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2015-2016年北京石景山高三上学期期末物理试卷及答案


2015-2016 年北京石景山高三上学期期末物理试题及答案

石景山区 2015--2016 学年第一学期期末考试试卷

高三物理
第 Ⅰ卷 ( 共 36 分 )
一、本题共 12 小题,每小题 3 分,共 36 分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项 ...... 符合题目要求。 1.如图 1 所示,一位同学从操

场 A 点出发,向西走了 30m,到达 B 点,然后又向北走了 40m,达到 C 点。在从 A 点到 C 点的过 程中,该同学的位移是 A. 70m B. 50m C. 40m D. 30m
B· ·A C·

图1

2.如图 2 所示,一条鱼在水中正沿直线水平向左加速游动。在这个过程中,关于水对鱼的 作用力的方向,下图中合理的是
F F A F C F D

B

图2

3.如图 3 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。关于O、M、N 三点 的电场强度 E 和电势 φ 的判断正确的是 A.φN < φO C.EN < EO B.φM < φO D.EM < EO
A M O N

图3

B

高三物理试题 第 1 页 共 9 页

4.近年来,我国一些地区出现了雾霾天气,影响了人们的正常生活。在一雾霾天,某人驾 驶一辆小汽车以 30m/s 的速度行驶在高速公路上,突然发现正前方有一辆大卡车正以 10 m/s 的速度同方向匀速行驶,小汽车紧急刹车,但刹车过程中刹车失灵。已知小汽车 刚刹车时与大卡车相距 40m,并开始计时,得到小汽车和大卡 车的 v-t 图象分别如图 4 中 a、b 所示,以下说法正确的是 A.由于初始距离太近,即使刹车不失灵也会追尾 B.在 t=1s 时追尾 C.在 t=5s 时追尾 D.在 t=5s 时两车相距最近,但没有追尾 5.如图 5 所示,我们常见有这样的杂技表演:四个人 A、B、 C、D 体型相似,B 站在 A 的肩上,双手拉着 C 和 D,A 撑 开双手支持着 C 和 D。如果四个人的质量均为 m=60kg, g=10m/s ,估算 A 的手臂受到的压力和 B 的手臂受到的拉 力分别为 A.120N,240N C.350N,700N B.240N,480N D.600N,1200N 图5
2

v/m· s-1 30 20 10 0 1 2 a b 3 4 图4 5 t/s

B C
A

D

6. “神舟十号”飞船发射后,经过多次变轨进入距地面高度为 h 的圆形轨道。已知飞船质 量为 m,地球半径为 R,地球表面的重力加速度为 g。设飞船进入圆形轨道后运动时的 动能为 EK,则 A. Ek ?

mgR2 2( R ? h)

B. Ek ?

1 mg ( R ? h) 2

C. Ek ?

1 mgR 2

D. Ek ? mgh

7. 一简谐横波在 x 轴上传播, t=0 时的波形如图甲所示。x=8m 处质点 P 的振动图线如图乙 所示。下列说法正确的是 A.这列波的波长为8m B.这列波的频率为2Hz C.这列波的波速为4m/s D.这列波向左传播
0.2 0

y/cm 0.2 P 2 4 甲 6 8 x/m 0

y/cm

1

2 乙

3

4 t/s

图6

高三物理试题 第 2 页 共 9 页

8.如图 7 所示,斜面光滑且绝缘。在斜面上 A 点固定一点电荷,从 B 点无初速释放一带 负电的小物块(可视为质点) ,小物块在运动中电荷量始终保持不变,运动到 C 点时速 度恰好为零。 小物块从 B 运动到 C 的过程中, 下列说法正确的是 A. 小物块先做匀加速运动,后做匀减速运动 B. 小物块的电势能一直增大 C. 小物块的电势能先增大后减小 D. 小物块所受到的合外力一直减小 9.如图 8 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 图8
G A C B

图7

S N

v

10.如图 9 所示,一个不计重力的带电粒子以 v0 沿各图的虚线射入场中。图 A 中,I 是两 条垂直纸面的长直导线中等大反向的电流,虚线是两条导线垂线的中垂线;图 B 中, +Q 是两个位置固定的等量同种点电荷的电荷量,虚线是两位置连线的中垂线;图 C 中,I 是圆环线圈中的电流,虚线过圆心且垂直圆环平面;图 D 中,有正交的匀强电 场和匀强磁场,虚线垂直于电场和磁场方向,磁场方向垂直纸面向外。其中,带电粒 子不可能 做匀速直线运动的是 ...
I · v0 I × A B v0 +Q C D +Q v0 I B v0 E

图9 11.如图 10 所示,一物体作匀加速直线运动,依次经过 A、B、C 三点,其中 B 是 A、C 的中点。已知物体在 AB 段的平均速度为 3m/s,在 BC 段的平均速度为 6m/s,则物体 经过 B 点时的速度是 A.4m/s B.4.5m/s C.5m/s D.5.5m/s
A B C

图 10

高三物理试题 第 3 页 共 9 页

12.如图 11 所示,小铁块从一台阶顶端以初速度 v0=4m/s 水平抛出。 如果每级台阶的高度和宽度均为 1m,台阶数量足够多,重力加 速度 g 取 10m/s2,则小铁块第一次所碰到的台阶的标号是 A. 3 B. 4 C. 5 D. 6

v0

1 2 3 4

图 11

第Ⅱ卷(共 64分)
二、本题共 2 小题,共 18 分。 13. (6 分)图 12 为小车由静止开始沿斜面匀加速下滑的频闪照片示意图,已知闪光频率 为每秒 10 次,且第一次闪光时小车恰好从 A 点开始运动。根 据照片测得各闪光时刻小车位置间的实际距离分别为 AB=2.42cm, BC=7.31cm,CD=12.20cm,DE=17.13cm。由此 可知, 小车运动的加速度大小为 点时的速度大小为 m/s2, 小车运动到 D
E 图 12 C D B A

m/s。 (结果均保留 2 位有效数字)

14. (12 分)某物理兴趣小组要精确测量一只电流表 G(量程为 1mA、内阻约为 100Ω) 的内阻。实验室中可供选择的器材有: 电流表 A1:量程为 3mA,内阻约为 200Ω; 电流表 A2:量程为 0. 6A,内阻约为 0.1Ω; 定值电阻 R1:阻值为 10Ω; 定值电阻 R2:阻值为 60Ω; 滑动变阻器 R3:最大电阻 20Ω,额定电流 1.5A; 直流电源:电动势 1.5V,内阻 0.5Ω; 开关,导线若干。 (选填“A1”或“A2” ) 、定值电阻为 (2)在图 13 的方框中画出你设计的实验电路图。 (3)按照你设计的电路进行实验,测得电流表 A 的示数为 I1,电流表 G 的示数为 I2, 则电流表 G 的内阻的表达式为 rg = 。 图 13 (选填“R1”或“R2” ) 。 (1)为了精确测量电流表 G 的内阻,你认为该小组同学应选择的电流表为

高三物理试题 第 4 页 共 9 页

三、本题共 5 小题,共 46 分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最后 答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。 15. (8 分)如图 14 所示,竖直平面内的光滑弧形轨道的底端恰好与光滑水平面相切。质 量为 M=2.0kg 的小物块 B 静止在水平面上。 质量为 m=1.0kg 的小物块 A 从距离水平面 高 h=0.45m 的 P 点沿轨道从静止开始下滑, 经过弧形轨道的最低点 Q 滑上水平面与 B 相碰,碰后两个物体以共同速度运动。取重力加速度 g=10m/s2。求: (1)A 经过 Q 点时速度的大小 v0; (2)A 与 B 碰后速度的大小 v; (3)碰撞过程中系统(A、B)损失的机械能 ΔE。
h Q P A B

图 14
A

16. (9 分)如图甲所示,质量为 2kg 的木板 B 静止在水平面 上。某时刻物块 A(可视为质点)从木板的左侧沿木板上 表面滑上木板,初速度 v0=4m/s。此后 A 和 B 运动的 v-t 图象如图乙所示,取重力加速度 g=10m/s2,求: (1)A 与 B 上表面之间的动摩擦因数 μ1; (2)B 与水平面间的动摩擦因数 μ2; (3)A 的质量。

v0 图甲 v/m· s-1 4 2 0 1 2 3 图乙 t/s

B

图 15

17. (9 分)如图甲所示,一小物块随足够长的水平传送带一起 运动,一水平向左飞来的子弹击中小物块并从中穿过。固 定在传送带右端的位移传感器记录了小物块被击中后的位 移 x 随时间 t 的变化关系如图乙所示。已知图线在前 3.0s 内为二次函数,在 3.0 s~4.5 s 内为一次函数,取向左运动 的方向为正方向,传送带的速度保持不变,g 取 10 m/ s2。 (1)定性描述小物块在前 3.0s 内的运动情况; (2)求传送带速度 v 的大小; (3)求小物块与传送带间的动摩擦因数 μ。
高三物理试题 第 5 页 共 9 页 x/m 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 t/s

图甲

图乙

图 16

18. (9 分)质量 m=2.0× 10-4kg、电荷量 q=﹢1.0× 10-6C 的带电微粒静止在空间范围足够大 的匀强电场中,电场强度大小为 E1 。在 t=0 时刻,电场强度的大小突然增加到 E2=4.0× 103N/C,电场方向保持不变;到 t1=0.20s 时刻再把电场方向改为水平向右,场 强大小 E2 保持不变。取 g=10m/s2。求: (1)电场强度 E1 的大小; (2)t1=0.20s 时刻带电微粒的速度大小; (3)带电微粒在速度方向为水平向右时刻的动能。

19. (11 分)如图 17 所示,宽度为 L 的粗糙平行金属导轨 PQ 和 P′Q′倾斜放置,顶端 QQ′ 之间连接一个阻值为 R 的电阻和开关 S, 底端 PP′处与一小段水平轨道用光滑圆弧相连。 已知底端 PP′离地面的高度为 h,倾斜导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画 出)中。若断开开关 S,一根质量为 m、电阻为 r、长也为 L 的金属棒从 AA′处由静止 开始滑下,金属棒落地点离 PP′的水平距离为 x1;若闭合开关 S,该金属棒仍从 AA′处 由静止开始滑下,则金属棒落地点离 PP′的水平距离为 x2。不计导轨电阻,忽略金属 棒经过 PP′处的机械能损失,已知重力加速度为 g,求: (1)开关断开时,金属棒离开底端 PP′的速度大小; (2)开关闭合时,在下滑过程金属棒中产生的焦耳热。 (3)开关 S 仍闭合,金属棒从比 AA′更高处由静止开始滑下,水平射程仍为 x2,请定 性说明金属棒在倾斜轨道上运动的规律。
Q′ R R Q A P S A′ P′

x

图 17

高三物理试题 第 6 页 共 9 页

石景山区 2015—2016 学年第一学期期末考试

高三物理试题参考答案
一、选择题(每小题 3 分,共 36 分) 题号 答案 1 B 2 A 3 A 4 D 5 C 6 A 7 D 8 B 9 C 2016 年 1 月 10 B 11 C 12 B

二、实验题(共 18 分) 13. (1)4.9(3 分) (2)1.5(3 分)
R2 G

A1

14. (1)A1(3 分)R2(3 分) (2)答图 1(3 分) (3)

I1 ? I 2 R2 (3 分) I2

E

R3 r

答图 1

三、计算题(共 5 小题,共 46 分) 15. (8 分) (1)A 从 P 滑到 Q 的过程中,根据机械能守恒定律得

1 2 mv 0 (2 分) 2 解得 A 经过 Q 点时速度的大小 v0 ? 2gh ? 3.0m / s (1 分) mgh ?
(2)A 与 B 相碰,由动量守恒定律得 mv0=(m + M ) v(2 分) 解得

v?

m v0 ? 1 .0m/s(1 分) m?M
1 2 1 mv 0 ? (m ? M )v 2 (1 分) 2 2

(3)由能量守恒定律得

?E ?

解得 A 与 B 碰撞过程中系统损失的机械能 ΔE = 3.0 J(1 分) 16. (9 分)

v1 ? v0 ,解得 a1 ? ?2m/s2 t1 对 A 由牛顿第二定律 ??1mg ? ma1 ,解得 ?1 ? 0.2 (3 分) v ?v (2)由图象知,AB 在 1-3s 内的加速度 a3 ? 3 1 ,解得 a3 ? ?1m/s2 t2 对 AB 由牛顿第二定律 ??2 (M ? m) g ? (M ? m)a3 ,解得 ?2 ? 0.1 (3 分) v ?0 2 (3)由图象可知 B 在 0-1s 内的加速度 a2 ? 1 ,解得 a2 ? 2m/s t1
(1)由图象可知,A 在 0-1s 内的加速度 a1 ?
高三物理试题 第 7 页 共 9 页

对 B 由牛顿第二定律得 ?1mg ? ?2 (M ? m) g ? Ma2 ,解得 m ? 6kg (3 分) 17. (9 分) (1)小物块在前 2s 内向左匀减速运动,在第 3s 内向右匀加速运动。 (3 分) (2)因为 3 s~4.5 s 内 s-t 图像为一次函数,说明小物块已与传送带保持相对静止,即与传 送带一起匀速运动,又因为此段时间图像斜率为负值,所以传送带的速度方向为顺时 针方向。传送带速度 v 的大小 v=

?v ? 2m/s 。 (3 分) ?t 1 2 at (其中 s=1m, 2

(3)由图像可知在第 3s 内小物块做初速度为零的匀加速运动,则 s ? t=1s),又 a ? ? g ,解得 ? ? 0.2 。 (3 分)

18. (9 分) (1)带电微粒静止,受力平衡:q E1=mg(2 分) ,解得 E1=2.0× 103N/C(1 分) (2)在 E2 电场中,设带电微粒向上的加速度为 a1,根据牛顿第二定律 q E2-mg=ma1(1 分) ,解得 a1=10m/s2(1 分) 设 0.20s 末带电微粒的速度大小为 v1,则 v1=a1t,解得 v1=2. 0m/s(1 分) (3)把电场 E2 改为水平向右后,带电微粒在竖直方向做匀减速运动,设带电微粒速度达 到水平向右所用时间为 t1,则 0-v1=-gt1,解得 t1=0.20s(1 分) 设带电微粒在水平方向电场中的加速度为 a2,根据牛顿第二定律 q E2=ma2 解得 a2=20m/s2(1 分) 设此时带电微粒的水平速度为 v2,v2=a2t1,解得 v2=4.0m/s 设带电微粒的动能为 Ek,Ek=

1 2 mv 2 ,解得 Ek=1.6×10-3J(1 分) 2

19. (11 分) (1)开关断开时,金属棒离开底端 PP′的速度大小为 v1,在空中运动的时间为 t, x1=v1t (1 分) 解得

h?

1 2 g t (1 分) 2

v1 ? x1

g (1 分) 2h
1 2 mv1 (1 分) 2

(2)开关断开时,在金属棒沿倾斜导轨下滑的过程中,重力做功为 WG,摩擦力做功为 Wf, 由动能定理

WG ? W f ?

开关闭合时,金属棒离开底端 PP′的速度

v2 ? x2

g (1 分) 2h

在金属棒沿倾斜导轨下滑的过程中,重力做功和摩擦力做功与开关断开时相同,安培 力做功为 W 安,产生的焦耳热为 Q 由动能定理可得

WG ? W f ? W安 ?
Qr ?

1 2 mv2 (1 分) ,又 Q ? W安 (1 分) 2

金属棒产生的焦耳热

r Q (1 分) R?r

高三物理试题 第 8 页 共 9 页

解得

Qr ?

r mg 2 2 ( x1 ? x2 ) (1 分) R ? r 4h

(3)由题意,开关 S 仍闭合,金属棒从比 AA′更高处静止开始滑下,水平射程仍为 x2,说 明金属棒离开 PP′时的速度相等,则知金属棒在倾斜导轨上先做加速度减小的加速运 动,然后匀速运动。 (2 分)

高三物理试题 第 9 页 共 9 页


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