石景山区2011--2012第一学期高三期末试题

石景山区2011--2012学年第一学期期末考试试卷高三物理

（全卷考试时间：100分钟，满分：100分） 2012年元月

第Ⅰ卷（共36分）

一、本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项．．．．．．符合题目要求。 1．学习物理不仅要掌握物理知识，还要领悟并掌握处理物理问题的思想方法。在图1所示的几个实验中，

研究物理问题的思想方法相同的是

A ．甲、乙

B ．乙、丙

C ．甲、丙

D ．丙、丁

2．一只重为G 的蜗牛沿着藤蔓缓慢爬行，如图2所示。若藤蔓的倾角为α ，则藤蔓对蜗牛的作用力为

A ．αsin G

B ．αcos G

C ．αtan G

D ．G

3．投飞镖是深受人们喜爱的一种娱乐活动。某运动员将一枚飞镖从高于靶心的位置水平投向竖直悬挂的

靶盘，结果飞镖打在靶心的正下方，如图3所示。假设飞镖运动过程中所受空气阻力不计，在其他条件不变的情况下，为使飞镖命中靶心，该运动员在下次投掷时应该采取的正确方法是 A ．适当增大飞镖投出时的初速度 B ．适当减小飞镖投出时的高度 C ．到离靶盘稍远些的地方投飞镖 D ．换用质量稍大些的飞镖

４．1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。

实验时，用宇宙飞船（质量为m ）去接触正在轨道上运行的火箭（质量为x m

发动机已熄火），如图4所示。接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭共同加速，推进器的平均推力为F ，开动时间t ?

，测出飞船和火箭的速度变化是v ?，下列说法正确的是

图丁 探究加速度与力、质量的关系

图甲 比较平抛运动

和自由落体运

图乙 观察桌面微小形变

图丙 测定万有引力常量 图1

图3

图4

图2

α（

A ．火箭质量x m 应为

v

t F ??

B ．宇宙飞船的质量m 应为v

t F ??

C ．推力F 越大，

t

v ??就越大，且t

v ??与F 成正比

D ．推力F 通过飞船传递给火箭，所以飞船对火箭的弹力大小应为F

5．图5是一列简谐横波在t = 0 时的波形图，若波的传播速度为2m/s ，此

时质点P 向上振动。下列说法正确的是 A ．质点P 的振动周期为0.25s

B ．经过任意时间，质点Q 和P 的振动情况总是相同的

C ．经过△t = 0.4s ，质点P 向右移动0.8m

D ．经过△t = 0.4s ，质点P 仍在平衡位置，它通过的路程为0.2m

6．2011年11月，“神舟8号”飞船与“天宫1号” 目标飞行器在太空实现两次交会对接，开启了中国空

间站的新纪元。在对接前的某段时间内，若“神舟8号”和“天宫1号”分别处在不同的圆形轨道上逆时针运行，如图6所示。下列说法正确的是

A ．“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率

B ．“天宫一号”的运行周期小于“神舟八号”的运行周期

C ．“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度

D ．“神舟八号”适当加速有可能与“天宫一号”实现对接

7．法拉第曾做过如下的实验：在玻璃杯侧面底部装一导体柱并通过导线与电源负极相连，直立的细圆柱形磁铁棒下端固定在玻璃杯底部的中心，往杯内加入水银。在玻璃杯的正上方O 点吊一可自由转动的直铜棒，铜棒的上端与电源的正极相接，下端浸入玻璃杯的水银中。由于水银的密度比铜大，铜棒静止时处于倾斜状态，如图7所示。这样，可动铜棒、水银、导体柱和电源就构成了一个回路。闭合开关S ，可观察到的现象是

A ．与闭合S 前相比，铜棒与竖直方向的夹角不变且仍静止

B ．与闭合S 前相比，铜棒与竖直方向的夹角会增大但仍可静止

C ．与闭合S 前相比，铜棒与竖直方向的夹角会减小但仍可静止

D ．铜棒会以磁铁棒为轴转动

8．如图8所示，AC 、BD 为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O ，半径为R 。

电荷量均为Q 的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC 对称，+Q 与O 点的连线和OC 间夹角为30°。下列说法正确的是

D

图8

图6

天宫1

图5

· ·

图7

A ．O 点的场强大小为

2R

kQ

B ．O 点的场强大小为

2

3R

kQ

C ．B 、

D 两点的电势关系是D B ??=

D ．电荷量为q 的正电荷在A 点的电势能小于在C 点的电势能

9．在图9所示的电路中，E 为电源电动势，r 为其内阻，R 1和R 3均为定值

电阻，R 2为滑动变阻器。当R 2的滑动触头在a 、b 间中点时闭合开关S ，三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U 。现将R 2的滑动触头向a 端移动，则三个电表示数的变化情况是

A ．I 1增大，I 2 不变，U 增大

B ．I 1减小，I 2 增大，U 减小

C ．I 1增大，I 2 减小，U 增大

D ．I 1减小，I 2 不变，U 减小

10．静电场方向平行于x 轴，其电势φ随x 的分布可简化为如图10所示的折线。下列说法正确的是 A ．x 轴上x 1与x 2之间的电场强度小于x 2与x 3之间的电场强度

B ．正电荷沿x 轴从0移到x 1的过程中，电场力做正功，电势能减小

C ．正电荷沿x 轴从x 1移到x 2的过程中，电场力做正功，电势能减小

D ．负电荷沿x 轴从x 3移到x 4的过程中，电场力做负功，电势能增加

11．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中

电流的正方向如图11（甲）所示，磁场方向竖直向上为正。当磁感应强度 B 随时间 t 按图（乙）变化时，下列能正确表示导体环中感应电流随时间变化情况的是

O

1?

2?图10

图甲

图乙

-图

11

-I

I -I

I -I

I -I

图9

12．如图12（甲）所示，一个小球放在光滑水平面上，在竖直界线MN 的左方始终受到水平恒力F 1作用，在MN 的右方除受F 1外还受到与F 1在同一条直线上的水平恒力F 2的作用。小球从A 点由静止开始运动，运动的v-t 图象如图（乙）所示。下列说法正确的是

A ．F 1与F 2大小的比值为2:3

B ．F 1与F 2大小的比值为3:5

C ．t ＝5s 时，小球经过界线MN

D ．在小球向右运动的过程中，F 1 做的功大于F 2 做的功

第Ⅱ卷（共64分）

二、本题共2小题，共18分。

13．（1）（10分）某同学在“用单摆测定重力加速度” 的实验中进行了

如下的操作：

① 用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直 径如图13（甲）所示，摆球直径为______cm 。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L 。

② 用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n = 0，单摆每经过最低点记一次数，当数到n = 60时秒表的示数如图13（乙）所示，该单摆的周期是T =____s （结果保留三位有效数字）。

③ 测量出多组周期T 、摆长L 数值后，画出T 2—L 图象如图13（丙），此图线斜率的物理意义是 A ．g B ．

g

1 C ．

g

2

4π D ．

2

4π

g

④ 与重力加速度的真实值比较，发现测量结果偏大，分析原因可

能是

A ．振幅偏小

B ．在单摆未悬挂之前先测定其摆长

C ．将摆线长当成了摆长

D ．开始计时误记为n =1

⑤ 该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他

采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期T 1，然后把摆线缩短适当的长度l ?，再测出其振动周期T 2。用该同学测出的物理量表达重力加速度为g =________________。

（2）（8分）有一个小灯泡上标有“4.8V 2W ”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并

作出小灯泡的电功率P 与它两端电压的平方U 2

的关系曲线。有下列器材可供选用： A ．电压表V 1（0～3V ，内阻3kΩ）

B ．电压表V 2（0～15V ，内阻15kΩ）

C ．电流表A （0～0.6A ，内阻约1Ω）

D ．定值电阻R 1＝3kΩ

L /m

图甲

图丙

图13

E．定值电阻R2＝15kΩF．滑动变阻器R（10Ω，2A）

G．学生电源（直流6V，内阻不计）H．开关、导线若干

①为了使测量结果更加准确，实验中所用电压表应选用，定值电阻应选用，从而改装电压

表；

②为减小实验误差，并要求从零开始多测几组数据，请在图13（丁）的方框内画

出满足实验要求的电路图；

③根据实验数据作出P-U2图象，下面的四个图象中可能正确的是。

三、本题共５小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

14．（8分）图14为一滑梯的示意图，滑梯的长度AB为L= 5.0m，倾角θ＝37°，BC段为与滑梯平滑连接的水平地面。一个小孩从滑梯顶端由静止开始滑下。小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ = 0.3，与水平地面间的动摩擦因数为μ′=0.5。不计空气阻力。

取g = 10m/s2。已知sin37°= 0.6，cos37°= 0.8。求：（1）小孩沿滑梯下滑时加速度的大小a；

（2）小孩滑到滑梯底端B时速度的大小v；（3）小孩在水平地面上滑行的距离S。

A

图14

图13

D

2

B

C

2

V2 A

2

15．(８分) 如图15所示，宽度为L ＝0.2 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 =1.0Ω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 = 0.2 T 。一根质量为m=10g 的导体棒MN 放在导轨上，并与导轨始终接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用垂直MN 的水平拉力F 拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，速度为v = 5.0 m/s ，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求： （1）在闭合回路中产生感应电流的大小I ； （2）作用在导体棒上拉力的大小F ；

（3）当导体棒移动50cm 时撤去拉力，求整个过程中电阻R 上产生的热量Q 。

16．（9分）“头脑风暴法”是一种培养学生创新思维能力的方法。

某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”，以“保护鸡蛋”为题，要求制作一个装置，让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不会摔坏。如果没有保护，鸡蛋最多只能从0.1m 的高度落到地面而不会摔坏。一位同学设计了如图16所示的装置来保护鸡蛋，用A 、B 两块粗糙的夹板夹住鸡蛋，鸡蛋下端离装置下端的距离为x =0.45 m ，夹板A 和B 与鸡蛋之间的滑动摩擦力都为鸡蛋重力的5倍。现将该装置从距地面某一高度由静止释放，装置在下落过程中始终保持竖直状态，与地面作用时间极短，落地后没有反弹。取g =10m/s 2。求：

（1）鸡蛋如果不会摔坏，直接撞击地面的最大速度v ；

（2）如果使用该保护装置，鸡蛋落地后不会摔坏，该装置由静止释放时其下端离地面的最大高度H ； （3）为了使该装置从更高的地方由静止释放，鸡蛋落地后不会摔坏，请你至少提供一种可行而又简

单的方法。

B

图15

图16

x

17．（9分）如图17所示，一带电微粒质量为m =2.0×10-11kg 、电荷量为q =+1.0×10-5C ，从静止开始经

电压为U 1=100V 的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，偏转电压为U 2=100V ，接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D =34.6cm 的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L =20cm ，两板间距d =17.3cm ，带电微粒的重力忽略不计。求： （1）带电微粒进入偏转电场时的速率v 1； （2）带电微粒射出偏转电场时的速度偏转角θ；

（3）为使带电微粒不会从磁场右边界射出，该匀强磁场的磁感应强度的最小值B 。

18．（12分）如图18所示 ，粗糙斜面与光滑水平地面通过光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角?=37θ，滑块

A 、C 、D 的质量均为kg m 1=，滑块

B 的质量为kg m B 4=，各滑块均可视为质点。A 、B 间夹着微量火药。K 为处于原长的轻质弹簧，两端分别栓接滑块B 和

C 。火药爆炸后，A 与

D 相碰并粘在一起，沿斜面前进L = 0.8 m 时速度减为零，接着使其保持静止。已知滑块A 、D 与斜面间的动摩擦因数均为 μ = 0.5，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，取 g = 10 m/s 2

，sin37°

= 0.6，cos37°= 0.8。求： （1）火药爆炸后A 的最大速度v A ；

（2）滑块B 、C 和弹簧K 构成的系统在相互作用过程中，弹簧的最大弹性势能E p ； （3）滑块C 运动的最大速度v C 。

图17

（

θ

石景山区2011~2012学年第一学期期末考试 高三物理试题参考答案

一、选择题（每小题3分，共36分） 2012年元月

二、实验题（共2小题，共18分） 13．(1) （10分，每小题2分）

① 2.06 cm ② 2.24s ③ C ④ D ⑤ 222

12

4T

T l g -?=

π

（2）① A （2分） D （2分）

② 电路图如右图所示（2分）

③ C （2分）

三、计算题（共5小题，共46分） 14．（8分）解：（1）物体受力如右图所示

由牛顿运动定律 mg sin θ －μN = ma （1分） N － mg cos θ = 0 （1分）

解得 a = g sin θ －μg cos θ

a = 3.6m/s

2

（1分）

（2） 由 aL v 22= （1分）

求出 m /s 6

=v

（1分）

（3）由匀变速直线运动规律

　

s a v '-=-202

（1分） 由牛顿第二定律 a m mg '='μ （1分） 解得 m S 6.3= （1分）

f

15．（8分）解：（1）感应电动势为 E=BLv

E =0.2V

感应电流为 R

E I =

A

I 2.0= （3分）

（2）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡

F=BIL

F =0.008N （2分）

（3） 导体棒移动50cm 的时间为 v

l t =

根据焦耳定律 Q 1 = I 2R t 或Q 1=Fs

Q 1 = 0.004J

根据能量守恒 Q 2=

2

21mv

Q 2= 0.125J

电阻R 上产生的热量 Q = Q 1+Q 2

Q = 0.129J （3分）

16．（9分）解：（1）没有保护时，鸡蛋自由下落而不会摔坏，由机械能守恒定律得：

2

2

1mv mgh =

（1分）

41.1=v m/s （1分）

（2）在装置开始下落到着地过程，对鸡蛋应用机械能守恒定律得：

2

12

1mv mgH =

（2分）

在装置着地到鸡蛋撞地过程，对鸡蛋应用动能定理得：

2

12

2

1212mv mv

fx mgx -

=

- （2分）

mg f 5=

15.4=H m （1分）

（3）略 （2分）

17．（9分）（1）带电微粒经加速电场加速后速度为v 1，根据动能定理

2

1

121mv q U =

m

q U v 112=

1v =1.0×104

m/s （3分）

（2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动。

在水平方向： t v L 1=

带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a ，出电场时竖直方向速度为v 2， 竖直方向： m qE a =

d

U E 2=

at v =2

由几何关系 12t a n v v =

θ 联立求解

1

22t a n dU L U =

θ

?=30θ （3分）

（3）带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设微粒轨道半径为R ，由几何关系知：

D

R R =+θsin

D

R 32=

设微粒进入磁场时的速度为v '

130

cos v v =

'

由牛顿运动定律及运动学规律

R

v m B v q 2

'=

'

1

30cos 3

2v D

q m B qR

v m B ??=

'=

B =0.1T （3分）

若带电粒子不射出磁场，磁感应强度B 至少为0.1T 。

18．（12分）解：（1）设A 和D 碰后的速度为v 1，AD 滑上斜面，由动能定理：

2

1)(2

10cos )(sin )(v m m L g m m L g m m D A D A D A +-

=?+-?+-θμθ

得：L g v )cos (sin 21θμθ+=

41=v m/s （2分）

火药爆炸后，A 的速度最大为v A ， 由动量守恒定律有：

1D A )(v m m v m A A +=

v A ＝8m/s （2分）

（2）火药爆炸过程，对A 和B 系统，由动量守恒定律，设B 获得的速度为v B ，

0B B A =+-v m v m A

v B = 2 m/s （1分）

当B 与C 共速为v '时，弹簧弹性势能最大。 由B 、C 系统动量守恒，

v m m v m C B B B '+=)(

C

B B B m m v m v +=

'

.61='v m/s （2分）

弹簧的最大弹性势能为：

2

2

)(2

121v m m v m E C B B B P '+-

=

E P = 1.6 J （1分）

（3）当弹簧为原长时，滑块C 的速度最大为C v ，则：

C C B B B B v m v m v m +=/

（1分）

2

2

/2

2

12

12

1C C B B B B v m v m v m +

=

（1分）

C

B B

C m m v m v +=

B 2 （1分）

m/s 2.3=C v （1分）