北京东城区普通校

2012—2013学年高三第一学期联考

物 理 试 题

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 120 分，考试用时100分钟。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。祝各位考生考试顺利！

第Ⅰ卷

一、单项选择（本题共12小题，每小题4分，共48分。每小题只有一个选项正确，把你认为正确选项前的字母填写在答题纸上）

1．根据理想斜面实验，提出“力不是维持物体运动的原因”的物理学家是

A．伽利略 B．牛顿 C．亚里士多德 D．法拉第

【答案】 A

亚里士多德认为力是维持物体运动状态的原因，伽利略通过理想斜面实验第一次提出了力不是维持物体运动的原因，笛卡尔在伽利略研究的基础上第一次表述了惯性定律，牛顿在伽利略等前人研究的基础上提出了牛顿第一定律．以上是有关牛顿运动定律的物理学史，故本题应选A。

2．如图1所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用

而做匀速直线运动，则下列说法正确的是

A．物体可能只受两个力作用

B．物体可能受三个力作用

C．物体可能不受摩擦力作用

D．物体一定受四个力

【答案】 D

物体一定受重力，拉力F产生两个作用效果，水平向右拉木块，竖直向上拉木块，由于木块匀速直线运动，受力平衡，水平方向必有摩擦力与拉力的水平分量平衡，即一定有摩擦力，结合摩擦力的产生条件可知则必有支持力，因而物体一定受到四个力，故ABC错误D正确。

3．如图2所示为某质点做直线运动的v-t图像，关于这个质点在

4s内的运动情况，下列说法中正确的是

A．质点始终向同一方向运动

B．4s内通过的路程为4m，而位移为零

C．4s末质点离出发点最远

D．加速度大小不变，方向与初速度方向相同

【答案】 B

图象的斜率不变，因此物体做匀变速直线运动，开始时速度方向与加速度方向相反，物体做减速运动，t=2s时，物体速度减为零，然后物体反向加速运动，t=4s时，回到起始点，由图可知物体所经历的路程为：L=2×
×2=4(m)，位移为零，故ACD错误，B正确．

4．小船横渡一条河，船本身提供的速度大小方向都不变，已知小船的运动轨迹如图3所示，则河水的流速

A．越接近B岸水速越大

B．越接近B岸水速越小

C．由A到B水速先增后减小

D．水流速度恒定

【答案】 B

从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道，加速度的方向水平向左，越靠近B岸水速越小．故B正确，A、C、D错误．故选B．

5．一行星绕恒星做圆周运动，由天文观测可得，其运动周期为T，速度为v，引力常量为G，则下列说法错误的是

A．恒星的质量为 B．恒星的质量为

C．行星运动的轨道半径为 D．行星运动的加速度为

【答案】 B

根据圆周运动知识，由V=
得到行星运动的轨道半径为r=
?? ①，C正确，根据万有引力提供向心力，列出等式：G
=m
r??? ②，

由①②得M=
，故A正确B错误。据a=
③由①③得：行星运动的加速度为 ，D正确。

6．如图4所示，在外力作用下某质点运动的v-t图像为正弦曲线，从图中可判断

A．在0～t1时间内，外力做负功

B．在0～t1时间内，外力的功率逐渐增大

C．在t2时刻，外力的功率最大

D．在t1～t3时间内，外力做的总功为零

【答案】 D

图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，合外力减小，速度增大；由图象可知0时刻速度为零，t1时刻速度最大但拉力为零，由P=Fv可知外力的功率在0时刻功率为零，t1时刻功率也为零，可知功率先增大后减小，故B错误；在0～t1时间内，由图象可知，物体的速度沿正方向，加速度为正值且减小，故力与速度方向相同，故外力做正功，故A错误；在t1～t3时间内物体的动能变化为零，由动能定理可知外力做的总功为零，故D正确．t2时刻物体的速度为零，由P=Fv可知外力的功率为零，故C错误．

7．图5是一列简谐横波在t = 2s时的波形图，图6是这列波中P点的振动图象，则该波的传播速度和传播方向是

A．v = 25 m/s ，向x轴负方向传播

B．v = 25 m/s ，向x轴正方向传播

C．v = 50 m/s ，向x轴负方向传播

D．v = 50 m/s ，向x轴正方向传播

【答案】 C

由图6知，2s时刻P点正经过平衡位置向正方向运动，则由波动图象可知波应向x轴的负方向传播；而波的周期为2s，波长为100m，则波速v=
m/s=50m/s；故C正确．

8．如图7所示，人在船上向前行走，脚与船面间不打滑。忽略水对船的阻力，则下列四个说法中不正确的有

①脚与船之间的摩擦力是静摩擦力；

②脚与船之间的摩擦力对船做负功；

③脚与船之间的摩擦力对人做负功；

④脚与船之间的摩擦力对人船组成的系统所做功的的代数和不为零。

A．①③ B．②③ C．②④ D．②③④

【答案】 D

人在船上向前行走，脚与船面间不打滑，说明脚与船之间的摩擦力是静摩擦力；，取地面为参考系，船受到的摩擦力方向向后，且向后运动，故脚与船之间的摩擦力对船做正功；人受到的摩擦力方向向前，对地位移方向不确定，脚与船之间的摩擦力对人做功的正负不确定，所以脚与船之间的摩擦力对人船组成的系统所做功的的代数和有可能为零。综上所述易知只有①正确，故选D。

9．如图8所示，直线MN是某电场中的一条电场线（方向未画出）。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线。下列判断正确的是

A．电场线MN的方向一定是由N指向M

B．带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小

C．带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能

D．带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度

【答案】 C

由于带电粒子的电性不确定，所以电场线的方向不确定，A错误；带电粒子由a运动到b的过程中，只受电场力的作用，由轨迹的弯曲方向知电场力做正功，电势能减小，动能增加，故B错误C正确；由于仅给出一条电场线，电场强度的大小关系不确定，D错误。

10．在如图9所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，、为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是

A．电压表示数变小

B．电流表示数变小

C．电容器C所带电荷量增多

D．a点的电势降低

【答案】 D

由题图可知，电压表与R1 并联，R3与电流表串联后与R2并联，两部分串联后接在电源两端。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小，故总电阻减小，流过电源的电流增大，路端电压减小，R1两端电压增大，电压表示数变大，a点电势降低，A错误D正确；R2两端电压减小，电容器与R2并联，故电容器放电，所带电荷量减少，C错误；流过R2的电流减小，又总电流增大，所以流过电流表的电流增大，B错误。

11．如图10所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面，斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ。一质量为m（m＜M）的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动，不计冲上斜面过程中机械能损失。如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面顶端。如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为

A．h B．

C．
D．

【答案】 D

若斜面固定，由机械能守恒定律可得，
；若斜面不固定，系统水平方向动量守恒，有
，由机械能守恒定律可得，
，以上三式联立可得
=

12．如图11所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，极板面积为S，这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为
的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。若不计气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率
。调节可变电阻的阻值，根据上面的公式或你所学过的物理知识，可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为

A．
B．

C．
D．

【答案】 B

运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势，相当于电源，其内阻为 r=ρ
根据数学知识可知，当外电阻等于电源的内阻，即R=r时，外电阻消耗的电功率最大．此时R=ρ
，代入电功率
中得到，最大电功率Pm=
．故选B。

第Ⅱ卷

二、填空题（每空2分，共20分）

13．如图12所示，（甲）图是某学生测量“匀变速直线运动的加速度”的实验装置，由于实验中连接重物和木块的细线过长，所以当重物着地后，木块还会在木板上继续滑行，图（乙）所示纸带是重物着地后的一段打点纸带（注意图中任两个计数点间都有四个点没有标出）。若打点计时器所用的交流电频率为50Hz，则木块的加速度为a=_____m/s2，木块与木板间的动摩擦因数μ=_____。（g=10 m/s2忽略空气阻力以及纸带与打点计时器间的摩擦，所有结果保留两位有效数字）

【答案】 －0．50 0．050（或5．0×10－2）

以a表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有

a=
??????????解得：a=-0.50m/s2???????重物落地后木块只受摩擦力的作用，用m表示木块的质量，根据牛顿第二定律有：-μmg=ma????????????解得μ=0.050

14．“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图13（甲）所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图（乙）是在白纸上根据实验结果画出的图。

如果没有操作失误，图（乙）中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______。

本实验采用的科学方法是______

A．理想实验法 B．等效替代法

C．控制变量法 D．建立物理模型法

【答案】（1）F′ （2） B

（1）F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′，由于误差的存在F和F′方向并不在重合．（2）实验中我们是使两个力的效果与一个力的效果相同，利用了等效替代法的科学方法。

15．在验证牛顿第二定律的实验中：

（1）某组同学用如图14（甲）所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中不需要和不正确的是______

①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力

②平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动

③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力

④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力

⑤实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源

A．①③⑤ B．②③⑤ C．③④⑤ D．②④⑤

（2）某组同学实验得出数据，画出a-F图14如图（乙）所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是______

A．实验中摩擦力没有平衡

B．实验中摩擦力平衡过度

C．实验中绳子拉力方向没有跟平板平行

D．实验中小车质量发生变化

【答案】（1） B （2） B

（1）平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动；每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力；由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，实验时，应先接通打点计时器电源，再放开小车。（2）图象说明当绳子上拉力为0时，小车的加速度不为0，说明实验中摩擦力平衡过度。

16．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实际都表明
，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。

（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是______．

A． N B． m C． N/m D． Pa

（2）在一段横截面积是圆形的橡皮筋，应用如图15（甲）所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值，首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L=20．00cm，利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4．000mm，那么测量工具a应该是___ _。

（3）用如图（甲）所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。处理数据时，可在图（乙）中作出F-x的图像，由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=______N/m。（保留两位有效数字）

拉力F（N）

5

10

15

20

25



伸长量x（cm ）

1．6

3．2

4．8

6．4

8



 （4）这种橡皮筋的杨氏模量Y=______。（保留一位有效数字）

【答案】（1） D （2） 螺旋测微器（或千分尺）（3） 3．1×102 （4） 5×106Pa

（1）根据表达式
得：Y=
已知K的单位是N/m，L的单位m，S的单位是m2，所以Y的单位是N/m2，也就是Pa，故选D．（2）测量橡皮筋未受到拉力时的直径用螺旋测微器．（3）

根据F=k（l-l0）可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小，由图象求出劲度系数为

k=3．1×102N/m．（4）根据Y=kL/S求得，Y≈5×106?Pa．

三．计算题：本题共5小题，共52分。解答应有必要的文字说明、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，答案中必须写出数值和单位。

17．（8分）在动摩擦因数μ=0．2的水平面上有一个质量为m=1kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45o角的不可伸长的轻绳一端相连，如图16所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，当剪断轻绳的瞬间，取g=10m/s2，求：

（1）此时轻弹簧的弹力大小

（2）小球的加速度大小和方向

【答案】 见解析

（1）水平面对小球的弹力为零，小球在绳没有断时受到绳的拉力F、重力mg和弹簧的弹力T作用而处于平衡状态，由平衡条件得：

竖直方向：
， …………………．．1分

水平方向：
。 …………………．．1分

解得：
。 …………………．．1分

当剪断轻绳瞬间弹簧的弹力大小不变，仍为10N ……．．1分

（2）剪断轻绳后小球在竖直方向仍平衡，

水平面支持力与重力平衡
， ………………．．1分

由牛顿第二定律得：
，…………………．．1分

解得
， …………………．．1分

方向向左。 …………………．．1分

18．（8分）如图17，A、B两点所在的圆半径分别为r1和r2,这两个圆为同心圆，圆心处有一带电为+Q的点电荷，内外圆间的电势差为U，一电子仅在电场力作用下由A运动到B，电子经过B点时速度为v，若电子质量为m,带电荷量为e，求：

（1）电子经过B点时的加速度大小

（2）电子在A点时的速度大小v0

【答案】见解析

（1）电子在B点受到的库仑力大小为
……．．2分

电子在该处的加速度为
…………………．．2分

（2）电子由A点运动到B点，由动能定理得：

， …………………．．2分

解得：
…………………．．2分

19．（12分）质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图像如图18所示，g取10m/s2．求：

（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ；

（2）水平推力F的大小；

（3）0～10s内物体运动位移的大小。

【答案】 见解析

（1）6s~10s内物体做匀减速直线运动，设此过程时间为t2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2，则：
……．． 2分

设物体所受的摩擦力为f，根据牛顿第二定律，有

，又因为
,
……．．1分

解得：
…………………．．1分

（2）0~6s内物体做匀加速直线运动，设此过程时间为t1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1，则：
……．．2分

根据牛顿第二定律，有
， …………………．……．．1分

解得：F＝6N …………………．……………………．．1分

（3）法一：由匀变速直线运动位移公式，得
……表达式3分，结果1分

法二：根据v-t图像围成的面积，得

20．（12分）如图19所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度x=5m，轨道CD足够长且倾角θ=37o，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1=4．30m, h2=1．35m，现让质量为m的小滑块自A点由静止释放，已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ=0．5，重力加速度g取10m/s2，sin37o=0．6，cos37o=0．8，求：

（1）小滑块第一次到达D点时的速度大小

（2）小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔

（3）小滑块最终停止的位置距B点的距离

【答案】 见解析

（1）小滑块从A经过B、C运动到D的过程，由动能定理得：

…………………．……．．3分

代入数据解得：
…………………．……．．1分

（2）小滑块从A经过B运动到C的过程，由动能定理得：

， …………………．……．．1分

代入数据解得：
…………………．……．．1分

小滑块沿CD段上滑的加速度大小

小滑块沿CD段上滑到最高点的时间
,………………．．1分

由对称性可知，小滑块从最高点滑回C点的时间
，

故小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔
。……．．1分

（注：用动量定理求解时间同样得分）

（3）对小滑块运动的全过程利用动能定理，设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s，

， …………………．……．．2分

代入数据解得：
…………………．……．．1分

故小滑块最终停止的位置距B点的距离为：
………．．1分

21．（12分）如图20所示，在纸面内建立直角坐标系xOy，以第Ⅲ象限内的直线OM（与负x轴成45°角）和正y轴为界，在x＜0的区域建立匀强电场，方向水平向左，场强大小E=0．32V/m；以直线OM和正x轴为界，在y＜0的区域建立垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0．1T，一不计重力的带负电粒子，从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2×103m/s的初速度射入磁场，已知粒子的比荷为q/m=5×106C/kg，求：

（1）粒子第一次经过磁场边界时的位置坐标

（2）粒子在磁场区域运动的总时间

（3）粒子最终离开电磁场区域时的位置坐标

【答案】 见解析

（1）粒子带负电，从O点沿y轴负方向射入磁场，沿顺时针方向做圆周运动。

第一次经过磁场边界上的一点（设为A点），

由
得： …………………．．2分

m, …………………．．1分

所以，A点的坐标为：（
）。………．1分

（2）设粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，则

， …………………．．2分

其中，
…………………．．1分

代入数据解得：
，所以
。．．1分

（3）粒子从C点沿y轴正方向进入电场，做类平抛运动，则

，

， …………………．．1分

， …………………．．1分

代入数据解得：
………………．．1分

…………．．1分

粒子离开电磁场时的位置坐标为：（
）。