1、东城区普通高中示范校高三综合练习（一) 高三物理 2012.12命题学校：北京市东直门中学一，本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得零分。把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。1，如图所示，在倾角为a的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒。 在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是 A方向垂直斜面向上 B，方向垂直斜面向下 C，方向竖直向上 D，方向竖直向下【答案】AC
2、选项A，外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上，则沿斜面向上的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，则大小B=mg,故A正确；选项B，外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下，则沿斜面向下的安培力、支持力与重力，所以棒不可能处于平衡状态，故B错误；选项C，外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上，则水平向右的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，则大小B=mg，故C正确；选项D，外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下，则水平向左的安培力、支持力与重力，所以棒不可能处于平衡状态，故D错误。 2. 某同学把一体重计放在电梯的地板上，他站在体重计上随电梯运动并观察体重计示数的变化情况，下表记
3、录了几个特定时刻体重计的示数(表内时间不表示先后顺序)，若已知t0时刻电梯静止，则下列说法正确的是时间t0t1t2t3体重计的示数(kg)45.050.040.045.0A.t1和t2时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生了变化 B.t1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反Ct1和t2时刻电梯的运动方向不一定相反 Dt时刻电梯可能向上运动【答案】BCD 根据表格读数分析，t1时刻物体处于超重状态，根据牛顿第二定律分析得知，电梯的加速度方向向上t2时刻物体处于失重状态，电梯的加速度方向向下，两个时刻加速度方向相反,故B正确t1和t2时刻物体的质量并没有发生变化，所受重力也没有发生了变化,故A错
4、误根据牛顿第二定律求得t1时刻物体的加速度大小a1=，t2时刻物体的加速度a2=，可见，t1和t2时刻电梯运动的加速度大小相等，但运动方向都可能向上或向下，不一定相反，故C正确t3时刻物体处于平衡状态，可能静止，也可能向上匀速运动故D正确故选BCD。3.如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是及现象分析正确的是（ ）A.磁铁插向左环，横杆发生转动 B.磁铁插向右环，横杆发生转动C.磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流 D.磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流【答案】BD 当
5、条形磁铁插向右环时，穿过右环的磁通量增加，右环闭合产生感应电流，磁铁对右环产生安培力，阻碍两者相对运动，横杆将转动，右环远离磁铁当条形磁铁插向左环时，左环不闭合，不产生感应电流，磁铁对左环没有安培力作用，左环将静止不动，但左环中仍产生感应电动势。选项BD正确。4.如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2平板S下方有强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是（）A质谱仪是分析同位素的重要工具 B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C能通过的狭缝P的带电粒子的速
6、率等于E/BD粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子比荷越小 【答案】ABC 进入B0的粒子满足，知道粒子电量后，便可求出m的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故A正确；假设粒子带正电，则受电场力向左，由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外，故B正确；由qE=qvB，得v=，此时离子受力平衡，可沿直线穿过选择器，故C正确；由知R越小，荷质比越大，故D错误. 5. 长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内作圆周运动，关于小球在最高点的速度v下列说法中正确的是 A 当v的值为时，杆对小球的弹力为零 B当v由逐渐增大，杆对小球的拉力逐渐增大C当v由逐渐减小时，杆
7、对小球的支持力力逐渐减小 D当v由零逐渐增大时，向心力也逐渐增大【答案】ABD 在最高点，若速度v=，杆对小球的作用力为零，当v，杆子表现为拉力，速度增大，向心力增大，则杆子对小球的拉力增大,故AB正确当v时，杆子表现为支持力，速度减小，向心力减小，则杆子对小球的支持力增大,故C错误在最高点，根据F向=m得，速度增大，向心力逐渐增大，故D正确6.2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有 A.在轨道上经过A的速度小于经过B的速度 B.在轨道上经过A的动能小于在轨道上经过A 的动能
8、C.在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期 D.在轨道上经过A的加速度小于在轨道上经过A的加速度【答案】ABC 航天飞机在在轨道上由A运动到B，万有引力做正功，动能增大，所以A点的速度小于经过B点的速度，故A正确从轨道I上的A点进入轨道，需要减速，使得在该点万有引力大于所需的向心力做近心运动所以在轨道上经过A点的速度小于在轨道I上经过A点的速度，故在轨道上经过A的动能小于在轨道上经过A 的动能，B正确由开普勒行星运行规律可知选项C正确。在轨道上经过A点时所受的万有引力等于在轨道I上经过A点时所受的万有引力，所以加速度大小相等，故D错误7.如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t0时刻的
9、波形图，虚线为t0.6 s时的波形图，波的周期T0.6 s，则（ ）A.波的周期为0.8 s B.在t0.9 s时，P点沿y轴正方向运动C.经过0.4 s，P点经过的路程为0.4 m D.在t0.5s时，Q点到达波峰位置【答案】ACD 根据题意应用平移法可知由实线得到虚线需要将图象沿x轴负方向平移（n+），其中n=0、1、2、3、4，故由实线传播到虚线这种状态需要（n+）T，即（n+）T=0.6s，解得T=，其中n=0、1、2、3、4，当n=0时，解得T=0.8s，当n=1时，解得T=0.34s，又T0.6s，故周期为0.8s，故A正确；由于波沿x轴负方向传播，故t=0时p点沿y轴负方向运动，
10、故t=0.8s时p点沿y轴负方向运动，而周期T=0.8s，故0.9s时P点沿y轴负方向运动故B错误在一个周期内p点完成一个全振动，即其运动路程为4A，而0.4s=T，故p点的运动路程为2A=0.4m，C正确；由题意可知波长=8m，则波速v=10m/s，在t=0时Q点的横坐标为5m，由于波沿y轴负方向运动，故在t=0.5s的时间内波沿x轴负方向传播的距离为x=vt=100.5=5m，故在t=0.5s时，Q点振动情况和t=0时距离坐标原点10m处的质点的振动情况相同，而t=0时距离坐标原点10m处的质点在波峰，在t=0.5s时，Q点到达波峰位置故D正确故选ACD8.如图所示为A，B两球沿一直线运动
11、并发生正碰，如图为两球碰撞前后的位移图象.a、b分别为A、B两球碰前的位移图象，c为碰撞后两球共同运动的位移图象，若A球质量是m=2 kg，则由图判断下列结论正确的是（ ） A. A、B碰撞前的总动量为3 kgm/s B.碰撞时A对B所施冲量为-4 NsC.碰撞前后A的动量变化为4 kgm/s D.碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10 J【答案】BCD 由题意可知，将=2kg，=3m/s，=2m/s,v=1m/s代入可得=kg，A、B碰撞前的总动量为= kgm/s，选项A错误；碰撞前后A的动量变化为=4 kgm/s，即碰撞时A对B所施冲量为-4 Ns，选项BC正确；碰撞中A、B两球组成的
12、系统损失的动能为=10J，选项D正确。9. 如图所示，一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置，当一重球（可视为质点）无初速度放在弹簧上端，静止时弹簧上端被压缩到b位置。现将重球从高于a位置的c位置沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被重球压缩到最低位置d以下关于重球下落过程的正确说法是（不计空气阻力） A重球下落至b处获得最大速度 B重球下落至d处，重球的加速度一定大于重力加速度 C由a至d过程中，重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量D由a至d过程中，重球所受弹力的冲量与重力的冲量大小相等，方向相反【答案】ABC 小球从a到b的过程中，重力大于弹力，小球所受的合力
13、向下，与速度方向相同，小球做加速运动；从b到d的过程中，重力小于弹力，合力向上，小球做减速运动所以整个下落a至d过程中，重球先做加速运动后做减速运动，在b处小球的速度最大故A正确由于重球在a点时速度不为零，所以在bd之间必有一点p与a点关于b点对称，且在p点时，重球的动能等于在a点的动能，加速度大小等于重力加速度的大小，故重球下落至d处时，其加速度一定大于重力加速度，B正确。在c至d过程中，动能变化量为零，由系统机械能守恒得知，由a至d过程中，重球克服弹簧弹力做的功等于重球由c至d的重力势能的减小量故C正确重球在a点有向下的动量，在d点动量为零，由动量定理得知，由a至d过程中，重球所受弹力的冲
14、量大于重力的冲量故D错误10. 真空中的某装置如图，其中平行金属板A，B之间有加速电场，C,D之间有偏转电场，M为荧光屏今有质子、氘核和粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上已知质子、氘核和粒子的质量之比为124，电荷量之比为112，则下列判断正确的是A三种粒子飞离B板时速度之比4:2:1 B三种粒子飞离偏转电场时速度偏转角的正切之比1:2:4 C偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为112 D三种粒子打到荧光屏上的位置相同【答案】CD 粒子在左边的加速电场中有：qU1=m解得v=，三种粒子飞离B板时速度之比为:1:1，选项A错误。粒子以速度v进入偏转
15、电场后，做类平抛运动，设粒子离开偏转电场时的侧移量为y，沿初速方向做匀速直线运动，有L=vt，垂直初速方向，有y= at2，又电场力F=qE=q，根据F=ma，得加速度为a=，解得y=，粒子飞离偏转电场时的速度，故=，故三种粒子飞离偏转电场时速度偏转角的正切之比1:1:1，选项B错误。偏转电场的电场力对粒子做的功为，故选项C正确。由于三种粒子离开偏转电场时的侧移量y相等，速度偏转角度也相等，故选项D正确。11.目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能。如图所受为它的发电原理图。将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量的带正电和负电不计重力的微粒，从整
16、体上来说呈中性）喷入磁感应强度为B的磁场，磁场中有两块面积为S，相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路。设气流的速度为v，气体的电导率（电阻率的倒数）为g，则流过外电阻R的电流强度I及电流方向为A.I=，A R B B.I=，B R A C.I=，B R A D.I=，A R B 【答案】D 由题意可知，,解得I=，由于A板带正电，相当于电源的正极，故电流方向为A R B ，选项D正确。 12.如图10甲中所受，MN为很大的薄金属板（可理解为无限大），金属板原来不带电。在金属板的右侧，距金属板距离为d的位置上放入一个带正电、电荷量为q的点电荷，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布。P是
17、点电荷右侧，与点电荷之间的距离也为d的一个点，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难。几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的。图乙中两异号点电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷加线的中垂线。由此他们分别求出了P点的电场强度大小，一共有以下四个不同的答案（答案中k为静电力常量），其中正确的是ABCD 【答案】A 由图乙分析可知，取右侧点电荷在点产生的电场强度大小为，左侧点电荷在点产生的电场强度大小为，由于两点电荷电性相反，故P点的电场强度大小合场强大小为，选项A正确。二、 本题
18、共2小题，共18分。把答案填在题中的横线上或将正确的选项填入题后的括号内。13. （6分）在做“平抛物体的运动”的实验时，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图11所示的装置，将一块平木板钉上复写纸和白纸，竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滑下，小球撞在木板上留下痕迹A；将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滑下，小球撞在木板上留下痕迹B；又将木板再向后移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滑下，再得到痕迹C.若测得木板每次后移距离x，A、B间距离y，B、C间距离y。根据以上直接测量的物理量导出测小球初速度的公式为v0=_.（用题
19、中所给字母x,y,y和g表示）；若距离x=20.00cm，距离y1=4.70cm，距离y2=14.50cm.小球初速度值为_m/s. （g取9.80m/s2 结果保留两位有效数字）【答案】 2.0 由匀变速直线运动的相关规律结合平抛运动的知识可解答。【答案】 三、 本题包括6小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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。15. (8分)一质量为m=2.0kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37足够长的斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机作出了小物块上滑过程的v
20、 t图线，如图14所示。（取sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s) 求：（1） 小物块冲上斜面过程中加速度的大小；（2） 小物块与斜面间的动摩擦因数； （3）小物块返回斜面底端过程中，沿斜面下滑的距离是多少时，小物块的动能和重力势能相等，并求出此相等的值为多少？（设斜面底端重力势能为零）【答案】见解析 16.（8分)如图15所示，竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场，场强大小E=10N/c，在y0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T。一带电量q=+0.2C、质量m=0.4kg的小球由长L=0.4m的细线悬挂于P点小球可视为质点，现将小球拉至
21、水平位置A无初速度释放，小球运动到悬点P正下方的坐标原点O时，悬线突然断裂，此后小球又恰好能通过O点正下方的N点。（g=10m/s2），求：（1）小球运动到O点时的速度大小；（2）悬线断裂前瞬间拉力的大小；（3）ON间的距离【答案】见解析 17. （9分)物体在万有引力场中具有的势能叫引力势能。若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为的质点距离质量为M0的引力源中心为时。其引力势能（式中G为引力常数），如图16所示，一颗质地为的人造地球卫星在离地面高度为h的圆形轨道上环绕地球飞行，已知地球的质量为M，地球的半径为R，（以无穷远处引力势能为零）。求（1） 该卫星在距地面高度为h的圆轨道上
22、绕地球做匀速圆周运动时卫星的周期为多少？（2） 该卫星在距地面高度为h的圆轨道上绕地球做匀速圆周运动时卫星的动能为多少？（3） 假定该卫星要想挣脱地球引力的束缚，卫星发动机至少要做多少功？【答案】见解析 18.（9分）如图17(A)所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN,PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.3.0m。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻尺=040导轨上停放一质量m=0.30kg、电阻r=0.20的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下现用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑
23、，获得U随时间t变化的关系如图17(B)所示 (1)求第2s末外力F的瞬时功率 (2)如果在2s末时刻将水平外力F撤去，在以后运动中a. 求金属杆上产生的焦耳热b. 求通过金属杆的电量 【答案】见解析 19(10分）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，加速电压为U加速过程中不考虑相对论效应和重力作用（1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；（2）求粒子从静止开始
24、加速到出口处所需的时间t；（3）实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能Ekm 【答案】见解析 20.（10分）如图19所示，质量为M的长方形木板静止在光滑水平面上，木板的左侧固定一劲度系数为k的轻质弹簧，木板的右侧用一根伸直的并且不可伸长的轻绳水平地连接在竖直墙上。 绳所能承受的最大拉力为T，一质量为m的小滑块以一定的速度在木板上无摩擦地向左运动，而后压缩弹簧。弹簧被压缩后所获得的弹性势能可用公式计算，k为劲度系数，x为弹簧的形变量。 (1)若在小滑块压缩弹簧过程中轻绳始终未断，求此情况下小滑块压缩弹簧前的速度v0； (2)若小滑块压缩弹簧前的速度为v，a. 求此情况下弹簧压缩量最大时的弹性势能；b. 为使木板获得的动能最大，求木板的质量与滑块质量之比？ 【答案】见解析
