1、2013届北京市西城区高三上学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列物理量的 “”号表示方向的是 A室外气温 t = 5.0 B物体的速度 v = 2.0m/s C物体的重力势能 Ep = 12.0J D A、 B两点间的电势差 = 5.0V 答案： B 试题分析： A、温度的 “”号表示 0 以下；错误 B、速度的 “”号表示物体运动方向与正方向相反；正确 C、重力势能的 “”号表示物体在零势能面以下；错误 D、电势差的 “”号表示 A点的电势比 B点电势低；错误 故选 B 考点：物理学中正负号的意义 点评：不同的正负号物理意义各不相同，有的代表大小，有的代表方向，有的代表两点的高
2、低关系，所以一定要牢记。 如图所示，物体以一定初速度从倾角 =37的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为 3.0m。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能 E 机随高度 h的变化如图所示。 g = 10m/s2， sin37 = 0.60， cos37 = 0.80。则 A物体的质量 m = 0.67kg B物体与斜面间的动摩擦因数 = 0.40 C物体上升过程的加速度大小 a = 10m/s2 D物体回到斜面底端时的动能 Ek = 10J 答案： CD 试题分析： A、由图可知，物体到达最高点时的机械能为重力势能，此时,代入数据可得 m=1kg；错误 B、损失的机械能等于克服摩擦力
3、做的功，即 ，可得；错误 C、由牛顿第二定律可得 ，解得 ；正确 D、由于上升和下降时克服摩擦力做的功相等，损失的机械能相等，所以物体回到斜面底端时的动能 ；正确 故选 CD 考点：功能关系 点评：本题中物体损失的机械能等于物体克服摩擦力做的功 ,上升和下降过程中的路程相等 ,因此克服摩擦力做的功相等 . 某同学设计了一种静电除尘装置，如图 1所示，其中有一长为 L、宽为 b、高为 d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料。图 2是装置的截面图，上、下两板与电压恒定为 U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为 v0，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集
4、。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率，则下列措施可行的是 A只增大电压 U B只增大长度 L C只增大高度 d D只增大尘埃被吸入水平速度 v0 答案 ： AB 试题分析：由题意可知除尘率与带电尘埃的偏转角有关，偏转角越大，除尘滤越大。带电尘埃在电场中做类平抛运动， ，所以只增加电压 U或只增加长度 L，可以使 tan增大，除尘率增大；只增大 d或 只能让除尘率减小。 故选 AB 考点：带电粒子在电场中的运动 点评：本题关键是找到影响除尘率的直接物理量 -偏转角 。 磁流体发电是一项新兴技术。如图所示，平行金属板之间有
5、一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于发电机。把两个极板与用电器相连，则 A用电 器中的电流方向从 A到 B B用电器中的电流方向从 B到 A C若只增强磁场，发电机的电动势增大 D若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大 答案： ACD 试题分析： AB、等离子体喷入磁场后，受洛伦兹力作用，正离子打在上极板，带正电，负离子打在下极板，带负电，用电器中电流方向从 A到 B； A正确 B错误 CD、当等离子体在磁场和电场中 时，电场强度 ，此时电动势最大，最大值 ，所以若只增强磁场或若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势均会增大；正
6、确 故选 ACD 考点：磁流体发电机 点评：磁流体发电机的电动势为电压最大值，此时离子在两极板间做匀速直线运动，可由 求得电动势 一列波源在 x=0处的简谐波，沿 x轴正方向传播，周期为 0.02s， t0时刻的波形如图所示。此时 x=12cm处的质点 P恰好开始振动。则 A质点 P开始振动时的方向沿 y轴正方向 B波源开始振动时的方向沿 y轴负方向 C此后一个周期内，质点 P通过的路程为 8cm D这列波的波速为 4.00m/s 答案： BD 试题分析： A、根据波传播的原理是质点带动，所以 P开始振动时的方向沿 y轴负方向；错误 B、波传播的是振动形式，波最前面的质点开始向下振动，则波源开
7、始振动时的方向沿 y轴负方向；正确 C、一个周期质点振动路程为 4个振幅， s=4A=20cm；错误 D、波速 ；正确 故选 BD 考点：机械波 点评：波传播的是振动形式和能量，波源开始向哪个方向振动，这列波传播到某一位置时， 该质点就向哪个方向振动。 如图所示，在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点 O 在水平面上自由转动。一颗子弹以垂直于杆的水平速度 v0击中静止木杆上的 P点，并随木杆一起转动。已知木杆质量为 M，长度为 L；子弹质量为 m，点 P到点 O 的距离为 x。 忽略木杆与水平面间的摩擦。设子弹击中木杆后绕点 O 转动的角速度为。下面给出 的四个表达式中只有一个是合理的。根据
8、你的判断， 的合理表达式应为 A B C D 答案： A 试题分析：由 可知角速度单位为 ，由动量守恒有 ，k为比例系数，所以 ，其中 不能确定。 A、由单位制可知该公式单位为 ，与角速度一样，且与 相似；正确 B、由单位制可知该公式单位为 m/s，与角速度不同；错误 CD、该公式与 不相符；错误 故选 A 考点：单位制 点评：在进行计算或检查的过程中，如果发现所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的 如图所示，在 A、 B两点分别放置两个电荷量相等的正点电荷， O 点为 A、B连线中点， M点位于 A、 B连线上， N 点位于 A、 B连线的中垂线上。
9、则关于、 M、 N 三点的电场强度 E和电势 的判定正确的是 A EM EO B M O C EN EO D N O 答案： D 试题分析： AB、电荷连线上电场线指向 O 点， O 点场强为 0， ，沿电场线方向电势逐渐降低， ；错误 CD、在电荷连线中垂线上，电场线由 O 指向 N， O 点场强为 0， N 点场强不为零，所以 ，沿电场线方向电势逐渐降低， ； C错误 D正确 故选 D 考点：等量同种电荷电场线的分布 点评：牢记各种电荷电场的分布规律，会根据疏忽密程度判断场强的强弱和根据电场线方向判断电势高低。 如图所示，质量为 m的物体 A在竖直向上的力 F（ Fmg）作用下静止于斜面上
10、。若减小力 F，则 A物体 A所受合力不变 B斜面对物体 A的支持力不变 C斜面对物体 A的摩擦力不变 D斜面对物体 A的摩擦力可能为零 答案： A 试题分析： A、由于物体处 于静止状态，合力一直为零；正确 B、由于 ，所以 ，减小 F， 增大；错误 C、由于 ，所以 ， F减小， 增大；错误 D、由于 Fmg，随着 F减小， 增大，且大于 0，所以物体 A受到的摩擦力不能为零；错误 故选 A 考点：共点力平衡 点评：此类问题不涉及加速度，所以施加竖直向上的力 F可认为重力为（ mg-F） ,这样可以使问题大大简化。 如图所示，弹簧振子以点 O 为平衡位置，在 A、 B两点之间做简谐运动。取
11、向右为正方向，振子的位移 x随时间 t的变化如图所示，下列说法正确的是 A t = 0.8s，振子的速度方向向左 B t = 0.2s时，振子在 O 点右侧 6cm处 C t = 0.4s和 t = 1.2s时，振子的加速度完全相同 D t=0.4s到 t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小 答案： A 试题分析： A、由图可知 t=0.8s时，振子在平衡位置由正位移向负位移方向运动，即向左运动，速度方向向左；正确 B、振动周期 T=1.6s，振幅 A=12cm，由图像函数 可知，当 t=0.2s时， ，振子在 O 点右侧 处；错误 C、由图像可知 t=0.4s和 t=1.2s，振子分别在
12、B、 A两点，加速度大小相同，方向相反；错误 D、 t=0.4s到 t=0.8s的时间内，振子由最大位移处相平衡位置运动，振子速度越来越大；错误 故选 A 考点：简谐运动 点评：熟练掌握由振动图像来判断振子的运动情况，会求振子在任意时刻的位置。 如图所示，电路中 RT为热敏电阻， R1和 R2为定值电阻。当温度升高时， RT阻值变小。开关 S闭合后， RT的温度升高，则下列物理量中变小的是 A通过 RT的电流 B通过 R1的电流 C通过 R2的电流 D电容器两极板间的电场强度 答案： C 试题分析： ABC、当温度升高时， 减小，外电路总电阻减小，总电流增加，根据闭合电路欧姆定律可知，内电压增
13、大，外电压减小， 两端电压升高，则的两端电压减小，流过 的电流减小，流过 的电流增大； AB错误 C正确 D、由于 两端电压等于电容器两极板间电压， 两端电压升高，所以电容器两极板间电压增大，由 可知， E增大；错误 故选 C 考点：电路动态分析 点评：动态问题分析思路总体来说是按照先部分后整体再部分的顺序，要充分利用电路中不变部分的电阻不变的特点，间接地讨论电路变化部分还要注意电源是有内阻的 一频闪仪每隔 0.04秒发出一次短暂的强烈闪光，照 亮运动的小球，于是胶片上记录了小球在几个闪光时刻的位置。下图是小球从 A点运动到 B点的频闪照片示意图。由图可以判断，小球在此运动过程中 A速度越来越
14、小 B速度越来越大 C受到的合力为零 D受到合力的方向由 A点指向 B点 答案： A 试题分析： AB、由图可知图像间距越来越小，每两个位置的时间间隔相等，由可知小球的速度越来越小， A正确 B错误 CD、由题意可知小球从 A到 B加速运动，加速度方向由 B向 A，所以合外力方向由 B向 A；错误 故选 A 考点：牛顿第二定律 点评：本题可用分析纸带的方法分析小球的运动， 注意加速度和速度方向的关系。 如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。当磁铁向下运动（但未插入线圈内部）时，线圈中 A没有感应电流 B感应电流的方向与图中箭头方向相反 C感应电流的方向与图中箭头方向相同 D感应电流的方
15、向不能确定 答案： C 试题分析： A当磁铁向下运动时，线圈的磁通量发生了变化，线圈内有感应电流；错误 BCD、由题意可知。磁铁 N 极向下运动，线圈内磁通量是向下增强，由楞次定律可知感应电流磁场应向上，可以判定感应电流的方向与图中箭头方向相同；C正确 BD错误 故选 C 考点：楞次定律 点评：熟练掌握判断感应电流方向的方法，牢记 “增反减同 ”的意义，即外加磁通量增大，感应电流的方向与外加磁场的方向相反，反之相同 实验室常用到磁电式电流表。其结构可简化为如图所示的模型，最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈， 为线圈的转轴。忽略线圈转动中的摩擦。当静止的线圈中突然通有如图所示方向的电
16、流时，顺着 的方向看， A线圈保持静止状态 B线圈开始沿顺时针方向转动 C线圈开始沿逆时针方向转动 D线圈既可能顺时针方向转动，也可能逆时针方向转动 答案： B 试题分析： A、当线圈中通有电流后，由于磁铁间的磁场从右到左，所以线圈的两个边受安培力，会使线圈转动；错误 BCD、根据左手定则可以判定，线圈此时开始沿顺时针方向转动； B正确 CD错误 故选 B 考点：左手定则 点评：判断安培力的方向一定要找到磁场的方向和电流的反向，用左手定则判定。 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 2:1，电阻 ，原线圈两端接一正弦式交变电流，电压 u随时间 t变化的规律为 （ V），时间 t的单位是 s
17、。那么，通过电阻 R的电流有效值和频率分别为 A 1.0A、 20Hz B A、 20Hz C A、 10Hz D 1.0A、 10Hz 答案： D 试题分析：由 可知，电压最大值 ，有效值为，由于 ，所以输出电压 ，电流有效值 ，由于 ，所以 ， 。 故选 D 考点：描述交流电的物理量 点评：牢记交流电的 “四值 ”：最大值、瞬时值、有效值和平均值，并知道每个值的物理意义及用法。 一座大楼中有一部直通高层的客运电梯，电梯的简化模型如图 1所示。已知电梯在 t = 0 时由静止开始上升，电梯的加速度 a 随时间 t 的变化如图 2 所示。如图 1所示，一质量为 M的乘客站在电梯里，电梯对乘客的
18、支持力为 F。根据a-t可以判断，力 F大小不变， 且 F Mg的时间段为 A 18s内 B 89s内 C 1516s内 D 1623s内 答案： D 试题分析：当物体由向上的加速度时物体处于超重状态，有向下的加速度时处于失重状态，由图可知，在 15s 24s内电梯有向下的加速度，处于失重状态，FMg，在 16s 23s内加速度恒定，力 F大小不变。 故选 D 考点：超重与失重 点评：判断物体是否处于失重状态，只要看加速度的方向即可，与物体运动方向无关。 如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压 U和电流 I。图线上点 A的坐标为（ U1， I1），过点 A的切线与纵轴交点的纵
19、坐标为 I2。小灯泡两端电压为 U1时，电阻等于 A B C D 答案： B 试题分析：小灯泡的电阻随温度的变化而变化，对于某一电压下的电阻，根据欧姆定律可知，该阻值 。 故选 B 考点：欧姆定律 点评：千万注意电阻的阻值不等于伏安特性曲线的斜率，等于某状态下的电压和电流的比值。 计算题 如图所示为半径 R=0.50m的四分之一圆弧轨道，底端距水平地面的高度h=0.45m。一质量 m=1.0kg的小滑块从圆弧轨道顶端 A由静止释放，到达轨道底端 B点的速度 v = 2.0m/s。忽略空气的阻力。取 g=10m/s2。求： （ 1）小滑块在圆弧轨道底端 B点受到的支持力大小 FN； （ 2）小滑
20、块由 A到 B的过程中，克服摩擦力所做的功 W； （ 3）小滑块落地点与 B点的水平距离 x。 答案：（ 1） 18N（ 2） 3J（ 3） 0.6m 试题分析：（ 1）对小滑块进行受力分析 根据牛顿第二定律， 解得： （ 2）根据动能定理， 解得： （ 3）水平方向： 竖直方向： 解得： 考点：动能定理 点评：小滑块由 A到 B的过程中克服摩擦力所做的功不能直接求 ,因为摩擦力是变化的 ,所以可以用动能定理来求变力做功 . 已知地球质量为 M，半径为 R，自转周期为 T，引力常量为 G。如图所示，A为在地面附近绕地球做匀速圆周运动的卫星， B为地球的同步卫星。 （ 1）求卫星 A运动的速度大
21、小 v； （ 2）求卫星 B到地面的高度 h。 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）对卫星 A，由牛顿第二定律 解得： （ 2）对卫星 B，设它到地面高度为 h，同理 解得： 考点：人造卫星 点评：人造地球卫星所受到的万有引力充当向心力，故由向心力公式可求得线速度、角速度、周期等 如图 1所示，两根足够长平行金属导轨 MN、 PQ相距为 L，导轨平面与水平面夹角为 ，金属棒 ab垂直于 MN、 PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为 m。导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为 B。金属导轨的上端与开关 S、定值电阻 R1和电阻箱 R2相连。
22、不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为 g。现在闭合开关 S，将金属棒由静止释放。 （ 1）判断金属棒 ab中电流的方向； （ 2）若电阻箱 R2接入电路的阻值为 0，当金属棒下降高度为 h时，速度为 v，求此过程中定值电阻上产生 的焦耳热 Q； （ 3）当 B=0.40T， L=0.50m， 37时，金属棒能达到的最大速度 vm随电阻箱R2阻值的变化关系，如图 2所示。取 g = 10m/s2， sin37= 0.60， cos37= 0.80。求阻值 R1和金属棒的质量 m。 答案：（ 1）电流方向为 b到 a（ 2） （ 3） m=0.1kg 试题分析：（ 1）由右手定则，金
23、属棒 ab中的电流方向为 b到 a （ 2）由能量守恒，金属棒减小的重力势能等于增加的动能和电路中产生的焦耳热 解得： （ 3）设最大速度为 v，切割磁感线产生的感应电动势 由闭合电路的欧姆定律： 从 b端向 a端看，金属棒受力如图： 金属棒达到最大速度时满足 由以上三式得： 由图像可知：斜率 ，纵截距 ， 所以得到： 解得： m=0.1kg 考点：导体切割磁感线时的感应电动势 点评：本题要抓住金属棒能达到的最大速度的条件，找出表示图像的函数关系式，根据图像中所给数据求解。 如图所示，一质量 M=1.0kg的砂摆，用轻绳悬于天花板上 O 点。另有一玩具枪能连续发射质量 m=0.01kg、速度
24、v=4.0m/s的小钢珠。现将砂摆拉离平衡位置，由高 h=0.20m处无初速度释 放，恰在砂摆向右摆到最低点时，玩具枪发射的第一颗小钢珠水平向左射入砂摆，二者在极短时间内达到共同速度。不计空气阻力，取 g =10m/s2。 （ 1）求第一颗小钢珠射入砂摆前的瞬间，砂摆的速度大小 v0； （ 2）求第一颗小钢珠射入砂摆后的瞬间，砂摆的速度大小 v1； （ 3）第一颗小钢珠射入后，每当砂摆向左运动到最低点时，都有一颗同样的小钢珠水平向左射入砂摆，并留在砂摆中。当第 n颗小钢珠射入后，砂摆能达到初始释放的高度 h，求 n。 答案：（ 1） 2.0m/s（ 2） 1.94m/s （ 3） 4 试题分析
25、：（ 1）砂摆从释放到最低点，由动能定理： 解得： （ 2）小钢球打入砂摆过程，由动量守恒定律，以右为正方向 解得： （ 3）第 2颗小钢球打入过程，由动量守恒定律，以左为正方向 第 3颗小钢球打入过程，同理 第 n颗小钢球打入过程，同理 联立各式得： 解得： 当第 n颗小钢球射入后，砂摆要能达到初始释放的位置， 砂摆速度满足： 解得： 所以，当第 4颗小钢球射入砂摆后，砂摆能达到初始释放的高度。 考点：动量守恒 点评：动量守恒和机械能守恒结合的题是常见问题，本题还是多过程问题，要用归纳法列表达式 求解。 如图 1所示，在 x轴上 0到 d范围内存在电场（图中未画出）， x轴上各点的电场沿着
26、x轴正方向，并且电场强度大小 E随 x的分布如图 2所示；在 x轴上 d到 2d范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。一质量为 m，电量为 的粒子沿 x轴正方向以某一初速度从 O 点进入电场，最终粒子恰从坐标为（ 2d， ）的 P点离开磁场。不计粒子重力。 （ 1）求在 x=0.5d处，粒子的加速度大小 a； （ 2）求粒子在磁场中运动时间 t； （ 3）类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由 v-t图像求位移的方法。请你借 鉴此方法，并结合其他物理知识，求电场对粒子的冲量大小 I。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）由图像， x=0.5
27、d 处，电场强度为 E=0.5E0，由牛顿第二定律得： 解得： （ 2）在磁场中运动轨迹如图，设半径为 R，由几何关系 解得： 设圆弧所对圆心为 ，满足： 解得： 粒子在磁场中做圆周运动，设在磁场中运动的周期为 T，粒子在磁场的 运动速率为 v， 圆运动半径为 R，有： 粒子运动的周期 所以，粒子在磁场中运动时间 （ 3）粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得： ，又粒子做圆周运动的半径 解得粒子在磁场中的运动速度 由图像可知，电场中电场力对粒子做功 设粒子进入电场时的初速度为 根据动能定理： 解得： 根据动量定理： 考点：带电粒子在组合场中的运动 点评：本题考查带电粒子在电、磁组合场中的运动，综合性较强，把电场的性质、运动学规律、圆周运动知识、动能定理、动量定理等有机地结合起来，同学们在解题时应注重运用动力学的普通规律解决组合场中带电粒子的运动问题
