1、2014届北京市东城区普通校高三 12月联考物理试卷与答案（带解析） 选择题 一质量为 m的物块静止在倾角为 的斜面上，现对物块施加一个垂直于斜面向下的恒力 F，如图所示，物体仍保持静止。则物块 A受到的支持力不变 B受到的支持力减小 C受到的摩擦力不变 D受到的摩擦力减小 答案： C 试题分析：以物块为研究对象，在未施加 F之前，处于静止状态，根据力的正交分解可得物块受到的支持力 ，物块受到的摩擦力 ，在施加 F之后，处于静止状态，根据共点力平衡以及力的正交分解可得：物体受到的支持力 ，受到的摩擦力 ，故物块受到的支持力增大，受到的摩擦力不变， C正确； 考点：考查了共点力平衡条件以及正交分
2、解法的应用 如图所示， M、 N为两条沿竖直方向放置的直导线，其中有一条导线中通有恒定电流，另一条导线中无电流。一带电粒子在 M、 N两条直导线所在的平面内运动，曲线 ab是该粒子的运动轨迹。带电粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计。关于导线中的电流方向、粒子带电情况以及运动的方向，下列说法正确的是 A M中通有自上而下的恒定电流，带负电的粒子从 a点向 b点运动 B M中通有自上而下的恒定电流，带正电的粒子从 a点向 b点运动 C N中通有自上而下的恒定电流，带正电的粒子从 a点向 b点运动 D N中通有自上而下的恒定电流，带负电的粒子从 a点向 b点运动 答案： A 试题分析：注意观察图象的
3、细节，靠近导线 M处，粒子的偏转程度大，说明靠近 M处偏转的半径小，洛伦兹力提供电子偏转的向心力， 圆周运动的半径 ，粒子速率不变，偏转半径变小，说明 B变强，又靠近通电直导线的地方磁场强，故只有 M中通电流，故 CD错误，根据曲线运动的特点，合外力指向弧内，则洛伦兹力指向右侧；当 M通向下的电流，利用右手螺旋定则可判，在 MN中的磁场为垂直直面向外，根据左手定值可以判断，该粒子应带负电，故 A正确， B错误 考点：考查了带电粒子在磁场中的运动 一轻质弹簧的两端与质量分别为 m1和 m2的两物块 A、 B相连，并静止于光滑水平面上，如图（甲）所示。现使 A以 3m/s的速度向 B运动压缩弹簧，
4、 A、B的速度图像如图（乙）所示，则 A在 t1、 t3时刻两物块达到共同速度 1m/s，且弹簧都是处于压缩状态 B在 t3到 t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长 C两物块的质量之比为 m1 ： m2 =1 ： 2 D在 t2时刻 A与 B的动能之比为 Ek1 ： Ek2 = 8 ： 1 答案： C 试题分析：由图可知 、 时刻两物块达到共同速度 1m/s，且此时系统动能最小，根据系统机械能守恒可知，此时弹性势能最大，弹簧处于压缩状态，故 A错误；结合图象弄清两物块的运动过程，开始时 逐渐减速， 逐渐加速，弹簧被压缩， 时刻二者速度相当，系统动能最小，势能最大，弹簧被压缩最厉害，然后弹簧逐渐恢复
5、原长， 依然加速， 先减速为零，然后反向加速，时刻，弹簧恢复原长状态，由于此时两物块速度相反，因此弹簧的长度将逐渐增大，两木块均减速，当 时刻，二木块速度相等，系统动能最小，弹簧最 长，因此从 到 过程中弹簧由伸长状态恢复原长，故 B错误；系统动量守恒，选择开始到 时刻列方程可知： ，将 ， 代入得： ，故 C 正确；在 时刻 A 的速度为： ， B 的速度为：，根据 ，求出 ，故 D错误 考点：动量守恒定律的综合应用 如图所示，物体 A、 B的质量分别为 m、 2m，物体 B置于水平面上， B物体上部半圆型槽的半径为 R，将物体 A从圆槽的右侧最顶端由静止释放，一切摩擦均不计。则 A A不能
6、到达 B圆槽的左侧最高点 B A运动到圆槽的最低点速度为 C B一直向右运动 D B向右运动的最大位移大小为 答案： D 试题分析： AB组成的系统动量守恒， AB刚开始时动量为零，所以运动过程中总动量时刻为零，所以 B先向右加速后又减速到零，因为系统机械能守恒，当B静止时， A运动恰好到左侧最高点， A错误，根据动量守恒定律可得，又知道 ，所以可得 ， D 正确， B向右先加速后减速，减速到零之后又向左先加速后减速，即做往返运动， C错误；当 A运动到最低端时，水平方向上动量守恒，所以有 ，还知道满足机械能守恒，所以有 ，联立可得 ， B错误 考点：考查了动量守恒，机械能守恒的综合应用， 在
7、静电场中将一个带电量为 的点电荷由 a点移动到 b点，已知 a、 b两点间的电势差 。在此过程中，除电场力外，其他力做的功为 ，则该点电荷的动能 A增加了 B减少了 C增加了 D减少了 答案： C 试题分析：根据动能定理，得： ，故可得解得 ，所以 C正确，也可以根据，即 ，负电荷从高电势向低电势运动过程中，电场力做负功，算出来动能的变化 考点：考查了动能定理的应用 如图所示，电源电动势 E=36V，内阻 r=1，电灯上标有 “6V， 12W”的字样，直流电动机线圈电阻 R=2。接通电源后，电灯恰能正常发光，下列说法正确的是 A电路中的电流大小 6A B电动机产生的热功率 56W C电动机的机
8、械效率 85.7% D电源的输出功率为 72W 答案： C 试题分析：因为灯泡恰好能正常发光，所以根据公式 可得 ，电灯和电动机串联在电路中，所以电路中的电流大小为 2A， A错误；根据公式可得电动机产生的热功率为 ， B错误；电动机消耗的总功率为 ，故电动机的机械效率大小为 ，C正确；电源的输出功率为 ， D错误 考点：考查了非纯电阻电路电功率的计算 按如图所示的电路连接各元件后，闭合开关 S， 、 两灯泡都能发光。在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器的滑动头向右移动时，下列判断正确的是 A 变亮 B 变暗 C 变亮 D 亮度不变 答案： A 试题分析：当滑片右移时，滑动变阻器接入电阻增大，
9、则总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知总电流减小，而 在干路上，所以流过 的电流减小，故的变暗；电路总电阻增大，根据欧姆定律可得路端电压增大，而通过 的电流减小，即 两端的电压减小，所以并联电路两端电压增大，故 所在支路的电流增大，所以灯泡 变亮； A正确 考点：考查了闭合回路欧姆定律的应用 已知负电荷在电 场中划过的轨迹为曲线 ab，图中只画出电场线的疏密，并没有标出电场线的方向，则 A不论该负电荷如何运动，在 a、 b点的加速度有 aab C不论该负电荷如何运动，在 a、 b点的电势能有 ab D不论该负电荷如何运动，在 a、 b点的速度有 vavb 答案： C 试题分析：若负电荷是从 a运
10、动到 b，则物体做曲线运动时合力总是指向轨迹的内侧可得电场线方向向右，负电荷从低电势向高电势运动，电场力做正功，电势能减小，动能增大，所以有 ， ， ；若负电荷是从 b运动到 a，则根据物体做曲线运动时合力总是指向轨迹的内侧可得电场线方向向右，负电荷从高电势向低电势运动，电场力做负功，电势能增大，动能减小，所以有 ， ， ，总上所述，不论该负电荷如何运动，在 a、 b点的电势有 ，在 a、 b 点的电势能有 ，在 a、 b 点的速度有 ，B、 D错误， C正确，电场线的疏密程度可表示电场强度大小，所以负电荷在 a点受到的电场力大于在 b点受到的电场力大小，故在 a、 b点的加速度有 ，A错误。
11、 考点：考查了带电粒子在电场中的偏转问题 在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为 60kg的跳水运动员进入水中后受到水的阻力做竖直向下的减速运动，设水对他的阻力大小恒为 2600N，那么在他减速下降 2m的过程中，下列说法正确的是（ g =10m/s2） A他的动能减少了 5200J B他的重力势能减少了 1200J C他的机械能减少了 4000J D他的机械能保持不变 答案： B 试题分析：在运动员减速下降高度为 2m的过程中，运动员受重力和阻力，运用动能定理得： ,由于运动员动能是减小的，所以运动员动能减少 ，故 A 错误。重力做多少功，就有多少重力势能发生转化，所以可得得：
12、 ，他的重力 势能减少了 1200J，故 B正确。由除了重力和弹簧弹力之外的力做功量度机械能的变化得出： ，运动员除了重力还有阻力做功， ，他的机械能减少了5200J，故 C、 D错误。 考点：考查了动能定理，功能关系的应用 一列横波沿 x轴正方向传播，图（甲）为 t=0.5s时的波动图像，图（乙）为介质中某质点的振动图像。对该波的说法正确的是 A这列机械波的频率为 0.25Hz B这列机械波的波速为 4m/s C质点 N的振幅为 0 D（乙）图描述的是（甲）图中 M点的振动情况 答案： B 试题分析：从振动图像中可得该波的传播周期为 ,所以该机械波的传播频率为 ， A错误；从横波图像中可得该
13、波的波长为 ，所以波速为 ， B正确；机械波在传播过程中，波上的各个质点在平衡位置附近上下振动，而甲图表示在 t=0.5s时的波动图像，即这一刻时各个质点的位置，此刻 N正好处于平衡位置上，但不表示 N没有振幅， C错误；从乙图中可得 t=0.5s时质点正好位于平衡位置，并且向上振动，根据走坡法可得此时 M点正通过平衡位置向下振动，所以不是描述 M点的振动情况， D错误； 考点：考查了对横波图像，振动图像的理解 “嫦娥二号 ”环月飞行的高度为 100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为 200km的 “嫦娥一号 ”更加详实。若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示
14、。则 A “嫦娥二号 ”环月运行的周期比 “嫦娥一号 ”大 B “嫦娥二号 ”环月运行的线速度比 “嫦娥一号 ”小 C “嫦娥二号 ”环月运行的向心加速度比 “嫦娥一号 ”大 D “嫦娥二号 ”环月运行的向心力与 “嫦娥一号 ”相等 答案： C 试题分析：设月球的质量为 M，嫦娥卫星的质量为 m，轨道半径为 r由，得到 ，可知 “嫦娥二号 ”环月运行的周期比 “嫦娥一号 ”更小故 A错误由 ，得到 可知， “嫦娥二号 ”环月运行时的线速度比 “嫦娥一号 ”更大故 B错误由 可知， “嫦娥二号 ”环月运行时的向心加速度比 “嫦娥一号 ”更大故 C正确根据公式可得由于两者的质量关系不确定，所以无法
15、判断向心力关系，故 D错误 考点：本题考查运用万有引力定律与圆周运动知识解决实际问题的能力， 如图所示，一个匀速转动的半径为 r 的水平圆盘上放着两个小木块 M 和 N，木块 M 放在圆盘的边缘处，木块 N 放在离圆心 处，它们都随圆盘一起运动。下列说法中正确的是 A M受到重力、支持力、向心力 B M、 N两木块的线速度相等 C M的角速度是 N的 3倍 D M的向心加速度是 N的 3倍 答案： D 试题分析： M受到重力，支持力以及摩擦力作用，其合力充当其做圆周运动的向心力， A错误；因为两个小木块是同轴转动，所以角速度相等，根据可得由于半径不同，所以线速度不同， BC错误，根据公式 可得
16、，故向心加速度和半径成正比，所以 M的向心加速度是 N的 3倍， D正确， 考点：考查了圆周运动规律的应用 竖直上抛一个小球，并在抛出点接住该小球。在小球飞行过程中不计空气阻力，设竖直向上为 正方向，则图中描述该小球运动的图像正确的是 答案： B 试题分析：因为不计空气阻力，所以小球在运动过程中只受到重力作用，先是做竖直上抛运动，后做自由落体运动，做竖直上抛运动时，速度方向向上，为正，做减速运动，即速度大小越来越小，当达到最高点时，速度为零，之后向下做自由落体运动，速度方向向下，为负，做加速运动，即速度大小越来越大，所以 B正确。 考点：考查了运动图像，竖直上抛运动，自由落体运动 填空题 如图
17、所示，不计一切阻力，定滑轮质量忽略不计， A的质量为 m， B的质量为 3m，两物体由静止开始运动，当 B向右移动 x时， A的速度大小为_，绳子的拉力对 B做功为 _。 答案： ， 试题分析：将 AB看做一个整体，因为不计一切阻力，所以对整体有机械能守恒，所以 ，解得 ，绳子的拉力对 B做的功全部转化为 B的动能，所以根据动能定理可得 考点：考查了机械能守恒，动能定理的应用 在赤道上，地磁场的磁感应强度大小是 。沿东西方向放置长为20m的直导线，通有由西向东 30A的电流，该导线受地磁场作用力的大小为_ _N，方向为 _ _（填 “竖直向下 ”或 “竖直向上 ”）。 答案： .03 ，竖直向
18、上 试题分析：匀强磁场方向为由南向北，而电流方向为从西向东则由左手定则可得安培力的方向为竖直向上安培力的大小为考点：考查了磁场对通电导线的作用力的计算 一个单摆摆长为 l，摆球质量为 m，最大摆角为 ，重力加速度为 g。规定平衡位置为零势能处，则摆球摆动的周期等于 _ _，摆动过程中摆球的最大重力势能等于 _ _，摆球的最大速度等于 _ _ _。 答案： ， ， 试题分析：根据单摆周期公式可得 ，当在最大摆幅处时，小球上升的高度为 ，所以重力势能为 ，在最低点速度最大，重力势能转化为动能，所以有 ，解得 考点：考查了单摆周期以及重力做功与重力势能变化 计算题 （ 12分）如图所示，一颗质量为
19、m =10g的子弹以水平速度 v0 =200m/s击穿一个静止于光滑水平面上的沙箱后，速度减小为 v=100 m/s。已知沙箱的质量为 M =0.5kg。求： （ 1）沙箱被击穿后的速度 的大小； （ 2）这一过程中系统产生的热量 Q的大小。 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）碰撞过程中动量守恒，所以有 （ 4分） 解得 （ 2分） （ 2）系统损失的动能全部转化为系统产生的热量，所以（ 4分） 解得： （ 2分） 考点：考查了动量守恒，能量守恒定律的应用 （ 15分）如图所示，两个板长均为 L的平板电极，平行正对放置，两极板相距为 d，极板之间的电势差为 U，板间电场可以认为是匀强
20、电场。一个带电粒子（质量为 m，电荷量为 +q）从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板边缘。忽略重力和空气阻力的影响。求： （ 1）极板间的电场强度 E的大小； （ 2）该粒子的初速度 v0的大小； （ 3）该 粒子落到下极板时的末动能 Ek的大小。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）两极板间的电压为 U，两极板的距离为 d，所以电场强度大小为： （ 2分） （ 2）带电粒子在极板间做类平抛运动，在水平方向上有 （ 2分） 在竖直方向上有 （ 2分） 根据牛顿第二定律可得： ，而 所以 （ 2分） 解得： （ 2分） （ 3）根据动能
21、定理可得 （ 3分） 解得 （ 2分） 考点：考查了带电粒子在电场中的偏转 （ 14分） 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两个 D形盒，分别为 D1、 D2。 D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与 D形盒底面垂直。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。 D形盒的半径为 R，磁场的磁感应强度为 B。设质子从粒子源 A处进入
22、加速电场的初速度不计。质子质 量为 m、电荷量为 +q。加速器接入一定频率的高频交变电源，加速电压为 U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。 （ 1）求质子第 1次经过狭缝被加速后进人 D2盒时的速度大小 v1； （ 2）求质子第 1次经过狭缝被加速后进人 D2盒后运动的轨道半径 r1； （ 3）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间 t。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）根据动能定理可得： （ 2分） 解得 （ 1分） （ 2）运动过程中洛伦兹力充当向心力，所以 （ 3分） 解得 （ 1分） （ 3）设质子从静止开始加速到出口处被加速了 n圈，质子在出口处的速度为
23、v 根据动能定理可得： （ 2分） 又知道 ， 解得 （ 3分） 因为 （ 1分） 得： （ 1分） 考点：考查了回旋加速器的综合应用 （ 13分）如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置， MN为半径、固定于竖直平面内的 光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平。 PQ为待检验的固定曲面，该曲面为在竖直面内截面半径 的 圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于 MN轨道的上端点 N， M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量 的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过 N点，水平飞出后落到 PQ上的 S点，取 g =10m/s2。求： （ 1）小球到达 N点时速度 的大小； （ 2）发射该钢珠前，弹簧的弹性势能 的大小； （ 3）钢珠落到圆弧 PQ上 S点时速度 的大小。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）恰好能过 N点，则在 N点时重力充当向心力，所以根据牛顿第二定律可得 （ 2分） 故解得 （ 1分） (2) 弹簧的弹性势能转化为动能和重力势能，所以有 （ 2分） 解得： （ 1分） (3)从 N点出来后，恰好做平抛运动，所以在水平方向上有： （ 1分） 在竖直方向上有： （ 1分） 根据几何知 识可得： （ 1分） 故解得 （ 1分） 根据速度的合成可得 （ 2分） 故 （ 1分） 考点：考查了圆周运动，机械能守恒，平抛运动规律的综合应用
