2012-2013学年北京市东城区高三（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹．在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是12m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为o．6，g取10m/s²，则汽车刹车前的速度为（ ）
A．6 m/s
B．10 m/s
C．12 m/s
D．20 m/s

2. 难度：中等

如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为（ ）
A．（M+m）g
B．（M+m）g-ma
C．（M+m）g+ma
D．（M-m）g

3. 难度：中等

将两个电荷量分别为-2Q和+3Q的相同金属小球A、B，分别固定在相距为r的两处，A、B均可视为点电荷，它们之间库仑力的大小为F．现将第三个与A、B两小球完全相同的不带电绝缘金属小球C先后与A、B相互接触后拿走，A、B间距离保持不变，则两球间库仑力的大小为（ ）
A．F
B．
C．
D．

4. 难度：中等

如图所示，我某集团军在一次空地联合军事演习中，离地面H高处的飞机以水平对地速度v₁发射一颗炸弹轰炸地面目标P，反应灵敏的地面拦截系统同时以初速度v₂竖直向上发射一颗炮弹拦截（炮弹运动过程看作竖直上抛），设此时拦截系统与飞机的水平距离为s，若拦截成功，不计空气阻力，则v₁、v₂的关系应满足（ ）
A．v₁=v₂
B．v₁=v₂
C．v₁=v₂
D．v₁=v₂

5. 难度：中等

2011年11月3日凌晨1时29分，经历近43小时飞行和五次变轨的“神舟八号”飞船飞抵距地面343公里的近圆轨道，与在此轨道上等待已久的“天宫一号”成功对接；11月16日18时30分，“神舟八号”飞船与“天宫一号”成功分离，返回舱于11月17日19时许返回地面．下列有关“天宫一号”和“神舟八号”说法正确的是（ ）
A．对接前“天宫一号”的运行速率约为11.2km/s
B．若还知道“天宫一号”运动的周期，再利用万有引力常量，就可算出地球的质量
C．在对接前，应让“天宫一号”与“神舟八号”在同一轨道上绕地球做圆周运动，然后让“神舟八号”加速追上“天宫一号”并与之对接
D．“神舟八号”返回地面时应先减速

6. 难度：中等

如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v，向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是（ ）

A．A开始运动时
B．A的速度等于v时
C．B的速度等于零时
D．A和B的速度相等时

7. 难度：中等

如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，被平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的固定直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F_N1；当导线中有垂直纸面向里的电流时，磁铁对斜面的压力为F_N2，下列表述正确的是（ ）
A．F_Nl＜F_N2，弹簧的伸长量减小
B．F_N1=F_N2，弹簧的伸长量减小
C．F_Nl＞F_N2，弹簧的伸长量增大
D．F_Nl＞F_N2，弹簧的伸长量减小

8. 难度：中等

1995年美国费米国家实验室在实验中观察到了顶夸克，测得它的静止质量m=3.1×10^-25kg，寿命τ=0.4×10^-24 s，这是近二十几年粒子物理研究最重要的实验进展之一．正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为式中r是正、反顶夸克之间的距离，as是强相互作用耦合常数，k是与单位制有关的常数，在国际单位制中k=0.319×10^-25 J．m，则在国际单位制中强相互作用耦合常数as的单位是（ ）
A．N
B．V
C．J
D．无单位

9. 难度：中等

如图所示，在一条直线上两个振源A、B相距6m，振动频率相等，从t_o时刻A、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，甲为A的振动图象，乙为B的振动图象．若A向右传播的波与B向左传播的波在t_l=0.3s时相遇，则（ ）

A．两列波的波长都是4m
B．两列波在A、B间的传播速度均为10 m/s
C．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点
D．t₂=0.7 s时刻B点经过平衡位置且振动方向向上

10. 难度：中等

如图所示，一质量为m的滑块以初速度v自固定斜面底端A开始冲上斜面，到达某一高度后返回A，斜面与滑块之间有摩擦．下图分别表示滑块在斜面上运动的整个过程中速度v、加速度a、重力势能E_P和机械能E随时间的变化图线，可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．

11. 难度：中等

北京市东城区民用电网改造完成后，某居民小区变压器输出端的交变电压瞬时值表达式为“对此交变电压，下列表述正确的是．（ ）
A．最大值是220 V
B．频率是50 Hz
C．有效值是220 V
D．周期是0.01 s

12. 难度：中等

2000年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车，该车的车速已达到500km/h，可载5人，如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环．将超导圆环B水平移动到磁铁A的正上方，它就能在磁力的作用下悬浮．下列表述正确的是（ ）
A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流．当稳定后，感应电流消失
B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流．当稳定后，感应电流仍存在
C．在B放入磁场的过程中，如A的N极朝上，从上向下看，B中感应电流为顺时针方向
D．在B放入磁场的过程中，如A的N极朝上，从上向下看，B中感应电流为逆时针方向

13. 难度：中等

如图所示，质量m=l kg的物块，以速度v=4m/s滑上正沿逆时针转动的水平传送带，传送带上A、B两点间的距离L=6m，已知传送带的速度v=2m/s，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2重力加速度g取1 0m/S²．关于物块在传送带上的运动，下列表述正确的是（ ）
A．物块在传送带上运动的时间为4s
B．物块滑离传送带时的速率为2 m/s
C．皮带对物块做功为6J
D．整个运动过程中由于摩擦产生的热量为18 J

二、解答题

14. 难度：中等

用如图甲所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验．
（1）对于实验的操作要求，下列说法正确的是______
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端可以不水平
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
（2）根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹．部分运动轨迹如图乙所示．图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P₁、P₂和P₃是轨迹图线上的3个点，P₁和P₂、P₂和P₃之间的水平距离相等．若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，重力加速度为g．可求出小球从P₁运动到P₂所用的时间为______

15. 难度：中等

小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大，某同学为研究这一现象，利用下列实验器材：电压表（量程0-3V、内阻2kΩ）、电流表（量程0-0.6A、内阻2Ω）、滑动变阻器（变化范围0一10Ω）、电源、小灯泡、开关、导线若干来设计实验，并通过实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）．

I/A		0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V		0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（1）请在上面的方框中（图1）画出实验电路图；
（2）在图2画出小灯泡的I一U曲线；
（3）把本题中的小灯泡接到图3示电路中，若电源电动势E=2.0V，内阻不计，定值电阻R=4Ω，则此时小灯泡的功率是______W．

16. 难度：中等

如图所示，某滑道由AB、BC两段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接（不考虑机械能损失），其中轨道AB段是光滑的，水平轨道BC的长度x₁=7.5m，A点离轨道BC的高度为h=5.0m．现让质量为m的小滑块自A点由静止释放，已知小滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度g取10m/s²．求：
（1）小滑块到达C点时的速度大小；
（2）小滑块由B点运动到C点的时间；
（3）小滑块最终静止的位置距B点的距离X₂．

17. 难度：中等

如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L=l m，上端接有电阻R=3Ω，虚线OO'下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m=0.25kg、电阻r=1Ω的金属杆ab，从OO'上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v-t图象如图乙所示，重力加速度g取10m/s²．求：
（1）金属杆ab刚进入磁场时的速度大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）杆在磁场中下落0.2s的过程中电阻R产生的热量．

18. 难度：中等

在水平直线马路上，质量为1.0×l0³ kg的汽车，发动机的额定功率为6.0×l0⁴ W，汽车开始由静止以a=1m/s²的加速度做匀加速运动，运动中所受摩擦阻力大小恒为2000N，当汽车达到额定功率后，保持功率不变，重力加速度g取10m/s²．求：
（1）汽车做匀加速运动的时间t_l；
（2）汽车所能达到的最大速率；
（3）若汽车由静止到发生位移x=1000m前已达到最大速率，则汽车发生该1000m位移需要多少时间？

19. 难度：中等

如图所示，在半径为a（大小未知）的圆柱空间中（图中圆为其横截面），固定放置一绝缘材料制成的边长为L的弹性等边三角形框架DEF，其中心O位于圆柱的轴线上．在三角形框架DEF与圆柱之间的空间中，充满磁感应强度大小为B的均匀磁场，其方向平行于圆柱轴线垂直纸面向里．在EF边上的中点S处有一发射带电粒子的粒子加速器，粒子发射的方向均在截面内且垂直于EF边并指向磁场区域．发射粒子的电量均为q（q＞o），质量均为m，速度大小均为，若粒子与三角形框架的碰撞均为完全弹性碰撞，且粒子在碰撞过程中所带的电量不变．（不计带电粒子的重力，不计带电粒子之间的相互作用）求：
（1）为使初速度为零的粒子速度增加到，在粒子加速器中，需要的加速电压为多大；
（2）带电粒子在匀强磁场区域内做匀速圆周运动的半径；．
（3）若满足：从S点发射出的粒子都能再次返回S点，则匀强磁场区域的横截面圆周半径a至少为多大；
（4）若匀强磁场区域的横截面圆周半径a满足第（3）问的条件，则从S点发射出的某带电粒子从S点发射到第一次返回S点的时间是多少？

20. 难度：中等

质量均为m=0.1kg的两个小物体A和B，静止放在足够长的水平面上，相距L=12.5m．它们跟水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2，其中A带电荷量为q=3×10^-4C的正电荷，与水平面的接触是绝缘的，B不带电．现在水平面附近空间加一水平向右的匀强电场，场强E=10³ N/C，A便开始向右运动，并与B发生多次对心碰撞，碰撞过程时间极短，碰撞过程中无机械能损失，A带电量不变，B始终不带电，重力加速度g取10m/s²．

求：
（1）A与B第1次碰撞后B的速度大小；
（2）A与B从第2次碰撞到第3次碰撞过程中B运动的位移；
（3）整个运动过程中A、B同水平面摩擦产生热量的总和．