1、20122013学年福建省漳州一中高三上学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（ ） A古希腊学者亚里士多德用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快，推翻意大利物理学家伽利略的观点 B德国天文学家开普勒发现了万有引力定律，提出了牛顿三大定律 C法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律 库仑定律，并测出了静电力常量 k 的值 D丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，并总结了右手螺旋定则 答案： C 试题分析：意大利物理学家伽利略用科学推理的方法论证了重物体和轻物体下落一样快，推翻了古希腊学 者亚里士多德的观点；英国物理学家牛顿发现了万
2、有引力定律，提出了牛顿三大定律；法国物理学家库仑 利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律 库仑定律，并测出了静电力常量 k的值；丹麦物理学家 奥斯特发现了电流的磁效应，但安培总结了右手螺旋定则，所以正确选项为 C。 考点：本题考查物理学史，是常识性问题。 如图所示，倾角 300、高为 L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为 3m、 m的两个小球 A、 B用一根长为 L的轻绳连接， A球置于斜面顶端。现由静止释放 A、 B两球， B球与弧形挡板碰撞过程时间极短无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，两球最终均滑到水平面上。已知重力加速度为 g，不计一切摩擦，则（ ） A A球刚滑至水平面时的
3、速度大小为 B B球刚滑至水平面时的速度大小为 C两小球在水平面上不可能相撞 D在 A球沿斜面下滑的过程中，轻绳对 B球先做正功、后不做功 答案： D 试题分析：当 B球沿斜面顶端向下运动时，设速度大小为 v，两个小球 A、 B运动过程中系统机械能守恒，则有： ，解得：，此后绳中无张力，小球 A做加速运动，小球 A滑到底端时速度为 ，根据动能定理， ，解得： ；小球 B滑到底端时速度为 ，根据动能定理， ，解得：；两个小球 A、 B运动到水平面上，由于后面的 B球速度大于 A球速度，所以小球 A、 B在水平面会相撞；在 B小球从斜面底端运动到顶端的过程中，轻绳对 B球先做正功，此后绳中无张力，
4、轻绳对 B球先不做功，所以正确选项为 D。 考点：本题考查了机械能守恒定律的应用。 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，并与高频电源相连。现分别加速质子（ ）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相同 D仅增大高频电源的电压可增大粒子的最大动能 答案： B 试题分析：根据 ，可得 ，两个粒子的比荷 不相等，因此它们的最大速度不同；粒子的最大动能 ，质子（ ）的比荷为 ，氦核（ ）的比荷为 ，因此它们的最大动能相同；由于带电粒子在磁场中运动的周期 ，两个粒子的比荷 不相等，因此它们
5、的周期不相等，即两次所接高频电源的频率不相同；根据粒子的最大动能，可知增大磁场的磁感应强度或增大 D形盒的半径，可以增加粒子的最大动能，与加速的 电压无关，所以正确选项为 B。 考点：本题考查了质谱仪和回旋加速器的工作原理。 如图所示，平行导轨之间有一个矩形磁场区，在相等面积的两部分区域内存在着磁感应强度大小相等方向相反的匀强磁场。细金属棒 AB沿导轨从 PQ处匀速运动到 PQ的过程中，棒上 AB两端的电势差 UAB随时间 t的变化图象正确的是（ ） 答案： C 试题分析：导体棒切割磁感线相当于一个电源，当磁感线方向向里时，由右手定则，可知导体棒上的感应 电动势 E向上， ，当磁感线方向向外时
6、， ，棒进入磁场区运动到磁场中点之前，棒上向 里的磁感线多于向 外的，因此 ，随棒向右运动， 数值减小，经过中点时为零，之后 ， 数值增大，直到脱离磁场，所以正确选项为 C。 考点：本题考查了导体棒做切割磁感线运动。 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作原理如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个绝缘物块。 0 t1时间内升降机停在某一楼层处， t1时刻升降机开始运动，从电流表中得到电流随时间变化的情况如图所示，下列判断正确的是（ ） A t1时刻升降机开始加速下降 B t2 t3时间内升降机处于静止状态 C t3 t4升
7、降机处于超重状态 D升降机从 t1开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在较高的楼层处 答案： D 试题分析：由电流随时间变化的情况可知， 0 t1时间内，升降机停在某一楼层处，压敏电阻所受压力 等 于绝缘物块的重力 ，即 ； t1 t2时间内，流过电流表的电流变小，由，则 变小， 由闭合电路欧姆定律，可知电路中的总电流 变大，则外电路中的并联电阻 变小， 则压敏电阻的阻值变小，压敏电阻所受压力 增大，即 ，由牛顿第二定律可知，物块具有竖直 向上的加速度，则升降机向 上做加速运动； t2 t3时间内，压敏电阻所受压力等于绝缘物块的重力 ， 升降机向上做匀速运动； t3 t4时间内，流过电流表的电
8、流变大，则压敏电阻的阻值变大，压敏电阻所受压 力 减小，即 ，由牛顿第二定律可知，物块具有竖直向下的加速度，则升降机向上做减速运动， 升降机处于失重状态， t4时刻，速度减为零，停在较高的楼层处，所以正确选项为 D。 考点：本题考查了闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律的应用。 点电荷 M、 N、 P、 Q的带电量相等， M、 N带正电， P、 Q带负电，它们分别处在一个矩形的四个顶点上， O为矩形的中心。它们产生静电场的等势面如图中虚线所示，电场中 a、 b、 c、 d四个点与 MNPQ共面，则下列说法正确的是（ ） A如取无穷远处电势为零，则 O点电势为零，场强为零 B O、 b两点电势 ， O
9、、 b两点场强 C将某一正试探电荷从 b点沿直线移动到 c点，电场力一直做正功 D某一负试探电荷在各点的电势能大小关系为 答案： B 试题分析：由图可知，过 O点的等势面可以延伸到无穷远，则 O点的电势和无穷远的电势相等，即 O点的 电势为零，根据场强的叠加原理，可知点电荷 M、 N、 P、 Q在 O点的场强不为零；由 于 ， ， 因此 ，由图可知， O点处的电场线密集，因此 ；将某一正试探电荷从 b点沿直线移动到 c 点，电势先降低后升高，因此电场力先做正功后做负功；由于，某一负试探电荷 在各点的电势能大小关系为 ，所以正确选项为 B。 考点：本题考查了电势、点电荷场强的叠加和电场力做功与电
10、势能的关系。 设北斗导航系统中的地球同步卫星在距地面高度为 h的同步轨道做圆周运动。已知地球的半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，万有引力常量为 G。下列说法正确的是（ ） A同步卫星运动的周期为 B同步卫星运行的线速度为 C同步轨道处的重力加速度为 D地球的平均密度为 答案： C 试题分析：由于同步卫星与地球同步，做匀速圆周运动，地球的引力提供向心力，则有： ，解得： ，由黄金代换式： ，可得： ；线速度定义可得： ；由，可得同 步轨道处的重力加速度为 ；由黄金代换式： ，可得地球的质量为 ，则 地球的密度 ，所以正确选项为 C。 考点：本题考查了万有引力在天体中的应用，解题的关键在于找
11、出向心力的来源。 质量为 800kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力 F与对应的速度 v，并描绘出 图象（图中 AB、 BO均为直线）。假设电动车行驶中所受的阻力恒定，下面关于电动车的检测数据说法正确的（ ） A.车行驶中所受的阻力是 2000N B.车的额定功率是 6000W C.车做匀加速运动的加速度是 2.5m/s2 D.AB过程车运动的时间为 10s 答案： B 试题分析：由 图象可知，电动车由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率后，做牵引力逐渐减 小的变加速直线运动，最终达到最大速度 时，牵引力 ，故阻力 ，
12、电 动车的额定功率为 ；匀加速运动时，牵引力 ，匀加速运动的加速度为 ，匀加速运动的末速度 ，匀加速运动的时间为，所以正确 选项为 B。 考点：本题考查了机动车以恒定加速度启动方式。 A、 B、 C、 D、 E五个小球从不同高度由静止开始同时释放，从 A球碰到地面的瞬间开始计时，每隔相等的时间间隔， B、 C、 D、 E四个小球依次落到地面。下列给出的四幅图中能恰当表示五个小球刚释放时离地面高度的是（ ） 答案： A 试题分析：由于每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面，假设 A球经过 T时间落地，则 B、 C、 D、 E四个 小球落地时间分别为 2T、 3T、 4T、 5T，逆过来看，可知一个小
13、球每经过相等时间间隔内的位移越来越大， 因此从下而上，相邻两个小球之间的竖直位移越来越大，所以正确选项为 A。 考点：本题考查自由落体运动。 如图所示，一个质量为 m的滑块静止置于倾角为 30的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的 P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为 30，则（ ） A滑块可能受到三个力作用 B弹簧一定处于压缩状态 C斜面对滑块的支持力大小可能为零 D斜面对滑块的摩擦力大小可能等于 mg 答案： A 试题分析：弹簧与竖直方向的夹角为 30，由几何关系可知弹簧的方向垂直于斜面，由于弹簧的形变情况未知，因此斜面与滑块之间的弹力大小不确定，所以滑块可能只受重力、斜面
14、支持力和静摩擦力三个力的作用而处于平衡状态，此时弹簧弹力为零，弹簧处于原长状态；根据共点力平衡进行分析，滑块一定受到静摩擦力的作用， ，方向沿斜面向上，因此，斜面对滑块的支持力大小不可能为零，所以正确选项为 A。 考点：本题考查共点力的平衡条件及应用。 实验题 用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势 E和内阻 r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。 A电压表 V1（量程 6V、内阻很大） B电压表 V2（量程 3V、内阻很大） C电流表 A（量程 3A、内阻很小） D滑动变阻器 R（最大阻值 10、额定电流 4A） E小灯泡（ 2A、 5W） F电池组（电动势 E、内阻 r） G开
15、关一只，导线若干 实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表 V1的示数增大，则电压表 V2的示数减小。 （ 1）请将设计的实验电路图在下方的虚线方框中补充完整。 （ 2）每一次操作后，同时记录电流表 A、电压表 V1和电压表 V2的示数，组成两个坐标点（ I， U1）、（ I， U2）， 标到 UI 坐标中，经过多 次测量，最后描绘出两条图线，如下图所示，则电池组的电动势 E _V、 内阻 r 。（本小题结果保留 2位有效数字） （ 3）在 UI 坐标中两条图线在 P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为 ，电池组的效率为 （此空结果保留 2位有效数字）。 答案：（ 1）电路图
16、如图所示 （ 2） 4.5 1.0 （ 3） 0 56% 试题分析：（ 1）电路图如图所示 （ 2）电源的 UI 图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势 ，电源内阻 （ 3）由图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压 UL=2.5V，此时电路电流I=2.0A，由闭合电路欧姆定律 可得： ，解得： ，电池组的效率为：。 考点：本题考查了电源的 UI 图象和小灯泡的伏安特性曲线。 甲乙两位同学利用穿过打点计时器的纸带来记录小车的运动，计时器所用电源的频率为 50Hz。 （ 1）实验后，甲同学选择了一条较为理想的纸带，测量数据后，通过计算得到了小车运动过程中各计时时刻的速度如表格所示。 位置编号
17、 0 1 2 3 4 5 时间： t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 速度： v/m s-1 0.42 0.67 0.92 1.16 1.42 1.76 分析表中数据，在误差允许的范围内，小车做 _运动；由于此次实验的原始纸带没有保存，该同学想估算小车从位置 0到位置 5的位移，其估计算方法如下： x（ 0.420.1 0.670.1 0.920.1 1.160.1 1.420.1） m，那么，该同学得到的位移 _ （选填 “大于 ”、 “等于 ”或 “小于 ”）实际位移。 （ 2）乙同学的纸带如下图，按时间顺序取 0、 1、 2、 3、 4、 5、 6七个计数点，每相邻的两计
18、数点间都有四个点未画出。用刻度尺量出 1、 2、 3、 4、 5、 6点到0点的距离如图所示（单位： cm）。由纸带数据计算可得计数点 3所代表时刻的瞬时速度大小 v3 _m/s，小车的加速度大小 a_m/s2。（本小题结果保留 2位有效数字） 答案：（ 1）匀加速直线 小于 （ 2） 0.33 0.76 试题分析：（ 1）根据表中数据可知，小车的速度均匀增加，在误差允许的范围内， ,小车做匀加速直线运动； 小车的速度均匀增加， 0 0.1s实际位移应该大于 0.420.1m，依此类推 0 0.4s实际位移应该大于（ 0.420.1 +0.670.1+0.920.1+1.160.1+1.420
19、.1） m，所以该同学得到的位移小于实际位移。 （ 2）由题意可知，相邻计数点间的时间间隔： T=0.02s5=0.1s，根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时 速度等于该过程中的平均速度，因此有：；根据逐 差法，可得小车的加速度 。 考点：本题考查了应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力。 计算题 （ 10分）滑雪运动中当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个 暂时的 “气垫 ”，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦，然而当滑雪板相对雪地 速度较小时，与雪地接触时间 超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大。假设滑雪者的速度超过4m/s时，滑雪板与雪地间的动 摩擦
20、因数就会由 1 0.25变为 2 0.125。一滑雪者从倾角 37的坡顶 A处由静止开始自由下滑，滑至坡 底 B（ B处为一光滑小圆弧）后又滑上一段水平雪地，最后停在 C处，如图所示，不计空气阻力，坡长 L 26m，取 g 10m/s2， sin37 0.6， cos37 0.8，求： （ 1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间； （ 2）滑雪者到达 B处的速度大小； （ 3）滑雪者在水平雪地上运动的最大距离。 答案：（ 1） 1s （ 2） 16m/s （ 3） 99.2m 试题分析：（ 1）设滑雪者质量为 m，滑雪者在斜坡上从静止开始加速至速度v1=4m/s期间，由牛顿第二定
21、律： （ 1分） 解得： （ 1分） 故由静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间： （ 1分） （ 2）根据牛顿定律和运动学公式有： （ 1分） （ 1分） （ 1分） （ 1分） 代入数据解得： （ 1分） （ 3）设滑雪者速度由 减速到 期间运动的位移为 ，速度由减速到零期间运动的位移为 ，则由动能定理有： ，解得 （ 1分） ，解得 （ 1分） 所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为： （ 1分） 考点：本题考查了牛顿运动定律和匀变速直线运动规律的应用。 （ 10分）如图所示，在水平方向的匀强电场中固定一表面光滑、与水平面成 45o角的绝缘直杆 AB，其 B端距地面高度 h。有一质量为
22、 m、带负电、电荷量为 q的小环套在直杆上，正以 v0的速度沿杆匀速下滑，小环离开杆后落在与B端正下方 P点相距 l的 Q点，重力加速度 g，求： （ 1）电场强度 E的大小； （ 2）小环离开直杆后运动的加速度大小和方向； （ 3）小环运动到 Q点时的速度大小。 答案：（ 1） （ 2） 垂直斜向右下方（ 3） 试题分析：（ 1）对小环进行受力分析，由于小环沿杆匀速下滑，则： （ 2分） 解得： （ 1分） （ 2）小环离开杆之后，受重力和电场力作用，这二力的合力为： （ 1分） 由牛顿第二定律得： （ 1分） 联立解得： （ 1分） 方向与直杆垂直斜向右下方 （ 1分） （ 3）对小环由
23、B到 Q的过程，由动能定理得： （ 2分） 解得： （ 1分） 考点：本题考查牛顿第二定律和动能定理的应用。 （ 10分）如图所示，处于原长的轻质弹簧放在固 定的光滑水平导轨上，左端固定在竖直的墙上，右端与质量为 mB=2kg的滑块 B接触但不连接，此时滑块 B刚好位于 O点。光滑的水平导轨右端与水平传送带理想连接，传送带长度L=2.5m，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率 v=4.0m/s匀速传动。现用水平向左的推力将滑块 B缓慢推到 M点（弹簧仍在弹性限度内），当撤去推力后，滑块 B沿轨道向右运动，滑块 B脱离弹簧后以速度 vB=2.0m/s向右运动，滑上传送带后并从传送带右端 Q
24、点滑出落至地面上的 P点。已知滑块 B与传送带之间的动摩擦因数 =0.10，水平导轨距地面的竖直 高度 h=1.8m，重力加速度 g取 10m/s2。 求：（ 1）水平向左的推力对滑块 B所做的功 W； （ 2）滑块 B从传送带右端滑出时的速度大小； （ 3）滑块 B落至 P点距传送带右端的水平距离。 答案：（ 1） 4J （ 2） 3m/s （ 3） 1.8m 试题分析：（ 1）设滑块 B 脱离弹簧时推力对 B 所做的功为 W，根据动能定理，有： （ 2分） （ 2）滑块 B滑上传送带后做匀加速运动，设滑块 B从滑上传送带到速度达到传送带的速度 v所用的时间为 t，加速度大小为 a，在时间
25、t内滑块 B的位移为x， 根据牛顿第二定律和运动学公式得： （ 1分） （ 1分） （ 1分） 解得： （ 1分） 即滑块 B在传送带上一直做匀加速运动，设滑出时的速度为 由 解得： （ 1分） （ 3）由平抛运动的规律，则有： （ 1分） （ 1分） 解得： （ 1分） 考点：本题考查了平抛运动、动能定理和匀变速运动规律的应用。 （ 15分）如图（甲）所示，在 xoy平面内有足够大的匀强电场，电场方向竖直向上，电场强度 E=40N/C。在 y轴左侧平面内有足够大的瞬时磁场，磁感应强度 B1随时间 t变化规律如图（乙）所示， 15s后磁场消失，选定磁场垂直向里为正方向。在 y轴 右侧平面内还有
26、方向垂直纸面向外的恒定的匀强磁场，分布在一个半径为 r=0.3m的圆形区域（图中未画出），且圆的左侧与 y轴相切，磁感应强度 B2=0.8T。 t=0时刻，一质量 m=810-4kg、电荷量 q=+210-4C的微粒从 x轴上 xP=-0.8m处的 P点以速度 v=0.12m/s向 x轴正方向入射，重力加速度 g取 10m/s2。 （ 1）求微粒在第二像限运动过程中离 y轴、 x轴的最大距离； （ 2）若微粒穿过 y轴右侧圆形磁场时，速度方向的偏转角度最大，求此圆形磁场的圆心坐标（ x、 y）； （ 3）若微粒以最大偏转角穿过 磁场后 , 击中 x轴上的 M点，求微粒从射入圆形磁场到击中 M点
27、的运动时间 t 。 答案：（ 1） 3.3m 2.4m （ 2） （ 0.3， 2.25） （ 3） 25.4s 试题分析：（ 1）由于微粒射入电磁场后受 ，微粒相当于仅在洛伦兹力作用下做匀速 圆周运动，则有： （ 1分） （ 1分） 解得： ， s （ 1分） 所以从乙图可知：在 0 5s内粒子向上做匀速圆周运动， 5s 10s内微粒向左匀速运动， 运动位移： m （ 1分） 10s 15s内，微粒又向上匀速圆周运动后向右匀速穿过 y轴， 所以，离 y轴的最大距离： （ 1分） 离 x轴的最大距离： （ 1分） （ 2）如下图微粒穿过圆磁场要求偏转角最大，必须入射点 A与出射点 B连线为磁场的直径，则有： ，解得： （ 1分） 所以最大偏转角： （ 1分） 圆心坐标： ， （ 2分） （ 3）微粒在圆磁场中的运动时间为： （ 1分） 微粒射出圆磁场后匀速运动如图 因为 （ 1分） 微粒射出 B点时 y方向速度为： （ 1分） （ 1分） 因此 （ 1分） 考点：本题考查了带电粒子在电磁场中的运动。
