北京西城区月坛中学高三物理下学期期末试卷含解析

北京西城区月坛中学高三物理下学期期末试卷含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 下列关于力的说法，正确的是（）
A．两个物体一接触就会产生弹力
B．物体的重心一定在物体上
C．滑动摩擦力的方向总是和物体的运动方向相反
D．悬挂在天花板上的轻质弹簧在挂上重2N的物体后伸长2cm静止,那么这根弹簧伸长1cm后静止时，它的两端各受到1N的拉力
参考答案：
D
2. （多选）如图甲所示，绝缘轻质细绳一端固定在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场中的O点，
另一端连接带正电的小球，小球电荷量q=6×10-7C，在图示坐标中，电场方向沿竖直
方向，坐标原点O的电势为零。

当小球以2 m／s的速率绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动时，细绳上的拉力刚好为零。

在小球从最低点运动到最高点的过程中，轨迹上每点的电势随纵坐标y的变化关系如图乙所示，重力加速度g=10 m／s2。

则下列判断正确的是
乙
A．匀强电场的场强大小为3．2X106 v／m
B.小球重力势能增加最多的过程中，电势能减少了2．4 J
C．小球做顺时针方向的匀速圆周运动
D小球所受的洛伦兹力的大小为3 N
参考答案：
BD
3. 如图1所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止，则物体A的受力个数为()．
A．2 B．3 C．4 D．5
图1
参考答案：
先以A、B整体为研究对象，因为A、B保持静止，所以竖直墙壁对A有竖直向上的静摩擦力F″和水平向右的弹力F′.再以B为研究对象，其受力情况如图乙所示，即要保持物体B平衡，B应受到重力、压力F、A对B的静摩擦力的作用，同时，B还应受到A对B的弹力作用．以A为研究对象，还受重力、B的弹力和静摩擦力作用，A的受力图如图甲所示，所以选项D正确．
答案 D
4. 2010年1月17日，我国成功发射北斗COMPASS—G1地球同步卫星，据了解这已是北斗卫星导航系统发射的第三颗地球同步卫星，则对于这三颗已发射的同步卫星，下列说法中正确的是
A．它们环绕地球运行可以不在同一条轨道上
B．它们的运行角速度相同
C．它们的运行速度大小相等，且都大于7.9km/s
D．它们的向心加速与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等。

参考答案：
B
5. （单选）物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述不正确的是（）
A．牛顿发现了万有引力定律
B．伽利略首创了理想实验的研究方法
C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
D．开普勒研究了行星运动的规律从中发现了万有引力定律
参考答案：
考点：物理学史．
分析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
解答：解：A、牛顿发现了万有引力定律，故A正确；
B、伽利略首创了理想实验的研究方法，故B正确；
C、卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故C正确；
D、开普勒得出了行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律，故D错误；
本题选不正确的，故选：D．
点评：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 某实验小组拟用甲图所示的装置研究滑块的运动。

实验器材有：滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板、漏斗和细线组成的单摆（细线质量不计且不可伸长，装满有色液体后，漏斗和液体质量相差不大）等。

实验前，在控制液体不漏的情况下，从漏斗某次经过最低点时开始计时，测得之后漏斗第100次经过最低点共用时100秒；实验中，让滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆垂直于纸带运动方向做微小振幅摆动，漏斗漏出的液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置。

①该单摆的周期是s；
②图乙是实验得到的有液体痕迹并进行了数据测量的纸带，根据纸带可求出滑块的加
速度为m/s2；（结果取两位有效数字）
③用该实验装置测量滑块加速度，对实验结果影响最大的因素是。

参考答案：
7. 如右图所示是利用沙摆演示简谐运动图象的装置。

当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上形成的曲线显示出沙摆的振动位移随时间的变化关系，已知木板被水平拉动的速度为，右图所示的一段木板的长度为，重力加速度为，漏沙时不计沙摆的重心变化。

则这次实验沙摆的振动周期
▲，摆长▲。

参考答案：
8. 如图所示为氢原子的能级图。

用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有▲种，其中最短波长为▲ m（已知普朗克常量
h=6.63×10－34 J·s）。

参考答案：
10 9.5×10-8
9. 如图所示电路中，L为带铁芯电感线圈，和为完全相同的小灯泡，当开关S断开的瞬间，流过
灯的电流方向为_______，观察到灯______________（填“立即熄灭”，“逐渐熄灭”，“闪亮一下再逐渐熄灭”）。

参考答案：
断开开关S时，灯泡中原来的电流I2突然减小到零，线圈产生的感应电流流过灯泡，灯泡中
电流由Il逐渐减为零，方向由a至b，与I2相反，由于线圈有一定的内阻，故Il< I2，灯泡逐渐熄灭，不会发生闪亮一下。

10. 如图所示,有一水平方向的匀强电场,场强大小为900N/C,在电场内一水平面上作半径为10cm的圆,圆上取A、B两点,AO沿E方向,BO⊥OA,另在圆心处放一电荷量为10-9C的正点电荷,则A处场强大小E A=________N/C,B处的场强大小E B=________N/C.
参考答案：
(1). 0; (2). ;
试题分析：根据公式E=k求出点电荷在A、B点处产生的场强大小，再由正点电荷场强和匀强电场场强的合成，根据平行四边形定则求解A、B两点处的场强大小及方向．
解：点电荷在A点处产生的场强大小为：E=k=9×109×N/C=900N/C，方向从O→A，则A处场强大小E A=0；
同理，点电荷在B点处产生的场强大小也为E=900N/C，方向从O→B；
根据平行四边形定则得，则两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，B点的场强大小为：
E B=E=×900N/C≈1.27×103N/C；
故答案为：0，1.27×103
【点评】本题电场的叠加问题，一要掌握点电荷的场强公式E=k；二要能根据据平行四边形定则进行合成．
11. 一列有8节车厢的动车组列车，沿列车前进方向看，每两节车厢中有一节自带动力的车厢（动车）和一节不带动力的车厢（拖车）．该动车组列车在水平铁轨上匀加速行驶时，设每节动车的动力装置均提供大小为F的牵引力，每节车厢所受的阻力均为f，每节车厢总质量均为m，则第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为．
参考答案：
【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．
【分析】以整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得加速度；再以前4节车厢为研究对象求解第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小．
【解答】解：整体受到的牵引力为4F，阻力为8f，根据牛顿第二定律可得加速度为：
a=；
设第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为T，
以前面4节车厢为研究对象，根据牛顿第二定律可得：2F﹣4f﹣T=4ma，
即：2F﹣4f﹣T=4m×，解得T=0，
故答案为：0
12. （6分）围绕正在发声的音叉运动一周，就会发现声音忽强忽弱，这是声波的现象，产生这一现象的两个波源是，它们符合波源的条件。

参考答案：
干涉、音叉的两个叉股、相干
13. 原长为１６cm的轻质弹簧，当甲乙二人同时用１００Ｎ的力由两端反向拉时，弹簧长度为１８cm，若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲一个用２００Ｎ的力拉，这时弹簧长度为 cm此弹簧的劲度系数为Ｎ/m
参考答案：
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （选修3-4）（6分）如图所示，己知平行玻璃砖的折射率，厚度为。

入射光线以入射角60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射从下表面射出，出射光线与入射光线平行，求两平行光线间距离。

（结果可用根式表示）
参考答案：
解析：∵n=∴r=300（2分）
光路图如图所示
∴L1=d/cos r =（2分）
∴L2= L1sin300=（2分）
15. （6分）小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞，致使高压锅爆炸的报道后，给厂家提出了一个增加易熔片（熔点较低的合金材料）的改进建议。

现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔（如图所示），试说明小明建议的物理道理。

参考答案：高压锅一旦安全阀失效，锅内气压过大，锅内温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热易熔片就会熔化，锅内气体便从放气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 一倾角为θ＝45o的斜面固定于地面，斜面顶端离地面的高度h0=1m，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板。

在斜面顶端自由释放一质量为m＝0.09 kg 的小物块（视为质点）。

小物块与斜面之间的动摩擦因数声μ=0.2。

当小物块与挡板碰撞后，将以原速返回。

重力加速度g=10 m/s2。

在小物块与挡板的前4次碰撞过程中，挡板给予小物块的总冲量是多少？
参考答案：
设小物体从高为h处由静止开始沿斜面向下运动，到达斜面底端是速度为v。

由功能关系得①
以沿斜面向上为动量的正方向。

按动量定理，碰撞过程中挡板给小物块的冲量②
设碰撞后小物块所能达到的最大高度为，则
③
同理，有④
⑤
式中，为小物块再次到达斜面底端时的速度，为再次碰撞过程中挡板给小物块的冲量。

由①②③④⑤式得，⑥
式中⑦
由此可知，小物块前4次与挡板碰撞前所获得的冲量成等比数列，首项为
⑧
总冲量为⑨
由⑩
得⑾
代入数据得
17. 有一绝缘的、半径为R的光滑圆轨道固定在竖直平面内，在其圆心处固定一带正电的点电荷，现有一质量为m，也带正电（其电量远小于圆心处的电荷，对圆心处电荷产生的电场影响很小，可忽略）的小球A，圆心处电荷对小球A的库仑力大小为F。

开始小球A处在圆轨道内侧的最低处，如图所示。

现给小球A一个足够大的水平初速度，小球A能在竖直圆轨道里做完整的圆周运动。

（1）小球A运动到何处时其速度最小？为什么？
（2）要使小球A在运动中始终不脱离圆轨道而做完整的圆周运动，小球A在圆轨道的最低处的初速度应满足什么条件？
参考答案：
1、运动到轨道最高点时速度最小----2分
在圆心处电荷产生的电场中，圆轨道恰好在它的一个等势面上，小球在圆轨道上运动时，库仑力不做功，当小球运动到圆轨道最高处时，其重力对它做的负功最多，此时速度最小。

------------2分2、在最低点，小球受到的电场力F与重力mg方向相同，小球不会脱离轨道。

在最高点，小球受到的电场力F与重力mg方向相反，
当时，在最高点小球也不会脱离轨道。

此时，小球在最高点的速度v应满足：（1） 1分
小球从圆轨道最底处运动到最高处的过程中由动能定理得：
（2） 1分
由二式解得： 2分
这就是在条件下，小球在最低点速度应满足的条件在最高点。

当时，小球在最高点的速度v 应满足：
（FN为轨道对小球的支持力）（3）1分
（4）1分
由（2）、（3）和（4）可得： 2分
这就是在条件下，小球在最低点速度应满足的条件。

18. 如图所示，半径R = 0.1m的竖直半圆形光滑轨道bc与水平面ab相切。

质量m = 0.1kg的小滑块B放在半圆形轨道末端的b点，另一质量也为m = 0.1kg的小滑块A以v0 = 2m/s 的水平初速度向B滑行，滑过s = 1m的距离，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B粘在一起运动。

已知木块A与水平面之间的动摩擦因数μ = 0.2。

A、B均可视为质点。

（g =
10m/s2）。

求：
（1）A与B碰撞前瞬间的速度大小vA；
（2）碰后瞬间，A、B共同的速度大小v；
（3）在半圆形轨道的最高点c，轨道对A、B的作用力N的大小。

参考答案：
（1）以A、B为研究对象，从b到c，根据动能定理
（3分）
vA = 6m/s （2分）
（2）以A、B为研究对象，根据动量守恒定律
mvA = 2mv （3分）
v = 3m/s （2分）
（3）以A、B为研究对象，从b到c，根据机械能守恒定律
（2分）
在c点，根据牛顿第二定律
（2分）
N = 8N （2分）。