2012-2013学年北京市西城区高三（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列物理量的“-”号表示方向的是（ ）
A．室外气温t=-5.0℃
B．物体的速度v=-2.0m/s
C．物体的重力势能E_p=-12.0J
D．A、B两点间的电势差U_AB=-5.0V

2. 难度：中等

一频闪仪每隔0.04秒发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的小球，于是胶片上记录了小球在几个闪光时刻的位置．下图是小球从A点运动到B点的频闪照片示意图．由图可以判断，小球在此运动过程（ ）

A．速度越来越小
B．速度越来越大
C．受到的合力为零
D．受到合力的方向由A点指向B点

3. 难度：中等

如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁．当磁铁向下运动（但未插入线圈内部）时，线圈中（ ）

A．没有感应电流
B．感应电流的方向与图中箭头方向相反
C．感应电流的方向与图中箭头方向相同
D．感应电流的方向不能确定

4. 难度：中等

实验室常用到磁电式电流表．其结构可简化为如图所示的模型，最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，OO′圈的转轴．忽略线圈转动中的摩擦．当静止的线圈中突然通有如图所示方向的电流时，顺着OO′向看，（ ）

A．线圈保持静止状态
B．线圈开始沿顺时针方向转动
C．线圈开始沿逆时针方向转动
D．线圈既可能顺时针方向转动，也可能逆时针方向转动

5. 难度：中等

如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，电阻R=55.0Ω接一正弦式交变电流，电压u随时间t变化的规律为u=110sin20πt位是s．那么，通过电阻R的电流有效值和频率分别为（ ）

A．1.0A、20Hz
B．A、20Hz
C．A、10Hz
D．1.0A、10Hz

6. 难度：中等

一座大楼中有一部直通高层的客运电梯，电梯的简化模型如图1所示．已知电梯在t=0时由静止开始上升，电梯的加速度a随时间t的变化如图2所示．如图1所示，一质量为M的乘客站在电梯里，电梯对乘客的支持力为F．根据图2可以判断，力F大小不变，且F＜Mg的时间段为（ ）

A．1～8s内
B．8～9s内
C．15～16s内
D．16～23s内

7. 难度：中等

如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I．图线上点A的坐标为（U₁，I₁），过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I₂．小灯泡两端电压为U₁时，电阻等于（ ）

A．
B．
C．
D．

8. 难度：中等

如图所示，电路中R_T为热敏电阻，R₁和R₂为定值电阻．当温度升高时，R_T阻值变小．开关S闭合后，R_T的温度升高，则下列物理量中变小的是（ ）

A．通过R_T的电流
B．通过R₁的电流
C．通过R₂的电流
D．电容器两极板间的电场强度

9. 难度：中等

如图1所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动．取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是（ ）

A．t=0.8s时，振子的速度方向向左
B．t=0.2s时，振子在O点右侧6cm处
C．t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度完全相同
D．t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小

10. 难度：中等

如图所示，质量为m的物体A在竖直向上的力F（F＜mg）作用下静止于斜面上．若减小力F，则（ ）

A．物体A所受合力不变
B．斜面对物体A的支持力不变
C．斜面对物体A的摩擦力不变
D．斜面对物体A的摩擦力可能为零

11. 难度：中等

如图所示，在A、B两点分别放置两个电荷量相等的正点电荷，O点为A、B连线的中点，M点位于A、B连线上，N点位于A、B连线的中垂线上．则关于O、M、N三点的电场强度E和电势φ的判定正确的是（ ）

A．E_M＜E_O
B．φ_M＜φ_O
C．E_N＜E_O
D．φ_N＜φ_O

12. 难度：中等

如图所示，在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点O在水平面上自由转动．一颗子弹以垂直于杆的水平速度v击中静止木杆上的P点，并随木杆一起转动．已知木杆质量为M，长度为L；子弹质量为m，点P到点O的距离为x．忽略木杆与水平面间的摩擦．设子弹击中木杆后绕点O转动的角速度为ω．下面给出ω的四个表达式中只有一个是合理的．根据你的判断，ω的合理表达式应为（ ）

A．ω=
B．ω=
C．ω=
D．ω=

13. 难度：中等

一列波源在x=0处的简谐波，沿x轴正方向传播，周期为0.02s，t时刻的波形如图所示．此时x=12cm处的质点P恰好开始振动．则（ ）

A．质点P开始振动时的方向沿y轴正方向
B．波源开始振动时的方向沿y轴负方向
C．此后一个周期内，质点P通过的路程为8cm
D．这列波的波速为4.00m/s

14. 难度：中等

磁流体发电是一项新兴技术．如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场．图中虚线框部分相当于发电机．把两个极板与用电器相连，则（ ）

A．用电器中的电流方向从A到B
B．用电器中的电流方向从B到A
C．若只增强磁场，发电机的电动势增大
D．若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大

15. 难度：中等

某同学设计了一种静电除尘装置，如图1所示，其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料．图2是装置的截面图，上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连．带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集．将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率．不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用．要增大除尘率，则下列措施可行的是（ ）

A．只增大电压U
B．只增大长度L
C．只增大高度d
D．只增大尘埃被吸入水平速度v

16. 难度：中等

如图1所示，物体以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0m．选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E_机随高度h的变化如图2所示．g=10m/s²，sin37°=0.60，cos37°=0.80．则（ ）

A．物体的质量m=0.67kg
B．物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.40
C．物体上升过程的加速度大小a=10m/s²
D．物体回到斜面底端时的动能E_k=10J

二、解答题

17. 难度：中等

如图所示为半径R=0.50m的四分之一圆弧轨道，底端距水平地面的高度h=0.45m．一质量m=1.0kg的小滑块从圆弧轨道顶端A由静止释放，到达轨道底端B点的速度v=2.0m/s．忽略空气的阻力．取g=10m/s²．求：
（1）小滑块在圆弧轨道底端B点受到的支持力大小F_N；
（2）小滑块由A到B的过程中，克服摩擦力所做的功W；
（3）小滑块落地点与B点的水平距离x．

18. 难度：中等

已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，引力常量为G．如图所示，A为在地面附近绕地球做匀速圆周运动的卫星，B为地球的同步卫星．
（1）求卫星A运动的速度大小v；
（2）求卫星B到地面的高度h．

19. 难度：中等

如图1所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为α，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m．导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为B．金属导轨的上端与开关S、定值电阻R₁和电阻箱R₂相连．不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为g．现在闭合开关S，将金属棒由静止释放．
（1）判断金属棒ab中电流的方向；
（2）若电阻箱R₂接入电路的阻值为0，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻上产生的焦耳热Q；
（3）当B=0.40T，L=0.50m，α=37°时，金属棒能达到的最大速度v_m随电阻箱R₂阻值的变化关系，如图2所示．取g=10m/s²，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求定值电阻的阻值R₁和金属棒的质量m

20. 难度：中等

如图所示，一质量M=1.0kg的砂摆，用轻绳悬于天花板上O点．另有一玩具枪能连续发射质量m=0.01kg，速度v=4.0m/s的小钢珠．现将砂摆拉离平衡位置，由高h=0.20m处无初速度释放，恰在砂摆向右摆到最低点时，玩具枪发射的第一颗小钢珠水平向左射入砂摆，二者在极短时间内达到共同速度．不计空气阻力，取g=10m/s²．
（1）求第一颗小钢珠射入砂摆前的瞬间，砂摆的速度大小v；
（2）求第一颗小钢珠射入砂摆后的瞬间，砂摆的速度大小v₁；
（3）第一颗小钢珠射入后，每当砂摆向左运动到最低点时，都有一颗同样的小钢珠水平向左射入砂摆，并留在砂摆中．当第n颗小钢珠射入后，砂摆能达到初始释放的高度h，求n．

21. 难度：中等

如图1所示，在x轴上0到d范围内存在电场（图中未画出），x轴上各点的电场沿着x轴正方向，并且电场强度大小E随x的分布如图2所示；在x轴上d到2d范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一质量为m，电量为+q粒子沿x轴正方向以一定速度从O点进入电场，最终粒子恰从坐标为（2d，）的P点离开磁场．不计粒子重力．
（1）求在x=0.5d处，粒子的加速度大小a；
（2）求粒子在磁场中的运动时间t；
（3）类比是一种常用的研究方法．对于直线运动，教科书中讲解了由v-t图象求位移的方法．请你借鉴此方法，并结合其他物理知识，求电场对粒子的冲量大小I．