1、2011届北京市石景山区高三上学期期末考试物理试卷与答案 选择题 万有引力的发现实现了物理学史上第一次大统一 “ 地上物理学 ”和 “天上物理学 ”的统一它表明天体运动和地面上物体的运动遵循相同的规律牛顿在发现万有引力定 律的过程中将行星的椭圆轨道简化为圆轨道，还应用了其他的规律和结论下面的规律和结论没有被用到的是（ ） A开普勒的研究成果 B卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数 C牛顿第二定律 D牛顿第三定律 答案： B 某探究性学习小组研制了一种发电装置如图 9中甲所示，图乙为其俯视图将 8块外形相同的磁铁交错放置组合成一个高 h = 0.5 m、半径 r = 0.2 m的圆柱体，其可绕固定
2、轴 逆时针 (俯视 )转动，角速度 = 100 rad/s设圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为 B = 0.2 T、方向都垂直于圆柱体侧表面紧靠圆柱体外侧固定一根与其等高、电阻为 R1 = 0.5 的细金属杆 ab，杆与轴 平行图丙中阻值 R = 1.5 的电阻与理想电流表 A串联后接在杆 a、 b两端下列说法正确的是（ ） A电流表 A的示数约为 1.41 A B杆 ab产生感应电动势的最大值 E 约为 2.83 V C电阻 R消耗的电功率为 2 W D在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表 A的总电荷量为零 答案： D 物理学家欧姆在探究通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和
3、电流表，利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体的做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转某兴趣研究小组在得知直线电流在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比的正确结论后重现了该实验，他们发 现：当通过导线电流为 时，小磁针偏转了 ；当通过导线电流为 时，小磁针偏转了 ，则下列说法中正确的是（ ） A B C D无法确定 答案： A 本题应用力矩平衡知识来求解。磁场对磁铁的作用力与磁感应强度成正比磁场力 F=KB，设地磁场感应强度为 B0，小磁针等效成长为 L的条形磁铁，设转 30度时电流
4、产生的磁场在小磁针处磁场为 B1，由右手定则知 B1 与 B0 垂直，由力矩平衡得 KB1LSin60=kB0Lsin30,转 60 度时得 KB2LSin30=KB0Lsin60,由以上两式得 B2=3B1，而电流与磁感应强度成正比，所以 I2=3I1。答案：为 A 在如图 8所示的电路中， E为电源电动势， r为电源内阻， R1和 R3均为定值电阻， R2为滑动变阻器当 R2的滑动触点在 a端时合上开关 S，此时三个电表A1、 A2和 V的示数分别为 I1、 I2和 U现将 R2的滑动触点向 b端移动，则三个电表示数的变化情况是（ ） A I1增大， I2 不变， U增大 B I1减小，
5、I2 增大， U减小 C I1增大， I2 减小， U增大 D I1减小， I2 不变， U减小 答案： B 在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形 abc，顶点 a、 b、 c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图 7 所示， D 点为正三角形外接圆的圆心， E、 G、H点分别为 ab、 ac、 bc的中点， F点为 E点关于电荷 c的对称点，则下列说法中正确的是（ ） A D点的电场强度一定不为零，电势可能为零 B E、 F两点的电场强度等大反向，电势相等 C E、 G、 H三点的电场强度和电势均相同 D若释放电荷 c，电荷 c将一直做加速运动（不计空气阻力） 答案： D 如图 6所示，一
6、轻杆两端分别固定 a、 b两个半径相等的光滑金属球， a球质量大于 b球质量整个装置放在光滑的水平地面上，将此装置从图示位置由静止释放，则 ( ) A在 b球落地前瞬间， a球的速度方向向右 B在 b球落地前瞬间， a球的速度方向向左 C在 b球落地前瞬间， b球的速度方向向右 D在 b球落地前的整个过程中，轻杆对 b球做的功为零 答案： D 图 5为一横波发生器的显示屏，可以显示出波由 O 点从平衡位置开始起振向右传播的图像，屏上每一小格长度为 1cm在 t 0时刻横波发生器上能显示的波形如图所示因为显示屏的局部故障，造成从水平位置 A到 B之间（不包括 A、 B两处）的波形无法被观 察到，
7、但故障不影响波在发生器内传播此后的时间内，观察者看到波形相继传经 B、 C处，在 t 5时，观察者看到 C处恰好第三次（ C 开始起振计第次）出现平衡位置，则该波的波速不可能是（ ） A 7.2cm/s B 6.0cm/s C 4.8cm/s D 3.6cm/s 答案： A 质量为 m1的物体放在 A地的地面上，用竖直向上的力 F拉物体，物体在竖直方向运动时产生的加速度 与拉力 的关系如图 4中直线 A所示；质量为 m2的物体在 B地的地面上做类似的实验，得到加速度 与拉力 的关系如图 4中直线 B所示， A、 B两 直线相交纵轴于同一点，设 A、 B两地的重力加速度分别为 g1和 g2，由图
8、可知 （ ） A B C D 答案： B 如图 3所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线 1和 2为等势线 、两个带电粒子以相同的速度从电场中 M点沿等势线 1的切线飞出，粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则在开始运动的一小段时间内（粒子在图示区域内）（ ） A 的电场力较小， 的电场力较大 B 的速度将减小， 的速度将增大 C 一定带正电， 一定带负电 D两个粒子的电势能均减小 答案： D 如图 2所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为 的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的 A点，弹簧处于原长让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零则在圆环下滑过程中
9、（ ） ww w.ks5 u.co m A圆环机械能守恒 B弹簧的弹性势能先增大后减小 C弹簧的弹性势能变化了 D弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大 答案： C 如图 1所示，一箱苹果沿着倾角为 的光滑斜面加速下滑，在箱子正中央夹有一只质量为 m的苹果，它受到周围苹果对它作用力的方向是（ ） A沿斜面向上 B沿斜面向下 C垂直斜面向上 D竖直向上 答案： C 实验题 （ 1）（ 4分）图 10中游标卡尺读数为 mm，螺旋测微器读数为 mm （ 2） (6分 )在 “探究速度随时间变化的规律 ”实验中，小车做匀变速直线运动，记录小车运动的纸带如图 11所示某同学在纸带上共选择 7个计数点 A、 B
10、、C、 D、 E、 F、 G，相邻两个计数点之间还有个点没有画出他量得各点到 A点的距离如图所示，根据纸带算出小车的加速度为 1 .0m/s2则： 本实验中所使用的交流电源的频率为 Hz； 打 B点时小车的速度 vB m/s， BE间的平均速度 m/s. (3)（ 8分）为了测量某电池的电动势 E（约为 3V）和内阻 r，可供选择的器材如下： A电流表 G1（ 2mA 100） B电流表 G2（ 1mA 内阻未知） C电阻箱 R1（ 0999.9） D电阻箱 R2（ 09999） E滑动变阻器 R3（ 010 1A） F滑动变阻器 R4（ 01000 10mA） G定值电阻 R0（ 800 0
11、.1A） H待测电池 I导线、电键若干 采用如图 12（甲）所示的电路，测定电流表 G2的内阻，得到电流表 G1的示数 I1、电流表 G2的示数 I2如下表所示： I1（ mA） 0.40 0.81 1.20 1.59 2.00 I2（ mA） 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 根据测量数据，请在图 12（乙）坐标中描点作出 I1I 2图线由图得到电流表G2的内阻等于 在现有器材的条件下，测量该电池电动势和内阻，采用如图 12（丙）所示的电路在给定的器材中，图中滑动变阻器 应该选用 ，电阻箱 应该选用 （均填写器材后面的代号） 根据图 12（丙）所示电路，请在图 12（丁）中用
12、笔画线代替导线，完成实物电路的连接 答案：（ 1） 52.35（ 2分）； 4.6864.689 （ 2分） （ 2） 50（ 2分）； 0.25（ 2分）； 0.40（ 2分） （ 3） （ 1分）； 200（ 2分）； R3（ 2分）； R2（ 2分）； 连线见图 12（丁）（ 1分） 计算题 一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出，利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图像如图 13所示，重力加速度 g取 10 m s2求： （ 1）物块上滑和下滑的加速度大小 、 ； （ 2）物块向上滑行的最大距离 ； （ 3）斜面的倾角 及物块与斜面间的动摩擦因数 答案：（ 1）由
13、图得 ,上滑过程加速度的大小 1 分 下滑过程加速度的大小 1 分 （ 2）由图得物块上滑的最大距离 S=S 面 =1m 2 分 （ 3）由牛顿第二定律得： 上滑过程： 1 分 下滑过程： 1 分 代入数据求得： =300 1分 1 分 我国月球探测计划 “嫦娥工程 ”已经启动，科学家对月球的探索会越来越深入 2009年下半年发射了 “嫦娥 1号 ”探月卫星，今年又发射了 “嫦娥 2号 ” （ 1）若已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，月球绕地球运动的周期为 T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径 （ 2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某
14、处以速度 v0竖直向上抛出一个小球，经过时间 t，小球落回抛出点已知月球半径为 r，万有引力常量为 ，试求出月球的质量 答案： 根 据万有引力定律和向心力公式： 2 分 分 解得： r = 1 分 设月球表面处的重力加速度为 g月 ，根据题意： 1 分 2 分 解得： 1 分 图 14所示为圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里，边界跟 y轴相切于坐标原点 点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为 的某种带电粒子，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍已知该带电粒子的质量为 、电荷量为 ，不考虑带电粒子的重力 （ 1）推导带电粒子在磁场空间做圆周运动的轨道半
15、径； （ 2）求带电粒子通过磁场空间的最大偏转角； （ 3）沿磁场边界放置绝缘弹性挡板，使粒子与挡板碰撞后以原速率弹回，且其电荷量保持不变若从点沿 x轴正方向射入磁场的粒子速度已减小为 ，求该粒子第一次回到点经历的时间 答案：（ 1）带电粒子进入磁场后，受洛 伦兹力作用，由牛顿第二定律得： 2 分 1 分 （ 2）设粒子飞出和进入磁场的速度方向夹角为 ，则 x是粒子在磁场中轨迹的两端点的直线距离 x最大值为 2R，对应的就是 最大值且 2R=r 所以 3 分（ 3）当粒子的速度减小为时，在磁场中作匀速圆周运动的半径为 1 分 故粒子转过四分之一圆周，对应圆心角为 时与边界相撞弹回，由对称性知粒
16、子经过四个这样的过程后第一次回到点，亦即经历时间为一个周期 1 分 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 所以从 O 点沿 x轴正方向射出的粒子第一次回到 O 点经历的时间是 1 分 有一带负电的小球，其带电荷量 如图 15所示，开始时静止在场强 的匀强电场中的 P点，靠近电场极板 B有一挡板 S，小球与挡板 S的距离 h = 4 cm，与 A板距离 H = 36 cm，小球的重力忽略不计在电场力作用下小球向左运动，与挡板 S 相 碰后电荷量减少到碰前的 k 倍，已知 k = 7/8，碰撞过程中小球的机械能没有损失高考资源网 （ 1）设匀强电场中挡板 S所在位置的电势为零，则小球在 P点时的电势能
17、为多少？高考资源网 （ 2）小球第一次被弹回到达最右端时距 S板的距离为多少？高考资源网 （ 3）小球经过多少次碰撞后，才能抵达 A板？（已知 =0.058）高考资源网答案：（ 1） SP间的电势差 V=80V 因 V，所以 小球在 P点时的电势能 =0.016J 3 分 （ 2）小球第一次从 P到 S有 分 小球第一次被弹回至最右端距 S板的距离为 有 分 得 分 （ 3）同理小球第二次碰撞后有 推得 分 有 分 所以小球经过 18次碰撞后，才能抵达 A板 分 如图 16所示为某种弹射装置的示意图，光滑的水平导轨 MN 右端 N 处与水平传送带理想连接，传送带长度 L = 4.0 m，皮带轮
18、沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率 v = 3.0 m/s 匀速传动三个质量均为 m = 1.0 kg 的滑块 A、B、 C置于水平导轨上，开始时滑块 B、 C之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，处于静止状态滑块 A以初速度 v0 = 2.0 m/s 沿 B、 C连线方向向 B运动， A与 B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短连接 B、 C的细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使 C与 A、 B分离滑块 C脱离弹簧后以速度 vC = 2.0 m s 滑上传送带，并从右端滑出落至地面上的 P点 已知滑块 C与传送带之间 的动摩擦因数 = 0.20，重力加速度 g取 10 m s2求： （ 1）滑
19、块 C从传送带右端滑出时的速度大小； （ 2）滑块 B、 C用细绳相连时弹簧的弹性势能 Ep； （ 3）若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同，要使滑块 C总能落至 P点，则滑块 A与滑块 B碰撞前速度的最大值 Vm是多少 答案：（ 1）滑块 C滑上传送带后做匀加速运动，设滑块 C从滑上传送带到速度达到传送带的速度 v所用的时间为 t，加速度大小为 a，在时间 t内滑块 C的位移为 x 根据牛顿第二定律和运动学公式 mg=ma， v=vC+at， 解得 x=1.25m L 分 即滑块 C在传送带上先加速，达到传送带的速度 v后随传送带匀速运动，并从右端滑出，则滑块 C从传送带右端滑出时的速度为v=3.0m/s 分 （ 2）设 A、 B碰撞后的速度为 v1， A、 B与 C分离时的速度为 v2，由动量守恒定律 mv0=2mv-1 分 2 mv1=2mv-2+mvC 分 由能量守恒得 分 解得 EP=1.0J 分 （ 3）在题设条件下，若滑块 A在碰撞前速度有最大值，则碰撞后滑块 C的速度有最大值，它减速运动到传送带右端时，速度应当恰好等于传递带的速度 v 设 A 与 B碰撞后的速度为 ，分离后 A 与 B的速度为 ，滑块 C 的速度为 ， 由动量守恒定律 mvm=2mv1 2mv1=mvC+2mv2 分 由能量守恒得 分 由运动学公式 分 解得 vm=7.1m/s 分
