1、2011届北京市丰台区高三第一学期期末考试物理试卷与答案 选择题 爱因斯坦是近代最著名的物理学家之一，曾提出许多重要理论，为物理学的发展做出过卓越贡献。下列选项中不是他的理论的是 A质能方程 B分子电流假说 C光电效应方程 D光速不变原理 答案： B 如图所示，两块水平放置的金属板距离为 d，用导线、电键 K与一个 n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为 m、电量为 +q的小球。电键 K闭合前传感器上有示数，电键 K闭合后传感器上的示数变为原来的一半。则线圈中磁场的变化情况和磁通量变化率分别是答案：
2、B 在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系 Oxyz（ y轴正方向竖直向上），如图所示。已知电场方向沿 y轴正方向，场强大小为 E；磁场方向沿 z轴正方向，磁感应强度的大小为 B；重力加速度为 g。一质量为 m、带电量为 +q的带电微粒从原点以速度 v出发。关于它在这一空间的运动的说法正确的是 A一定能沿 x轴做匀速运动 B一定沿 y轴做匀速运动 C可能沿 y轴做匀速运动 D可能沿 z轴做匀速运动 答案： D 如图所示为理想变压器原线圈所接交流电压的图象。原、副线圈匝数比n1 n2=10 1，原线圈电路中电流为 1A，下列说法正确的是 A变压器输出端的交流电频率为 100Hz B变压
3、器输出端的电流为 10 A C变压器输出端电压为 22V D变压器的输出功率为 200 W 答案： C 根据 粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。图 6中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个 粒子的运动轨迹， a、 b、 c为该 粒子运动过程中依次经过的三点。下列说法中正确的是 A三点的电场强度的关系为 EbEa=Ec B三点的电势的高低的关系为 ba=c C 粒子从 a运动到 b、再运动到 c的过程中电势能先减小后增大 D 粒子从 a运动到 b、再运动到 c的过程中电场力先做负功后做正功 答案： D 一列横波沿 x轴传播，图 5（甲）为 t=0.5s时的波动图像，图 5
4、（乙）为介质中质点 P的振动图像。对该波的传播方向和传播波速度的说法正确的是 A沿 - 方向传播， 波速为 4.0m/s B沿 + 方向传播，波速为 4.0m/s C沿 - 方向传播，波速为 8.0m/s D沿 + 方向传播，波速为 8.0m/s 答案： B 如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力 F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动。在移动过程中，下列说法正确的是 A F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做的功之和 B F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和 C木箱克服重力做的功大于木箱增加的重力势能 D F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩
5、擦力所做的功之和 答案： A 2010年 10月 1日 19时整 “嫦娥二号 ”成功发射。其环月飞行的高度为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 ”更加翔实。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。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 如图所示，轻弹簧的一端与物块 P相连，另一端固定在木板上。先将木板水平放置，并使弹簧处于拉伸状
6、态。缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增大，直至物块 P刚要沿木板向下滑动，在这个过程中，物块 P所受静摩擦力的大小变化情况是 A先减小后增大 B先增大后减小 C一直增大 D保持不变 答案： A 如图所示，在空气中，一细光束以 60的入射角射到一平行玻璃板的上表面ab上，已知该玻璃的折射率为，下列说法正确的是 A光束可能在 ab面上发生全反射而不能进入玻璃板 B光束可能在 cd面上发生全反射而不能射出玻璃板 C光束一定能从 ab面进入玻璃板且折射角为 30 D光束一定能从 cd面射出玻璃板且折射角为 30 答案： C 下列光学现象的说法中正确的是 A用光导纤维束传送图像信息，这是光的衍射的应用 B
7、太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果 C在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可使景象更清晰 D透过平行于日光灯的窄缝正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹，这是光的色散现象 答案： C 太阳内部持续不断地发生着热核反应 , 质量减少。核反应方程是，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、 X的质量分别为 m1、 m2、 m3，真空中的光速为 c。下列说法中正确的是 A方程中的 X表示中子（ ） B方程 中的 X表示电子（ ） C这个核反应中质量亏损 m=4m1-m2 D这个核反应中释放的核能 E=(4m1-m2-2m3)c2 答案： D 实验题 用伏安法测量电阻阻值 R，并
8、求出电阻率 r。某同学电路如图 13所示。给定电压表、电流表、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻及导线若干。 （ 1）待测电阻是一均匀材料制成的金属丝 (横截面为圆形 )，用尺测量其长度 ,用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图 11和图 12所示。 由图可知其长度为 _cm，直径为 _mm。 （ 2）闭合电键后，发现电流表示数为零、电压表示数与电源电动势相同，则发生故障的是 （填 “待测金属丝 ”“滑动变阻器 ”或 “电键 ”）。 （ 3）对照电路的实物连接画出正确的电路图。 （ 4）图中的 6个点表示实验中测得的 6组电流 I、电压 U的值，请在图中作出U-I图线。 （ 5）求出的电阻值 R
9、=_（保留 3位有效数字）。 （ 6）请根据以上测得的物理量写出电阻率的表达式 =_。 答案：（ 1） 59.40cm (2分 ) (59.3959.41 cm) 0.434 mm（ 2分） (0.4330.435 mm) （ 2）待测金属丝。 (2分 ) （ 3）如图。 (2分 ) （ 4）作 U-I直线，舍去左起第 2点，其余 5个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧。 (图略 )(2分 ) （ 5） 5.80。 (2分 ) （ 5.60 6.00） （ 6） （ 2分） 如图所示为 “验证动量守恒定律 ”的实验装置。 (1)下列说法中符合本实验要求的是 。（选填选项前面的字母） A入射球比
10、靶球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同 B在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止 释放 C安装轨道时，轨道末端必须水平 D需要使用的测量仪器有天平、刻度尺和秒表 (2)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为 O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为 M、 P、 N，并测得它们到 O点的距离分别为 OM、 OP和 ON。已知入射球的质量为 m1，靶球的质量为 m2，如果测得近似等于 ，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒。 答案： BC（ 2分）； （ 2分） 计算题 莫公园里有一个斜面大滑梯，一位小同学从斜面的顶端由静止开始滑下，其运动可视为匀变速直线运
11、动。已知斜面大滑梯的高度为 3m，斜面的倾角为370，这位同学的质量为 30Kg，他与大滑梯斜面间的动摩擦因数为 0.5。不计空气阻力，取 g=10 m/s2， sin370=0.6， cos370=0.8。求： （ 1）这位同学下滑过程中的加速度大小； （ 2）他滑到滑梯底端时的速度大小； （ 3）他滑到滑梯底端过程中重力的冲量大小。 答案： (1)小学生在下滑过程中可视为质点，初速度为零，受力分析如图。 （ 1分） （ 1分） （ 1分） 联立 m/s2 =2 m/s2 （ 1分） （ 2）斜面长度为： m = 5m （ 1分） 由 （ 1分） 得：他滑到滑梯底端时的速度大小为： m/s
12、= m/s （ 1分） （ 3）他滑到滑梯底端过程中所用时间为： 由 ，得 s = s （ 1分） 这个过程中重力的冲量为 N s = N s （ 2分） 如图所示，宽度为 L 0.40 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端 连接阻值为 R=2.0的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 B=0.40 T。一根质量为 m=0.1kg的导体棒 MN放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度 v=0.50 m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求： （ 1）在闭合回路中产生的感
13、应电流的大小； （ 2）作用在导体棒上的拉力的大小及拉力的功率； （ 3）当导体棒移动 50cm时撤去拉力，求整个运动过程中电阻 R上产生的热量。 答案：（ 1）感应电动 势为 E=BLv =0.400.400.5V = 8.010-2V (2 分 ) 感应电流为 A = 4.010-2 A (1 分 ) （ 2）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡 即有 F=BIL= 0.404.010-20.4 N =6.410-3N (2 分 ) 拉力的功率为 = 6.410-30.50 W = 3.210-3W (1 分 ) （ 3） 导体棒移动 30cm的时间为 = 1.0s (1 分 ) 根据焦耳定律
14、， Q1 = I2R t = J = 3.210-3 J (1 分 ) 根据能量守恒， Q2= = J= 1.2510-2 J (1 分 ) 电阻 R上产生的热量 Q = Q1+Q2 = 3.210-3+1.2510-2J=1.5710-2J (1 分 ) 滑板运动是青少年喜爱的一项活动。如图 16所示，滑板运动员以某一初速度从 A点水平离开 h=0.8m高的平台，运动员（连同滑板）恰好能无碰撞的从B点沿圆弧切线进入竖直光滑圆弧轨道，然后经 C点沿固定斜面向上运动至最高点 D。圆弧轨道的半径为 1m， B、 C为圆弧的两 端点，其连线水平，圆弧对应圆心角 =106，斜面与圆弧相切于 C点。已知
15、滑板与斜面问的动摩擦因数为 = ， g=10m/s2,sin37=0.6， cos37=0.8，不计空气阻力，运动员（连同滑板）质量为 50kg，可视为质点。试求： （ 1）运动员（连同滑板）离开平台时的初速度 v0； （ 2）运动员（连同滑板）通过圆弧轨道最底点对轨道的压力； （ 3）运动员（连同滑板）在斜面上滑行的最大距离。答案：（ 1）运动员离开平台后从 A至 B在竖直方向有： （ 1分） 在 B点有： （ 1分） 由 得： （ 2分） （ 2）运动员在圆弧轨道做圆周运动 （ 1分） （ 1分） 联立 解得 N=2150N （ 1分） （ 3）运动员从 A至 C过程有： （ 1分） 运动
16、员从 C至 D过程有： （ 1分） 由 解得： （ 1分） 图为汤姆生在 1897年测量阴极射线（电子）的比荷时所用实验装置的示意图。 K为阴极， A1和 A2为连接在一起的中心空透的阳极，电子从阴极发出后被电场加速，只有运动方向与 A1和 A2的狭缝方向相同的电子才能通过，电子被加速后沿 00方向垂直进人方向互相垂直的电场、磁场的叠加区域。磁场方向垂直纸面向里，电场极板水平放置，电子在电场力和磁场力的共同作用下发生偏转。已知圆形磁场的半径为 r，圆心为 C。 某校物理实验小组的同学们利用该装置，进行了以下探究测量： 第一步：调节两种场的强弱。当电场强度的大小为 E，磁感应强度的大小为 B时，
17、使得电子恰好能够在复合场区域内沿直线运动。 第二步：撤去电场，保持磁场和电子的速度不变，使电子只在磁场力的作用下发生偏转，打在荧屏上出现一个亮点 P，通过推算得到电 子的偏转角为 （ CP与 OO下之间的夹角）。求：（ 1）电子在复合场中沿直线向右飞行的速度； （ 2）电子的比荷 ； （ 3）有位同学提出了该装置的改造方案，把球形荧屏改成平面荧屏，并画出了如图 18的示意图。已知电场平行金属板长度为 L1, 金属板右则到荧屏垂直距离为 L2。实验方案的第一步不变，可求出电子在复合场中沿直线向右飞行的速度。第二步撤去磁场，保持电场和电子的速度不变，使电子只在电场力的作用下发生偏转，打在荧屏上出现
18、一个亮点P，通过屏上刻度可直接读出电子偏离屏中心点的距离 。同样可 求出电子的比荷 。 请你判断这一方案是否可行？并说明相应的理由。答案：（ 1）电子在复合场中二力平衡，即： eE=evB （ 2分） 得： （ 2分） （ 2）如图所示：其中 R为电子在磁场中做圆（弧）运动的圆轨道半径。 所以： （ 1分） （ 1分） 又因： （ 1分） 联解以上 式得： （ 1分） （ 3）此方案可行，原因如下。 （ 1分） 如图设电子在电场中偏转的侧向位移为 y/， 有 （ 1分） 电子通过水平电场的时间为： 电子在电场中偏转的加速度为： 则侧向位移为 （ 1分） 联立 式得： （ 1分） 如图所示 ,劲
19、度系数为 k的轻弹簧 ,左端连着绝缘介质小球 B，右端连在固定板上，放在光滑绝缘的水平面上。整个装置处在场强大小为 E、方向水平向右的匀强电场中。现有一质量为 m、带电荷量为 +q的小球 A，从距 B球为 S处自由释放，并与 B球发生碰撞。碰撞中无机械能损失，且 A球的电荷量始终不变。已知 B球质量为 A球质量的 3倍， A、 B小球均可视为质点。求： （ 1） A球与 B球碰撞前瞬间的速 度 v0； （ 2）求 A球与 B球第一次碰撞后瞬间， A球的速度 v1和 B球的速度 v2； （ 3） B球被碰后的运动为周期性运动，其运动周期 ，要使 A球与 B球第二次仍在 B球的初始位置迎面相碰，求劲度系数 k的可能取值。答案：（ 1）设 A球与 B球碰撞前瞬间的速度为 v0， 由动能定理得， （ 2分） 解得： （ 2分） （ 2）碰撞过程中动量守恒 （ 1分） 机械能无损失，有 （ 1分） 联立 解得 方向向左 （ 1分） 方向向右 （ 1分） （ 3）要使 m与 M第二次迎面碰撞仍发生在原位置，则必有 A球重新回到 O处所用 的时间 t恰好等于 B球的 （ 1分） （ n=0 、 1 、 2 、 3 ） （ 1分） 由题意得： （ 1分） 解得： （ n=0 、 1 、 2 、 3 ） （ 1分）
