1、2014届北京市东城区示范校高三 12月教学质量调研物理试卷与答案（带解析） 选择题 一质点沿 x轴运动，加速度与速度方向相同，在加速度数值逐渐减小至零的过程中，关于质点的运动，下列判断正确的是 A速度始终减小 B速度先增大后减小 C速度始终增大 D速度先减小后增大 答案： C 试题分析：由于质点的加速度方向与速度方向相同，虽然加速度数值逐渐减小，质点的速度依然增大，所以选项 C正确 . 考点：加速度与速度的关系。 如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为 L。一个质量为 m、边长也为 L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场
2、方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行。 t 0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置 ），导线框的速度为 v0。经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置 ），导线框的速度刚好为零。此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置 。则 A上升过程中，导线框的加速度逐渐增大 B下降过程中，导线框的加速度逐渐增大 C上升过程中合力做的功与下降过程中的相等 D上升过程中克服安培力做的功比下降过程中的多 答案： D 试题分析：上升过程中，线框所受的重力和安培力都向下，线框做减速运动设加速度大小为 a，根据牛顿第二定律得： ，可见，线框速度减小时，加速度也减小故 A错
3、误下降过程中，线框做加速运动，则有，可见，随着速度的增大，加速度减小故 B错误由于电磁感应，线框中产生电能，根据能量守恒定律可知，线框返回原位置时速率减小，则上升过程动能的变化量大小大于下降过程动能的变化量大 小，根据动能定理得知，上升过程中合力做功较大故 C错误根据能量守恒定律可知，线框经过同一位置时：上升的速率大于下降的速率，上升过程的安培力大小较大，而位移大小相等，所以上升过程中比下降过程中克服安培力做的功多故 D正确故选 D 考点：能量守恒定律及牛顿定律。 如图所示，静止在光滑水平面上的木板，右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量 M 3kg。质量 m 1kg的铁块以水平速度
4、 v0 4m s，从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端。在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为 A 3J B 4J C 6J D 20J 答案： A 试题分析：设铁块与木板速度相同时，共同速度大小为 v，铁块相对木板向右运动时，滑行的最大路程为 L，摩擦力大小为 f根据能量守恒定律得：铁块相对于木板向右运动过程： 铁块相对于木板运动的整个过程： ，又根据系统动量守恒可知， mv0=（ M+m） v 联立得到： EP=3J故选 A 考点：能量守恒定律及动量守恒定律。 为了科学研究的需要，常常将质子（ H）和 粒子（ He）等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置
5、于一个与圆环平面垂直的匀强磁场（偏转磁场）中，磁感应强度为 B。如果质子和 粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同（如图中虚线所示），偏转磁场也相同。比较质子和 粒子在圆环状空腔中运动的动能 和 、运动的周期 和 的大小，有 A. B. C. D. 答案： B 试题分析：粒子在空腔中做匀速圆周运动，故满足 得： mv=qBR，故，而质子（ H）和 粒子（ He）的 是相等的，所以 ； 根据 ，则 ，因为 ，所以 ，选项 B正确。 考点：带电粒子在匀强磁场中 的运动问题。 如图所示，两根足够长的光滑金属导轨 MN、 PQ平行放置，导轨平面的倾角为 ，导轨的下端接有电阻。当空间没有磁场时，使 ab以平行
6、导轨平面的初速度 v0冲上导轨平面， ab上升的最大高度为 H；当空间存在垂直导轨平面的匀强磁场时，再次使 ab以相同的初速度从同一位置冲上导轨平面， ab上升的最大高度为 h。两次运动中导体棒 ab 始终与两导轨垂直且接触良好。关于上述情景，下列说法中正确的是 A两次上升的最大高度比较，有 H h B两次上升的最大高度比较，有 HrB，则 A卫星 A的运动周期比卫星 B的运动周期大 B卫星 A的线速度比卫星 B的线速度大 C卫星 A的角速度比卫星 B的角速度大 D卫星 A的加速度比卫星 B的加速度大 答案： A 试题分析：因为 rArB，根据 可知，则 TATB，选项 A正确； ，所以 vB
7、vA， 选项 B错误；，所以 BA， 选项 C错误； ，所以 aBaA， ,选项 D错误。 考点：万有引力定律的应用，天体的运动。 一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，波源的平衡位置坐标为 x 0。当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标 x 2m的质点所处位置及运动情况是 A在其平衡位置下方且向上运动 B在其平衡位置下方且向下运动 C在其平衡位置上方且向上运动 D在其平衡位置上方且向下运动 答案： A 试题分析：由波形图可知 x=0处的质点和 x=2处的质点相距半个波长，所以振动的情况总是相反的，所以当 x=0 处的质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐
8、标 x 2m的质点在其平衡位置下方且向上运动，选项 A正确。 考点：机械波的传播及质点的振动。 有以下物理现象：在平直公路上行驶的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光；降落伞在空中匀速降落；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，并在线圈中产生感应电流。在这些现象所包含的物理过程中，运动物体具有的相同特征是 A都有重力做功 B物体都要克服阻力做功 C都有动能转化为其他形式的能 D都有势能转化为其他形式的能 答案： B 试题分析：在平直公路上行驶的汽车制动后滑行一段距离，最后停下，是要克服摩擦力做功；流星在夜空中坠落并发出明亮的光，是要克服大气的阻力做功；降落伞在空中匀速降
9、落，是要克服空气的阻力做功；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，并在线圈中产生感应电流，是要克服磁场的阻力而做功，所以这些现象所包含的物理过程中，运动物体具有的相同特征是物体都要克服阻力做功，选项 B正确。 考点：能的转化和守恒定律。 填空题 如图所示，匀强电场分布在正方形 ABCD区域内， M、 N分别为 AB边和BC边的中点。一个具有初动能 E0的带电粒子射入电场（沿纸面运动）。如果带电粒子从 M点垂直于电场方向进入电场后，恰好从 D点离开电场。带电粒子从 D点离开电场时的动能为 _；如果带电粒子从 N点垂直于 BC边方向射入电场，它离开电场时的动能为 _。 答案： 试题分析：（ 1）设带电
10、粒子的质量为 m、电量为 q、初速为 v，则 E0 mv2；设正方形边长为 L，匀强电场的电场强度为 E带电粒子从 M点垂直于电场方向进入电场后做类平抛运动从 D点离开电场，说明粒子带正电，沿电场方向的位移为 L则有： 得到： qEL=mv2=2E0 带电粒子从 M点射入，从 D点射出，电场力做功 W qE E0，粒子从 D点离开电场时的动能为 E1，据动能定理有 W=E1-E0，故 E1=W+E0=2E0 （ 2）带电粒子从 N点垂直于 BC边方向射入电场，做匀加速直线运动，离开电场时的动能为 E2，据动能定理有 qEL=E2-E0，解得 E2=E0+qEL=3E0 考点：带电粒子在电场中的
11、偏转；动能定理。 如图所示，水平放置的旋转平台上有一质量 m 2kg的小物块，物块与转轴间系有一劲度系数 k 100N/m的轻质弹簧。当旋转平台转动的角速度 在2rad/s至 4rad/s之间时物块可与平台一起转动而无相对滑动，此时物块到转轴间的距离 R 50cm。据此可判断平台表面 _，（选填 “一定光滑 ”、 “一定不光滑 ”或 “光滑和不光滑均可能 ”）；轻质弹簧的原长为 _cm。 答案：一定不光滑； 40 试题分析：假设平台不光滑，根据题意当平台的角速度为 2rad/s时，物体恰不沿半径向里滑动，此时物体所受的静摩擦力沿半径向外，则；当平台的角速度为 4rad/s 时，物体恰不沿半径向
12、外滑动，此时物体所受的静摩擦力沿半径向里，则 ，解得： fm=6N，L0=0.4m=40cm。 考点：匀速圆周运动的规律；牛顿定律。 如图所示，固定斜面倾角为 ，整个斜面分为 AB、 BC 两段，且 2AB BC。小物块 P（可视为质点）与 AB、 BC 两段斜面之间的动摩擦因数分别为 、 。已知 P由静止开始从 A点释放，恰好能滑动到 C 点而停下，则 _。 答案： 试题分析： A点释放，恰好能滑动到 C点，物块受重力、支持力、滑动摩擦力设斜面 AC长为 L， 运用动能定理研究 A点释放，恰好能滑动到 C点而停下，列出等式： mgLsin-1mgcos L-2mgcos L=0-0=0 解得
13、： 考点：动能定理。 计算题 如图所示，竖直悬挂的弹簧测力计吊一物体，处于静止状态，弹簧测力计示数表示物体对弹簧的拉力，其大小为 F，试论证物体受到重力大小等于 F，每一步推导都要写出所根据的物理规律。 答案： G=F。 试题分析： 弹簧测力计的示数 F等于弹簧受到的拉力，设物体受到弹簧的拉力为 F，物体受到的重力为 G 物体静止受力平衡，根据共点力平衡条件 F G F与 F是作用力和 反作用力，根据牛顿第三定律 F F 所以：物体重力大小 G F 考点：力的平衡及牛顿第三定律。 有一质量为 m 的卫星以轨道半径为 r、周期为 T 环绕某行星做圆轨道运动，已知引力常量为 G。求： （ 1）行星
14、的质量 M； （ 2）作用于卫星上的引力 F； （ 3）若行星的半径是卫星轨道半径的 ，行星表面的重力加速度 g是多大？ 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）由万有引力公式 可得 （ 2）作用于卫星的万有引力为 F （ 3）设行星半径为 R，在行星表面卫星的重力等于万有引力 将、行星半径 代入上式，可得 考点：万有引力定律及牛顿定律的应用。 带负电的小物体 A放在倾角为 （ sin 0.6）的绝缘斜面上，整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中，如图所示。物体 A的质量为 m、电量为 -q，与斜面间的动摩擦因数为 ，它在电场中受到的电场力的大小等于重力的一半。物体 A
15、在斜面上由静止开始下滑，经时间 t后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场，磁场方向与电场强度方向垂直，磁感应强度大小为 B，此后物体 A沿斜面继续下滑距离 L后离开斜面。重力加速度为 g。求： （ 1）物体 A在斜面上的运动情况？说明理由。 （ 2）加磁场 前 A沿斜面运动的距离为多少？ （ 3）物体 A 在斜面上运动过程中有多少能量转化为内能？（结果用字母表示） 答案：（ 1）见；（ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）物体 A在斜面上受重力、电场力、支持力和滑动摩擦力的作用，方向如图。 由此可知： 小物体 A在恒力作用下，先在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动； 加上匀强磁场后，还受方向垂
16、直斜面向上的洛伦兹力作用，方可使 A离开斜面，故磁感应强度方向应垂直斜面向里。随着速度的增加，洛伦兹力增大，斜面的支持力减小，滑动摩擦力减小，物体继续做加速度增大的加速运动，直到斜面的支持力变为零，此后小物体 A将离开斜面。 （ 2）加磁场之前，物体 A做匀加速运动，据牛顿运动定律有 又有 又 解得 A沿斜面运动的距离为 （ 3）加上磁场后，受洛伦兹力 ，随速度 v增大，支持力 FN减小，直到 0时，物体 A将离开斜面，有 解得 物体 A在斜面上运动的全过程中，重力和电场力做正功，滑动摩擦力做负功，洛伦兹力不做功。 根据动能定理有 物体 A克服摩擦力做功，机械能转化为内能 考点：牛顿定律及动能
17、定理。 10只相同的轮子并排水平排列，圆心分别为 O1、 O2、 O3O 10，已知 O1O10 3.6m，水平转轴通过圆心，轮子均绕轴以 n 的转速顺时针转动。现将一根长 0.8m、质量为 2.0kg的匀质木板平放在这些轮子的左侧，木板左端恰好与 O1竖直对齐（如图所示），木板与轮子间的动摩擦因数为 0.16，不计轴与轮间的摩擦， g取 10m/s2。求： （ 1）木板在轮子上水平移动的总时间； （ 2）轮子由于传送木板所多消耗的能量。 答案：（ 1） 2.5s（ 2） 5.12J 试题分析：（ 1）轮子转动的线速度： 板运动的加速度： 所以板在轮子上做匀加速运动的时间： 板在做匀加速运动中
18、所发生的位移： 板在做匀速运动的全过程中发生的位移为： 板运动的总时间为： （ 2）由功能关系知：轮子在传送木板的过程中所多消耗的能量一部分转化成了木板的动能，另一部分因克服摩擦力做功转化成了内能，即 木板获得的动能： 摩擦力做功产生的内能： 木板与轮子间的相对位移： 轮子多消耗的能量： 联立上述四个方程解得： 考点：牛顿定律及运动公式的应用；能量守恒定律 。 如图所示，一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动，经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为 B的最小的圆形匀强磁场区域（图中未画出磁场区域），粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为 L的匀强电场。电场强度大小为 E，方向竖直向上
19、。当粒子穿出电场时速度大小变为原来的倍。已知带电粒子的质量为 m，电量为 g，重力不计。粒子进入磁场前的速度如图与水平方向成 60角。求： （ 1）粒子带什么性质的电荷； （ 2）粒子在磁场中运动时速度多大； （ 3）该最小的圆形磁场区域的面积为多大？ 答案：（ 1）负电；（ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）根据粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知，粒子带负电。 （ 2）由于洛伦兹力对粒子不做功，故粒子以原来的速率进入电场中，设带电粒子进入电场的初速度为 v0，在电场中偏转时做类平抛运动，由题意知粒子离开电场时的末速度大小为 ，将 分解为平行于电场方向和垂直于电场方向的两个分速度 由几何关系知 联立求解 得 （ 3）如图所示，带电粒子在磁场中所受洛伦兹力作为向心力，设在磁场中做圆周运动的半径为 R，圆形磁场区域的半径为 r，则 由几何知识可得： r Rsin30 磁场区域的最小面积为 联立求解 得 考点：带电粒子在电场中的运动及在磁场中的运动问题。
