1、2015届北京丰台高三第一学期期末考试物理卷（带解析） 选择题 一般物质分子非常小，分子质量也非常小。科学家采用摩尔为物质的量的单位，实现了微观物理量与宏观物理量间的换算。 1摩尔的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量为称阿伏伽德罗常数 NA。通过下列条件可以得出阿伏伽德罗常数的是（ ） A已知水的密度和水的摩尔质量 B已知水分子体积和水分子质量 C已知水的摩尔质量和水分子质量 D已知水分子体积和水的摩尔质量 答案： C 试题分析：已知水的密度和水的摩尔质量 ,只能得到水的摩尔体积，选项 A错误；已知水分子体积和水分子质量不能得出阿伏伽德罗常数，选项 B错误；用水的摩尔质量除以水分子质量，可得
2、阿伏伽德罗常数，选项 C正确；已知水分子体积和水的摩尔质量，求阿伏伽德罗常数还缺少水的密度，故选项 D错误；故选C. 考点：分子动理论；阿伏伽德罗常数。 法拉第发明了世界上第一台发电机 法拉第圆盘发电机。铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻 R连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘如图示方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为 B，圆盘半径 为 l，圆盘匀速转动的角速度为 。下列说法正确的是（ ） A圆盘产生的电动势为 ，流过电阻 R 的电流方向为从 b到 a B圆盘产生的电动势为 ，流过电阻 R 的电流方向为从 a到
3、b C圆盘产生的电动势为 ，流过电阻 R 的电流方向为从 b到 a D圆盘产生的电动势为 ，流过电阻 R 的电流方向为从 a到 b 答案： A 试题分析：圆盘产生的电动势为 ，由右手定则，选取其中的一个半径来判断，可知流过电阻 R 的电流方向为从 b到 a，选项 A正确。 考点：法拉第电磁感应定律 . 如图所示，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁 (质量为 m)，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合。则悬挂磁铁的绳子中拉力 F随时间 t变化的图像可能是（ ） 答案： B 试题分析：当线圈从 N极上方下落时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场
4、阻碍其磁通量的增加，故线圈和磁铁有斥力作用，此时细线的拉力大于其重力；同理当线圈从 S极上方下落时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍其磁通量的减小，故线圈和磁铁有引力作用，此时细线的拉力大于其重力；故 图线 B正确。 考点：楞次定律 . 在图示的非匀强电场中，实线表示电场线。在只受电场力的作用下，电子从 A点运动到 B点。电子在 A点的速度方向如图所示。比较电子在 A、 B两点的速度、加速度、电势能，其中正确的是（ ） A. vA vB、 aA EpB B. vA vB、 aAaB、 EpA aB、 EpA EpB 答案： D 试题分析：由轨迹的特点可知，电场力方向与
5、场强方向相反，电场力做正功，动能增大，速度增大，电势能减小；因为 A处电场线较 B处密集，故 A处场强大于 B处，在 A处的加速度大于在 B处的加速度，选项 D正确 . 考点：电场线；电场强度；电势能 . “嫦娥三号 ”的环月轨道可近似看成是圆轨道。观察 “嫦娥三号 ”在环月轨道上的运动，发现每经过时间 t通过的弧长为 l，该弧长对应的圆心角为 （弧度），如图所示。已知引力常量为 G，由此可推导出月球的质量为（ ） A B C D 答案： A 试题分析： “嫦娥三号 ”运转线速度为： ，运转半径为： ，根据万有引力定律可得： ，解得： ，选项 A正确。 考点：万有引力定律的应用 . 如图所示，
6、理想变压器的原线圈两端接 u 220 sin100t（ V）的交流电源上副线圈两端接 R 55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 2 1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ） A原线圈中的输入功率为 B原线圈中电流表的读数为 1 A C副线圈中电压表的读数为 110 V D副线圈中输出交流电的周期为 0.01s 答案： B 试题分析：初级电压有效值为 ,则次级电压为：，次级消耗的功率： ，故原线圈中的输入功率为 220W，选项 A错误；原线圈中电流 ，选项 B正确；副线圈中电压表的读数为等于次级电压有效值 110V，选项 C错误；交流电的周期为：，选项 D错误；故选 B. 考点：
7、变压器；正弦交流电 . 一列自右向左传播的简谐横波，在 t 0时刻的波形图如图所示。已知在 t1 0.3s时刻， P质点首次位于波峰， Q点的坐标是（ 3， 0），则以下说法正确的是（ ） A这列波的传播速度为 0.2m/s B在 t 0时刻，质点 P向上运动 C在 t1 0.3s时刻，质点 A仍位于波谷 D在 t2 0.5s时刻，质点 Q首次位于波峰 答案： D 试题分析： t 0 时刻 P 点向下振动，在 t1 0.3s 时刻首次到达波峰，故 T=0.4s，因为 =4cm,故波速 ，选项 AB错误；在 t1 0.3s时刻，质点 A处于平衡位置向下振动，选项 C错误；在 t2 0.5s时刻，
8、波向前传播5cm，则在 t=0时刻的 x=2cm处的波峰恰好能传到 Q点，故在 t2 0.5s时刻，质点 Q首次位于波峰，选项 D正确；故选 D. 考点：质点的振动；机械波的传播；波的图像 . 把一个物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体达到最高点后落回抛出点。如果取竖直向上为正方向，不计空气阻力。下列描述该运动过程的 v-t图像或 a-t图像正确的是（ ） 答案： B 试题分析：物体上升和下降的阶段，加速度都是恒定的 g，故选项 C、 D错误；物体上升时做匀减速运动，下降时做匀加速运动，且加速度不变，故图线 B正确， A错误；故选 B。 考点：竖直上抛运动； v-t图线 . 如图所示，一物块放
9、置在倾角为 的斜面体上，斜面体放置于水平地面。若用与水平方向成 角、大小为 F的力推物块恰能使其在斜面体上匀速下滑，斜面体始终 静止。下列关于斜面体受地面摩擦力的说法正确的是（ ） A大小为 0 B方向水平向左，大小为 Fsin C方向水平向左，大小为 Fcos D方向水平向左，大小为 Fcos 答案： D 试题分析：因为斜面静止，而物块匀速下滑，故对斜面和木块的整体受力分析可知，水平方向有： f地 = Fcos，方向水平向左，故选 D。 考点：整体法；物体的平衡 . 如果大量氢原子处在 n=4的能级，可能有几种频率的光辐射出来？其中频率最大的光是氢原子在哪两个能级间跃迁时发出来的？（ ） A
10、 4种，其中频率最大的光是氢原子从 n=4能级到 n=1能级跃迁时发出 B 6种，其中频率最大的光是氢原子从 n=4能级到 n=1能级跃迁时发出 C 4种，其中频率最大的光是氢原子从 n=4能级到 n=3能级跃迁时发出 D 6种，其中频率最大的光是氢原子从 n=4能级到 n=3能级跃迁时发出 答案： B 试题分析：大量氢原子处在 n=4的能级，可能有 种频率的光辐射出来 , 根据波尔理论，频率最大的光对应着能级差最大的能级间的跃迁，即是氢原子从 n=4能级到 n=1能级跃迁时发出的，选项 B正确 . 考点：波尔理论 . 如图所示， MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分
11、光被反射，一部分光进入液体中。当入射角是 45时，折射角为 30。以下说法正确的是（ ） A反射光线与折射光线的夹角为 120 B该液体对红光的折射率为 C该液体对红光的全反射临界角为 45 D当紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角也是 30 答案： C 试题分析：根据光的反射定律可知，反射角为 45，则反射光线与折射光线的夹角为 105，选项 A错误；该液体对红光的折射率为 ，选项 B错误；该液体对红光的全反射临界角为： ，选项 C正确；因为紫光的折射率大于红光，故当紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角小于 30，选项 D错误；故选 C. 考点：光的反射；光的折射；全反射 . 光
12、学现象在实际生活、生产中有许多应用。下列选项利用了 “光的干涉现象 ”的是（ ） A用光导纤维传输信号 B白光通过三棱镜变成七色光 C戴上特制眼镜在电影院看 3D电影有立体感 D用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度 答案： D 试题分析：用光导纤维传输信号，是利用了全反射知识，选项 A错误；白光通过三棱镜变成七色光，是光的折射，选项 B错误；戴上特制眼镜在电影院看 3D电影有立体感是利用了光的偏振知识，选项 C错误；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，选项 D正确。故选 D. 考点：全反射；光的色散；光的偏折；光的干涉 . 实验题 如图所示，某学生小组借用 “探究加速
13、度与力、质量的关系 ”的实验装置，进行 “探究合外力做功和动能变化的关系 ”的实验： （ 1）实验明使小车在砝码和托盘的牵引下运动，以此定量探究细绳拉力做功与小车动能变化的关系。 实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及图所示的器材。若要完成该实验，必需的实验 器材还有 _。 为达到平衡摩擦力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做 _运动。 实验开始时，先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。这样做的目的是 _（填字母代号）。 A避免小车在运动过程中发生抖动 B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C可以保证小车最终能
14、够实现匀速直线运动 D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力 （ 2）连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图所示的纸带 。纸带上 O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为 0.1s 的相邻计数点 A、 B、 C、 D、E、 F、 G。 实验时测得小车的质量为 M=200g，小车所受细绳的拉力为 F=0.2N。 各计数点到 O的距离为 s，对应时刻小车的瞬时速度为 v，小车所受拉力做的功为 W，小车动能的变化为 。请计算前补填表中空格（结果保留小数点后四位）。 计数点 s/m v/(m s-1) v2/(m2 s-2) W/J / J A 0.1550 0.5560 0.3091 0.
15、0310 0.0309 B 0.2160 0.6555 0.4297 0.0432 0.0430 C 0.2861 0.7550 0.5700 0.0572 0.0570 D 0.3670 0.8570 0.7344 0.0734 0.0734 E 0.4575 0.9525 0.9073 F 0.5575 1.051 1.105 0.1115 0.1105 G 0.6677 1.150 1.323 0.1335 0.1323 分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内 。 （ 3）这个小组在之前的一次实验中分析发现拉力做功总是要比小车动能增量明显大一些。这一情况可能是下列个些原因造成的 _（填
16、字母代号）。 A在接通电源的同时释放了小车 B小车释放时离打点计时器太近 C平衡摩擦力时长木板倾斜程度不够 D平衡摩擦力时长木板倾斜程度过大 （ 4）实验小组进一步讨论认为可以通过绘制 图线来分析实验数据。请根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点，并画出 图线。 分析 图线为一条通过原点的直线，直线的斜率如果在实验误差允许的范围内等于理论值，也可以得出相同的结论。这种方案中直线斜率表达式为k=_（用题目中相关物理量字母表示）。 答案：（ 1） 天平 、刻度尺； 匀速直线运动； D； （ 2） 0.0915、0.0907 ； 细绳拉力做功等于小车动能变化（ 3） C；（ 4）如图描点、
17、连线，试题分析：（ 1） 实验时还必须用天平测量小车及托盘砝码的质量，用刻度尺测量纸带的长度； 当小车拖着纸带做匀速运动时，可认为已经平衡了摩擦力； 实验开始时，先调节木板上定滑轮 的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。这样做的目的是可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力，故选 D. （ 2）第 E组中拉力的功： W=Fs=0.2N0.4575m=0.0915J； 动能增量： ；分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内细绳拉力做功等于小车动能变化； （ 3）拉力做功总是要比小车动能增量明显大一些的原因还有其它功存在，即阻力功，也就是说阻力没有都平衡掉，即平衡摩擦力时长木板倾斜程度不够，选项
18、C正确； （ 4）画出的 图线如图；由动能定理可知： ，解得 ，故 图线的斜率为 ； 考点：验证牛顿第 二定律 . 类比和迁移是重要的物理学习方法。请根据学习过的把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理，试着把电流表改装成能够测量导体电阻的欧姆表。 如图所示电路中，电源电动势为 E=1.5V、内阻 r=1.5，待改装的电流表满偏电流为 Ig=10mA、电阻为 Rg=7.5， A、 B为接线柱， R1为可变电阻。 （ 1）用一条导线把 A、 B直接连起来，调节电阻 R1=_时，电流表达到满偏电流。 （ 2）保持 R1阻值不变，在 A、 B之间接入电阻 R1=_时，电流表的电流为 5mA。 （
19、 3）把任意电阻 R接在 A、 B之间，若电流表读数为 I，则 I、 R的对应关系式为 R=_。 （ 4）由此发现在 A、 B之间接入阻值不同的电阻，电流表读数不同。若在电流表刻度线上直接标注相应电阻值，则可直接读出 A、 B之间接入的电阻值，电流表就改装成了一块能够测量导体电阻的欧姆表。 电流表 “10mA”刻度线标为 _； “5mA”刻度线标为 _；为了操作方便在 A、 B处用红、黑表笔接出，其中红表笔应接在 _处。 （ 5）使用改装好的欧姆表测量导体电阻前应该进行的操作是 _，这项操作叫 “欧姆调零 ”。 （ 6）下图是一块多用电表的表盘，某次测量电阻选择 “10”档位，指针示数如图所示
20、，此被测电阻的阻值为 _。 答案：（ 1） 141；（ 2） 150；（ 3） 或 、或； （ 4） 0、 150、 A；（ 5）将红、黑表笔短接，调节可变电阻 R1，使电流表指针指到 0；（ 6） 260。 试题分析：（ 1）用一条导线把 A、 B直接连起来，调节电阻时，电流表达到满偏电流。 （ 2）保持 R1阻值不变，在 A、 B之间接入电阻时，电流表的电流为 5mA。 （ 3）把任意电阻 R接在 A、 B之间，若电流表读数为 I，则 I、 R的对应关系式为 即： ； （ 4）电流表 “10mA”刻度线标为 0； “5mA”刻度线标为 150；为了操作方便在 A、 B处用红、黑表笔接出，其
21、中红表笔应接在 A处。 （ 5）使用改装好的欧姆表测量导体电阻前应该进行的操作是将红、黑表笔短接，调节可变电阻 R1，使电流表指针指到 0，这项操作叫 “欧姆调零 ”。 （ 6）被测电阻的阻值为 2610=260。 考点：电表的改装 . 计算题 如图所示， AB为水平轨道， A、 B间距离 s=2m， BC是半径为 R=0.40m的竖直半圆形光滑轨道， B为两轨 道的连接点， C为轨道的最高点。一小物块以vo=6m/s的初速度从 A点出发，经过 B点滑上半圆形光滑轨道，恰能经过轨道的最高点，之后落回到水平轨道 AB上的 D点处。 g取 10m/s2，求： （ 1）落点 D到 B点间的距离； （
22、 2）小物块经过 B点时的速度大小； （ 3）小物块与水平轨道 AB间的动摩擦因数。 答案：（ 1） 0.8m.（ 2） （ 3） 0.4 试题分析：（ 1）物块恰能经过轨道最高点，有 之后做平抛运动，有 联立 解得 m （ 2） 物块从 B点到 C点过程中机械能守恒，得 联立 解得 m/s （ 3）物块从 A点到 B点做匀减速直线运动 由动能定理得 将 代入 解得 考点：圆周运动及平抛运动的规律；动能定理及牛顿第二定律的应用 . 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨 MN、 PQ间距为 l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成 30o 角。完全相同的两金属棒 ab、cd分
23、别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0.02kg，电阻均为 R=0.1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度 B=0.2T，棒 ab在平行于导轨向上的力 F作用下，沿 导轨向上匀速运动，而棒 cd恰好能够保持静止。 g取 10m/s2，求： （ 1）通过棒 cd的电流 I的大小； （ 2）棒 ab受到的力 F的大小； （ 3）棒 ab运动速度的大小。 答案：（ 1） 1A（ 2） 0.2N（ 3） 2m/s. 试题分析：（ 1）棒 cd受到的安培力 棒 cd在共点力作用下平衡，则 联立 解得 I=1A。 （ 2）棒 ab与棒 cd受到的安培力大
24、小相等 Fab=Fcd 对棒 ab由共点力平衡有 联立 解得 F=0.2N （ 3）设 ab棒匀速运动的速度大小为 v，则产生的感应电动势 E=Blv 由闭合电路欧姆定律知 联立 解得 m/s 考点：法拉第电磁感应定律；物体的平衡 . 如图所示，质量为 m的由绝缘材料制成的球与质量为 M=19m的金属球并排悬挂，摆长相同，均为 l。现将绝缘球拉至与竖直方向成 =60的位置自由释放，摆至最低点与金属球发生弹性碰撞。在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场，已知由于磁场的阻尼作用，金属球总能在下一次碰撞前停在最低点处，重力加速度为 g。求： （ 1）第一次碰撞前绝缘球的速度 v0； （ 2）第一次碰撞后
25、绝缘球的速度 v1； （ 3）经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于 37 （你可能用到的数学知识： sin37=0.6， cos37=0.8， 0.812=0.656， 0.813=0.531，0.814=0.430， 0.815=0.349， 0.816=0.282） 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 5 试题分析：（ 1）由机械能守恒定律得 解得 （ 2）两球碰撞过程中动量守恒和机械能守恒 联立 解得 （ 3）设在第 n次碰撞前绝缘球的速度为 vn 1，碰撞后绝缘球、金属球的速度分别为 vn和 Vn。由于碰撞过程中 动量守恒和机械能守恒，则 mvn 1=MVn+mvn 由 、
26、 两式及 M=19m解得 第 n次碰撞后绝缘球的动能为 E0为第 1次碰撞前绝缘球的动能，即初始能量。 得 而绝缘球在 =60与 =37处的势能之比为 =0.4 根据上面数学知识， 0.814=0.430， 0.815=0.349，因此，经过 5次碰撞后 将小于37。 考点：机械能守恒定律；动量守恒定律 . 1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。 某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图乙为俯视图。回旋加速器的核心部分为 D形盒， D形盒装在真空容器中，整个装置放在电磁铁两极之
27、间的磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与 D形盒盒面垂直。两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。质子从粒子源 A处进入加速电场的初速度不计，从静止开始加速到出口处所需的时间为 t。已知磁场的磁感应强度为 B，质子质量为 m、电荷量 为 +q，加速器接一定频率高频交流电源，其电压为 U。不考虑相对论效应和重力作用。求： （ 1）质子第 1次经过狭缝被加速后进入 D形盒运动轨道的半径 r1； （ 2） D形盒半径为 R； （ 3）试推理说明：质子在回旋加速器中运动时，随轨道半径 r的增大，同一盒中相邻轨道半径之差 是增大、减小还是不变 答案：（ 1） （ 2） （ 3）减小 . 试题分析
28、：（ 1） 设质子第 1次经过狭缝被加速后的速度为 v1 联立 解得： （ 2） 设质子从静止开始加速到出口处运动了 n圈，质子在出口处的速度为 v 联立 解得 （ 3） （方法 1）设 k为同一盒子中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为 rk， rk+1（ rk rk，比较 与 得 （方法 2）设 k为同一盒子中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为 rk 1、 rk、 rk+1，（ rk 1 有 两边平方得 结果正确，说明假设成立。 所以 考点：回旋加速器；带电粒子在匀强电场及匀强磁场中的运动。 如图所示，一段长方体金属导电材料，厚度为 a、高度为 b、长度为 l，内有带电量
29、为 e的自由电子。该导电材料放在垂直于前后表面的匀强磁场中，内部磁感应强度为 B。当有大小为 I 的稳恒电流垂直于磁场方向通过导电材料时，在导电材料的上下表面间产生一个恒定的电势差 U。求解以下问题： （ 1）分析并比较上下表面电势的高低； （ 2）该导电材料单位体积内的自由电子数量 n。 （ 3）经典物理学认为金属导体中恒定电场形成稳恒电流，而金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞。设某种金属中单位体积内的自由电子数量为 n，自由电子的质量为 m，带电量为 e，自由电子连续两次碰撞的时间间隔的平均值为 t。试这种金属的电阻率。 答案：（ 1）下表面电势高；（ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）因为电流方向向右，则电子运动方向向左，由左手定则电子向上偏转，可知下表面电势高； （ 2） 联立 （ 3）设金属导电材料内的匀强电场强度为 E 电子定向移动的加速度为 经过时间 t获得的定向移动速度为 在时间 t内的平均速度为 电流为 欧姆定律 得 考点：洛伦兹力；电场强度；电流强度；欧姆定律 .
