1、2013届北京市海淀区高三下学期期末能力测试物理试卷与答案（带解析） 选择题 在下列叙述中，正确的是 A物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能 B 定质量的气体，体积不变时，温度越高，气体的压强就越大 C对一定质量的气体加热，其内能一定增加 D随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力一定减小 答案： B 试题分析：由分子动理论的知识知，物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能，所以 A选项错误；对一定质量的气体，当体积不变时，气体的压强和热力学温度成正比，所以 B选项正确；由热力学第一定律可知，对一定质量的气体加热，气体的热量增加，但是不知道气体的做功情况，所以气体的内能的变化不
2、能判断，所以 C选项错，随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力可能是先增大，后减小，也可能减小，原因是题中没有清楚的说明分子间的距离从什么位置开始增大，所以 D选项错误。 考点：物体的内能 玻意耳定律 热力学第一定律 分子间的距离和分子力的关系 如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为 m的木 板 B，木板表面光滑，左端固定一轻质弹簧。质量为 2m的木块 A以速度 v0从板的右端水平向左滑上木板 B。在木块 A与弹簧相互作用的过程中，下列判断正确的是 A.弹簧压缩量最大时， B板运动速率最大 B.B板的加速度一直增大 C.弹簧给木块 A的冲量大小为 2mv0/3 D.弹簧的最大弹性势能为
3、mv02/3 答案： D 试题分析：当 A向左压缩弹簧时 A物块减速， B板做加速度增大的加速运动，当弹簧压缩量最大时， A、 B共速，之后弹簧在恢复形变的过程中 B板做加速度减小的加速， A物块继续减速，当弹簧恢复原长时 B板达最大速度，所以AB选项均错；当弹簧恢复原长时，设 A、 B的速度分别为 和 ，由动量守恒定律， ，能量守恒定律有 ， 联立解得：，弹簧给木块 A的冲量 I=2mv1-2mv0=-4mv0/3，所以弹簧给木块 A的冲量大小为 4mv0/3， C选项错误；弹簧最大的弹性势能发生在 AB共速时，设共速的速度为 ，由动量守恒知 ， 再由，所以 D选项正确。 考点：动量守恒定律
4、 能量守恒定律 如图所示，电源电动势为 E，内 电 阻为 r。两电压表可看作是理想电表 ,当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时（设灯丝电阻不变），下列说法中正确的是 A小灯泡 L2变暗， V1表的示数变小， V2表的示数变大 B小灯泡 L2变亮， V1表的示数变大， V2表的示数变小 C小灯泡 L1变亮， V1表的示数变大， V2表的示数变小 D小灯泡 L1变暗， V1表的示数变小， V2表的示数变大 答案： C 试题分析：由电阻定律 可知影响电阻的因素是 与导线的长度成正比， 与导线的横截面积成反比，所以当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，L变长， R变大，故外电路总电阻增大，
5、由闭合电路欧姆定律 ，总电流减小，所以小灯泡 L2变暗，由 ，路端电压增大，所以 V1表的示数变大，由 , 减小， V2表的示数变小，而 ，所以灯 L1的电压增大，小灯泡 L1变亮，所以 C选项正确， ABD均错。 考点：闭合电路欧姆定律 电阻定律 串并联电路的动态分析 根弹性绳沿 x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当 t = 0时使其开始沿 y轴做简谐运动，在 t=0.25s时，绳上形成如图所示的波形。关于此波 ,下列说法中正确的是 A.此列波为横波 ,0点开始时向上运动 B.此列波的波长为 2m,波速为 8m/S C.在 t = 1.25s后， A、 B两点的振动情况总相同 D
6、.当 t=10s时 ，质点 B正通过平衡位置向上运动 答案： D 试题分析：在 t=0.25s时，绳上形成如图 4所示的波形，可以分 析出各个质点的振动方向为竖直方向。而波的传播方向为 x轴正方向，所以波的传播方向与振动方向垂直，所以此列波为横波， x=1m处的质点的振动方向是向下，所以振源开始时振动方向向下， A选项错误；由 OA间的波形可知 ，所以，波速 ，所以 B选项错误；此列波的周期 T=0.5s,在 t= 1.25s后， B质点开始振动，但 A、 B两点的平衡位置间的距离为 3m= , A、 B两点的振动情况总是相反，所以 C选项错误，波从 O点传到 B点所需时间s,此时 B质点开始
7、向下振动 ,在由 ，知 B质点回到平衡位置向上运动，所以 D选项正确。 考点：机 械波的传播 横波 周期 波速 波长 如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比 n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压 。副线圈接入电阻的阻值 R=100。则 A通过电阻的电流是 22A B交流电的频率是 100Hz C与电阻并联的电压表的示数是 100V D变压器的输入功率是 484W 答案： C 试题分析：变压器的有效值 ,再由变压器的电压关系 ，解得 ,所以通过电阻的电流是 ,所以 A选项错误， C选项正确；由交流电的瞬时值表达式 ，得出交流电的频率为f=50HZ,所以选项 B错误；变压器的输
8、出功率 对于理想变压器有 ,所以选项 D错误。 考点：变压器的瞬时值表达式的意义 最大值有效值的关系 变压器的变压比 输出功率和输入功率的关系 甲、乙两颗人造卫星绕地球作圆周运动，周期之比为 T1:T2= 1： 8，则它们的轨道半径之比和运动速率之比分别为 A R1： R2 = 1： 4,v1： v2 =2 ： 1 B R1： R2 =4 ： 1， v1： v2=2： 1 C R1： R2 = 1 ： 4,v1： v2=1： 2 D R1： R2 = 4 ： 1， v1： v2= 1： 2 答案： A 试题分析：因为人造卫星均绕地球作匀速圆周运动，由 ，解得,所以 = 1： 4,由 ,得 ，所
9、以,所以只有 A选项正确， B、 C、 D选项均错误。 考点：万有引力定律 匀速圆周运动 如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应。欲使光电子从阴极逸出时的初动能增大，应该 A改用红光照射 B改用紫光照射 C增大光电管上的加速电压 D增大绿光的强度 答案： B 试题分析：由爱因斯坦光电效应方程 ，同种物质的溢出功相同，所以当 增大时，最大初动能增大，而紫光的频率大于红光的频率，所以 A选项错误 B选项正确；由爱因斯坦光电效应方程 可知与增大光电管上的电压或增大绿光的强度无关，所以 C、 D选项错误。 考点：爱因斯坦光电效应方程 根据玻尔理论，氢原子的电子由 n=2轨道跃迁到 n=1轨道 A
10、原子的能量减少，电子的动能增加 B原子的能量增加，电子的动能减少 C原子要放出一系列频率不同的光子 D原子要吸收某一频率的光子 答案： A 试题分析：根据玻尔理论，氢原子的电子由 n=2轨道跃迁到 n=1轨道时，是氢原子由高能级状态向低能级状态跃迁，同时要向外辐射一定频率的光子，所以原子的能量减少，由于引力做正 功，所以电子的动能增大，所以 A选项正确 B选项错误；由 可知原子要放出一种频率的光子，所以 C、 D选项错误。 考点：波尔理论 原子跃迁 实验题 (14分）为了较准确地测量一只微安表的内阻，采用图所示实验电路图进行测量，实验室可供选择的器材如下： A待测微安表（量程 500 ，内阻约
11、 300） B电阻箱（最大阻值 999.9） C滑动变阻器 R1(最大阻值为 10) D滑动变阻器 R2(最大阻值为 1K) E.电源（电动势为 2V，内 阻不 计） F.保护电阻 R0（阻值为 120) 实验中滑动变阻器应选用 _(填 “C”或 “D”）； 按照实验电路在图所示的方框中完成实物图连接。 实验步骤： 第一，先将滑动变阻器的滑片移到最右端 ,调节电阻箱的阻值为零； 第 二 ，闭合开关 S,将滑片缓慢左移，使微安表满偏； 第三 ,保持滑片不动，调节 R的电阻值使微安表的示数正好是满刻度的 2/3时，此时接入电路的电阻箱的 示数如图所示 ,阻值 R为 _。 第四，根据以上实验可知微安
12、表内阻的测量值 RA为 _ 若调节电阻箱的阻值为 时，微安表的示数正好是满刻度的 1/2,认为此时微安表内阻就等于 0则此时微安表内阻的测量值 与微安表的示数正好是满刻度的 2/3时微安表内阻的测量值 RA相比，更接近微安表真实值的是 _。（填 “ ”或 “RA”） 答案： C 实物图补画见下图（红线） 145.5 , 291 RA 试题分析： 本实验采用的是半值法测电阻 ,在改变 的阻值时 ,要尽量保证 与微安表两端的总电压保持不变 ,由于微安表的阻值较大 ,约 300，则要求滑动变阻器右端的阻值尽可能小 ,故选 C项； 实物图要注意分压式的连接方式； 读数时要注意倍数，保持滑片不动，调节
13、R的电阻 值使微安表的示数正好是满刻度的 2/3，故此在滑动电阻器两端的电压保持不变，所以 ，解得 ； 设电阻箱的阻值为 R,微安表的内阻为 Rg在调节电阻箱电阻时 ,当微安表的电流变为原来的 时 ,有 （ R+Rg） = ，当微安表的示数正好是满刻度的 2/3时，有 ，由此看出电流调小时，电阻增大，电阻箱和微安表的总电阻增大，该部分分压增大，误差增大，所以微安表的示数正好是满刻度的 2/3 时微安表内阻的测量值 RA更接近微安表真实值。此问属于误差原理的分析，较难理解，学生也较难掌握。 考点：半偏法测微安表的内阻 欧姆定律 填空题 (4分 )某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时，先在
14、白纸上作一与圆柱横截面相同的圆，圆心为 0。将圆柱形玻璃的底面与圆重合放在白纸上。在圆柱形玻璃一侧适当位置竖直插两枚大头针 P1和 P2，在另一侧适当位置先后插两枚大头针 P3和 P4，先使 P3能够挡住 P2、 P1的像，再插大头针 P4时，使 P4能够档住 P3和 P2,P1的像。移去圆柱形玻璃和大头针后 ,得图所示的痕迹。 图中已画出 P1P2的入射光线，请在图中补画出完整的光路图，并标出光从玻璃射入 空气的入射角 1和折射角 2。 用入射角 1和折射角 2表示玻璃折射率的表达式为 n=_。 答案：（ 1）见下图（ 2） 试题分析：（ 1）连接 P1、 P2表示入射光线，连接 P3、 P
15、4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线，作出光路图如图 （ 2）根据折射定律得，折射率 n= 考点：测定玻璃砖的折射率 计算题 (16分）如图 ,水平桌面固定着光滑斜槽，光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接，设物块通过衔接处时速率没有改变。质量 m1=0.40kg的物块 A从斜槽上端距水平木板高度 h=0. 80m处下滑，并与放在水平木板左端的质量 m2=0.20kg的物块 B相碰 ,相碰后物块 B滑行 x=4.0m到木板的 C点停止运动，物块 A滑到木板的 D点停止运动。已知物块 B与木板间的动摩擦因数 =0.20,重力加速度g=10m/s2 ,求： (1) 物块 A沿斜槽滑下
16、与物块 B碰撞前瞬间的速度大小； (2) 滑动摩擦力对物块 B做的功； (3) 物块 A与物块 B碰撞过程中损失的机械能。 答案：（ 1） v0=4.0m/s（ 2） W=-1.6J（ 3） E=0.80J 试题分析：此题是综合性比较强的试题，试题难度中等，学生需要分析清楚每一段的运动过程，逐段求解。 （ 1）设物块 A滑到斜面低端与物块 B碰撞前时的速度大小为 v0，根据机械能守恒定律有 2分 解得： v0=4.0m/s 2分 （ 2）设物块 B受到的滑动摩擦力为 f，摩擦力做功为 W， B在水平面上做匀减速直线运动，则 f=m2g 2分 W=-m2gx 2分 解得： W=-1.6J 1分
17、（ 3）设物块 A与物块 B碰撞后的速度为 v1，物块 B受到碰撞后的速度为 v，碰撞损失的机械能为 E，根据动能定理， B物块运动到 C的过程中有 -m2g x=0- m2v2 1分 解得： v=4.0m/s AB系统碰撞瞬间动量守恒， 1分 解得： v1=2.0m/s 1分 再由 AB系统能量守恒列出方程有 2分 解得： E=0.80J 2分 考点：机械能守恒定律 动能定理 动量守恒定律 能量守恒 (18分）图所示为回旋加速器的示意图。它由两个铝制 D型金属扁盒组成 ,两个 D形盒正中间开有一条狭缝，两个 D型盒处在匀强磁场中并接在高频交变电源上。在 D1盒中心 A处有离子源，它产生并发出
18、的 a粒子 ,经狭缝电压加速后 ,进入 D2盒中。在磁场力的作用下运动半个圆周后，再次经狭缝电压加速。为保证粒子每次经过狭缝都被加速，设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的 周期一致。如此周而复始，速度越来越 大 ,运动半径也越来越大 ,最后到达 D型盒的边缘，以最大速度被导出。已知 a粒子电荷量为 q,质量为 m，加速时电极间电压大小恒为 U,磁场的磁感应强度为 B,D型盒的半径为 R，设 狭 缝 很 窄 ,粒子通过狭缝的时间可以忽略不计，设 粒子从离子源发出时的初速度为零。（不计 粒子重力）求： (1) 粒子第一次被加速后进入 D2盒中时的速度大小； (2) 粒子被加速后获得的最大
19、动能 Ek和交变电压的频率 f； (3)粒子在第 n次由 D1盒进入 D2盒与紧接着第 n+1次由 D1盒进入 D2盒位置 之间的距离 x。 答案：（ 1） （ 2） ， （ 3）试题分析： 粒子在狭缝中做加速运动，在 D形盒内做匀速圆周运动。 （ 1）设 粒子第一次被加速后进入 D2盒中时的速度大小为 v1，根据动能定理有 2分 2分 （ 2） 粒子在 D形盒内做圆周运动，轨道半径达到最大时被引出，具有最大动能。设此时的速度为 vm，有 2分 解得： 2分 设 粒子的最大动能为 Ek，则 Ek= 2分 解得： Ek= 2分 设交变电压的周期为 T、频率为 f，为保证粒子每次经过狭缝都被加速，
20、带电粒子在磁场中运动一周的时间应等于交变电压的周期（在狭缝的时间极短忽略不计），则 ， 解得： T= 1分 1分 （ 3）离子经电场第 1次加速后，以速度 进入 D2盒，设轨道半径为 r1 离子经第 2次电场加速后，以速度 v2进入 D1盒，设轨道半径为 r2 1分 离子第 n次由 D1盒进入 D2盒，离子已经过（ 2n-1）次电场加速，以速度 进入 D2盒，由动能定理： 解得轨道半径： 1分 离子经第 n+1次由 D1盒进入 D2盒，离子已经过 2n次电场加速，以速度 v2n进入D1盒，由动能定理： 轨道半径： 1分 则 1分（如图所示） 1分 考点：回旋加速器 带电粒子在磁场中匀速圆周运动
21、 动能定理 周期和频率 (20分 )如图所示，四分之一光滑绝缘圆弧轨道 AP和水平绝缘传送带 PC固定在同一竖直平面内，圆弧轨道的圆心为 O，半径 R0传送带 PC之间的距离为L,沿逆时针方向的运动速度 v= .在 PO的右侧空间存在方向竖直向下的匀强电场。一质量为 m、电荷 量 为 +q的小物体从圆弧顶点 A由静止开始沿轨道下滑，恰好运动到 C端后返回。物体与传送带间的动摩擦因数为 ，不计物体经过轨道与传送带连接处 P时的机械能损失 ,重力加速度为 g。 (1)求物体下滑到 P点时，物体对轨道的压力 F (2)求物体返回到圆弧轨道后，能上升的最大高度 H (3)若在 PO的右侧空间再加上方向
22、垂直于纸面向里、磁感应强度为 B的水平匀强磁场 (图中未画出），物体从圆弧顶点 A静止释放 ,运动到 C端时的速度为，试 求 物体 在传送带上运动的时间 t。 答案： (1) N=3mg (2) (3) 试题分析：本题的第三问较难，需要平时的练习 （ 1）设物体滑到 P端时速度大小为 ，物体从 A端运动到 P端的过 程中，机械能守恒 1分 解得： 1分 设物体滑到 P端时受支持力为 N，根据牛顿第二定律 1分 解得： N=3mg 1分 设物体滑到 P端时对轨道压力为 F，根据牛顿第三定律 F = N =3mg 1分 （ 2）物体到达 C端以后受滑动摩擦力，向左做初速度为零的匀加速运动，设向左运
23、动距离为 x时物体与皮带速度相同，设物体受到的摩擦力为 f，则 fx= 2分 物体从皮带的 P端滑到 C端摩擦力做功 -fL=0- 即 fL= 1分 解得： x= 1分 即物体在皮带上向左先做匀加速运动一半皮带长度后，与皮带共速向左匀 速直线运动，即再次到达 P点时速度大小是 v= 2分 根据机械能守恒定律，设在斜面上上升的高度 H，则 mgH= 解得 H= 2分 说明：其他方法答案：正确均得分。 （ 3）设电场强度为 E，在无磁场物体从 A端运动到 C端的过程中，根据动能定理有 1分 解得 E= 1分 在有磁场情况下物体从 P端运动到 C端的过程中，设任意时刻物体速度为 v，取一段极短的含此时刻的时间 ，设在此时间段内的速度改变量为 （取水平向右为正方向），根据牛顿第二定律，有 1分 两边同时乘以 再对两边求和 1分 而 1分 ，而 ， 则 1分 以上结果代入上式，得 化简得 1分 考点：牛顿运动定律 动能定理
