2013-2014学年北京市石景山区高三第一学期期末考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

一雨滴从足够高处竖直落下，下落一段时间后，突然遇到沿水平方向吹来的风，风速恒定．雨滴受到风力作用后，在较短时间内的运动轨迹如下图所示，其中可能正确的是

2. 难度：中等

无级变速是在变速范围内任意连续地改变转速，性能优于传统的档位变速器．图中是截锥式无级变速模型示意图，两个锥轮中间有一个滚轮，主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动．当位于主动轮与从动轮之间的滚轮从左向右移动时从动轮转速降低，滚轮从右向左移动时从动轮转速增加．当滚轮位于主动轮直径D₁，从动轮直径D₂的位置上时，主动轮转速n₁，从动轮转速n₂之间的关系是

A.         B.

C.          D.

3. 难度：中等

粗细均匀的电线架在A、B两根电线杆之间．由于热胀冷缩，电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种形状，若电线杆始终处于竖直状态，下列说法中正确的是

A．冬季，电线对电线杆的拉力较大

B．夏季，电线对电线杆的拉力较大

C．夏季与冬季，电线对电线杆的拉力一样大

D．夏季，杆对地面的压力较大

4. 难度：中等

为了节约能源，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好先后经历了这两个过程，如图所示．下列说法中正确的是

A．顾客始终处于超重状态

B．顾客始终受到三个力的作用

C．顾客受到扶梯作用力的方向先指向左下方，后竖直向下

D．顾客受到扶梯作用力的方向先指向右上方，后竖直向上

5. 难度：中等

如图甲所示，放在光滑水平面上的木块受到两个水平力F₁与F₂的作用而静止不动．现保持F_l大小和方向不变，F₂方向不变，使F₂随时间均匀减小到零，再均匀增加到原来的大小，在这个过程中，能正确描述木块运动情况的图像是图乙中的

6. 难度：中等

如图4所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上．一颗子弹水平射入木块A，并留在其中．在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是

A．动量守恒、机械能守恒                        B．动量守恒、机械能不守恒

C．动量不守恒、机械能守恒                      D．动量、机械能都不守恒

7. 难度：中等

如图5所示，两颗“近地”卫星1和2都绕地球做匀速圆周运动，卫星2的轨道半径更大些．两颗卫星相比较，下列说法中正确的是

A．卫星2的向心加速度较大                  B．卫星2的线速度较大

C．卫星2的周期较大                        D．卫星2的角速度较大

8. 难度：中等

图中实线是一列简谐横波在某时刻的波形图，虚线是经过 0.2s 时该波的波形图．下列说法中正确的是

A．波源的振动周期可能是 0.8 s

B．波源的振动周期可能是 1.6 s

C．波速一定为 5 m/s

D．在任何一个周期内振动质点的位移都为 8 m

9. 难度：简单

图甲中AB是某电场中的一条电场线．若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图像如图乙所示．关于A、B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法中正确的是

A．φ_A>φ_B，E_A>E_B     B．φ_A>φ_B，E_A<E_B

C．φ_A<φ_B，E_A>E_B      D．φ_A<φ_B，E_A<E_B

10. 难度：中等

如图所示，一导线弯成直径为d的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列说法中正确的是

A．感应电流的方向先沿顺时针方向，后沿逆时针方向

B．CD段直导线始终不受安培力

C．感应电动势的最大值E = Bdv

D．感应电动势的平均值

11. 难度：中等

如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且共处于同一竖直平面内．若用图示方向的水平推力F作用于B，则两球静止于图示位置，如果将B稍向左推过一些，两球重新平衡时的情况与原来相比

A．推力F将增大

B．墙面对A的弹力增大

C．地面对B的弹力减小

D．两小球之间的距离增大

12. 难度：中等

如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为L，电流均为I，方向垂直纸面向里．已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度B = kI/r，其中k为常量．某时刻有一电荷量为q的带正电粒子经过原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，该粒子此时所受磁场力为

A．方向垂直纸面向外，大小为

B．方向指向x轴正方向，大小为

C．方向垂直纸面向外，大小为

D．方向指向x轴正方向，大小为

二、实验题

13. 难度：中等

（10分）三个同学根据不同的实验条件，进行“探究平抛运动规律”的实验：

（1）甲同学采用图（1）所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明            ．

（2）乙同学采用图（2）所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球 P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC = BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v₀相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v₀同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是              ．仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明              ．

（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到图（3）所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为 1.25 cm，由图可求得拍摄时每隔__________s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为___________m/s ( g 取 9.8 m/s²)．

14. 难度：中等

（8分）为了测定一叠层电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材：

A．电流表 G（满偏电流 10 mA，内阻 10 Ω）

B．电流表 A（0～0.6 A～3A，内阻未知）

C．滑动变阻器 R₀（0～100Ω，1A）

D．定值电阻 R（阻值 990Ω）

E．开关与导线若干

（1）某同学根据现有的实验器材，设计了图甲所示的电路，请按照电路图在图乙上完成实物连线．

（2）图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用实验测出的数据绘出的 I₁-I₂ 图线，I₁为电流表G的示数，I₂为电流表A的示数，由图线可以得到被测电池的电动势E=　　V ，内阻r =     Ω．

三、计算题

15. 难度：中等

（8分）跳伞运动员从跳伞塔上跳下，当降落伞打开后，伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比，即f = kv²，已知比例系数k = 20 Ns²/m²，运动员和伞的总质量m = 72kg．设跳伞塔足够高，且运动员跳离塔后即打开伞，取g = 10 m/s²．

（1）求下落速度达到v = 3 m/s时，跳伞运动员的加速度大小；

（2）求跳伞运动员最终下落的速度；

（3）若跳伞塔高 h = 200 m，跳伞运动员在着地前已经做匀速运动，求从开始跳下到即将触地的过程中，伞和运动员损失的机械能．

16. 难度：中等

（9分）如图所示，倾角为θ的固定光滑斜面底部有一垂直斜面的固定档板C．劲度系数为k₁的轻弹簧两端分别与挡板C和质量为m的物体B连接，劲度系数为k₂的轻弹簧两端分别与B和质量也为m的物体A连接，轻绳通过光滑滑轮Q与A和一轻质小桶P相连，轻绳AQ段与斜面平行，A和B均静止．现缓慢地向小桶P内加入细砂，当k₁弹簧对挡板的弹力恰好为零时，求：

（1）小桶P内所加入的细砂质量；

（2）小桶下降的距离．

17. 难度：中等

(9分) 如图所示，在倾角为30°的斜面OA的左侧有一竖直档板，其上有一小孔P，OP = 0.5 m．现有一质量 m = 4×10^－20 kg、电荷量 q = +2×10^－14 C的粒子，从小孔以速度v₀ = 3×10⁴ m/s水平射向磁感应强度B = 0.2T、方向垂直纸面向外的圆形磁场区域，且在飞出磁场区域后能垂直打在OA面上，粒子重力不计．求：

（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径；

（2）粒子在磁场中运动的时间；

（3）圆形磁场区域的最小半径．

18. 难度：中等

（9分）如图所示，竖直平面内的光滑半圆形轨道MN的半径为R，MP为粗糙水平面．两个小物块A、B可视为质点，在半圆形轨道圆心O的正下方M处，处于静止状态．若A、B之间夹有少量炸药，炸药爆炸后，A恰能经过半圆形轨道的最高点N，而B到达的最远位置恰好是A在水平面上的落点．已知粗糙水平面与B之间的动摩擦因数为μ，求：

（1）A在轨道最高点的速度大小；

（2）B到达的最远位置离M点的距离；

（3）A与B的质量之比．

19. 难度：困难

（11分）图甲为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（相当于一只理想的电流表）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图像．足够长光滑金属轨道电阻不计，倾角 θ = 30°．轨道上端连接有阻值 R = 1.0 Ω的定值电阻，金属杆MN电阻r=0.5Ω，质量 m = 0.4 kg，杆长 L = 1.0 m．在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，让金属杆从图示位置由静止开始释放，此后计算机屏幕上显示出如图乙所示的I-t图像，设杆在整个运动过程中与轨道垂直，取 g = 10 m/s²．试求：

（1）t = 0.5 s 时电阻R的热功率；

（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（3）估算 0~1.2 s内通过电阻R的电荷量大小及在R上产生的焦耳热．