北京市西城区2014届高三物理上学期期末考试试题新人教版

北京市西城区 2013—2014 学年度第一学期期末试卷
高三物理
本试卷分第一卷（选择题）和第二卷（非选择题）两部分。

共100 分。

考试时间为120分钟。

第一卷（共48 分）
一、单项选择题（此题共12 小题，每题 3 分，共36 分。

）
1．一根很轻的弹簧，在弹性限度内，当它的伸长量为 4.0cm 时，弹簧的弹力大小为 8.0N ；当它的压缩量为 1.0cm 时，该弹簧的弹力大小为
A． 2.0N B．4.0N C．6.0N D．8.0N
2 ．一正弦式交变电流的瞬时电流与时间的关系式为i10 2 sin t (A)，其中ω=314rad/s。

它的电流的有效值是
A． 10A B ．10 2 A C ．50A D ．314A
3．如下图，汽车向右沿直线运动，本来的速度是v1，经过一小段时间以后，速度变
为 v2， v 表示速度的变化量。

由图中所示信息可知
A．汽车在做加快直线运动
B．汽车的加快度方向与v1的方向同样
v1
v2v
C．汽车的加快度方向与v1的方向相反D．汽车的加快度方向与v 的方向相反
4．如下图，一个人用与水平方向成θ 角斜向上的力在粗拙水平面上质量为m 的箱子，箱子沿水平面做匀速运动。

F拉放
若箱
子与水平面间的动摩擦因数为μ ，则箱子所受的摩擦力大小为
A．F sinθB． F cosθC．μmg D．μF sinθ
5．如下图，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径A不一
A、B、 C。

在自行车正常骑行时，B
样，它们的边沿有三个点下列说法正确的选项是C A．A、B两点的角速度大小相等
B．B、C两点的线速度大小相等
C．A、B两点的向心加快度大小之比等于它们所在圆周的半径之比
D．B、C两点的向心加快度大小之比等于它们所在圆周的半径之比
6．一个物体做平抛运动，已知重力加快度为g。

依据以下已知条件，既能够确立初速
度大小，又能够确立飞翔时间的是
A．水平位移大小B．着落高度
C．落地时速度大小和方向D．从抛出到落地的位移大小
7．如下图，实线为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t= 0 时辰的波形，虚线是该波y/m
v
在 t= 0.20s时辰的波形，则此列波的周期可能为0
1234 x/m
A． 0.16s B ．0.20s C ． 0.32s D ． 0.40s
8．一个直流电动机，线圈电阻是0.5 Ω，当它两头所加电压为6V 时，经过电动机的电流是 2A。

由此可知
A．电动机耗费的电功率为10W
B．电动机发热的功率为10W
C．电动机输出的机械功率为10W
D．电动机的工作效率为20%
9．取一对用绝缘支柱支撑的金属导体 A 和 B，使它们相互接触。

开初它们不带电，贴
在 A、B 下边的金属箔是闭合的。

此刻把带正电荷的球C移近导体 A，能够看到A、 B上的金属箔都张开了。

以下说法正确的选项是
A．A内部的场强比 B 内部的场强盛B．A、B内部的场强均为零C A B
＋－＋
C．A左端的电势比B 右端的电势低
D．A左端的电势比B 右端的电势高
10．一根通电直导线水平搁置在地球赤道的上方，此中的电流方向为自西向东，该导
线所受地磁场的安培力方向为
A．水平向北B．水平向南
C．竖直向上D．竖直向下
11． 1966 年，在地球的上空达成了用动力学方法测质量的实验。

实验时，用双子星号
宇宙飞船 m1去接触正在轨道上运转的火箭组m2（后者的发动机已熄火）。

接触此后，开动双子星号飞船的推动器，使飞船和火箭组共同加快。

推动器的均匀推力F=895N，推动器开动时间t =7s。

测出飞船和火箭组的速度变化v=0.91m/s。

已知双子星号飞船的质量
m1=3400kg。

由以上实验数据可测出火箭组的质量m2为
A． 3400kg B．3485kg C．6265kg D．6885kg
12．如下图，固定于水平面上的金属架abcd 处在竖直b M a
B v
c
N d
向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度 v 向右做匀速运动。

t =0时，磁感觉强度为 B ，
此时抵达的地点恰巧使组成一个边长为
l 的正方形。

为使棒中不产生感觉电流，
MN MbcN MN
从 t =0开始，磁感觉强度 B 随时间 t 变化的表示图为
二、多项选择题（此题共 4 小题，每题 3 分，共 12分。

每题所有选对的得 3 分，选对但不全的得 1 分，有选错的得 0 分。

）
13．下边列举了四个物理量的单位，此中属于国际单位制（SI ）的基本单位的是
A．千克（ kg）B．牛顿（ N）
C．安培（ A）D．库仑（ C）
14．一个质量为m、电荷量为 q 的带电粒子，以速度 v 射入磁感觉强度为 B 的匀强磁场。

不计粒子重力。

以下说法正确的选项是
A．若v与B的方向垂直，入射速度v 越大，则轨道半径越大
B．若v与B的方向垂直，入射速度v 越大，则运动周期越大
C．若v与B的方向同样，则粒子在运动过程中速度不停变大
D．若v与B的方向同样，则粒子在运动过程中速度保持不变
15．如下图，一个正方形导线框abcd，边长为 L，质量为 m。

将线框从距水平匀强磁场上方h 处由静止开释，在线框着落过程中，不计空气阻力，线框平面保持在竖直平面内，且 cd 边一直与水平的磁场界限平行。

当ab边刚进入磁场时，线框速度为 v。

在线框进入磁场的整个过程中，以下
说法正确的选项是
A．线框可能做加快度减小的加快运动
B．线框可能做加快度减小的减速运动
C．安培力对线框的冲量大小必定为mv
a b
dc
h
a b
dc
B
D ．线框战胜安培力做功必定为mg(h L) 1 mv2
2 16．如下图，在地面上方的水平匀强电场中，一个质
量为、电荷量为 +
q 的小球，系在一根长为
L
的绝缘细线一
m
端，能够在竖直平面内绕O点做圆周运动。

AB为圆周的水平
D
E
O
A B
C
直径， CD为竖直直径。

已知重力加快度为g，电场强度E mg。

以下说法正确的选项是q
A．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为gL
B．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到 B 点时的机械能最大C．若将小球在A点由静止开始开释，它将在ACBD圆弧上来去运动
D．若将小球在 A 点以大小为gL 的速度竖直向上抛出，它将能够抵达 B 点
第二卷
（共 52 分）
三、计算题（此题共
5 小题。

解答应有必需的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

只写出最后答案的不可以得分。

有数值计算的，答案中一定写出数值和单位。

）
17．（ 9 分）如下图， 一个倾角 θ＝ 45°的斜面固定于
m
水
平川面上，斜面顶端距水平川面的高度 h ＝ 1m ，斜面底端有
一
垂直于斜面的固定挡板。

一个质量
m =1kg 的小物块（可视为
质
点）自斜面顶端从静止开始向下滑动，抵达斜面底端时与挡
h
板
碰撞，假定小物块与挡板碰撞过程中无机械能损失。

已知小
物
块与斜面之间的动摩擦因数
μ＝ 0.2 。

重力加快度
θ
g ＝ 10
m/s 2。

（ 1）求小物块沿斜面下滑时的加快度大小a ； （ 2）求小物块第一次与挡板碰撞前的速度大小v ；
（ 3）小物块最后停在挡板上，求整个过程中因为摩擦而产生的热量Q 。

18．（ 9 分）磁流体发电是一项新兴技术，如图是它的
表示图。

相距为
d 的两平行金属板 P 、 Q 之间有一个很强
的磁场。

一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大批 正、负带电粒子） 以速度 v 沿垂直于磁场的方向射入磁场，
因为等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，
P 、Q
a
R S
P
b
N
板上就汇齐集电荷，进而在两板间产生电压。

若 P 、Q 两
Q
板间的磁场、电场按匀强磁场、匀强电场办理，磁感觉强
度为 B 。

等离子体
（ 1）求这个发电机的电动势
；
E
（ 2）发电机的输出端 a 、b 间接有阻值为
R 的电阻，发电机的内电阻为 r 。

a ．在图示磁极配置的状况下，判断经过电阻R 的电流方向；
b ．计算经过电阻 R 的电流大小 I 。

19．（9 分）人类第一次登上月球时，宇航员在月球
表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度由静止同时开释，两者几乎同时落地。

若羽毛和铁锤
M
a
R
b
B 1
N
图 1
是从 高度为 h 处着落， 经时间 t 落到月球表面。

已知引
力常量为 G ，月球的半径为 R 。

a
（ 1）求月球表面的自由落体加快度大小
g 月 ； R B 2 b
（ 2）若不考虑月球自转的影响，求：
a ．月球的质量 M ； b
．月球的“第一宇宙速度”大小v 。

20．（ 12 分）
（ 1）如图 1 所示，两根足够长的平行导轨，间距 L
图 2
B 2/ T
0.6
0.3
t/s
2 4 6
图 3
=0.3 m ，在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感觉强度 B = 0.5 T。

一根直金属杆MN
1
以
v=2 m/s 的速度向右匀速运动，杆一直与导轨垂直且接触优秀。

杆的电阻
r1
=1，
MN MN
导轨的电阻可忽视。

求杆MN中产生的感觉电动势E1。

（ 2）如图 2 所示，一个匝数n=100的圆形线圈，面积S1=0.4m2，电阻 r 2=1Ω。

在线圈中存在面积2=0.3m2垂直线圈平面（指向纸外）的匀强磁场地区，磁感觉强度 2 随时间
t S B
变化的关系如图 3 所示。

求圆形线圈中产生的感觉电动势2。

E
（ 3）有一个R=2Ω的电阻，将其两头a、b分别与图 1 中的导轨和图 2 中的圆形线圈相连结， b 端接地。

试判断以上两种状况中，哪一种状
况 a 端的电势较高？求这类状况中 a 端的电势φa。

21．（ 13 分）
（ 1）如图 1 所示，圆滑水平面上有两个小球A、B， A
v1
球以速度 v1与本来静止的 B 球发生正碰，且碰撞过程中无A B
12图 1
机械能损失。

设 A 球的质量为 m， B 球的质量为m。

a．求碰撞后它们的速度 v1 ' 和 v2' ；
b．若 A 的初动能 E k1是一个定值，试论证当 m1、m2知足什么关系时， A传给 B 的动能最少？
（ 2）如图 2 所示，将A、B球分别用等长的细线竖直悬挂起来，使它们
恰巧接触。

悬点到球心的距离均为。

让球静止在最低点，将
A 球向左拉起
LB
一个很小的偏角θ，而后开释，两球在最低点发生正碰且碰撞过程中无机械能损失。

若 =3，不考虑空气阻力的影响，开释A球时开始计时（t=0），A B求两21
球每次碰撞后的速度以及每次碰撞的时辰。

图 2
北京市西城区2013 — 2014 学年度第一学期期末试卷
高三物理参照答案及评分标准2014.1
一、单项选择题（每题 3 分。

）
1． A2． A3． C4． B5． D6．C
7． A8． C9． B10． C11． B12． C
二、多项选择题（每题所有选对的得13． AC14． AD15．ABD 3 分，选对但不全的得
16． BD
1 分，有选错的得0 分。

）
三、计算题17．（9 分）解：
（ 1）依据牛顿第二定律mg sin mg cos ma
小物块下滑时的加快度大小a 4 2m/s 2 5.7m/s 2（2）小物块
做匀加快运
动v2
2a
h
sin
第一次与挡板碰撞前的速度大小v 4m/s （3）
依据能量守恒Q mgh
整个过程中因为摩擦而产生的热量Q10J
18．（9 分）解：
（ 1）发电机的电动势 E Bdv
（ 2） a．经过电阻R的电流方向：从 a 到 b
b．依据闭合电路欧姆定律I E
R r
Bdv
经过电阻 R的电流大小I
R r
19．（ 9 分）解：
（ 1）月球表面邻近的物体做自由落体运动h 1
g月t 2
2
月球表面的自由落体加快度大小
2h g月
2
t
Mm
（ 2） a．若不考虑月球自转的影响G R2mg月
2hR2
月球的质量M
Gt 2
b．质量为m的飞翔器在月球表面邻近绕月球做匀速圆周运动
m g月
v 2
m
R
2hR
【2 分】
【2 分】
【2 分】
【1 分】
【1分】
【1 分】
【3 分】
【2 分】
【2 分】
【2分】
【2分】
【1 分】
【2分】
【1 分】
【2 分】
月球的“第一宇宙速度”大小v g月 R 20．（ 12 分）解：t
【1 分】
（ 1）杆MN做切割磁感线的运动E1B1 Lv
产生的感觉电动势E10.3V （ 2）穿过圆形线圈的磁通量发生产生的感觉电动势E2 4.5
【2 分】【1 分】【2 分】【1分】
（ 3）当 阻
R 与 1 中的 相 接 ， a 端的 高
通 阻 R 的 流
I
E 1
R r 1
阻 R 两头的 差
a
b
IR
a 端的
a
IR 0.2V
21．（ 13 分）解：
（ 1） a ．两个小球 A 、 B 生 性碰撞由 量守恒 m 1v 1 m 1v 1' m 2 v 2 '
由能量守恒
1
2
1
2
1
2
2 m 1v 1
2
m 1v 1'
2
m 2 v
2 '
碰撞后它 的速度
v 1'
m 1 m 2 v 1 v 2'
2m 1 v 1
m 1 m 2
m 1 m 2
b ．碰撞后 B 的 能
1 2 1
2m 1 2
4
E k 2
2 m 2 v 2 ' 2
m 2 ( m 1 m 2 v 1)
m 1
m 2
E k1
m 2 m 1
2
因此，当
m 1 m 2 或 m 1
m 2 ， AB 的 能最少
（ 2）A 球向下 的 程中，由能量守恒
【 2 分】 【 1 分】
【 1 分】
【 2 分】
【 1 分】
【 1 分】
【 2 分】
【 1 分】
【 2 分】
m 1 gL(1 cos )
1
m 1v 1
2
【1 分】
2 v 1 2gL(1 cos )
当 3m 1
1 a
m2
，由（
） ．可知， A 、 B 第一次碰撞后两球的速度
v 1'
v 1 v 2' v 1
【1 分】
2
2
、 第二次碰撞
A B
由 量守恒
1
v 1 （1 - v 1
) m 1 v 1"
m 1v 2"
m
2
3m
2
3
由能量守恒
1 m 1 ( v 1
)2
1 3m 1 ( v 1
) 2
1 m 1 v 1"
2 1 3m 1v 2 " 2
2
2
2 2 2 2
第二次碰撞后两球的速度
v 1" v 1 v 2" 0
【1 分】
第三次碰撞 程与第一次同样，第四次碰撞 程与第二次同样，⋯⋯
第一次、第三次、第五次、⋯⋯
A 、
B 碰撞后的速度
2gL(1 cos )
2 gL (1 cos )
【1 分】
v 1'
v 2'
2
2
北京市西城区2014届高三物理上学期期末考试试题新人教版
第二次、第四次、第六次、⋯⋯ A 、B 碰撞后的速度
v 1"2gL(1 cos ) v 2" 0
【1 分】 做 运 的周期 T 2π L
g
两球 生碰撞的 刻t
T n T (2n 1) π L （此中 n = 0 ， 1， 2， 3，⋯⋯） 【 1 4 2 2 g
分】。