石景山区2011-2012学年第一学期期末考试高三物理试卷答案
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石景山区2011--2012学年第一学期期末考试试卷
高三物理
（全卷考试时间：100分钟，满分：100分） 2012年元月
考生须知 1．本试卷分为第Ⅰ卷、第Ⅱ卷和答题卡三部分；
2．认真填写学校、班级、姓名和学号；
3．考生一律用黑色签字笔在答题卡上按要求作答；
4．考试结束后，监考人员只收答题卡，试卷由学生自己保存供讲评用。
第Ⅰ卷（共36分）
一、本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给告迅出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1．学习物理不仅要掌握物理知识，还要领悟并掌握处理物理问题的思想方法。在图1所示的几个实验中，研究物理问题的思想方法相同的是
A．甲、乙 B．乙、御脊丙 C．甲、丙 D．丙、丁
2．一只重为G的蜗牛沿着藤蔓缓慢爬行，如图2所示。若藤蔓的倾角为α ，则藤蔓对蜗牛的作用力为
A． B．
C． D．G
3．投飞镖是深受人们喜爱的一种娱乐活动。某运动员将一枚飞镖从高于靶心的位置水平投向竖直悬挂的靶盘，结果飞镖打在靶心的正下方，如图3所示。假设飞镖运动过程中所受空气阻力不计，在其他条件不变的情况下，为使飞镖命中靶心，该运动员在下次投掷时应该采取的正确方法是
A．适当增大飞镖投出时的初速度
B．适当减小飞镖投出时的高度
C．到离靶盘稍远些的地方投飞镖
D．换用质量稍大些的飞镖
4．1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。实验时，用宇宙飞船（质量为m）去接触正在轨道上运行的火箭（质量为 ，发动机已熄火），如图4所示。接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭共同加速，推进器的平均推力为F，开动时间 ，测出飞船和火箭的速度变化是 ，下列说法正确的是
A．火箭质量 应为
B．宇宙飞船的质量m应为
C．推力F越大， 就越大，且 与F成正比
D．推力F通过飞船传递给火箭，所以飞船对火箭的弹力大小应为F
5．图5是一列简谐横波在t = 0 时的波形图，若波的传播速度为2m/s，此时质点P向上振动。下列说法正确的是
A．质点P的振动周期为0.25s
B．经过任意时间，质点Q和P的振动情况总是相同的
C．经过△t = 0.4s，质点P向右移动0.8m
D．经过△t = 0.4s，质点P仍在平衡位置，它通过的路程
为0.2m
6．2011年11月，“神舟8号”飞船与“天宫1号” 目标飞行器在太空实现两次交会对接，开启了中国空间站的新纪元。在对接前的某段时间内，若“神舟8号”和“天宫1号”分别处在不同的圆形轨道上逆时针运行，如图6所示。下列说法正确的是
A．“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率
B．“天宫一号”的运行周期小于“神舟八号”的运行周期
C．“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度
D．“神舟八号”适当加速有可能与“天宫一号”实现对接
7．法拉第曾做过如下的实验：在玻璃杯侧面底部装一导体柱并通过导线与电源负极相连，直立的细圆柱形磁铁棒下端固定在玻璃杯底部的中心，往杯内加入水银。在玻璃杯的正上方O点吊一可自由转动的直铜棒，铜棒的上端与电源的正极相接，下端浸入玻璃杯的水银中。由于水银的密度比铜大，铜棒静止时处于倾斜状态，如图7所示。这样，可动铜棒、水银、导体柱和电源就构成了一个回路。闭合开关S，可观察到的现象是
A．与闭合S前相比，铜棒与竖直方向的夹角不变且仍静止
B．与闭合S前相比，铜棒与竖直方向的夹角会增大但仍可静止
C．与闭合S前相比，铜棒与竖直方向的夹角会减小但仍可静止
D．铜棒会以磁铁棒为轴转动
8．如图8所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R。电荷量均为Q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称，+Q与O点的连线和OC间夹角为30°。下列说法正确的是
A．O点的场强大小为
B．O点的场强大小为
C．B、D两点的电势关系是
D．电荷量为q的正电荷在A点的电势能小于在C点的电势能
9．在图9所示的电路中，E为电源电动势，r为其内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触头在a、b间中点时闭合开关S，三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触头向a端移动，则三个电表示数的变化情况是
A．I1增大，镇友渗I2 不变，U增大
B．I1减小，I2 增大，U减小
C．I1增大，I2 减小，U增大
D．I1减小，I2 不变，U减小
10．静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图10所示的折线。下列说法正确的是
A．x轴上x1与x2之间的电场强度小于x2
与x3之间的电场强度
B．正电荷沿x轴从0移到x1的过程中，
电场力做正功，电势能减小
C．正电荷沿x轴从x1移到x2的过程中，电场力做正功，电势能减小
D．负电荷沿x轴从x3移到x4的过程中，电场力做负功，电势能增加
11．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图11（甲）所示，磁场方向竖直向上为正。当磁感应强度 B 随时间 t 按图（乙）变化时，下列能正确表示导体环中感应电流随时间变化情况的是
12．如图12（甲）所示，一个小球放在光滑水平面上，在竖直界线MN的左方始终受到水平恒力F1作用，在MN的右方除受F1外还受到与F1在同一条直线上的水平恒力F2的作用。小球从A点由静止开始运动，运动的v-t图象如图（乙）所示。下列说法正确的是
A．F1与F2大小的比值为2:3
B．F1与F2大小的比值为3:5
C．t＝5s时，小球经过界线MN
D．在小球向右运动的过程中，F1 做的功大于F2 做
的功
第Ⅱ卷（共64分）
二、本题共2小题，共18分。
13．（1）（10分）某同学在“用单摆测定重力加速度” 的实验中进行了如下的操作：
① 用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直 径如图13（甲）所示，摆球直径为______cm 。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L。
② 用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n = 0，单摆每经过最低点记一次数，当数到n = 60时秒表的示数如图13（乙）所示，该单摆的周期是T=____s（结果保留三位有效数字）。
③ 测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2—L 图象如图13（丙），此图线斜率的物理意义是
A． B． C． D．
④ 与重力加速度的真实值比较，发现测量结果偏大，分析原因可能是
A．振幅偏小
B．在单摆未悬挂之前先测定其摆长
C．将摆线长当成了摆长
D．开始计时误记为n=1
⑤ 该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1，然后把摆线缩短适当的长度 ，再测出其振动周期T2。用该同学测出的物理量表达重力加速度为 =________________。
（2）（8分）有一个小灯泡上标有“4.8V 2W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U 2的关系曲线。有下列器材可供选用：
A．电压表V1（0～3V，内阻3kΩ）
B．电压表V2（0～15V，内阻15kΩ）
C．电流表A（0～0.6A，内阻约1Ω）
D．定值电阻R1＝3kΩ
E．定值电阻R2＝15kΩ
F．滑动变阻器R（10Ω，2A）
G．学生电源（直流6V，内阻不计）
H．开关、导线若干
①为了使测量结果更加准确，实验中所用电压表应选用 ，定值电阻应选用 ，从而改装电压表；
②为减小实验误差，并要求从零开始多测几组数据，请在图13（丁）的方框内画出满足实验要求的电路图；
③根据实验数据作出P-U2图象，下面的四个图象中可能正确的是 。
三、本题共5小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14．（8分）图14为一滑梯的示意图，滑梯的长度AB为 L= 5.0m，倾角θ＝37°，BC段为与滑梯平滑连接的水平地面。一个小孩从滑梯顶端由静止开始滑下。小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ = 0.3，与水平地面间的动摩擦因数为μ′=0.5。不计空气阻力。
取g = 10m/s2。已知sin37°= 0.6，cos37°= 0.8。求：
（1）小孩沿滑梯下滑时加速度的大小a；
（2）小孩滑到滑梯底端B时速度的大小v；
（3）小孩在水平地面上滑行的距离S。
15．(8分) 如图15所示，宽度为L＝0.2 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B = 0.2 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上，并与导轨始终接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用垂直MN的水平拉力F拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，速度为v = 5.0 m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：
（1）在闭合回路中产生感应电流的大小I；
（2）作用在导体棒上拉力的大小F；
（3）当导体棒移动50cm时撤去拉力，求整个过程中电阻
R上产生的热量Q。
16．（9分）“头脑风暴法”是一种培养学生创新思维能力的方法。
某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”，以“保护鸡蛋”为题，要求制作一个装置，让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不会摔坏。如果没有保护，鸡蛋最多只能从0.1m的高度落到地面而不会摔坏。一位同学设计了如图16所示的装置来保护鸡蛋，用A、B两块粗糙的夹板夹住鸡蛋，鸡蛋下端离装置下端的距离为x=0.45 m，夹板A和B与鸡蛋之间的滑动摩擦力都为鸡蛋重力的5倍。现将该装置从距地面某一高度由静止释放，装置在下落过程中始终保持竖直状态，与地面作用时间极短，落地后没有反弹。取g=10m/s2。求：
（1）鸡蛋如果不会摔坏，直接撞击地面的最大速度v；
（2）如果使用该保护装置，鸡蛋落地后不会摔坏，该装置由静止释放时其下端离地面的最大高度H；
（3）为了使该装置从更高的地方由静止释放，鸡蛋落地后不会摔坏，请你至少提供一种可行而又简单的方法。
17．（9分）如图17所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，偏转电压为U2=100V，接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d =17.3cm，带电微粒的重力忽略不计。求：
（1）带电微粒进入偏转电场时的速率v1；
（2）带电微粒射出偏转电场时的速度偏转角 ；
（3）为使带电微粒不会从磁场右边界射出，该匀强磁场的磁感应强度的最小值B。
18．（12分）如图18所示 ，粗糙斜面与光滑水平地面通过光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角 ，滑块A、C、D的质量均为 ，滑块B的质量为 ，各滑块均可视为质点。A、B间夹着微量火药。K为处于原长的轻质弹簧，两端分别栓接滑块B和C。火药爆炸后，A与D相碰并粘在一起，沿斜面前进L = 0.8 m 时速度减为零，接着使其保持静止。已知滑块A、D与斜面间的动摩擦因数均为 μ = 0.5，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，取 g = 10 m/s2，sin37° = 0.6，cos37°= 0.8。求：
（1）火药爆炸后A的最大速度vA；
（2）滑块B、C和弹簧K构成的系统在相互作用过程中，弹簧的最大弹性势能Ep；
（3）滑块C运动的最大速度vC。
石景山区2011~2012学年第一学期期末考试
高三物理试题参考答案
一、选择题（每小题3分，共36分） 2012年元月
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 B D A C B D D A C D C B
二、实验题（共2小题，共18分）
13．(1) （10分，每小题2分）
① 2.06 cm
② 2.24s
③ C
④ D
⑤
（2）① A （2分） D （2分）
② 电路图如右图所示（2分）
③ C（2分）
三、计算题（共5小题，共46分）
14．（8分）解：（1）物体受力如右图所示
由牛顿运动定律 mgsinθ －μN = ma （1分）
N － mgcosθ = 0 （1分）
解得 a = gsinθ －μgcosθ
a = 3.6m/s2 （1分）
（2） 由 （1分）
求出 （1分）
（3）由匀变速直线运动规律
（1分）
由牛顿第二定律 （1分）
解得 （1分）
15．（8分）解：（1）感应电动势为 E=BLv
E=0.2V
感应电流为
（3分）
（2）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡
F=BIL
F =0.008N （2分）
（3） 导体棒移动50cm的时间为
根据焦耳定律 Q1 = I2R t 或Q1=Fs
Q1 = 0.004J
根据能量守恒 Q2=
Q2= 0.125J
电阻R上产生的热量 Q = Q1+Q2
Q = 0.129J （3分）
16．（9分）解：（1）没有保护时，鸡蛋自由下落而不会摔坏，由机械能守恒定律得：
（1分）
m/s （1分）
（2）在装置开始下落到着地过程，对鸡蛋应用机械能守恒定律得：
（2分）
在装置着地到鸡蛋撞地过程，对鸡蛋应用动能定理得：
（2分）
m （1分）
（3）略 （2分）
17．（9分）（1）带电微粒经加速电场加速后速度为v1，根据动能定理
=1.0×104m/s （3分）
（2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动。
在水平方向：
带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a，出电场时竖直方向速度为v2，
竖直方向：
由几何关系
联立求解
（3分）
（3）带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设微粒轨道半径为R，由几何关系知：
设微粒进入磁场时的速度为
由牛顿运动定律及运动学规律
B=0.1T （3分）
若带电粒子不射出磁场，磁感应强度B至少为0.1T。
18．（12分）解：（1）设A和D碰后的速度为v1，AD滑上斜面，由动能定理：
得：
m/s （2分）
火药爆炸后，A的速度最大为vA，
由动量守恒定律有：
vA＝8m/s （2分）
（2）火药爆炸过程，对A和B系统，由动量守恒定律，设B获得的速度为vB，
vB = 2 m/s （1分）
当B与C共速为 时，弹簧弹性势能最大。
由B、C系统动量守恒，
m/s （2分）
弹簧的最大弹性势能为：
EP = 1.6 J （1分）
（3）当弹簧为原长时，滑块C的速度最大为 ，则：
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
高三物理
（全卷考试时间：100分钟，满分：100分） 2012年元月
考生须知 1．本试卷分为第Ⅰ卷、第Ⅱ卷和答题卡三部分；
2．认真填写学校、班级、姓名和学号；
3．考生一律用黑色签字笔在答题卡上按要求作答；
4．考试结束后，监考人员只收答题卡，试卷由学生自己保存供讲评用。
第Ⅰ卷（共36分）
一、本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给告迅出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1．学习物理不仅要掌握物理知识，还要领悟并掌握处理物理问题的思想方法。在图1所示的几个实验中，研究物理问题的思想方法相同的是
A．甲、乙 B．乙、御脊丙 C．甲、丙 D．丙、丁
2．一只重为G的蜗牛沿着藤蔓缓慢爬行，如图2所示。若藤蔓的倾角为α ，则藤蔓对蜗牛的作用力为
A． B．
C． D．G
3．投飞镖是深受人们喜爱的一种娱乐活动。某运动员将一枚飞镖从高于靶心的位置水平投向竖直悬挂的靶盘，结果飞镖打在靶心的正下方，如图3所示。假设飞镖运动过程中所受空气阻力不计，在其他条件不变的情况下，为使飞镖命中靶心，该运动员在下次投掷时应该采取的正确方法是
A．适当增大飞镖投出时的初速度
B．适当减小飞镖投出时的高度
C．到离靶盘稍远些的地方投飞镖
D．换用质量稍大些的飞镖
4．1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。实验时，用宇宙飞船（质量为m）去接触正在轨道上运行的火箭（质量为 ，发动机已熄火），如图4所示。接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭共同加速，推进器的平均推力为F，开动时间 ，测出飞船和火箭的速度变化是 ，下列说法正确的是
A．火箭质量 应为
B．宇宙飞船的质量m应为
C．推力F越大， 就越大，且 与F成正比
D．推力F通过飞船传递给火箭，所以飞船对火箭的弹力大小应为F
5．图5是一列简谐横波在t = 0 时的波形图，若波的传播速度为2m/s，此时质点P向上振动。下列说法正确的是
A．质点P的振动周期为0.25s
B．经过任意时间，质点Q和P的振动情况总是相同的
C．经过△t = 0.4s，质点P向右移动0.8m
D．经过△t = 0.4s，质点P仍在平衡位置，它通过的路程
为0.2m
6．2011年11月，“神舟8号”飞船与“天宫1号” 目标飞行器在太空实现两次交会对接，开启了中国空间站的新纪元。在对接前的某段时间内，若“神舟8号”和“天宫1号”分别处在不同的圆形轨道上逆时针运行，如图6所示。下列说法正确的是
A．“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率
B．“天宫一号”的运行周期小于“神舟八号”的运行周期
C．“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度
D．“神舟八号”适当加速有可能与“天宫一号”实现对接
7．法拉第曾做过如下的实验：在玻璃杯侧面底部装一导体柱并通过导线与电源负极相连，直立的细圆柱形磁铁棒下端固定在玻璃杯底部的中心，往杯内加入水银。在玻璃杯的正上方O点吊一可自由转动的直铜棒，铜棒的上端与电源的正极相接，下端浸入玻璃杯的水银中。由于水银的密度比铜大，铜棒静止时处于倾斜状态，如图7所示。这样，可动铜棒、水银、导体柱和电源就构成了一个回路。闭合开关S，可观察到的现象是
A．与闭合S前相比，铜棒与竖直方向的夹角不变且仍静止
B．与闭合S前相比，铜棒与竖直方向的夹角会增大但仍可静止
C．与闭合S前相比，铜棒与竖直方向的夹角会减小但仍可静止
D．铜棒会以磁铁棒为轴转动
8．如图8所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R。电荷量均为Q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称，+Q与O点的连线和OC间夹角为30°。下列说法正确的是
A．O点的场强大小为
B．O点的场强大小为
C．B、D两点的电势关系是
D．电荷量为q的正电荷在A点的电势能小于在C点的电势能
9．在图9所示的电路中，E为电源电动势，r为其内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触头在a、b间中点时闭合开关S，三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触头向a端移动，则三个电表示数的变化情况是
A．I1增大，镇友渗I2 不变，U增大
B．I1减小，I2 增大，U减小
C．I1增大，I2 减小，U增大
D．I1减小，I2 不变，U减小
10．静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图10所示的折线。下列说法正确的是
A．x轴上x1与x2之间的电场强度小于x2
与x3之间的电场强度
B．正电荷沿x轴从0移到x1的过程中，
电场力做正功，电势能减小
C．正电荷沿x轴从x1移到x2的过程中，电场力做正功，电势能减小
D．负电荷沿x轴从x3移到x4的过程中，电场力做负功，电势能增加
11．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图11（甲）所示，磁场方向竖直向上为正。当磁感应强度 B 随时间 t 按图（乙）变化时，下列能正确表示导体环中感应电流随时间变化情况的是
12．如图12（甲）所示，一个小球放在光滑水平面上，在竖直界线MN的左方始终受到水平恒力F1作用，在MN的右方除受F1外还受到与F1在同一条直线上的水平恒力F2的作用。小球从A点由静止开始运动，运动的v-t图象如图（乙）所示。下列说法正确的是
A．F1与F2大小的比值为2:3
B．F1与F2大小的比值为3:5
C．t＝5s时，小球经过界线MN
D．在小球向右运动的过程中，F1 做的功大于F2 做
的功
第Ⅱ卷（共64分）
二、本题共2小题，共18分。
13．（1）（10分）某同学在“用单摆测定重力加速度” 的实验中进行了如下的操作：
① 用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直 径如图13（甲）所示，摆球直径为______cm 。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L。
② 用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n = 0，单摆每经过最低点记一次数，当数到n = 60时秒表的示数如图13（乙）所示，该单摆的周期是T=____s（结果保留三位有效数字）。
③ 测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2—L 图象如图13（丙），此图线斜率的物理意义是
A． B． C． D．
④ 与重力加速度的真实值比较，发现测量结果偏大，分析原因可能是
A．振幅偏小
B．在单摆未悬挂之前先测定其摆长
C．将摆线长当成了摆长
D．开始计时误记为n=1
⑤ 该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1，然后把摆线缩短适当的长度 ，再测出其振动周期T2。用该同学测出的物理量表达重力加速度为 =________________。
（2）（8分）有一个小灯泡上标有“4.8V 2W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U 2的关系曲线。有下列器材可供选用：
A．电压表V1（0～3V，内阻3kΩ）
B．电压表V2（0～15V，内阻15kΩ）
C．电流表A（0～0.6A，内阻约1Ω）
D．定值电阻R1＝3kΩ
E．定值电阻R2＝15kΩ
F．滑动变阻器R（10Ω，2A）
G．学生电源（直流6V，内阻不计）
H．开关、导线若干
①为了使测量结果更加准确，实验中所用电压表应选用 ，定值电阻应选用 ，从而改装电压表；
②为减小实验误差，并要求从零开始多测几组数据，请在图13（丁）的方框内画出满足实验要求的电路图；
③根据实验数据作出P-U2图象，下面的四个图象中可能正确的是 。
三、本题共5小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14．（8分）图14为一滑梯的示意图，滑梯的长度AB为 L= 5.0m，倾角θ＝37°，BC段为与滑梯平滑连接的水平地面。一个小孩从滑梯顶端由静止开始滑下。小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ = 0.3，与水平地面间的动摩擦因数为μ′=0.5。不计空气阻力。
取g = 10m/s2。已知sin37°= 0.6，cos37°= 0.8。求：
（1）小孩沿滑梯下滑时加速度的大小a；
（2）小孩滑到滑梯底端B时速度的大小v；
（3）小孩在水平地面上滑行的距离S。
15．(8分) 如图15所示，宽度为L＝0.2 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B = 0.2 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上，并与导轨始终接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用垂直MN的水平拉力F拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，速度为v = 5.0 m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：
（1）在闭合回路中产生感应电流的大小I；
（2）作用在导体棒上拉力的大小F；
（3）当导体棒移动50cm时撤去拉力，求整个过程中电阻
R上产生的热量Q。
16．（9分）“头脑风暴法”是一种培养学生创新思维能力的方法。
某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”，以“保护鸡蛋”为题，要求制作一个装置，让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不会摔坏。如果没有保护，鸡蛋最多只能从0.1m的高度落到地面而不会摔坏。一位同学设计了如图16所示的装置来保护鸡蛋，用A、B两块粗糙的夹板夹住鸡蛋，鸡蛋下端离装置下端的距离为x=0.45 m，夹板A和B与鸡蛋之间的滑动摩擦力都为鸡蛋重力的5倍。现将该装置从距地面某一高度由静止释放，装置在下落过程中始终保持竖直状态，与地面作用时间极短，落地后没有反弹。取g=10m/s2。求：
（1）鸡蛋如果不会摔坏，直接撞击地面的最大速度v；
（2）如果使用该保护装置，鸡蛋落地后不会摔坏，该装置由静止释放时其下端离地面的最大高度H；
（3）为了使该装置从更高的地方由静止释放，鸡蛋落地后不会摔坏，请你至少提供一种可行而又简单的方法。
17．（9分）如图17所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，偏转电压为U2=100V，接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d =17.3cm，带电微粒的重力忽略不计。求：
（1）带电微粒进入偏转电场时的速率v1；
（2）带电微粒射出偏转电场时的速度偏转角 ；
（3）为使带电微粒不会从磁场右边界射出，该匀强磁场的磁感应强度的最小值B。
18．（12分）如图18所示 ，粗糙斜面与光滑水平地面通过光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角 ，滑块A、C、D的质量均为 ，滑块B的质量为 ，各滑块均可视为质点。A、B间夹着微量火药。K为处于原长的轻质弹簧，两端分别栓接滑块B和C。火药爆炸后，A与D相碰并粘在一起，沿斜面前进L = 0.8 m 时速度减为零，接着使其保持静止。已知滑块A、D与斜面间的动摩擦因数均为 μ = 0.5，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，取 g = 10 m/s2，sin37° = 0.6，cos37°= 0.8。求：
（1）火药爆炸后A的最大速度vA；
（2）滑块B、C和弹簧K构成的系统在相互作用过程中，弹簧的最大弹性势能Ep；
（3）滑块C运动的最大速度vC。
石景山区2011~2012学年第一学期期末考试
高三物理试题参考答案
一、选择题（每小题3分，共36分） 2012年元月
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 B D A C B D D A C D C B
二、实验题（共2小题，共18分）
13．(1) （10分，每小题2分）
① 2.06 cm
② 2.24s
③ C
④ D
⑤
（2）① A （2分） D （2分）
② 电路图如右图所示（2分）
③ C（2分）
三、计算题（共5小题，共46分）
14．（8分）解：（1）物体受力如右图所示
由牛顿运动定律 mgsinθ －μN = ma （1分）
N － mgcosθ = 0 （1分）
解得 a = gsinθ －μgcosθ
a = 3.6m/s2 （1分）
（2） 由 （1分）
求出 （1分）
（3）由匀变速直线运动规律
（1分）
由牛顿第二定律 （1分）
解得 （1分）
15．（8分）解：（1）感应电动势为 E=BLv
E=0.2V
感应电流为
（3分）
（2）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡
F=BIL
F =0.008N （2分）
（3） 导体棒移动50cm的时间为
根据焦耳定律 Q1 = I2R t 或Q1=Fs
Q1 = 0.004J
根据能量守恒 Q2=
Q2= 0.125J
电阻R上产生的热量 Q = Q1+Q2
Q = 0.129J （3分）
16．（9分）解：（1）没有保护时，鸡蛋自由下落而不会摔坏，由机械能守恒定律得：
（1分）
m/s （1分）
（2）在装置开始下落到着地过程，对鸡蛋应用机械能守恒定律得：
（2分）
在装置着地到鸡蛋撞地过程，对鸡蛋应用动能定理得：
（2分）
m （1分）
（3）略 （2分）
17．（9分）（1）带电微粒经加速电场加速后速度为v1，根据动能定理
=1.0×104m/s （3分）
（2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动。
在水平方向：
带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a，出电场时竖直方向速度为v2，
竖直方向：
由几何关系
联立求解
（3分）
（3）带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设微粒轨道半径为R，由几何关系知：
设微粒进入磁场时的速度为
由牛顿运动定律及运动学规律
B=0.1T （3分）
若带电粒子不射出磁场，磁感应强度B至少为0.1T。
18．（12分）解：（1）设A和D碰后的速度为v1，AD滑上斜面，由动能定理：
得：
m/s （2分）
火药爆炸后，A的速度最大为vA，
由动量守恒定律有：
vA＝8m/s （2分）
（2）火药爆炸过程，对A和B系统，由动量守恒定律，设B获得的速度为vB，
vB = 2 m/s （1分）
当B与C共速为 时，弹簧弹性势能最大。
由B、C系统动量守恒，
m/s （2分）
弹簧的最大弹性势能为：
EP = 1.6 J （1分）
（3）当弹簧为原长时，滑块C的速度最大为 ，则：
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
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