1、2013-2014学年浙江省杭州外国语学校高三上期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 如图，三根长度均为 l的轻绳分别连接于 C、 D两点， A、 B两端被悬挂在水平天花板上，相距 2l。现在 C点上悬挂一个质量为 m的重物，为使 CD绳保持水平，在 D点上可施加力的最小值为： A mg B mg C mg D mg 答案： B 试题分析：由几何关系知 AC、 BD绳子与水平方向夹角为 600， D点处于平衡状态，则 CD绳子的弹力大小为 F1=mgtan300,D点处于平衡状态，拉力 F与 BD绳子的拉力合力与 CD弹力相平衡， F最小时有 F=F1sin600，解得 F的最小值为mg/
2、2， B正确。 考点：本题考查物体平衡。 如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈 和 ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（ 为细导线）。两线圈在距磁场上界面 高处由静止开始自由下落，并进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈 、 落地时的速度大小分别为 v1、 v2，在磁场中运动时产生的热量分别为 Q1、 Q2。不计空气阻力，则： A v1 Q2 D v1 =v2， Q1a。略去项的贡献，则两点电荷的合电场在 M和 N 点的强度： A大小之比为 2： 1，方向相反 B大小之比为 1：
3、 1，方向相反 C大小均与 成正比，方向相反 D大小均与 L的平方成反比，方向相互垂直 答案： AC 试题分析：如图，根据点电荷的场强公式 E=kq /r2，运用平行四边形定则，结合结几何关系， M、 N 点的场强分别为 EM=kq /(L a） 2 -kq /(L+a） 24kqa/ L3, 根据相似三角形定则有 EN=kq(2a） /(L2+ a2） 2kqa/ L3,M点的场强是N 点场强的 2倍， A正确， B错误； M点的场强与 N 点场强都与 a成正比，与L的三次方成反比， C正确， D错误 . 考点：本题考查电场的叠加。 如图所示， MN 是纸面内的一条直线，其所在空间充满与纸面
4、平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场（场区都足够大），现有一个重力不计的带电粒子从 MN 上的 O 点以水平初速度 v0射入场区，下列判断正确的是： A如果粒子回 到 MN 上时速度增大，则该空间存在的场一定是电场。 B如果粒子回到 MN 上时速度大小不变，则该空间存在的场可能是电场。 C若只改变粒子的初速度大小，发现粒子再回到 MN 上时与其所成的锐角夹角不变，则该空间存在的场一定是磁场。 D若只改变粒子的初速度大小，发现粒子再回到 MN 上所用的时间不变，则该空间存在的场一定是磁场。 答案： ABD 试题分析：带电粒子受到的洛伦兹力不做功， A正确，粒子回到 MN 的速度不变，可以使磁场力
5、使其做匀速圆周运动，也可以是垂直与 MN 的电场，使粒子做类似于斜抛的运动， B正确， C错误；若粒子垂直与 MN 的电场中做类似斜抛的运动，速度改变，粒子回到 MN 的时间改变， D正确。 考点：本题考查带电粒子在电场和磁场中运动。 如图所示是一种升降电梯的示意图， A为载人箱， B为平衡重物，它们的质量均为 M，上下均有跨过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下使电梯上下运行。已知电梯中所载人的质量为 m，匀速上升的速度为 v，在电梯到顶层前关闭电动机，电梯依靠惯性还能上升 h的高度而停止。不计钢索与滑轮之间的摩擦，关于电梯配平衡重物的主要目的和上升高度 h，下列说法正确的是： A电梯配平衡重物
6、的主要目的是为了电梯 上下运行时稳定些 B电梯配平衡重物的目的是为了电梯上下运行时，电动机少做功 C D h 答案： BD 试题分析：平衡物与载人箱子质量相等，电梯运行时，电动机只需对载人箱中的人做功即可， B正确；关闭电动机后，载人箱和平衡物重力相平衡，电梯中所载的人的重力使整个系统减速，有 mg=（ m+2M） a,得 av2/2g， D正确。 考点：本题考查牛顿定律、匀变速运动规律。 如图，一个边长为 l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场； 一个边长也为 l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直； 虚线框对角线 ab与导线框的一条边垂直， ba的延长线平分导线框在 t=0时， 导线
7、框从图示位置开始以恒定速度沿 ab方向开始进入磁场区域，直到整个导线框离开磁场区域以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正下列表示 i-t关系的图示中，可能正确的是： 答案： C 试题分析：据右手定则得线框前条边刚进入磁场区域过程中感应电流为逆时针方向，且由 E=Blv知感应电流逐渐增大，当导线框的前条边完全进入磁场而后条边还未进入磁场的过程中，导线框中的电流恒定不变； 之后，当导 线框的前条边开始出磁场而后条边还未进磁场的过程中，线框中的电流开始逐渐减小，再后，当导线框的前条边出磁场后条边开始进磁场的过程中线框中的电流大小继续减小，且减小的情况比前一阶段减小情况更快（因为前后两条边形
8、成的电动势反向抵消），直到电流减小到零，共 4种情况，依此类推此后也是 4种情况， C正确 考点：本题考查电磁感应的图像。 电动势为 E、内阻为 r的电源与定值电阻 R1、 R2及滑动变阻器 R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向 b端时，下列说法正确的是： A电压表和电流表读数都增大 B电压表和电 流表读数都减小 C电压表读数增大，电流表读数减小 D电压表读数减小，电流表读数增大 答案： A 试题分析：当触头向 b滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，则外电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大，电压表示数增大，电阻 R1电压减小，并联部分电压增大，电阻 R2的电流增大，电
9、流表示数增大， A正确。 考点：本题考查电路的动态分析。 如图所示匀强电场 E的区域内，在 O 点处放置一点电荷 +Q， a、 b、 c、 d、 e、f为以 O 点为球心的球面上的点， aecf平面与电场线平行， bedf平面与电场线垂直，则下列说法中正 确的是： A b、 d两点的电场强度相同 B a点的电势等于 f点的电势 C点电荷 +q在球面上任意两点之间移动时，电场力一定不做功 D将点电荷 +q在球面上任意两点之间移动，从球面上 a点移动到 c点的电势能变化量最大 答案： D 试题分析： b、 d两点电场强度方向不同， A错误；把正电荷从 a点移到 f点，中心 +Q 电荷对它不做功，匀
10、强电场对它做正功，被移到电荷电势能降低，所以a点电势高于 f点电势， B错误；点电荷 +q在球面上任意两点间移动时， +Q 对它不做功，匀强电场可能做功， C错误；将 +q从 a移到 c点，匀强电场做功最大，电势能变化最大， D错误。 考点：本题考查电场叠加，电场力做功与电势能变化的关系。 一粗糙半圆轨道 MN 竖直放置，直径 MN 位于水平，如图所示，一小物块从 M点正上方高 H处自由下落，正好滑入半圆轨道，它离开 N 点后上升的高度为 H/2。当小物块接着下落后又从 N 点滑入半圆轨道后，如不计空气阻力，则小物块： A正好到达 M点，然后回滑 B到不了 M点即回滑 C可冲出 M点再上升一段
11、高度 D不能确定能否冲出 M点 答案： C 试题分析：小物从 M向 N 运动时在同一点的速度比从 N 到 M过程大，小物块做 圆周运动，速度大，则支持力大，滑动摩擦力大，因此小物块从 M到 N 过程克服摩擦力做功比从 N 到 M过程大，小物块从 M到 N 克服摩擦力做功为mgH/2，则从 N 到 M克服摩擦力做功小于 mgH/2，小物块可以冲出 M点后再上升一段距离， C正确。 考点：圆周运动，功能关系 如图所示， A处为绕月轨道上运动的空间站，有一关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近，并与空间站在 B处对接。已知空间站绕月轨道半径为 r，周期为 T，万有引力常量为 G，下列说法中 不
12、正确 的是： A图中航天飞机正加速飞向 B处 B航天飞机在 B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速 C根据题中条件可以算出月球质量 D根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小 答案： D 试题分析：航天飞机在引力作用下靠近月球，引力做正功，速度增大， A 正确；航天飞机在 B处必须点火减速，才能与空间轨道对接， B正确；由GMm/r2=m1(2/T） 2r，根据已知条件可求出月球的质量 M， C正确；空间站的质量未知，不能求出月球与空间站间的引力， D错误。 考点：本题考查万有引力定律应用。 以初速度 v0竖直向上抛出一质量为 m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变 。已知重力加速
13、度为 g，则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为 ： A 和 B 和 C 和 D和 答案： C 试题分析：物体减速上升时，由牛顿第二定律得 mg+f=ma1,由匀变速运动规律有 v02=2ah,物体加速下降时，由牛顿第二定律有 mg-f=ma2,由匀变速运动规律有v2=2ah,解得 C正确。 考点：本题考查牛顿定律应用。 如图所示，有一个直角墙，用相同材料做成的三块木板分别倾斜放置于墙上，木板 1和木板 2的底边位置相同，木板 2 和木板 3 的顶端位置相同，现给一大小可忽略不计的物块分别从三块木板顶端以相同初速沿木板滑下，则物块从顶端滑至底端过程中，下列说法正确的是： A沿木板 1
14、 滑下时，到底端所需时间最短 B沿木板 2 和 3滑到底端时动能相同 C沿木板 2滑下时，到底端动能最大 D沿木板 1滑下时，摩擦力做功最少 答案： C 试题分析：设物块与木板的动摩擦因数为 ，斜面夹角为 ，物块下滑过程克服滑动摩擦力做功为 Wf=mgcosl=mgscos， s为斜面在水平面的投影距离 .物块沿 1和 2下滑过程中克服滑动摩擦力做功相同， D错 误；当物块从 2和 3下滑时，沿 2斜面过程克服滑动摩擦力做功小，到底端动能大， B错误 C正确。物块从 1 和 2 下滑，沿 1 斜面下滑加速度小，位移小，无法确定两者时间关系，A错误。 考点：本题考查牛顿定律应用。 如图所示，一根
15、细线下端拴一个金属小球 P，细线的上端固定在金属块 Q上， Q 放在带小孔的水平桌面上。小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），两次金属块 Q 都保持在桌面上静止。则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是： A Q 受到桌面的支持力变大 B Q 受到桌面的静摩擦力不变 C小球 P运动的角速度变大 D小球 P运动的周期变大 答案： C 试题分析：对小球分析，设绳子拉力为 F，绳子与竖直方向夹角为 ，绳子长度为 l，则有 Fcos=mg， Fsin=m（ 2/T） 2r,r=lsin，解得 T2=42lcos/g,当小球位置
16、升高时，周期减小，角速度增大， C正确， D错误。 Q 物块处于平衡状态，有 N=Mg+Fcos=（ M+m） g，支持力不变， A错误； f=Fsin=mgtan，物块位置升高， 增大， f增大， B错误。 考点：本题考查圆周运动向心力分析和物体平衡。 如图所示，小车的质量为 M，人的质量为 m，人用恒力 F拉绳，若人与车保持相对静止，且地面为光滑的，又不计滑轮与绳的质量，则车对人的摩擦力可能是： A ，方向向左 B ，方向向右 C ，方向向右 D ，方向向右 答案： D 试题分析：对人和车整体分析，绳子对整体的拉力为 2F，方向向左，有 2F=（ M+m） a,设车对人的静摩擦力为 f，方
17、向向右，对人分析有 F-f=ma,解得 f=（ M-m） F/(M+m） ,若 Mm,则 f0，车对人的摩擦力向右，若 M”、 “2R， 高度满足条件 （ 3分） 以合力 F 合 方向、垂直于合力方向分别建立坐标系，并将速度分解，当 F与mg 的合力与 v垂直时，即图中 vy=0时小球的动能最小，设经过的时间为 t （ 3分） 考点：本题考查带电体在电场中运动。 （ 10分）如图的环状轨道处于竖直面内，它由半径分别为 R和 2R的两个半圆轨道、半径为 R的两个四分之一圆轨道和两根长度分别为 2R和 4R的直轨道平滑连接而成。以水平线 MN 和 PQ为界，空间分为三个区域，区域 和区域 内有磁感
18、应强度为 B的水平向里的匀强磁场，区域 和 内有竖直向上的匀强电场，电场场强大小为 。一质量为 m、电荷量为 +q的带电小环穿在轨道内，它与两根直轨道间的动摩擦因数为 （ 01），而轨道的圆弧形部分均光滑。将小环在较长的直轨道 CD下端的 C点无初速释放（不考虑电场和磁场的边界效应，重力加速度为 g），求： （ 1）小环在第一次通过轨道最高点 A时的速度 vA的大小； （ 2）小环在第一次通过轨道最高点 A时受到轨道的压力 FN的大小； （ 3）若从 C点释放小环的同时，在区域 再另加一垂直于轨道平面向里的水平匀强电场，其场强大小为 ，则小环在两根直轨道上通过的总路程多大？ 答案：（ 1） （
19、 2） （ 3） 或 s 总 = 或 s 总 = 试题分析：（ 1）从 C到 A，洛伦兹力不做功，小环对轨道无 压力，也就不受轨道的摩擦力由动能定理，有： 可得： （ 3分） （ 2）过 A点时，研究小环，由受力分析和牛顿第二定律，有： 解得 （ 3分） （ 3）由于 01，小环必能通过 A点，以后有三种可能： （ 4分） 有可能第一次过了 A点后，恰好停在 K 点，则在直轨道上通过的总路程为： 也有可能在水平线 PQ上方的轨道上往复若干次后，最后一次从 A点下来恰好停在 K 点，对整个运动过程，由动能定理，有： 得： s 总 = 还可能最终在 D 或 点速度为零（即在 D 与 点之间振动），由动能定理，有 得： s 总 = 考点：本题考查带电粒子在电场磁场中运动。
