1、2014届北京市石景山区高三第一学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 一雨滴从足够高处竖直落下，下落一段时间后，突然遇到沿水平方向吹来的风，风速恒定雨滴受到风力作用后，在较短时间内的运动轨迹如下图所示，其中可能正确的是 答案： C 试题分析：雨滴从足够高处竖直落下，由于空气阻力作用，最终在竖直方向会变成匀速运动，而在水平方向遇到水平吹来的风后，开始加速，但是加速过程水平速度越来越接近风的速度，导致水平受到的风力减小，加速度减小，当水平速度等于风速时，水平则不受风力作用，变成与风速相同的匀速直线运动。因此最初阶段是在水平风力作用下的类平抛运动，轨迹为抛物线，最后是两个方向匀速直线运动的合
2、运动即斜向下方的匀速直线运动，轨迹为倾斜的直线，如图 C所示，选项 C正确。 考点：运动的合成 如图所示，三根通电长直导线 P、 Q、 R互相平行，垂直纸面放置， 其间距均为 L，电流均为 I，方向垂直纸面向里已知电流为 I的长直导线产生的磁场中，距导线 r处的磁感应强度 B=kI/r，其中 k为常量某时刻有一电荷量为 q的带正电粒子经过原点 O，速度大小为 v，方向沿 y轴正方向，该粒子此时所受磁场力为 A方向垂直纸面向外，大小为 B方向指向 x轴正方向，大小为 C方向垂直纸面向外，大小为 D方向指向 x轴正方向，大小为 答案： A 试题分析： O 点同时存在三个通电导线产生的磁场， P和
3、Q 到 O 点距离相等，电流大小相等，所以在 O 点的磁感应强度相等。根据右手定则判断他 们在 O 点产生的磁场方向相反，所以 P和 Q 在 O 点产生的磁场相互抵消合磁场为 0.因此O 点只剩下 R产生的磁场，根据几何关系， R到 O 的距离 ,在 O 点产生的磁场方向水平向左，磁感应强度大小 ，带正电的粒子沿 y轴正向进入磁场，速度方向与磁场方向垂直，洛伦兹力 ，方向垂直平面向外，选项 A对。 考点：磁场的叠加 洛伦兹力 如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、 B分别处于竖直墙面和水平地面，且共处于同一竖直平面内若用图示方向的水平推力 F作用于 B，则两球静止
4、于图示位置，如果将 B稍向左推过一些，两球重新平衡时的情况与原来相比 A推力 F将增大 B墙面对 A的弹力增大 C地面对 B的弹力减小 D两小球之间的距离增大 答案： D 试题分析：对小球 A受力分析如图，受到自身重力 ，墙壁弹力 和库伦力作用。初始状态， A静止， ， B向左靠近后， 角减小，距离变近，库伦力 变大，使得 ，小球 A将向上运动，从而使得 进一步减小，假设再次平衡时 角减小到 ，则仍然有 ， ，所以，根据库伦力 判断 AB之间距离变大，选项 D对。对球 A分析，墙壁弹力 ，根据 角减小到 判断墙壁弹力变小，选项 B错。把球 AB看做一个整体，水平方向受到墙壁弹力和水平推力而处于
5、平衡，水平推力等于墙壁弹力，所以水平推力变小，选项 A错。竖直方向，整体受到 2个球的重力和地面对 B的支持力，所以地面对 B的弹力不变选项 C错。 考点：库仑定律 共点力的平衡 如图所示，一导线弯成直径为 d的半圆形闭合回路虚线 MN 右侧有磁感应强度为 B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度 v向右匀速进入磁场，直径 CD始终与 MN 垂直从 D点到达边界开始到 C点进入磁场为止，下列说法中正确的是 A感应电流的方向先沿顺时针方向，后沿逆时针方向 B CD段直导线始终不受安培力 C感应电动势的最大值 E=Bdv D感应电动势的平均值 答案： D 试题分析：线圈进磁场过程，垂直平面
6、向里的磁通量逐渐增大，根据楞次定律“增反减同 ”，感应电流方向为逆时针方向，选项 A错。根据左手定则判断， CD端导线电流方向与磁场垂直，安培力竖直向下，选项 B错。线圈进磁场切割磁感线的有效长度是初末位置的连线，进磁场过程，有效切割长度最长为半径，所以感应电动势最大为 ，选项 C错。感应电动势平均值选项 D对。 考点：电磁感应 图甲中 AB 是某电场中的一条电场线若将一负电 荷从 A 点处由静止释放，负电荷沿电场线从 A到 B运动过程中的速度图像如图乙所示关于 A、 B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法中正确的是 A AB， EAEB B AB， EAEB D AB， EAEB 答案：
7、C 试题分析：从 A向 B运动为加速运动，说明电场力从 A向 B，负电荷受力方向与电场线方向相反，所以电场线方向从 B向 A，沿电场线方向电势逐渐降低，选项 AB错。速度时间图像斜率代表加速度，由乙图可知从 A到 B加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律 ，加速度减小电场强度逐渐减小，即，选项 C对。 考点：电场强度，电势 图中实线是一列简谐横波在某时刻的波形图，虚线是经过 0.2s 时该波的波形图下列说法中正确的是 A波源的振动周期可能是 0.8s B波源的振动周期可能是 1.6s C波速一定为 5m/s D在任何一个周期内振动质点的位移都为 8m 答案： A 试题分析：根据波动图可以看到，波长
8、，不确定波的传播方向，如果波向左传播，则实线波向左平移 与虚线波重合，时间为 ，传播速度 ，波速可能等于 5m/s，也可能是 25m/s等，选项 C错。波振 动周期 ，若 n=0则周期最大等于 0.8 s，选项 A对，若波向右传播，则实线波向右平移 与虚线波重合，时间为 ，传播速度 ，周期 ，周期最大为 不可能为 1.6s 选项 B错。质点经过一个周期的振动，仍回到初始位置位移为 0选项 D错。 考点：机械振动机械波 如图 5所示，两颗 “近地 ”卫星 1和 2都绕地球做匀速圆周运动，卫星 2的轨道半径更大些两颗卫星相比较，下列说法中正确的是 A卫星 2的向心加速度较大 B卫星 2的线速度较大
9、 C卫星 2的周期较大 D卫星 2的角速度较大 答案： C 试题分析：卫星绕地球做匀速圆周运动，万一引力提供向心力，向心加速度 ，卫星 2半径大，向心加速度小选项 A错。线速度 ，卫星 2半径大，线速度小选项 B错。周期 ，卫星 2轨道半径大周期大选项 C对，角速度 ，卫星 2半径较大，角速度小选项 D错。 考点：万有引力与航天 如图 4所示，两木块 A、 B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上一颗子弹水平射入木块 A，并留在其中在子弹打中木块 A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是 A动量守恒、机械能守恒 B动量守恒、机械能不守恒 C动量不守恒、机械
10、能守恒 D动量、机械能都不守恒 答案： B 试题分析：子弹击中木块 A及弹簧被压缩的整个过程，系统不受外力作用，外力冲量为 0，系统动量守恒。但是子弹击中木块 A过程，有摩擦做功，部分机械能转化为内能所以机械能不守恒选项 B对。 考点：动量守恒定律 机械能守恒 如图甲所示，放在光滑水平面上的木块受到两个水平力 F1与 F2的作用而静止不动现保持 Fl大小和方向不变， F2方向不变，使 F2随时间均匀减小到零，再均匀增加到原来的大小，在这个过程中，能正确描述木块运动情况的图像是图乙中的 答案： C 试题 分析：初始受 作用处于静止，说明 ，当 随时间均匀减小时，合力 随时间均匀增大，加速度随时间
11、均匀增大，速度时间图像斜率表示加速度， AB中的速度时间图像第一阶段斜率不变，不符合题意，选项AB错。当 减小到 0时，加速度最大，此后 随时间均匀增大合力随时间均匀减小，加速度随时间均匀减小直到减小为 0，如图 C所示，选项 C对 D错。 考点：速度时间图像 牛顿运动定律 为了节约能源，某商场安装了智能化的电动扶梯无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转一顾客乘扶梯上楼，恰好先后经历了这两个过 程，如图所示下列说法中正确的是 A顾客始终处于超重状态 B顾客始终受到三个力的作用 C顾客受到扶梯作用力的方向先指向左下方，后竖直向下 D顾客受到扶梯作用力的方向先指向右
12、上方，后竖直向上 答案： D 试题分析：匀速运动阶段，顾客加速度为 0，既不超重也不失重，选项 A错。此阶段，顾客受到自身重力和支持力作用，二力平衡，如果顾客受到水平方向摩擦力的话那么就不可能合力为 0不可能匀速运动，所以匀速运动时只受到 2个力的作用，选项 B错。加速上升阶段，顾客受到重力竖直向下，合力沿扶梯斜向右上方，根据平行四边形定则，扶梯对顾客作用力一定是斜向右上方，在竖直向上和扶梯之间某个方向。匀速运动阶段，合力为 0，扶梯对顾客作用力与顾客重力平衡，竖直向上，选项 C错 D对。 考点：超重失重 粗细均匀的电线架在 A、 B两根电线杆之间由于热胀冷缩，电线在夏、冬两季呈现如图所示的两
13、种形状，若电线杆始终处于竖直状态，下列说法中正确的是 A冬季，电线对电线杆的拉力较大 B夏季，电线对电线杆的拉力较大 C夏季与冬季，电线对电线杆的拉力一样大 D夏季，杆对地面的压力较大 答案： A 试题分析：电线受到自身重力和两端电线杆的拉力作用，根据对称性，两端拉力 大小相等，根据平衡条件，两个拉力 的合力竖直向上大小等于重力，设拉力与竖直方向夹角为 ，则有 ，拉力 ,夏天电线拉长，小，拉力 F小，根据相互作用，夏天对电线杆的拉力较小，冬季拉力较大，选项 A 对 BC 错。把电线和电线杆看做一个整体，无论冬夏，它们的重力不变，所以地面支持力不变，杆对地面压力不变选项 D错。 考点：共点力的平
14、衡 无级变速是在变速范围内任意连续地改变转速，性能优于传统的档位变速器图中是 截锥式无级变速模型示意图，两个锥轮中间有一个滚轮，主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动当位于主动轮与从动轮之间的滚轮从左向右移动时从动轮转速降低，滚轮从右向左移动时从动轮转速增加当滚轮位于主动轮直径 D1，从动轮直径 D2的位置上时，主动轮转速 n1，从动轮转速 n2之间的关系是 A B C D 答案： D 试题分析：主动轮转速为 则主动轮角速度 ，主动轮线速度为，主动轮、滚轮、从动轮边缘接触，它们边缘处线速度相等，所以从动轮的线速度 ，那么从动轮角速度 ，从动轮转速 ，选项 D对。 考点：圆周运动 实验
15、题 （ 8 分）为了测定一叠层电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材： A电流表 G（满偏电流 10mA，内阻 10） B电流表 A（ 0 0.6 A 3A，内阻未知） C滑动变阻器 R0（ 0 100， 1A） D定值电阻 R（阻值 990） E开关与导线若干 （ 1）某同学根据现有的实验器材，设计了图甲所示的电路，请按照电路图在图乙上完成实物连线 （ 2）图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用实验测出的数据绘出的 I1-I2图线， I1为电流表 G的示数， I2为电流表 A的示数，由图线可以得到被测电池的电动势 E= V ，内阻 r = 答案：（ 1）实物连线见下图 （ 2） 9.0
16、（ 3分） 10.0（ 3分） 试题分析：（ 1）定值电阻与 G串联，滑动变阻器与电流表 A串联，接线方式为一上一下。 （ 2）电流表 G和定值电阻串联相当于电压表，整个实验基础是测路端电压和干路电流，根据图像可以判断当干路电流 时路端电压等于电源电压，此时，路端电压 ，所以电源电动势 。由于路端电压 ，所以把以 为单位的电流 对应为路端电压则数值刚好相等，那么图像就变为路端电压随电流变化的图像，纵轴截距 代表电动势，斜率即内阻，所以 . 考点：实验测电源电动势和内电阻 （ 10 分）三个同学根据不同的实验条件，进行 “探究平抛运动规律 ”的实验： （ 1）甲同学采用图（ 1）所示的装置用小锤
17、打击弹性金属片，金属片把 A球沿水平方向弹出，同时 B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变 A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 （ 2）乙同学采用图（ 2）所示的装置两个相同的弧形轨道 M、 N，分别用于发射小铁球 P、 Q，其中 N 的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁 C、 D；调 节电磁铁 C、 D的高度，使 AC=BD，从而保证小铁球P、 Q 在轨道出口处的水平初速度 v0相等现将小铁球 P、 Q 分别吸在电磁铁 C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度 v0同时分别从轨道 M、 N的下端射出实验可观察到的现象应是
18、仅仅改变弧形轨道 M的高度（保持AC 不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 （ 3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到图（ 3）所示的 “小球做平抛运动 ”的照片图中每个小方格的边长为 1.25cm，由图可求得拍摄时每隔 _s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为 _m/s(g取 9.8m/s2) 答案：（ 1）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动（ 2分） （ 2） P、 Q 二球相碰（ 2分）平抛运动在水平方向上是匀速运动（ 2分） （ 3） 0.036s或 1/28s（ 2分） 0.7（ 2分） 试题分析：（ 1）平抛运动落地时间与自由落体时间相等，与平抛的水平速度无关。即竖直方向是
19、自由落体运动。（ 2）二者水平方向速度相同，那么当 P落地时， Q 必然也运动相同的水平位移，二者相碰。从而说明平抛在水平方向是匀速直线运动。（ 3）平抛运动竖直方向为自由落体运动即有 ，从图片可以读出 相邻的两个照片竖直方向位移之差等于一格的边长即，计算得时间 ，相邻照片水平位移为 2倍的边长即 ，平抛初速度 考点：探究平抛运动的规律 计算题 （ 8分）跳伞运动员从跳伞塔上跳下，当降落伞打开后，伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比，即 f=kv2，已知比例系数 k =20N s2/m2，运动员和伞的总质量 m=72kg设跳伞塔足够高，且运动员跳离塔后即打开伞，取 g=10m/s
20、2 （ 1）求下落速度达到 v=3m/s时，跳伞运动员的加速度大小； （ 2）求跳伞运动员最终下落的速度； （ 3）若跳伞塔高 h=200m，跳伞运动员在着地前已经做匀速运动，求从开始跳下到即将触地的过程中，伞和运动员损失的机械能 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）由牛顿第二定律 及 （ 2分） （ 1分） （ 2）跳伞员最后应做匀速运动，故有 （ 2分） 解得 （ 1分） （ 3）损失的机械能 （ 1分） 考点：牛顿运动定律 机械能 （ 9分）如图所示，倾角为 的固定光滑斜面底部有一垂直斜面的固定档板C劲度系数为 k1的轻弹簧两端分别与挡板 C和质量为 m的物体 B连接，
21、劲度系数为 k2的轻弹簧两端分别与 B和质量也为 m的物体 A连接，轻绳通过光滑滑轮 Q 与 A和一轻质小桶 P相连，轻绳 AQ 段与斜面平行， A和 B均静止现缓慢地向小桶 P内加入细砂，当 k1弹簧对挡板的弹力恰好为零时，求： （ 1）小桶 P内所加入的细砂质量； （ 2）小桶下降的距离 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：初始状态，弹簧 k2被压缩，对 A 由于轻质小桶无拉力，斜面方向受力平衡则有 (2分 ) 弹簧 k1被压缩，对 B沿斜面方向受到自身重力沿斜面向下的分力以及弹簧弹簧k2 向下的弹力和弹簧 k1 向上的弹力，根据平衡有 （ 2分） 当弹簧 k1对挡板的弹力恰好为 零时，
22、k1恢复原长， k2被拉长，对 B保持平衡有 (2分 ) 对 A 拉力 F沿斜面向上，弹簧弹力向下，所以 （ 1分） 对 P （ 1）故细砂的质量为 （ 1分） （ 2）小桶下降的距离 （ 1分） 考点：共点力的平衡 胡克定律 (9分 ) 如图所示，在倾角为 30的斜面 OA的左侧有一竖直档板，其上有一小孔 P， OP=0.5m现有一质量 m=410-20kg、电荷量 q=+210-14C的粒子，从小孔以速度 v0=3104m/s水平射向磁感应强度 B=0.2T、方向垂直纸面向外的圆形磁场区域，且在飞出磁场区域后能垂直打在 OA面上，粒子重力不计求： （ 1）粒子在磁场中做圆周运动的半径； （
23、 2）粒子在磁场中运动的时间； （ 3）圆形磁场区域的最小半径 答案：（ 1） 0.3m （ 2） （ 3） 0.15m 试题分析：（ 1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 (2分 ) 解得 R=0.3 （ 1分） （ 2）带电粒子进磁场的初速度方向水平向右，离开磁场的末速度垂直 AO 斜向下，速度偏向角为 ，所以匀速圆周运动的圆心角也为 60，运动的时间为T/6， 又 ，粒子在磁场中运动的时间为 （ 2分） 解得 （ 1分） （ 3）根据粒子做匀速圆周运动圆心角为 60，可求得对应圆弧的弦长为 R，最小的圆形区域即以该弦长作为直径，所以圆形磁场区域的最小半径 rmin=0.
24、15m （ 3分） 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 （ 9分）如图所示，竖直平面内的光滑半圆形轨道 MN 的半径为 R， MP为粗糙水平面两个小物块 A、 B可视为质点，在半圆形轨道圆心 O 的正下方 M处，处于静止状态若 A、 B之间夹有少量炸药，炸药爆炸后， A恰能经过半圆形轨道的最高点 N，而 B到达的最远位置恰好是 A在 水平面上的落点已知粗糙水平面与 B之间的动摩擦因数为 ，求： （ 1） A在轨道最高点的速度大小； （ 2） B到达的最远位置离 M点的距离； （ 3） A与 B的质量之比 答案：（ 1） （ 2） x=2R （ 3） 试题分析：（ 1） A恰能经过半圆形轨道的最高
25、点 解得 （ 2分） （ 2） A做平抛运动，由平抛运动规律 B到达的最远位置离 M点的距离即为 x=2R （ 3分） （ 3）炸药爆炸过程由动量守恒定律 （ 1分） A上升到 N 的过程，由机械能守恒定律 （ 1分） 对 B，由动能定理 （ 1分） 解得 （ 1分） 考点：圆周运动，动量守恒定律 机械能 （ 11分）图甲为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（相当于一只理想的电流表）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出 I-t图像足够长光滑金属轨道电阻不计，倾角 =30轨道上端连接有阻值 R=1.0的定值电阻，金属杆 MN 电阻r=0
26、.5，质量 m=0.4kg，杆长 L=1.0m在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，让金属杆从图示位置由静止开始释放，此后计算机屏幕上显示出如图乙所示的 I-t图像，设杆在 整个运动过程中与轨道垂直，取 g=10m/s2试求： （ 1） t=0.5s时电阻 R的热功率； （ 2）匀强磁场的磁感应强度 B的大小； （ 3）估算 01.2s内通过电阻 R的电荷量大小及在 R上产生的焦耳热 答案：（ 1） 1.21w (2)1.25T (3)1.30C 1.65J 试题分析：（ 1）由 I-t图像可知当 t=0.5s时， I=1.10A （ 1分） （ 2分） （ 2）由图知，当金属杆达到稳定运动时的电流为 1.60A （ 1分） 杆受力平衡 （ 1分） 解得 （ 2分） （ 3） 1.2s内通过电阻的电量为图线与 t轴包围的面积，由图知，总格数为 130格， （ 126133格均正确） 由图知， 1.2s末杆的电流 I=1.50A 由于 求得 又 ，求得 （ 4分） 考点：电磁感应
