1、2015届江苏泰兴第三高级中学高三上期期末物理卷（带解析） 选择题 一个质点在三个共点力 F1、 F2、 F3的作用下处于静止状态。若将这三个力矢量连接起来，则下列连接正确的是 答案： C 试题分析：根据力的平衡条件，三个力平衡时，三个力首尾相接应该构成封闭的三角形，故选项 C正确 . 考点：力的平衡 . 如图所示 ,真空中 xOy 平面内有一束宽度为 d 的带正电粒子束沿 x 轴正方向运动 ,所有粒子为同种粒子 ,速度大小相等 ,在第一象限内有一方向垂直 xOy 平面的有界匀强磁场区 (图中未画出 ),所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于 x 轴上的 a 点 .下列说法中正确的是 A磁场方向一
2、定是垂直 xOy 平面向里 B所有粒子通过磁场区的时间相同 C所有粒子在磁场区运动的半径相等 D磁场区边界可能是圆 ,也可能是其他曲线 答案： CD 试题分析：由题意可知，正粒子经磁场偏转，都集中于一点 a，根据左手定则可有，磁场的方向垂直平面向外，故 A错误；由洛伦兹力提供向心力，可得 ，而运动的时间还与圆心角有关，因此粒子的运动时间不等，故 B错误；由洛伦兹力提供向心力，可得 ，由于同种粒子，且速度大小相等，所以它们的运动半径相等，故 C正确；所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于 x轴上的 a点，因此磁场区边界可能是圆，也可能是圆弧，故 D正确；故选： CD 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动
3、 . 在倾角为 的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨 PQ、 MN,相距为 L,导轨处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中 ,磁场方向垂直导轨平面向下 .有两根质量均为 m 的金属棒 a、 b,先将 a 棒垂直导轨放置 ,用跨过光滑定滑轮的细线与物块 c 连接 ,连接 a 棒的细线平行于导轨 ,由静止释放 c,此后某时刻 ,将 b 也垂直导轨放置 ,a、 c 此刻起做匀速运动 ,b棒刚好能静止在导轨上 .a 棒在运动过程中始终与导轨垂直 ,两棒与导轨电接触良好 ,导轨电阻不计 .则 A物块 c 的质量是 2msin B b棒放上导轨前 ,物块 c 减少的重力势能等于 a、 c 增加的动能 C
4、b棒放上导轨后 ,物块 c 减少的重力势能等于回路消耗的电能 D b棒放上导轨后 ,a 棒中电流大小是 答案： AD 试题分析： b棒静止说明 b棒受力平衡，即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡， a棒匀速向上运动，说明 a棒受绳的拉力和重力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三个力平衡， c匀速下降则 c所受重力和绳的拉力大小平衡由 b平衡可知，安培力大小 F安 =mgsin，由 a平衡可知 F绳 =F安 +mgsin=2mgsin，由 c平衡可知 F绳 =mcg；因为绳中拉力大小相等，故 2mgsin=mcg，即物块 c的质量为 2msin，故 A正确； b放上之前，根据能量守恒知 a
5、增加的重力势能也是由于 c减小的重力势能，故 B错误； a匀速上升重力势能在增加，故根据能量守恒知 C错误；根据 b棒的平衡可知 F安 =mgsin又因为 F安 =BIL，故 ，故 D正确；故选 AD 考点：物体的平衡；安培力 . 如图所示， a、 b是 x轴上关于 O点对称的两点， c、 d是 y轴上关于 O点对 称的两点， c、d两点分别固定一等量异种点电荷，带负电的检验电荷仅在电场力作用下从 a点沿曲线运动到 b点， E为第一象限内轨迹上的一点，以下说法正确的是 A c点的电荷带正电 B a点电势高于 E点电势 C E点场强方向沿轨迹在该点的切线方向 D检验电荷从 a到 b过程中，电势能
6、先增加后减少 答案： BD 试题分析：带负电的检验电荷仅在电场力的作用下从 a点沿曲线运动到 b点，合力指向曲线的内侧，故上面的电荷带同种电，即 c点电荷带负电，故 A错误；从 E点到 b点电场力做正功，电势能减小，由于是负电荷，故从 E到 b电势要升高，即 b点的电势高于 E点的电势又因为等量异号电荷的连线的中垂线是等势面， 故 a、 b两个点电势相等，所以 a点电势高于 E点电势，故 B正确； E点的切线方向为速度方向， E点的场强方向应与电场力方向在一直线，而曲线运动的受力与速度方向不可能在同一直线上，即 E点场强方向不可能是该点的切线方向，故 C错误；检验电荷从 a到 b过程中，电场力
7、先做正功后做负功，故电势能先增加后减小，故 D正确故选： BD 考点：等量异种电荷的电场；电势能 . 两端开口的 U形细管内装有一定量的水置于竖直面内，开口竖直向上，静止时两竖管内水面相平，由于细管的某种运动，管内水面形成如图所示的高度差，在下列描述的各种运动中，细 管可能的运动是 A水平向右加速运动 B水平向左加速运动 C绕某一竖直轴旋转运动 D自由落体运动 答案： AC 试题分析：对细管底端取一小段水，可知左边的压力大于右边的压力，可知这一小段水受到向右的合力，根据牛顿第二定律知，细管以及细管中的水具有向右的加速度，可知细管可能向右做加速运动；可能绕某一竖直轴旋转运动，靠合力提供向心力；故
8、 A、 C正确， B、 D错误故选： AC 考点：牛顿第二定律的应用 . 2012年 12月 27日，我国 自行研制的 “北斗导航卫星系统 ”（ BDS）正式组网投入商用。2012年 9月采用一箭双星的方式发射了该系统中的两颗轨道半径均为 21332km的 “北斗 -M5”和 “北斗 M-6”卫星，其轨道如图所示。关于这两颗卫星，下列说法正确的是 A两颗卫星的向心加速度大小相同 B两颗卫星速度大小均大于 7 9km/s C北斗 -M6的速率大于同步卫星的速率 D北斗 -M5的运行周期大于地球自转周期 答案： AC 试题分析：根据 知，轨道半径相等，则向心加速度大小相等故 A正确根据 知，轨道半
9、径越大，线速度越小，第一宇宙速度的轨道半径等于地球的半径，是做匀速圆周运动的最大速度，所以两颗卫星的速度均小于7.9km/s故 B错误北斗 -M6的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则线速度大于同步卫星的速率故 C正确因为北斗 -M6的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据 知，北斗 -M5的周期小于同步卫星的周期，即小于地球自转的周期故D错误故选 AC 考点：万有引力定律的应用 . 在半径为 r、电阻为 R的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度 B随时间 t的变化规律分别如图乙所示则 0t0时间内，导线框中 A没有
10、感应电流 B感应电流方向为逆时针 C感应电流大小为 2r2B0/（ t0R） D感应电流大小为 r2B0/（ t0R） 答案： D 试题分析：根据楞次定律可知，左边的导线框的感应电流是顺时针，而右边的导线框的感应电流也是顺时针，则整个导线框的感应电流方向顺时针，故 AB错误；由法拉第电磁感应定律，因磁场的变化，导致导线框内产生感应电动势，结合题意可知，产生感应电动势正好是两者之和，即为 ；再由闭合电路欧姆定律，可得感应电流大小为 ，故 D正确， C错误；故选： D 考点：法拉第电磁感应定律 . 如图所示，电路中的 A、 B是两个完全相同的灯泡， L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈， C
11、是电容很大的电容器。当开关 S断开与闭合时， A、 B灯泡发光情况是 A S刚闭合后， B灯亮一下又逐渐变暗， A灯逐渐变亮 B S刚闭合后， A灯亮一下又逐渐变暗， B灯逐渐变亮 C S闭合足够长时间后， A灯泡和 B灯泡一样亮 D S闭合足够长时间后再断开， B灯立即熄灭， A灯逐渐熄灭 答案： B 试题分析： S刚闭合后，灯泡 A与电感并联，由于电感阻碍电流的增大，所以 A灯亮一下，然后逐渐熄灭， B灯与电容器并联，由于电容器充电，所以 B灯逐渐变亮故B正确， A错误 S闭合足够长时间后， C中无电流，相当于断路， L相当于短路 ，所以 B很亮，而 A不亮故 CD错误故选： B 考点：自
12、感现象 . 如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个 D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核（ ）和氦核（ ）。下列说法中正确的是 A它们的最大速度相同 B它们的最大动能相同 C两次所接高频电源的频 率不相同 D仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 答案： A 试题分析：根据 ，得 两粒子的比荷 相等，所以最大速度相等故 A正确 最大动能 ，两粒子的比荷 相等，但质量不等，所以最大动能不等故 B错误带电粒子在磁场中运动的周期 ，两粒子的比荷 相等，所以周期相等作圆周运动的频率相等，因为所接高频电源的频率等于粒子做圆周运动的频率，故两次所接高频电源的频率
13、相同，故 C错误由 可知，粒子 的最大动能与加速电压的频率无关，故仅增大高频电源的频率不能增大粒子的最大动能故 D错误故选 A 考点：回旋加速器 . 如图所示，在粗糙绝缘的水平地面上放置一带正电的物体甲，现将另一个也带正电的物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由 M点移动到 N点，若此过程中甲始终保持静止，甲、乙两物体可视为质点，则下列说法正确的是 A乙的电势能先增大后减小 B甲对地面的压力先增大后减小 C甲受到地面的摩擦力不变 D甲受到地面的摩擦力先增大后减小 答案： B 试题分析：因为物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由 M点移动到 N点，而此圆弧为等势面，因而电场力不做功，则乙的电
14、势能不变，故 A错误；当质点乙由M点运动到最高点过程中，对物体甲受力分析，如图，受重力 G、地面的支持力 N、摩擦力 f以及静电力 F； 将静电力正交分解，由共点力平衡条件得到： Fsin-f=0 N-Fcos-mg=0 由 两式可解得： N=mg+Fcos； f=Fsin； 其中 G与 F不变， 逐渐减小为零，因而支持力 N逐渐变大， f逐渐变小；同理当乙由甲的正上方向右运动时， 由零逐渐增大，因而支持力 N逐渐变小， f逐渐变大；综合以上两个过程可知：物体甲受到地面的支持力 N先增大后减小，物体甲受到地面的摩擦力先减小后增大，故 B正确， CD错误；故选： B 考点：物体 的平衡 . 如图
15、所示，小车上有一定滑轮，跨过定滑轮的绳上一端系一重球，另一端系在弹簧秤上，弹簧秤固定在小车上。开始时小车处于静止状态，当小车匀加速向右运动时 A弹簧秤读数及小车对地面压力均增大 B弹簧秤读数及小车对地面压力均变小 C弹簧秤读数变大，小车对地面的压力不变 D弹簧秤读数不变，小车对地面的压力变大 答案： C 试题分析：开始时小车处于静止状态，小球受重力 mg、绳的拉力 F绳 1，由于小球静止，所以 F绳 1=mg，当 小车匀加速向右运动稳定时，小球也向右匀加速运动小球受力如图： 由于小球向右做匀加速运动，所以小球的加速度水平向右，根据牛顿第二定律小球的合力也水平向右，根据力图几何关系得出：此时绳子
16、的拉力 F绳 2 mg，所以绳中拉力变大，弹簧秤读数变大 对整体进行受力分析：开始时小车处于静止状态，整体所受地面的支持力等于本身重力当小车匀加速向右运动稳定时，整体在竖直方向无加速度，也就是整体在竖直方向出于平衡状态，所以整体所受地面的支持力仍然等于本身 重力故选 C 考点：牛顿第二定律 . 实验题 某研究性学习小组利用气垫导轨进行验证机械能守恒定律实验，实验装置如图甲所示。将气垫导轨水平放置，在气垫导轨上相隔一定距离的两点处安装两个光电传感器 A、 B，滑块 P上固定有遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电平，两光电传感器再通过一个或门电路与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速
17、运动，遮光条经过光电传感器 A、 B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电平随时间变化的图象。 （ 1）实验前 ，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，则图乙中的 t1、 t2间满足 _关系，则说明气垫导轨已经水平。 （ 2）用细线通过气垫导轨左端的定滑轮将滑块 P与质量为 m的钩码 Q相连，将滑块 P由如图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，若 t1、 t2和 d已知，要验证机械能是否守恒 ,还应测出 (写出物理量的名称及符号）。 （ 3）若上述物理量间满足关系式 ，则表明在滑块和砝码的运动过程中，系统的机械能守恒。 答案：（ 1） t1=t2； （ 2）滑块质量
18、M，两光电门间距离 L（ 3）试题分析：（ 1）如果遮光条通过光电门的时间相等，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平 （ 2）要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量， 光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度 ； ;滑块和砝码组成的系统动能的增加量 滑块和砝码组成的系统动能的重力势能的减小量 Ep=mgL；所以还应测出滑块质量 M，两光电门间距离 L （ 4）如果系统动能的增加量等于系统重力势能的减小量，那么滑块和砝码组成的系统机械能守恒 即： 考点：验证机械能守恒定律 . 某同学
19、利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势 (电动势 E大约在 9V左右，内阻 r约为 50)，已知该电池 允许输出的最大电流为 l50mA该同学利用如图 (a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为 2K， R为电阻箱阻值范围 0 9999，R0是定值电阻，起保护电路的作用 1实验室备有的定值电阻尺。有以下几种规格： A 2 B 20 C 200 D 2000, 本实验应选 (填入相应的字母 )作为保护电阻 2在图 (b)的实物图中，已正确地连接了部分电路，请完成余下电路的连接 3该同学完成电路的连接后，闭合开关 s，调节电阻箱的阻值；读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图 (c)所
20、示，其读数为 _ 4改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图 (d)所示的图线，则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势 E为 _V，内阻 r为 _ (结果保留两位有效数字 ) 5用该电路测电动势与内阻，测量和真实值的关系 E测 E真 ， r测 r真 (填 “大于 ”、 “小于 ”或 “等于 ”) 答案：（ 1） B（ 2）电路如图；（ 3） 6.5 V；（ 4） 10； 50 （ 5）小于；小于 试题分析：（ 1）当电阻箱的电阻调为零时，电路中电流最大，根据闭合电路欧姆定律得 ，得 R0=10，所以实验应选 B （ 2）根据电路图连接实物图，电动势 E大约在 9V左右，电压表应选择 15
21、V的量程，如图： （ 3）电压表应选择 15V的量程，所以读数为 6.5V， （ 4）闭合开关，调整电阻箱的阻值，读出电压表的示数，再改变电阻箱的电阻，得出多组数据根据 ，知图线的纵轴截距表示电动势的倒数 ，图线的斜率等于 有： ，解得 E=10V ，解得 r=50 （ 5）如果考虑电压表的内阻，根据实验的原理 ，得：，考虑电压表的内阻，此时图线的纵轴截距表示，所以 E测 小于 E真 ， r测 小于 r真 考点：测定电源的电动势及内阻 . 实验室新进了一批多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线和学生电源等电学元件。在某次课外小组活动中王大明和李小东分别做了如下实验： 王大明用已调零且
22、选择旋钮指向欧姆挡 “10”位置的多用电表测某电阻阻值，根据如图所示的表盘，被测电阻阻值是 _若将该表选择旋钮置于 1 mA挡测电流，表盘仍如图所示，则被测电流为 _mA 答案：； 0.40 试题分析：被测电阻阻值是 2210=220；若将该表选择旋钮置于 1 mA挡测电流，表盘仍如图所示，则被测电流为 0.4mA 考点：欧姆表及电流表读数 . 图甲为 20分度游标卡尺的部分示意图，其读数为 mm；图乙为螺旋测微器的示意图，其读数为 mm。 答案： .15； 2.970 （ 2.969 2.971）； 试题分析：游标卡尺的读数为 8mm+0.05mm3=8.15 mm； 螺旋测微器的读数为 2
23、.5mm+0.01mm47.0=2.970mm。 考点：游标卡尺及螺旋测微器的读数 . 计算题 如图 (甲 )， MN、 PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成 = 30角固定， M、 P之间接电阻箱 R，电阻箱的阻值范围 为 0 4，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为 B = 0.5T。质量为 m的金属杆 a b水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为 r。现从静止释放杆 a b，测得最大速度为 vm。改变电阻箱的阻值 R，得到 vm与 R的关系如图 (乙 )所示。已知轨距为 L = 2m，重力加速度 g=l0m/s2，轨道足够长且电阻不计。 (1)当 R =0时
24、，求杆 a b匀速下滑过程中产生感生电动势 E的大小及杆中的电流方向； (2)求金属杆的质量 m和阻值 r； (3)求金属杆匀速下滑时电阻箱消耗电功率的最大值 Pm。 答案：（ 1） 2V ；电流方向从 b a（ 2） 0.2kg； 2 （ 3） 4W. 试题分析：（ 1）由图可知，当 R=0时，杆最终以 v=2m/s匀速运动，产生电动势E=BLv=0.522V=2V由右手定则判断可知杆中电流方向从 b a （ 2）设杆运动的最大速度为 v，杆切割 磁感线产生的感应电动势 E=BLv 由闭合电路的欧姆定律得： 杆达到最大速度时满足 mgsin-BIL=0 联立解得： 由图象可知：斜率为 ，纵截
25、距为 v0=2m/s， 得到： ； 解得： m=0.2kg， r=2 （ 3）金属杆匀速下滑时电流恒定，则有 mgsin-BIL=0 得 电阻箱消耗电功率的最大值 Pm I2Rm 4W 考点：法拉第电磁感应定律；电功率 . 如图所示，竖直平面内四分之一光滑圆弧轨道 AP和水平传送带 PC相切于 P点，圆弧轨道的圆心为 O，半径为 R=5m。一质 量为 m=2kg的小物块从圆弧顶点由静止开始沿轨道下滑，再滑上传送带 PC，传送带可以速度 v=5m s沿顺时针或逆时针方向的传动。小物块与传送带间的动摩擦因数为 ，不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处 P时的机械能损失，重力加速度为 g=10m s2。
26、 (1)求小物体滑到 P点时对圆弧轨道的压力； (2)若传送带沿逆时针方向传动，物块恰能滑到右端 C，问传送带 PC之间的距离 L为多大： (3)若传送带沿顺时针方向的传动，传送带 PC之间的距离为 L=12.5m，其他条件不变，求小物块从 P点滑到 C点所用的时间。 答案：（ 1） 60N，方向竖直向下（ 2） 10m.（ 3） 7.5m. 试题分析： （ 1）由机械能守恒定律： 由牛顿定律： N=N，解得： N=3mg=60N，方向竖直向下 （ 2）滑块向右匀减速到头，末速度为零。 解得： （ 3）滑块先向右匀减速达到与传送带速度相同，然后匀速运动 解得： a=5m/s2 由 v2-v02
27、=-2ax1 解得： x1=7.5m 考点：牛顿第二定律；动能定理的应用 . 如图，静止于 A处的离子，经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从 P点垂直 CN进入矩形区域的有界匀强电场，电场 方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场，已知圆弧虚线的半径为 R，其所在处场强为 E、方向如图所示；离子质量为 m、电荷量为 q； 、 ，离子重力不计。 （ 1）求加速电场的电压 U； （ 2）若离子恰好能打在 Q点上，求矩形区域 QNCD内匀强电场场强 E0的值； （ 3）若撤去矩形区域 QNCD内的匀强电场，换为垂直纸面向里的匀强磁场，要求离子能最终打在 QN上，求磁场磁感应强度
28、 B的取值范围。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）离子在加速电场中加速，根据动能定理，有： 离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，根据牛顿第二定律，有 得 （ 2）离子做类平抛运动 2d=vt 2d= 由牛顿第二定律得 qE0=ma 则 E0= （ 3）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有 则 离子能打在 QF上，则既没有从 DQ边出去也没有从 PF边出去，则离子运动径迹的边界如图中 和 。 由几何关系知，离子能打在 QF上，必须满足： 则有 考点：带电粒子在匀强电场及在匀强磁场中的运动 如图所示，光滑绝缘的水平面上有一 网
29、状结构的板 OA与水平成为 30倾角放置，其左端有一竖直档板，挡板上有一小孔 P，已知 OA板上方有方向竖直向上、场强大小为 E=5V/m的匀强电场，和垂直纸面向外的、磁感应强度大小为 B=1T的匀强磁场，现有一质量为 m= 带电量为 q=+ 的带电小球，从小孔 P以速度v=2m/s水平射入上述电场、磁场区域，之后从 OA板上的 M点垂直 OA方向飞出上述的电磁场区域后而进入下方的电磁场区域 ， OA板下方电场方向变为水平向右，电场强度大小为 ，当小球碰到水平地面时立刻加上匀强磁场，磁感应强度大小仍为 B=1T，方向垂直纸面向里。小球与水平地面相碰时，竖直方向速度立刻减为零，水平方向速度不变，
30、小球运动到 D处刚好离开水平地面，然后沿着曲线 DQ运动，重力加速度为 g=10m/s2，小球在水平地面上运动过程中电量保持不变，不计摩擦。 （ 1）求小球在 OA上方空间电磁场 中运动时间 ； （ 2）求小球从 M运动到 D的时间； （ 3）若小球在 DQ曲线上运动到某处时速率最大为 vm，该处轨迹的曲率半径 （即把那一段曲线尽可能的微分，近似一个圆弧，这个圆弧对应的半径即曲线上这个点的曲率半径）。求 vm与 的函数关系。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）在 OA上方空间，因为 mg=Eq ，所以小球做匀速圆周运动 洛伦兹力提供向心力， 故有圆运动周期为： 小球在场中运动时间 （ 2）因小球垂直穿过 OA，即进入下方场时的速度和竖直夹角为 300，有下方电场方向水平，大小为 ，它与重力的合力也和竖直夹角为 300，故小球进入下方做匀加速直线运动，直到碰到水平面时，保留其水平方向速度继续做匀加速运动，到 D点时恰要离开水平面，即 M到 D水平方向匀加速运动： 小球从 M运动到 D的时间： （ 3）到 Q点速度最大，即 考点：带电粒子在复合场中的运动。
