （ 1） 水平恒力所做的功 FW Fs 摩擦力所做的功 f mgs （ 2）物体在合外力作用下做匀加速直线运动，有 asvv 22122 由牛顿第二定律，合外力 F 合 =ma 合外力对物体所做的功 W 合 =F 合 s 22 22212111 =2 2 2kvvW m a m v m v Ea 合 17 （ 10 分） （ 1）探测器绕月运行的速度的大小 Trv 2 （ 2）探测器绕月运行的加速度的大小 rTa 2)2( （ 3）设月球质量为 M， 嫦娥三号探测器的质量为 m，探测器 运行 时月球对它的万有引力提供向心力， 根据万有引力定律和牛顿第二定律有 rTmrG M m 22 )2( 可得 2324GTrM 18（ 10分） 解： （ 1）磁场方向垂直纸面向外。 （ 2）设离子进入静电分析器时的速度为 v，离子在加速电场中加速，根据动能定理 有 212qU mv 8 离子在静电分析器中做匀速圆周运动，指向圆心 O1的电场力为向心力，有 RmvqE 2 由解得 2UER （ 3）离子在磁分析器中做匀速圆 周运动，圆心为 O2，根据牛顿第二定律 有 2vqvB mr 由题意可知，圆周运动的轨道半径 r = d 由 式解得 qmUBd21 19（ 12 分） （ 1）由于开始时物块 A、 B 给小车的摩擦力大小相等，方向相反，小车不动，物块 A、 B做减速运动，加速度 a大小一样， A的速度 先减为零。 设 A在小车上滑行的时间为 t1，位移为 s1，由牛顿定律 mg=ma A做匀减速运动，由运动学公式 v1=at1 121 2asv 由以上三式可得 a=1m/s2， t1=2s ， s1=2m A在小车 上滑动过程中， B也 做匀减速运动， B的位移为 s2， 由运动学公式 21122 21 attvs 可得 s2=6m A在小车上停止滑动时， B的速度设为 v3，有 223 atvv 可得 v3=2m/s B继续在小车上减速滑动，而小车与 A一起向右方向加速。因地面光滑，两个物块 A、 B和小车 9 组 成的系统动量守恒，设三者共同的速度为 v，达到共速时 B相对小车滑动的距离为 s3 vMmmv )2(3 可得 v=0.5m/s 在此过程中系统损失的机械能为 2233 )2(2121 vMmmvsmg 可得 s3=1.5m 故小车的车长 L=s1+s2+ s3=9.5m （ 2）由 于 A滑到相对小车静止以后，它随小车一起运动。故 C点距小车左端的距离为 s1=2m 1sFQ f2J （ 3）小车和 A在摩擦力作用下做加速运动，由牛顿运动定律 mg=（ m+M)a1 可得小车运动的加速度 21 /31 sma 小车加速运动的时间为 t3 ，小车匀速运动的时间为 t4 v=a1t3 可得 t3 = 1.5s 所以 t4=（ 5-2-1.5)s=1.5s 经 5s小车离原位置有 4122 vtavs 可得 ms 125.1 20（ 12 分） （ 1）