北京市房山区2015届高三上学期期末考试物理试题 Word版含答案

房山区2014—2015学年度第一学期期末试卷

高三物理

一、单项选择题（每题4分，共60分） 1．下列说法正确的是

A ．布朗运动是液体分子的无规则运动

B ．气体的温度升高时，压强一定增大

C ．若两分子间距离减小，则分子间引力和斥力都增大

D. 物体的温度越高，分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大

2．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是 A ．光从真空射入介质后，频率变大 B ．此介质的折射率等于2

C ．入射角大于45°时可能发生全反射现象

D ．入射角小于30°时可能发生全反射现象 3. 下列说法正确的是

A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应

B ．2382344

92902U Th He →+是核裂变反应方程

C ．一个氢原子从n =3能级跃迁到n =2能级，该氢原子放出光子，能量增加

D ．将放射性元素的温度降低，它的半衰期会发生改变

4. 图甲为一简谐横波在t =0时刻的波形图像，图乙为横波中x =2m 处质点A 的振动图像，则下列说法正确的是

A ．波的传播速度大小为2m/s

B ．波的传播方向沿x 轴负方向

C ．在t =0时刻，图甲中质点A 的振动速度大小为0

D ．在t =1s 时刻，图甲中质点A 的加速度为0

5. GPS 导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，它是由

周期约为12h 的卫星群组成。则GPS 导航卫星与地球同步卫星相比

A ．地球同步卫星的角速度大

B ．地球同步卫星的轨道半径小

C ．GPS 导航卫星的线速度大

D ．GPS 导航卫星的向心加速度小

6. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1。原线圈接入交流电源，其电压与

x/m

y/cm 甲

20 2

4

6

8

-20

0 x/cm t/s

1

2

3

4

-20

20

乙

0 30°

介质

45°

真空 A

高三物理试卷第1页（共8页）

O

h

μ

m h

μ

m +Q

B

C

A

时间呈正弦函数关系如图乙所示，副线圈接R =10Ω的负载电阻。下述结论正确的是

A ．交流电源的电压表达式为20sin100u t π=

B ．副线圈中电压表的示数为5V

C ．原线圈中电流表的示数为0.5A

D ．原线圈的输入功率为2.52W

7. 如图所示，在静止电荷+Q 所产生的电场中，有与+Q 共面的A 、B 、C 三点，且B 、C 处于以+Q 为圆心的同一圆周上。设A 、B 、C 三点的电场强度大小分别为E A 、E B 、E C ，电势分别为

A ?、

B ?、

C ?，则下列判断中正确的是

A ．E A

B ，B ?=

C ? B ．E A B ? C ．E A >E B ，A ?

D ．

E A >E C ，B ?=C ?

8．如图所示电路，电源电动势和内电阻分别为E 和r ， A 、B 为两盏相同的电灯，当变阻器的触头P 向下移动时，下列情况中正确的是 A. A 灯变亮，B 灯变亮 B. A 灯变亮，B 灯变暗 C. A 灯变暗，B 灯变亮 D. A 灯变暗，B 灯变暗

9．如图所示，金属杆ab 静止放在水平固定的“U ”形光滑金属框上，且整个装置处于竖直向

上的匀强磁场中。现使ab 获得一个向右的初速度v 开始运动，下列表述正确的是 A ．安培力对ab 做正功

B ．杆中感应电流的方向由b →a

C ．杆中感应电流逐渐减小

D ．杆中感应电流保持不变

10．如图所示，甲、乙两个高度相同的固定斜面，倾角分别为α1和α2，且α1<α2。质量为m

的物体（可视为质点）分别从这两个斜面的顶端由静止沿斜面滑到底端，物体与这两个斜面的动摩擦因数均为μ。关于物体两次下滑的全过程，下列说法中正确的是 A ．物体克服摩擦力所做的功相同

甲

乙

2/10s

t -?0

1 2

20

2

- B

A

E r

R 1

P

R 2

高三物理试卷第2页（共8页）

a

b

B

A

B

θ

B ．物体重力势能的变化量相同

C ．合力所做的功相同

D ．物体到达斜面底端时，重力的功率相同

11．物理课上，教师做了一个奇妙的“电磁阻尼”实验。如图所示，A 是由铜片和绝缘细杆组

成的摆，其摆动平面通过电磁铁的两极之间，当绕在电磁铁上的励磁线圈未通电时，铜片可自由摆动，要经过较长时间才会停下来。当线圈通电时，铜片迅速停止摆动。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，均没出现摆动迅速停止的现象。对比老师的演示实验，下列四个选项中，导致

实验失败的原因可能是 A ．电源的正负极接反 B ．电源的电压过高 C ．所选线圈的匝数过多

D ．构成摆的材料与老师的不同

12．如图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，单位体积内的电荷量

为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时， 由于棒运动而形成的等效电流大小为 A ．vq

B ．

v

q

C ．qvS

D ．

S

qv 13. 如图所示，物体A 、B 的质量分别为m A 、m B ，且m A >m B 。二者用细绳连接后跨过定滑轮，

A 静止在倾角θ=30°的斜面上，

B 悬挂着，且斜面上方的细绳与斜面平行。若将斜面倾角θ缓慢增大到45°，物体A 仍保持静止。不计滑轮摩擦。则下列判断正确的是 A ．物体A 受的静摩擦力可能增大 B ．物体A 受细绳的拉力可能增大

C ．物体A 对斜面的压力可能增大

D ．物体A 受斜面的作用力可能增大

14．2013年6月20日，航天员王亚平进行了太空授课，她用天宫一号上的质量测量仪测出了

航天员聂海胜的质量。其过程是:聂海胜把自己固定在质量测量仪的支架一端，王亚平轻轻拉开支架然后把手松开，支架便在弹簧的作用下回复原位，LED 显示器上显示聂海胜的质量是74kg 。质量测量仪能对支架产生一个恒定的力F ，同时用光栅测速装置测量出支架复位的速度v 和时间t 。此次测质量的原理你认为是利用了 A ．二力平衡

B ．牛顿第二定律

C ．动量守恒定律

D ．万有引力定律

15．以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，

另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比。下列用虚线和实线描述两物体运动的v -t 图象可能正确的是

N

S

t v O v O

v

O

v O

t

t t

高三物理试卷第3页（共8页）

A. B. C. D. 二、实验题（共18分） 16.

（1）下图中游标卡尺的读数为___________mm ，螺旋测微器读数为___________mm 。

（2）常用的电压表、电流表和欧姆表都是由小量程的电流计G （表头）改装而成的。从电路

的角度看，表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律。表头与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。

①用满偏电流为100μA 的灵敏电流计和电阻箱改装成 电压表。先用如图所示的电路测量电流计的内阻，先 闭合S 1，调节R ，使电流计指针偏转到满刻度；再闭 合S 2，调节R ′，使电流计指针偏转到满刻度的12

，

读出此时R ′的阻值为1.00×103Ω。则灵敏电流计内阻的测量值R g = Ω。 该测量值与灵敏电流计内阻的真实值比较____________（填“偏大”、“偏小” 或者“相等”）。

②按上问的测量值计算，将该灵敏电流计改装成量程为3V 的电压表，需_________ （填“串联”或“并联”）阻值为R = Ω的电阻。

③将此灵敏电流计与定值电阻_______（填“串联”或“并联”），就可以改装成电流表。把该电流表与干电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支测量表笔，又可以做成一个测量电阻的装置。两支表笔直接接触时，电流表读数 5.0mA ，两支笔与200Ω的电阻连接时，电流表的读数为 3.0mA 。现在把表笔与一个未知电阻连接，电流表的读数为2.5mA ，这个未知电阻的阻值为_______Ω。 三、计算题（共72分）

17.（9分）如图所示，一固定在地面上的金属轨道ABC ，其中AB 长S 1=1m ， BC 与水平面间的夹角为α=37°，一小物块放在A 处，小物块与轨道间的动摩擦因数均为μ=0.25，现在给小物块一个水平向左的初速度v 0=3m/s 。小物块经过B 处时无机械能损失（sin37°=0.6，

G S 1

S 2

R ′

R

0 35

40 45

高三物理试卷第4页（共8页）

cos37°=0.8，g取10m/s2）。求：

（1）小物块第一次到达B处的速度大小；

（2）小物块在BC段向上运动时的加速度大小；

（3）若小物块刚好能滑到C处，求BC长S2。

18.（9分）“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。

已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，引力常量为G。求：

（1）“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小；

（2）月球的质量；

（3）若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大。

19.（12分）如图所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。第一、第二和第四象限内，既无电场也无磁场。在第三象限，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为+q的带电质点，从y轴上y =h处的P1点，以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限；然后经过x轴上x =－2h处的P2点进入第三象限，带电质点恰好做匀速圆周运动，经y轴y =－2h的P3点离开电磁场，重力加速度为g。求：

（1）粒子到达P2点时速度的大小和方向；（2）第三象限内电场强度的大小；

（3）第三象限内磁感应强度的大小。

37°

B A C

v

高三物理试卷第5页（共8页）

20.（12分）如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C ，极板间的距离为d ，上板正中有一小孔。质量为m 、电荷量为+q 的小球从小孔正上方高h 处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g ）。求：

（1）小球到达小孔处的速度；

（2）极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量； （3）小球从开始下落运动到下极板处的时间。

21.（15分）如图甲所示，在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R =4Ω的定值电阻，

两导轨在同一平面内，质量为m =0.2kg ，长为L =1.0m 的导体棒ab 垂直于导轨，使其从靠近电阻处由静止开始下滑，已知导体棒电阻为r =1Ω，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，导体棒下滑过程中加速度a 与速度v 的关系如图乙所示。（g 取10m/s 2

）求：

（1）导轨平面与水平面间夹角θ；

（2）磁场的磁感应强度B ；

（3）若ab 棒下滑到底端的距离为S =7.5m ，在下滑至底端前速度已达5m/s ，求ab 棒下

滑到底端的整个过程中，电阻R 上产生的焦耳热。

R

b

5

B

a /ms -2

a

h

d

+q

高三物理试卷第6页（共8页）

22．（15分）能量转化与守恒定律是自然界普遍存在的规律。 （1）光滑水平面上静止一个木板，当一个木块以某一初速度滑上木板，木块与木板之间的摩擦力为f ，在摩擦力的作用下，两物体最终达到共速，此时木块相对于木板滑行了Δs 。请根据此过程中能量的转化关系，证明此过程中系统产生的内能Q= f ·Δs 。 （2）如图所示，水平传送带AB 长l ＝8.3m ，质量为M ＝1kg 的木块随传送带一起以v 1＝2m/s

的速度向左匀速运动（传送带的传送速度恒定），木块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5。当木块运动至最左端A 点时，一颗质量为m ＝20g 的子弹以v 0＝300m/s 水平向右的速度正对木块射入并穿出，穿出速度v ′=50m/s ，以后每隔1s 就有一颗子弹射向木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，g 取10m/s 2，求： ①在被第二颗子弹击中木块前的瞬间，木块离A 点的距离；

②从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中，子弹、木块和传送带这一系

统所产生的热量。

图

v

B

A m v

M

高三物理试卷第8页（共8页）

高三物理试卷第7页（共8页）

图甲 图乙

2014-2015学年第一学期高三物理答案

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C B A A C B D D 题号 9 10 11 12 13 14 15 答案

C

B

D

C

A

B

D

16（1）29.8 3分 0.886±0.002 3分 （2）①1.00×103 2分 偏小 2分

②串联 2分 2.9×104 2分

③并联 2分 300 2分

17

（1）小物块从A 运动到B ，由动能定理

2211122

B A mgs mv mv μ-=

- 代入数据解得2m/s B v =…………………………………………..(3分) （2）小物块从B 到C 过程中，由牛顿第二定律

cos sin mg mg ma μαα+=

代入数据解得 a 2=8m/s 2……………………………………………(3分)

（3）小物块以初速v B 沿斜面向上运动至速度为零的过程中，经过的位移为s 2，由动能定

理 2221cos sin 02

B mg s mg s mv μαα-?-?=- 代入数据解得 s 2=0.25m……………………. .（3分）

18.

（1）“嫦娥一号”运行的线速度()22R H r v T T

ππ+==………………………………（3分） （2）设月球质量为M ，“嫦娥一号”的质量为m ，根据万有引力定律和牛顿第二定律，对

“嫦娥一号”绕月飞行的过程有 G )(4)(22

2H R T

m H R Mm +=+π

解得2

3

2)(4GT H R M +=π…………………………………………………………（3分）

（3）设绕月球表面做匀速圆周运动的飞船的质量为m 0，线速度为v 0，根据万有引力定律

和牛顿第二定律，对飞船绕月飞行的过程有G R

v m R Mm 2

020= 又因232)(4GT H R M +=π，联立可解得v 0

=T

H R )

2+（πR

H

R +………………（3分）

19．

（1）如图带电小球从P 1到P 2点，由平抛运动规律得 2

12

h gt =① 02h v t

=

② y v gt = ③ 0

tan y v v θ=

④

求出220y v v v =

+=2gh ⑤，方向与x 轴负方向成θ=45°角 ……………（6分）

（2）带电小球从P 2到P 3，重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力得

Eq mg = ⑥

求出mg

E q

=

…………………………………………（3分） （3）2

mv qvB R

= ⑦ 由几何关系得()()()2

2

2

222R h h =+ ⑧ 联立⑤⑦⑧式得 2m g

B q h

=

…………………………………………（3分）

20.解：（1）由v 2=2gh gh v 2=

…………………………………（2分）

（2）在极板间带电小球受重力和电场力，有 mg -qE =ma 0- v 2=2ad 得()

mg h d E qd

+=

U =Ed Q =CU ，得()q d h mg C

Q +=

…………………（6分）

（3）由h =12gt 12 0=v +at 2 t = t 1+ t 2 综合可得g

h

h d

h t 2+=…………………（4分） 21.

（1）设刚开始下滑时导体棒的加速度为a 1，速度为零，导体棒中无电流，此时加速度a 1=52

/m s 由1sin mg ma θ= 得30θ=? 4分 （2）当导体棒的加速度为零时，开始做匀速运动，设匀速运动的速度为0v ，导体棒上的电动

势为E ，电路中的电流为I ，由乙图可知，匀速运动的速度05/v m s = 此时 sin ,mg BIL θ=

E

I R r

=

+ 0E Blv =

联立得0

1sin ()

mg R r B L v θ+=

带入数据解得：B =1T 5分

(3) 设ab 棒下滑过程，产生的热量为Q ，电阻R 上产生的热量为Q R ，则

201

sin ,2mg Q mv θ=+带入数据解得Q =5J 3分

4R R

Q Q R r

=

=+ J 3分

22.（1）22011

:22

A A fs mv mv -=

- …………（1） 21

:02

B B fs Mv -=

- …………（2） 守恒定律：

22011

:()22

A B mv M m v Q +=++ (3)

将（1）（2）两式加和并与（3）式联立，由空间关系

A B s s s =+?，解得Q f s =?? 5分

（1）第一颗子弹射入木块过程中动量守恒

01

1m v M v m v M v ''-=+

（1）

解得： 1v '=3m/s （2）

木块向右作减速运动 加速度a g μ==5m/s 2

（3）

木块速度减小为零所用时间为 11v t a

'= （4）

解得t 1=0.6s<1s （5）

所以木块在被第二颗子弹击中前向右运动离A 点最远时，速度为零，移动距离为211

2v S a

'=解得S 1=0.9m 。（6）

在第二颗子弹射中木块前，木块再向左作加速运动，时间 t 2=1s-0.6s=0.4s （7） 速度增大为22v at ==2m/s （恰与传递带同速） （8）

向左移动的位移为 2

2212

S at =

=0.4m （9） 所以两颗子弹射中木块的时间间隔内，木块总位移012S S S =-=0.5m 方向向右 （10） （2）第一颗子弹击穿木块过程中产生的热量为

22221011

1111

2222

Q mv Mv mv Mv ''=

+--=872.5J 木块向右减速运动过程中板对传送带的位移为

111

S v t S '=+=2.1m 产生的热量为

2Q M g S μ'==10.5J

木块向左加速运动过程中相对传送带的位移为

111

S v t S ''=-=0.4m 产生的热量为

3Q M g S

μ''==2J 每一颗子弹击中木块木块向右移0.5米，第16颗子弹击中前，木块向右移动位移S =15S 0=7.5m （11）

第16颗子弹击中后，木块将会再向右先移动0.9m ，总位移为0.9m+7.5=8.4m>8.3m 木块将从B 端落下。所以木块在传送带上最多能被16颗子弹击中。

第16颗子弹射入后木块滑行时间为t 3 有2

13310.82

v t at '-

= （17） 解得t 3=0.4s 或0.8（舍去） （18）

木块与传送带的相对位移为 130.8S v t =+=1.6m （19） 产生的热量为 4Q M g S

μ==8J （20） 全过程中产生的热量为1231415()Q Q Q Q Q Q =++++ 解得Q=14155.5J （21）