2011-2012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

在如图所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子在磁场B中以速度v运动时所受洛伦兹力F方向的是（ ）
A．
B．
C．
D．

2. 难度：中等

有研究发现，轿车的加速度的变化情况将影响乘客的舒适度．若引入一个新的物理量（加速度的变化率）来表示加速度变化的快慢，该物理量的单位是（ ）
A．m/s
B．m/s²
C．m/s³
D．m²/s

3. 难度：中等

2011年9月29日晚21时16分，我国将首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室．神舟八号与天宫一号对接前按如图所示的轨道示意图运行，下列说法中正确的是（ ）
A．神舟八号的加速度比天宫一号小
B．神舟八号运行的速率比天宫一号小
C．神舟八号运行的周期比天宫一号长
D．神舟八号运行的角速度比天官一号大

4. 难度：中等

如图所示，直流电动机线圈的电阻为R，电源内阻为r，当该电动机正常工作时，电源路端电压为U，通过电动机的电流为I，则（ ）
A．电动机内部发热功率为I²R
B．电动机的机械功率为IU
C．电源电动势为I（R+r）
D．电源的输出功率为IU+I²R

5. 难度：中等

质量为60kg的体操运动员，做“单臂大回环”，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴从如图所示位置由静止向下做圆周运动．运动员运动到最低点时，估算她手臂受到的拉力为（忽略摩擦力和空气阻力，g取10m/s²）（ ）

A．600 N
B．1800 N
C．3000 N
D．3600 N

6. 难度：中等

如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，导轨平面的倾角为θ，导轨的下端接有电阻．当空间没有磁场时，使ab以平行导轨平面的初速度v冲上导轨平面，ab上升的最大高度为H；当空间存在垂直导轨平面的匀强磁场时，再次使ab以相同的初速度从同一位置冲上导轨平面，ab上升的最大高度为h．两次运动中导体棒ab始终与两导轨垂直且接触良好．关于上述情景，下列说法中正确的是（ ）

A．两次上升的最大高度比较，有H=h
B．两次上升的最大高度比较，有H＜h
C．有磁场时，ab上升过程的最大加速度为gsinθ
D．有磁场时，ab上升过程的最小加速度为gsinθ

7. 难度：中等

如图：质量为m的小物块以初速度v沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为θ，物块与该斜面间的动摩擦因数μ＞tanθ，图中表示该物块的速度v和所受摩擦力f随时间t变化的图线（以初速度v的方向为正方向），可能正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

8. 难度：中等

一列简谐横波以1m/s的速度沿绳子由A向B传播，A、B间的距离为3m，如图甲所示．若质点B的振动图象如图乙所示，则质点A的振动图象为  （ ）

A．
B．
C．
D．

9. 难度：中等

如图甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有0.5A的保险丝L，原线圈匝数n₁=600匝，副线圈匝数n₂=120匝．当原线圈接在如图乙所示的交流电源上，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接（ ）
A．阻值为12Ω的电阻
B．并联两盏的“36V 40W”灯泡
C．工作频率为10Hz的用电设备
D．耐压值为36V的电容器

10. 难度：中等

如图所示，匀强电场E方向竖直向下，水平匀强磁场B垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷．已知a静止，b、c在纸面内按图示方向做匀速圆周运动（轨迹未画出）．忽略三个油滴间的静电力作用，比较三个油滴的质量及b、c的运动情况，以下说法中正确的是（ ）
A．三个油滴质量相等，b、c都沿顺时针方向运动
B．a的质量最大，c的质量最小，b、c都沿逆时针方向运动
C．b的质量最大，a的质量最小，b、c都沿顺时针方向运动
D．三个油滴质量相等，b沿顺时针方向运动，c沿逆时针方向运动

11. 难度：中等

如图所示，真空中有两个等量异种点电荷A和B，一带负电的试探电荷仅受电场力作用，在电场中运动的部分轨迹如图中实线所示．M、N是轨迹上的两点，MN连线与AB连线垂直，O为垂足，且AO＞OB．设M、N两点的场强大小分别为E_M、E_N，电势分别为φ_M、φ_N．下列判断中正确的是（ ）

A．E_M大于E_N
B．φ_M大于φ_N
C．B点电荷一定带正电
D．此试探电荷在M处的电势能小于N处的电势能

12. 难度：中等

如图所示，宽度为L的有界匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B．闭合等腰直角三角形导线框abc的直角边ab长为2L．线框总电阻为R．规定沿abca方向为感应电流的正方向．导线框以速度v匀速向右穿过磁场的过程中，感应电流随时间变化规律的图象是（ ）

A．
B．
C．
D．

二、填空题

13. 难度：中等

一个单摆的振动周期为T．若只将摆长缩为原来的时，周期为    ；若只将摆球质量减为原来的时，周期为    ；若只将振幅减为原来的时，周期为    ．

14. 难度：中等

如图所示，a、b、c表示点电荷电场中的三个等势面，它们的电势分别为φ、、和，该点电荷的电性为    ．一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后，仅受电场力作用而运动．已知粒子经过等势面b时的速率为v，则它经过等势面c时的速率为    ．

15. 难度：中等

如图所示，一根原长为L的轻弹簧．竖直放置，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高为H处自由下落并压缩弹簧．若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为f，则小球下落的整个过程中，小球动能的增量为    ，小球重力势能的增量为    ，弹簧弹性势能的增量为    ．

三、解答题

16. 难度：中等

如图所示，宽为0.5m的光滑水平金属框架固定在方向竖直向下、磁感应强度大小为B=0.80T的匀强磁场中，框架左端连接一个R=0.4Ω的电阻，框架上面置一电阻r=0.1Ω的金属导体ab，ab长为0.5m．ab始终与框架接触良好且在水平恒力F作用下以v=1.25m/s的速度向右匀速运动（设水平金属框架足够长．轨道电阻及接触电阻忽略不计）．
（1）试判断金属导体ab两端哪端电势高；
（2）求通过金属导体ab的电流大小：
（3）求水平恒力F对金属导体ab做功的功率．

17. 难度：中等

如图所示，质量m=2.0kg的木块静止在高h=1.8m的水平台上，木块距平台右边缘7.75m，木块与平台间的动摩擦因数µ=0.2．用水平拉力F=20N拉动木块，木块向右运动4.0m时撤去F．不计空气阻力，g取10m/s²．求：
（1）F作用于木块的时间；
（2）木块离开平台时的速度大小；
（3）木块落地时距平台边缘的水平距离．

18. 难度：中等

已知下列数据：
（1）地面附近物体的重力加速度g；
（2）地球半径R；
（3）月球与地球的两球心间的距离r；
（4）卫星环绕地球运动的第一宇宙速度v₁；
（5）月球绕地球运动的周期T₁；
（6）地球绕太阳运动的周期T₂；
（7）万有引力常数G．
试选取适当的数据估算地球的质量．（要求给出两种方法）

19. 难度：中等

如图所示，在光滑水平桌面上放有长木板C，C的右端有固定挡板P，木板C的长度为2L．另有小物块A和B可以在长木板上滑动，A、C之间和B、C之间的动摩擦因数相同，A、C之间和B、C之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A、B的尺寸以及P的厚度皆可忽略不计，A、B、C（连同挡板P）的质量皆为m．
（1）若C被固定在桌面上，B静止放在木板C的中央，A以初速度v．从左端冲上木板C，物块A刚好能碰到B，求A、C之间的动摩擦因数．
（2）若C未被固定在桌面上，开始时B静止放在木板C的中央，A以初速度v'从左端冲上木板C．
a．要使物块A与B能相碰，初速度v'应满足的条件是什么？
b．若物块A与B发生碰撞过程的时间极短，且碰撞过程中没有机械能损失，要使物块B能够与挡板P发生碰撞，初速度v'应满足的条件是什么？

20. 难度：中等

在光滑绝缘的水平面（纸面）上建有如图所示的平面直角坐标系，在此水平面上可视为质点的不带电小球a静止于坐标系的原点O，可视为质点的带正电小球b静止在坐标为（0，-h）的位置上．现加一方向沿y轴正方向、电场强度大小为E、范围足够大的匀强电场，同时给a球以某一速度使其沿x轴正方向运动．当b球到达坐标系原点O时速度为v，此时立即撤去电场而改加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B、范围足够大的匀强磁场，最终b球能与a球相遇．求：
（1）b球的比荷；
（2）从b球到达原点O开始至b球与a球相遇所需的时间；
（3）撤去电场时，a球的位置坐标．