2015年北京市西城区高三上学期期末考试物理试题及答案

高三物理 2015.1

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（本题共12小题，每小题3分，共36分。） 1．关于加速度，下列说法正确的是（ ）

A．物体速度变化越大，加速度越大 B．物体速度变化越快，加速度越大 C．物体位置变化越大，加速度越大 D．物体位置变化越快，加速度越大

2．小明家住十层，他乘电梯从一层直达十层。则下列说法正确的是（ ） A．他始终处于超重状态 B．他始终处于失重状态

C．他先后处于超重、平衡、失重状态 D．他先后处于失重、平衡、超重状态

3．一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置，质点a正向上运动。则下列说法正确的是（ ）

A．波沿x 轴负方向传播 B．该时刻质点b正向上运动 C．该时刻质点a、b的速度相同 D．质点a、b的振动周期相同

4．一物体质量为m，在北京地区它的重力为mg。假设地球自转略加快，该物体在北京地区的重力为

a b x mg'。则下列说法正确的是（ ）

A．mg' > mg B．mg' < mg

C．mg'和mg的方向都指向地心 D．mg'和mg的方向都指向北京所在纬线圈的圆心

5．如图所示，大小相同的力F作用在同一个物体上，物体分别沿光滑水平面、粗糙水平面、光滑斜面、竖直方向运动一段相等的距离s，已知力F与物体的运动方向均相同。则上述四种情景中都相同的是（ ）

A．拉力F对物体做的功 F F B．物体的动能增量 F F C．物体加速度的大小 D．物体运动的时间

6．把小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A位置，如图甲所示。迅速松手后，球升高至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正处于原长（图乙）。忽略弹簧的质量和空气阻力。则小球从A运动到C的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．经过位置B时小球的加速度为0 B．经过位置B时小球的速度最大

C．小球、地球、弹簧所组成系统的机械能守恒 D．小球、地球、弹簧所组成系统的机械能先增大后减小

高三物理第一学期期末试卷参考答案及评分标准 第1页（共10页）

甲 乙 丙 C B A 光滑水平面

粗糙水平面

光滑斜面

竖直方向

7．如图所示，线圈L与小灯泡A并联后接到电源上。先闭合开关S，稳定后，通过线圈的电流为I1，通过小灯泡的电流为I2。断开开关S，发现小灯泡闪亮一下再熄灭。则下列说法正确的是（ ）

A．I1 < I2 B．I1 = I2 C．断开开关前后，通过小灯泡的电流方向不变 D．断开开关前后，通过线圈的电流方向不变

8．如图所示，物块M在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然顺时针（图中箭头所示）转动起来，则传送带转动后，下列说法正确的是（ ）

A．M受到的摩擦力不变 B．M受到的摩擦力变大 C．M可能减速下滑 D．M可能减速上滑

L I1 A I2 S M 9．如图，在M、N处固定两个等量同种点电荷，两电荷均带正电。O点是MN连线的中点，直线PQ是

MN的中垂线。现有一带正电的试探电荷q自O点以大小是v0的初速度沿

直线向Q点运动。若试探电荷q只受M、N处两电荷的电场力作用，则下列说法正确的是（ ）

A．q将做匀速直线运动 B．q的加速度将逐渐减小 C．q的动能将逐渐减小 D．q的电势能将逐渐减小

A．向南飞行的正离子束 B．向南飞行的负离子束 C．向西飞行的正离子束 D．向西飞行的负离子束

11．右图中有A、B两个线圈。线圈B连接一电阻R，要使流过电阻R的电流大小恒定，且方向由c点流经电阻R到d点。设线圈A中电流i从a点流入线圈的方向为正方向，则线圈A中的电流随时间变化的图象是（ ）

A O t O t i i i i a b c R d A B N P v0 O Q M 10．一束带电粒子沿水平方向匀速飞过小磁针上方时，磁针的N极向西偏转，这一束带电粒子可能是

O t O t B C D 12．从1822年至1831年的近十年时间里，英国科学家法拉第心系“磁生电”。在他的研究过程中有两个重要环节：（1）敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想；（2）通过大量实验，将“磁生电”（产生感应电流）的情况概括为五种：变化着的电流、变化着的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。结合你学过的相关知识，试判断下列说法正确的是（ ） A．环节（1）提出“磁生电”思想是受到了麦克斯韦电磁场理论的启发

B．环节（1）提出“磁生电”思想是为了对已经观察到的“磁生电”现象做出合理解释 C．环节（2）中五种“磁生电”的条件都可以概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”

D．环节（2）中“在磁场中运动的导体”这种情况不符合“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”这一条件

高三物理第一学期期末试卷参考答案及评分标准 第2页（共10页）

二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。每小题全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。）

13．关于电磁波，下列说法正确的是（ ） A．电磁波和机械波都可以在真空中传播 B．电磁波和机械波都能产生多普勒效应

C．电磁波中电场强度和磁感应强度随时间和空间做周期性的变化 D．以下三种电磁波按频率由高到低排序为：无线电波、紫外线、射线

14．冰壶运动深受观众喜爱，图1为2014年2月第22届索契冬奥会上中国队员投掷冰壶的镜头。在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生碰撞，如图2。若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置，可能是图3中的哪几幅图？（ ）

C

图3

甲 乙 甲 乙 甲 乙 图1

图2 甲 乙 A B

甲 乙 D 15．空间有一磁感应强度为B的水平匀强磁场，质量为m、电荷量为q的质点以垂直于磁场方向的速度v0水平进入该磁场，在飞出磁场时高度下降了h。重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）

A．带电质点进入磁场时所受洛伦兹力可能向上 B．带电质点进入磁场时所受洛伦兹力一定向下

2C．带电质点飞出磁场时速度的大小为v0 D．带电质点飞出磁场时速度的大小为v02gh

16．如图1所示，物体A以速度v0做平抛运动，落地时水平方向的位移和竖直方向的位移均为L，图1中的虚线是A做平抛运动的轨迹。图2中的曲线是一光滑轨道，轨道的形状与图1中的虚线相同。让物体B从轨道顶端无初速下滑，B下滑过程中没有脱离轨道。物体A、B都可以看作质点。重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）

A．A、B两物体落地时的速度方向相同 B．A、B两物体落地时的速度大小相等 C．物体B落地时水平方向的速度大小为

2gL 5A v0 B D．物体B落地时重力的瞬时功率为mg2gL

图1

高三物理第一学期期末试卷参考答案及评分标准 第3页（共10页）

图2

第二卷（共52分）

三、计算题（本题共5小题。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。）

17．（9分）

在如图所示的电路中，电源的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，电流表满偏电流Ig=10mA，电流表的电阻Rg=7.5Ω，A、B为接线柱。

（1）用一条导线把A、B直接连起来，此时，应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？

（2）调至满偏后保持R1的值不变， 在A、B间接入一个150Ω的定值电阻R2，电流表的读数是多少？ （3）调至满偏后保持R1的值不变，在A、B间接入一个未知的定值电阻Rx，电流表的读数为Ix，请写出Ix随Rx变化的数学表达式。

18．（9分）

一小孩自己不会荡秋千。爸爸让他坐在秋千板上，将小孩和秋千板一起拉到某一高度，此时绳子与竖直方向的偏角为37°，然后由静止释放。已知小孩的质量为25kg，小孩在最低点时离系绳子的横梁2.5m。重力加速度g=10m/s。sin370.6，cos370.8。忽略秋千的质量，可把小孩看做质点。

（1）假设小孩和秋千受到的阻力可以忽略，当摆到最低点时，求： a. 小孩的速度大小； b. 秋千对小孩作用力的大小。

（2）假设小孩和秋千受到的平均阻力是小孩重力的0.1倍，求从小孩被释放到停止经过的总路程。

2

E r R1 A B 导线

电阻R2

高三物理第一学期期末试卷参考答案及评分标准 第4页（共10页）

19．（9分）

示波器是一种用来观察电信号的电子仪器，其核心部件是示波管，如图1所示是示波管的原理图。示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。电子从灯丝K发射出来（初速度可不计），经电压为U0的加速电场加速后，以垂直于偏转电场的方向先后进入偏转电极YY'、XX'。当偏转电极XX´、YY´上都不加电压时，电子束从电子枪射出后，沿直线运动，打在荧光屏的中心O点，在那里产生一个亮斑。

电子枪 K Y Y' - + U0 X X' 偏转电极 甲 示波管的结构

图1

O Y Y 荧光屏X' O X

X' O X

乙 荧光屏（甲图中从右向左看）

（1）只在偏转电极YY'上加不变的电压U1，电子束能打在荧光屏上产生一个亮斑。已知偏转电极YY'的极板长为L，板间的距离为d，YY'间的电场可看做匀强电场。电子的电荷量为e，质量为m，不计电子的重力以及电子间的相互作用力。求电子刚飞出YY'间电场时垂直于极板方向偏移的距离。

（2）只在偏转电极YY'上加u=U1sint的交流电压，试在图2中画出荧光屏上的图形。

（3）在YY'上加如图3所示的正弦交流电压，同时在XX'上加如图4所示的周期性变化的电压，假设UXX'=-U2 和UXX'=U2时，电子束分别打在荧光屏上的A、B两点，试在图5中画出荧光屏上的图形。 U1

O t0 2t0 t O -U2 图3 图4 2t0 4t0 t UYY' U2 UXX' X' A Y' Y' 图2 Y O B X Y' 图5

-U1 高三物理第一学期期末试卷参考答案及评分标准 第5页（共10页）

20．（12分）

如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，即F=-kx，其中k是由系统本身特性决定的线性回复力常数，那么质点的运动就是简谐运动。

（1）图1所示为一理想单摆，摆球的质量为m，摆长为L。重力加速度为g。请通过计算说明该单摆做简谐运动的线性回复力常数k=?

（2）单摆做简谐运动的过程中，由于偏角很小，因此可以认为摆球沿水平直线运动。

如图2所示，质量为m的摆球在回复力F=-kx作用下沿水平的x轴做简谐运动，若振幅为A，在平衡

1212位置O点的速度为vm，试证明：mvmkA。

22（3）如图3所示，两个相同的理想单摆均悬挂在P点。将B球向左拉开很小的一段距离由静止释放，

B球沿水平的x轴运动，在平衡位置O点与静止的C球发生对心碰撞，碰撞后B、C粘在一起向右运动。已

知摆球的质量为m，摆长为L。释放B球时的位置到O点的距离为d。重力加速度为g。求B、C碰撞后它们沿x轴正方向运动的最大距离。

图1

O 图2

x B C O x P 图3

高三物理第一学期期末试卷参考答案及评分标准 第6页（共10页）

21．（13分）

如图，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L。一质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道和导体棒的电阻均不计。

（1）如图1，若轨道左端MP间接一阻值为R的电阻，导体棒在拉力F的作用下以速度v沿轨道做匀速运动。请通过公式推导证明：在任意一段时间Δt内，拉力F所做的功与电路获取的电能相等。

R P b M a F B Q 图1

N （2）如图2，若轨道左端接一电动势为E、内阻为r的电源和一阻值未知的电阻。闭合开关S，导体棒从静止开始运动，经过一段时间后，导体棒达到最大速度vm，求此时电源的输出功率。

（3）如图3，若轨道左端接一电容器，电容器的电容为C，导体棒在水平拉力的作用下从静止开始向右运动。电容器两极板电势差随时间变化的图象如图4所示，已知t1时刻电容器两极板间的电势差为U1。求导体棒运动过程中受到的水平拉力大小。

C P b M a B Q 图3

O 图4

t1 t N U1 U E P b 图2

M S a B Q N

高三物理第一学期期末试卷参考答案及评分标准 第7页（共10页）

北京市西城区2014—2015学年度第一学期期末试卷

高三物理参考答案及评分标准 2015.1

一、单项选择题（每小题3分。） 1．B 7．D

二、多项选择题（每小题全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。） 13．BC

三、计算题 17．（9分）解：

（1）根据闭合电路欧姆定律 IgE 【2分】

RgrR1

2．C 8．A

3．D 9．D

4．B 5．A 6．C 12．C

10．B 11．A

14．BCD 15．AD 16．AC

可得 R1142 错误！未找到引用源。 【1分】

（2）根据闭合电路欧姆定律 IE 【2分】

RgrR1150E 【2分】

RgrR1Rx 可得 I5mA 【1分】 （3）根据闭合电路欧姆定律 Ix 可得 Ix

18．（9分）解：

（1）a．根据机械能守恒定律 mgL(1cos37)分】

可得 v10m/s 【1分】

v2b．根据牛顿第二定律 Fmgm 【2分】

L1.5V 错误！未找到引用源。 【1分】

150Rx12mv错误！未找到引用源。 【22 可得 F350N 【1分】错误！未找到引用

源。 （2）根据动能定理 mgL(1cos37)fs00 【2分】 其中 f0.1mg

可得 s5m 【1分】 19．（9分）解： （1）在加速电场中 eU0分】

在偏转电场中

高三物理第一学期期末试卷参考答案及评分标准 第8页（共10页）

12mv00 错误！未找到引用源。 【22 平行于极板方向 Lv0t

垂直于极板方向 a分】

U1L2 可得 y 【1分】错误！未找到引用

4U0d1eU1错误！未找到引用源。 yat2 【2dm2源。

（2）如答图1所示。 【2分】 （3）如答图2所示。 【2分】

20．（12分）解：

（1）如答图3所示，以平衡位置O点为坐标原点，沿水平方向建立x轴。

设当偏角为θ时，位移为x。 重力垂直绳方向的分力提供回复力

Fmgsin 【1分】错误！未找到引用

源。

当θ很小时 sin可得 FY' 答图1

Y' 答图2

X' O X X' A O B X Y Y x 【1分】 LO x mgx 【1分】

答图3 Lmg 【1L错误！未找到引用源。所以 k分】

（2）单摆做简谐运动的过程中，只有线性回复力做功。

摆球从最大位移处运动到平衡位置的过程中，由动能定理

W其中 W12mvm0 【2分】 2kA01AkA2 【2分】 221212所以 mvmkA错误！未找到引用源。

22112（3）B球向O点运动的过程中 kd2mv1 【1分】

22高三物理第一学期期末试卷参考答案及评分标准 第9页（共10页）

B、C碰撞过程中动量守恒 mv12mv2 【1分】错误！未找到引用源。

112 B、C从O点向右运动的过程中 2mv2k'd'2 【1分】

22 其中 k'2k 可得 d'

21．（13分）解：

（1）导体棒切割磁感线 EBLv

导体棒做匀速运动 FF安 又 F安BIL I

1d 【1分】 2E R

在任意一段时间Δt内，

B2L2v2t 【2分】 拉力F所做的功 WFvtF安vtRB2L2v2t 【2分】 电路获取的电能 EqEEItR可见，在任意一段时间Δt内，拉力F所做的功与电路获取的电能相等。 （2）导体棒达到最大速度vm时，棒中没有电流。

电源的路端电压 UBLvm 【1分】 电源与电阻所在回路的电流 IEU 【1分】 r2EBLvmB2L2vm电源的输出功率 PUI 【1分】

r错误！未找到引用源。（3）感应电动势与电容器两极板间的电势差相等 BLvU

由电容器的U-t图可知 UU1t 【1分】 t1U1t 【1分】 BLt1U1 【1分】错误！未找到引用BLt1 导体棒的速度随时间变化的关系为 v 可知导体棒做匀加速直线运动，其加速度 a源。

由 C 则 IQQ I UtCUCU1 【1分】 tt1BLCU1mU1 【1分】 t1BLt1 由牛顿第二定律 FBILma 【1分】 可得 F

高三物理第一学期期末试卷参考答案及评分标准 第10页（共10页）