2011-2012学年北京市西城区高三（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

两个共点力的大小分别为2N和5N，这两个力合力的大小可能为（ ）
A．0
B．2N
C．4N
D．8N

2. 难度：中等

一正弦式交变电流的电压u随时间t的变化规律如图所示．则该交变电压的有效值为（ ）

A．220V
B．440V
C．220V
D．440V

3. 难度：中等

如图所示，两个电荷量均为+q的小球用长为l的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上．两个小球的半径r．k表示静电力常量．则轻绳的张力大小为（ ）

A．0
B．
C．
D．

4. 难度：中等

用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度．已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040s．则滑块经过光电门位置时的速度大小为（ ）

A．0.10m/s
B．100m/s
C．4.0m/s
D．0.40m/s

5. 难度：中等

如图所示，在水平地面上放着斜面体B，物体A置于斜面体B上，一水平向右的力F作用于物体A．在力F变大的过程中，两物体相对地面始终保持静止，则地面对斜面体B的支持力N和摩擦力f的变化情况是（ ）

A．N变大，f不变
B．N变大，f变小
C．N不变，f变大
D．N不变，f不变

6. 难度：中等

如图所示，电场中一正离子只受电场力作用从A点运动到B点．离子在A点的速度大小为v，速度方向与电场方向相同．能定性反映该离子从A点到B点运动情况的速度-时间（v-t）图象是（ ）
A．
B．
C．
D．

7. 难度：中等

一个不带电的金属导体在电场中处于静电平衡状态．下列说法正确的是（ ）
A．导体内部场强处处为0
B．导体上各点的电势不相等
C．导体外表面的电荷一定均匀分布
D．在导体外表面，越尖锐的位置单位面积上分布的电荷量越少

8. 难度：中等

如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电动机内阻为R₁．当开关闭合，电动机正常工作时，滑动变阻器接入电路中的电阻为R₂，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流为I．电动机输出的机械功率P等于（ ）

A．UI
B．I²R₁
C．UI-I²R₁
D．

9. 难度：中等

如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点．以O为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系．过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流．则过O点的通电直导线所受安培力的方向为（ ）

A．沿y轴正方向
B．沿y轴负方向
C．沿x轴正方向
D．沿x轴负方向

10. 难度：中等

如图所示，一单匝矩形金属线圈ABCD在匀强磁场中绕转轴匀速转动．转轴过AD边和BC边的中点．若从图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量φ随时间t的变化关系可以表示为φ=0.1cos20πt（Wb），时间t的单位为s．已知矩形线圈电阻为2.0Ω．下列说法正确的是（ ）

A．线圈中电流的有效值约为3.14A
B．穿过线圈的磁通量的最大值为Wb
C．在任意1s时间内，线圈中电流的方向改变10次
D．在任意1s时间内，线圈克服安培力所做的功约为9.86J

11. 难度：中等

两块正对的平行金属板之间夹上一层电介质，就组成了一个平行板电容器．要改变平行板电容器的电容，可以改变（ ）
A．两极板间的电压U
B．电容器所带的电荷量Q
C．两极板间的距离d
D．两极板间的正对面积S

12. 难度：中等

如图所示，一圆筒绕中心轴OO′以角速度ω匀速转动，小物块紧贴在竖直圆筒的内壁上，相对于圆筒静止．此时，小物块受圆筒壁的弹力大小为F，摩擦力大小为f．当圆筒以角速度2ω匀速转动时（小物块相对于圆筒静止），小物块受圆筒壁的（ ）

A．摩擦力大小仍为f
B．摩擦力大小变为2f
C．弹力大小变为2F
D．弹力大小变为4F

13. 难度：中等

电源、开关S、定值电阻R₁、光敏电阻R₂和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻R₂时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点．当用强光照射光敏电阻R₂时，光敏电阻的阻值变小，则（ ）
A．液滴向下运动
B．液滴向上运动
C．电容器所带电荷量减少
D．电容器两极板间电压变大

14. 难度：中等

如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球（小球可以看成质点）．在O点正下方，距O点处的P点固定一颗小钉子．现将小球拉到点A处，轻绳被拉直，然后由静止释放小球．点B是小球运动的最低位置，点C（图中未标出）是小球能够到达的左方最高位置．已知点A与点B之间的高度差为h，A、B、P、O在同一竖直平面内．当地的重力加速度为g，不计空气阻力．下列说法正确的是（ ）

A．点C与点B高度差小于h
B．点C与点B高度差等于h
C．小球摆动的周期等于
D．小球摆动的周期等于

15. 难度：中等

如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线表示t=0时刻的波形，虚线表示t=0.7s时刻的波形．则这列波的（ ）
A．波长为4m
B．周期可能为0.4s
C．频率可能为0.25Hz
D．传播速度可能约为5.7m/s

16. 难度：中等

自然界中某个量D的变化量△D，与发生这个变化所用时间△t的比值，叫做这个量D的变化率．下列说法正确的是（ ）
A．若D表示某质点做平抛运动的速度，则是恒定不变的
B．若D表示某质点做匀速圆周运动的动量，则是恒定不变的
C．若D表示某质点的动能，则越大，质点所受外力做的总功就越多
D．若D表示穿过某线圈的磁通量，则越大，线圈中的感应电动势就越大

二、解答题

17. 难度：中等

如图所示，光滑斜面AB与光滑水平面BC平滑连接．斜面AB长度L=3.0m，倾角θ=37°．一小物块在A点由静止释放，先后沿斜面AB和水平面BC运动，接着从点C水平抛出，最后落在水平地面上．已知水平面BC与地面间的高度差h=0.80m．取重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.60，cos37°=0.80．不计空气阻力．求
（1）小物块沿斜面AB下滑过程中加速度的大小a；
（2）小物块到达斜面底端B时速度的大小v；
（3）小物块从C点水平抛出到落在地面上，在水平方向上位移的大小x．

18. 难度：中等

一探月航天器在接近月球表面的轨道上绕月飞行，其运动可视为匀速圆周运动．已知月球质量为M，半径为R，引力常量为G．不考虑月球自转的影响．
（1）求航天器运行线速度的大小v；
（2）求月球表面重力加速度的大小g；
（3）若在月球表面附近，让一质量为m的小物体做自由落体运动，求小物体下落高度为h时的动能E_k．

19. 难度：中等

如图所示，带有挡板的长木板置于光滑水平面上，轻弹簧放置在木板上，右端与挡板相连，左端位于木板上的B点．开始时木板静止，小铁块从木板上的A点以速度v=4.0m/s正对着弹簧运动，压缩弹簧，弹簧的最大形变量x_m=0.10m；之后小铁块被弹回，弹簧恢复原长；最终小铁块与木板以共同速度运动．已知当弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能，式中k为弹簧的劲度系数；长木板质量M=3.0kg，小铁块质量m=1.0kg，k=600N/m，A、B两点间的距离d=0.50m．取重力加速度g=10m/s²，不计空气阻力．
（1）求当弹簧被压缩最短时小铁块速度的大小v；
（2）求小铁块与长木板间的动摩擦因数μ；
（3）试通过计算说明最终小铁块停在木板上的位置．

20. 难度：中等

如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L=0.50m．轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻．轨道处于磁感应强度大小B=0.40T，方向竖直向下的匀强磁场中．质量m=0.50kg的导体棒ab垂直于轨道放置．在沿着轨道方向向右的力F作用下，导体棒由静止开始运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直．不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力．
（1）若力F的大小保持不变，且F=1.0N．求
a．导体棒能达到的最大速度大小v_m；
b．导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒的加速度大小a．
（2）若力F的大小是变化的，在力F作用下导体棒做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小a=2.0m/s²．从力F作用于导体棒的瞬间开始计时，经过时间t=2.0s，求力F的冲量大小I．

21. 难度：中等

如图所示，带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d；两金属板之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．建立如图所示的坐标系，x轴平行于金属板，且与金属板中心线重合，y轴垂直于金属板．区域I的左边界是y轴，右边界与区域II的左边界重合，且与y轴平行；区域II的左、右边界平行．在区域I和区域II内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B，区域I内的磁场垂直于Oxy平面向外，区域II内的磁场垂直于Oxy平面向里．一电子沿着x轴正向以速度v射入平行板之间，在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动，并先后通过区域I和II．已知电子电量为e，质量为m，区域I和区域II沿x轴方向宽度均为．不计电子重力．
（1）求两金属板之间电势差U；
（2）求电子从区域II右边界射出时，射出点的纵坐标y；
（3）撤除区域I中的磁场而在其中加上沿x轴正向的匀强电场，使得该电子刚好不能从区域II的右边界飞出．求电子两次经过y轴的时间间隔t．