2010--2011学年北京市石景山区高三（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

万有引力的发现实现了物理学史上“地上”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从相同的规律．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，另外还应用到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．牛顿第二定律
B．牛顿第三定律
C．开普勒的研究成果
D．卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数

2. 难度：中等

如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ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

3. 难度：中等

如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m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h．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（ ）

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mgh
D．弹簧的弹性势能最大时圆环的动能最大

4. 难度：中等

如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线1和2为等势线．a、b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．a的电场力较小，b的电场力较大
B．a的速度将减小，b的速度将增大
C．a一定带正电，b一定带负电
D．两个粒子的电势能均减小

5. 难度：中等

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a与拉力F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a与拉力F的关系如图中直线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，由图可知（ ）

A．m₂＞m₁，g₂＜g₁
B．m₂＞m₁，g₂=g₁
C．m₂＜m₁，g₂=g₁
D．m₂=m₁，g₂＜g₁

6. 难度：中等

如图所示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象，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，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=5s时，观察者看到C处恰好第三次（C开始起振计第1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

7. 难度：中等

如图所示，一轻杆两端分别固定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球落地前的整个过程中，轻杆对b球的冲量为零
D．在b球落地前的整个过程中，轻杆对b球做的功为零

8. 难度：中等

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关于c电荷的对称点，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
C．E、G、H三点的电场强度相同
D．若释放c电荷，c电荷将一直做加速运动

9. 难度：中等

如图所示电路中，ɛ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，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

10. 难度：中等

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I₁ 时，小磁针偏转了30°；当通过导线电流为I₂ 时，小磁针偏转了60°，则下列说法中正确的是（ ）
A．I₂=I₁
B．I₂=2I₁
C．I₂=3I₁
D．无法确定

11. 难度：中等

某探究性学习小组研制了一种发电装置如图中甲所示，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=0.5m、半径 r=0.2m的圆柱体，其可绕固定轴OO′逆时针（俯视）转动，角速度ω=100rad/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=0.2T、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=0.5Ω的细金属杆ab，杆与轴OO′平行．图丙中阻值R=1.5Ω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

12. 难度：中等

下列说法是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中不正确的是（ ）
A．根据电场强度定义式，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q无关
B．根据电容的定义式，电容器极板上的电荷量每增加1C，电压就增加1V
C．根据电场力做功的计算式W=qU，一个电子在1V电压下加速，电场力做功为1eV
D．根据电势差的定义式，带电荷量为1×10^-5C的正电荷，从a点移动到b点克服电场力做功为1×10^-5J，则a、b两点的电势差为-1V

二、解答题

13. 难度：中等

（1）如图中游标卡尺读数为______mm，螺旋测微器读数为______mm．

（2）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所示．某同学在纸带上共选择7个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻两个计数点之间还有4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：

①本实验中所使用的交流电源的频率为______Hz；
②打B点时小车的速度v_B=______m/s，BE间的平均速度=______m/s．
（3）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  100Ω）            B．电流表G₂（1mA  内阻未知）
C．电阻箱R₁（0～999.9Ω）            D．电阻箱R₂（0～9999Ω）
E．滑动变阻器R₃（0～10Ω  1A）       F．滑动变阻器R₄（0～1000Ω  10mA）
G．定值电阻R（800Ω  0.1A）         H．待测电池
I．导线、电键若干
①采用如图，（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（乙）坐标中描点作出I₁-I₂图线．由图得到电流表G₂的内阻等于______Ω．
②在现有器材的条件下，测量该电池电动势和内阻，采用如图（丙）所示的电路．在给定的器材中，图中滑动变阻器①应该选用______，电阻箱②应该选用______（均填写器材后面的代号）
．
③根据图（丙）所示电路，请在图（丁）中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．

14. 难度：中等

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象如图所示，求：
（1）物块上滑和下滑的加速度大小a₁、a₂；
（2）物块向上滑行的最大距离S；
（3）斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ．

15. 难度：中等

我国月球探测计划“嫦娥工程”已经启动．2009年下半年发射了“嫦娥1号”探月卫星，2010年又发射了嫦娥2号．科学家对月球的探索会越来越深入．
（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，在月球表面某处以速度v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G，试求出月球的质量M_月．

16. 难度：中等

如图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O． O点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为v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m、电荷量为q，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O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O点经历的时间．

17. 难度：中等

有一带负电的小球，其带电荷量q=-2×10^-4C．如图所示，开始时静止在场强E=2×10³V/m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=4cm，与A板距离H=36cm，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．
（1）设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零，则小球在P点时的电势能为多少？
（2）小球第一次被弹回到达最右端时距S板的距离为多少？
（3）小球经过多少次碰撞后，才能抵达A板？（已知lg=0.058）

18. 难度：中等

如图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=4.0m，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率v=3.0m/s 匀速传动．三个质量均为m=1.0kg 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v=2.0m/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v_C=2.0m/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μ=0.20，重力加速度g取10m/s²．求：
（1）滑块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E_p；
（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v_m是多少？