1、2013届江西省师大附中、临川一中高三 12月联考物理试卷与答案（带解析） 选择题 将一只小球竖直向上抛出 ,小球运动时受到空气阻力的大小与速度大小成正比 ,下列描绘小球在上升过程中的加速度大小 a及速度大小 v与时间 t关系的图像 ,可能正确的是 ( )答案： BD 试题分析：设物体所受的阻力为 ，物体的质量为 m，则在上升过程中有：，即 ，解得 ，因为上升过程中速度越来越小，所以物体的加速度越来越小，故 a变化的越来越小， v-t图像的斜率越来越小，故 AC 错误， BD正确， 考点：考查了竖直上抛运动以及运动图像 点评：本题的难点有： 要根据阻力与速度的大小成正比写出阻力的表达式； 必须
2、能够明确 v-t的斜率代表物体的加速度即倾斜程度越大加速度越大； 能够根据牛顿第二定律写出上升的过程中有 mg+f=ma1； 两个可视为质点的小球 a和 b,用质量可忽略的刚性细杆相连放置在一个光滑的半球面内 ,如图所示 ,已知细杆长度是球面的半径的 倍 ,当两球处于平衡状态时 ,细杆与水平面的夹角 =150 ,则小球 a和 b的质量之比为 ( ) A 2:1 B :1 C 1: D :1 答案： B 试题分析：设细杆对两球的弹力大小为 T，小球 a、 b的受力情况如图所示， 其中球面对两球的弹力方向指向圆心，即有 ,解得： =45 故 FNa的方向为向上偏右， FNb的方向为向上偏左，即 两
3、球都受到重力、细杆的弹力和球面的弹力的作用，过 O 作竖直线交 ab于 c点，设球面的半径为 R，由几何关系可得 取 a、 b及细杆组成的整体为研究对象，由平衡条件得：水平方向上有： 即 ，联立解得质量比为 :1， B正确， 考点：考查了力的平衡条件的应用 点评： 利用平行四边形（三角形）定则分析物体的受力情况属于常见方法，掌握好这种方法的关键在于深刻地理解好 “在力的图示中，有向线段替代了力的矢量 ” 在理论上，本题也可用隔离法分析小球 a、 b的受力情况，根据正交分解法分别列平衡方程进行求解，但是求解三角函数方程组时难度很大故本题采用了水平向上由整体列平衡方程求解的方法 如图所示 ,PQ
4、和 MN 为水平平行放置的金属导轨 ,相距 L=1m PM间接有一个电动势为 E=6V,内阻 r=1的电源和一只滑动变阻器导体棒 ab跨放在导轨上 ,棒的质量为 m=0.2kg,棒的中点用细 绳经定滑轮与物体相连 ,物体的质量M=0.3kg棒与导轨的动摩擦因数为 =0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等 ,导轨与棒的电阻不计 ,g取 10m/s2),匀强磁场的磁感应强度 B=2T,方向竖直向下 ,为了使物体保持静止 ,滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是 ( ) A 2 B 4 C 5 D 6 答案： D 试题分析：当导体棒刚好向左运动时，有 ，代入数据解得，故 , 当导体棒刚好向右运动时，有
5、，代入数据解得 ，故，所以不可能为 D， 考点：考查了力的平衡条件的应用 点评：本题最容易忽略一种情况，导体棒可以沿左右两种方向运动，根据力的平衡分析解题 如图所示电路中 ,电源电动势 恒定 ,内阻 r=1,定值电阻 R3=5当电键 K断开与闭合时 ,ab段电路消耗的电功率相等则下列说法中正确的是 ( ) A电阻 R1、 R2可能分别为 4、 5 B电阻 R1、 R2可能分别为 3、 6 C电键 K 断开时电压表的示数一定大于 K 闭合时的示数 D电键 K 断开与闭合时电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于 6 答案： ACD 试题分析：当电建断开时有 ,当电键闭合时有：,
6、因为两种情况下消耗的电功率相等，所以，即 ，将 AB代入得 A正确， B错误， 当电键闭合后，电路总电阻减小，电路总电流增大，路端电压减小，所以 C正确， 闭合前后电压变化量为 闭合前后电流的变化量为 两式比值为 6， D正确， 考点：考查了电路的动态分析 点评：本题的关键是能画出闭合前后电路的等效电路图，然后结合相关规律解题 有一个大塑料圆环固定在水平面上 ,以圆环圆心为坐标原点建立平面直角坐标系 .其上面套有两个带电小环 1和小环 2,小环 2固定在圆环上某点 (图中未画出 ),小环 1原来在 A点 .现让小 环 1逆时针从 A转到 B点 (如图 a),在该过程中坐标原点 O 处的电场强度
7、 x方向的分量 Ex随 变化的情况如图 b所示 , y方向的分量 Ey随 变化的情况如图 c所示 ,则下列说法正确的是 ( ) A小环 2可能在 AC 间的某点 B小环 1带负电 ,小环 2带正电 C小环 1在转动过程中 ,电势能先减后增 D坐标原点 O 处的电势一直为零 答案： D 试题分析：从 bc两图中可得出，当 1在 A点时，在 O 点产生的电场方向指向 x负方向，在 时，两电荷在 x轴方向上的合电场为零，在 y轴方向的合电场为 2E，方向指向 y轴负方向，在 时， x轴上 的电场方向指向正方向，所以可得 1带正电， 2带负电， 2位于 C点出， AB错误，在 1转动过程中，当时，引力
8、做负功，即电场力做负功，电势能先增加，在 时，电场力做正功，电势能减小， C错误，因为等量异种电荷产生的电场的连线的中垂线为零等势线，而 O 点一直处于两电荷连线的中垂线上，所以 O 点处的电势一直为零， D正确， 考点：考查了等量异种电荷电场特点 点评：本题的难度系数较大，关键是理解 bc两幅图中的信息，根据电场的叠加原理，判断 12两环的位置以及电性， 如图所示 ,空间存在足够大的竖直向下的匀强电场 ,带正电荷的小球（可视 为质点且所受电场力与重力相等）自空间 O 点以水平初速度 v0抛出 ,落在地面上的A点 ,其轨迹为一抛物线现仿此抛物线制作一个光滑绝缘滑道并固定在与 OA完全重合的位置
9、上 ,将此小球从 O 点由静止释放 ,并沿此滑道滑下 ,在下滑过程中小球未脱离滑道 P为滑道上一点 ,已知小球沿滑道滑至 P点时其速度与水平方向的夹角为 45,下列说法正确的是 ( ) A小球两次由 O 点运动到 P点的时间相等 B小球经过 P点时 ,水平位移与竖直位移之比为 1： 2 C小球经过滑道上 P点时 ,电势能变化了 m D小球经过滑道上 P点时 ,重力的瞬时功率为 mgv0 答案： C 试题分析：由于杆对小球的作用，则两次由 O 点运动到 P点的时间不相等， A错误；由 P点时其速度与水平方向的夹角为 45，有 ，由于轨迹为类平抛轨迹，故得 ， B错误；做类平抛运动时，有 ，当小球
10、从 0点由静止释放，到达 P点，根据动能定理有，得 ，则电势能变化了 ， C 正确；根据功率公式 ， D错误。 考点：考查了带电物体在电场中的偏转 点评：带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同先分析受力情况再分析运动状态和运动过程（平衡、加速 、减速，直 线或曲线），然后选用恰当的规律解题解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化 的观点，选用动能定理和功能关系求解 如图所示 ,A、 B两物体用一根跨过定滑轮的细绳相连 ,置于固定斜面体的两个斜面的相同高度 ,处于静止状态 ,两斜面的倾
11、角分别是 =530和 =370,若不计摩擦 ,以虚线所在处为零势能参考平面 ,剪断细绳后下列说法中正确的是 ( ) A两物体质量为 B两物体着地时的动能 EkA=EkB C两物体着地时的动能 D两物体着地时的机械能相同 答案： CD 试题分析：剪断细绳前，两物体处于静止状态，所以受力平衡，在沿斜面方向上有： ，故 ， A错误，因为落地后，下落的高度一定，所以根据动能定理可得 ，所以质量越大，动能就越大，故 ， B 错误 C 正确，过程中只有重力做功，所以落地时的机械能相等，D正确， 考点：考查了机械能守恒定律的应用 点评：重力势能的变化量与零势能选取无关，只和下落高度有关 物体脱离星球引力所需
12、要的最小速度称为第二宇宙速度 ,第二宇宙速度 v2与第一宇宙速度 v1的关系是 v2= v1已知某星球半径是地球半径 R的 1/3,其表面的重力加速度是地球表面重力加速度 g的 1/6,不计其它星球的影响 ,则该星球的第二宇宙速度为 ( ) A B C D 答案： B 试题分析：设该星球的质量为 M，半径为 r，绕其飞行的卫星的质量为 m，由万有引力提供向心力得 ，解得 ，又因为它表面的重力加速度为地球表面的重力加速度的 1/6,，所以 ， 因为 ，联立可得 ， B正确， 考点：考查了天体运动规律 点评：过此类题型，学会知识点的迁移，比如此题：把地球第一宇宙速度的概念迁移的某颗星球上面 如图甲
13、所示 ,物块的质量 m=1kg,初速度 v0=10m/s,在一水平向左的恒力 F作用下从 O 点沿粗糙的水平面向右运动 ,某时刻后恒力 F突然反向 ,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示 ,g=10m/s2下列选项中正确的是 ( ) A 0-5s内物块做匀减速运动 B在 t=1s时刻 ,恒力 F反向 C恒力 F大小为 10N D物块与水平面的动摩擦因数为 0.3 答案： BD 试题分析：从图中可得，开始一段时间内， F和摩擦力同向，在 5m处， F和摩擦力反向，根据动能定理可得 ，解得,所以物体在减速阶段的加速度为 ，故在 时速度为零，恒力变向， B正确，加速过程的加速度
14、为 ，所以加速阶段的时间为 ， A错误， C正确，根据公式 可得 ， D正确， 考点：考查了运动图像的应用 点评：本题的关键是根据动能定理求出两力的大小，知道减速运动时， F和 f反向，加速时 F和 f同向 一物体以初速度为 v0做匀减速运动 ,第 1s内通过的位移为 x1=3m,第 2s内通过的位移为 x2=2m,又经过位移 x3物体的速度减小为 0,则下列说法中不正确的是( ) A初速度 v0的大小为 2.5m/s B加速度 a的大小为 1m/s2 C位移 x3的大小为 9/8m D位移 x3内的平均速度大小为 0.75m/s 答案： A 试题分析：物体在相等的时间间隔内走过的位移差是一个
15、定值，所以 ，故 ，所以根据公式 可得 ， A错误， B正确，根据公式 可得物体在第 2s末的速度为 ，所以根据公式 可得 ， C正确，这段位移内的平均速度为， D正确， 考点：考查了匀变速直线运动规律的应用 点评：匀变速直线运动中有很多推论，例如本题的物体在相等的时间间隔内走过的位移差是一个定值，在做题的时候应根据题中的信息选择适当的公式计算 实验题 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率 ,步骤如下： (1)用游标为 20分度的卡尺测量其长度如图甲 ,由图可知其长度为 _mm; 用螺旋测微器测量其直径如图乙 ,由图可知其直径为 _mm;用多用电表的电阻 “10”挡 ,按正确的操作步骤
16、测此圆柱体的电阻 ,表盘的示数如图丙 ,则该电阻的阻值约为 _ (2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻 R,现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻 R A金属丝 L,长度为 L0,直径为 D B电流表 A1,量程 1 mA,内阻 r1=375 C电流表 A2,量程 500 A,内阻 r2=750 D电压表 V,量程 10 V,内阻 10 k E电阻 R1,阻值为 100 ,起保护作用 F滑动变阻器 R2,总阻值约 20 G电池 E,电动势 1.5V,内阻很小 H开关 S、导线若干 为使实验误差较小 ,要求测得多组数据进行分析 ,请在虚线框中画出测量的电路图 ,并标明所用器材的代号 (3
17、)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的 R测量值几乎相等 ,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为 =_ m (保留 2位有效数字 ) 答案： (1) 50.15 (2)4.700 (3) 220 (3分 )(2) 见 (3) 7.610-2 (3分 ) 试题分析：（ 1）游标卡尺的读数为 ， 螺旋测微器的读数为： ， 欧姆表的读数为 （ 2）所给的仪器中电压表的量程太大，会造成很大的误差，所以我们不使用电压表，但是可以选用两个电流表来代替，滑动变阻器采用分压接法，如图所示 （ 3）根据公式 ,可得 ,代入数据可得考点：考查了求解电阻率的实验 点评：本实验中难点在于电路图的设计，因为给出的电压表
18、不能用，所以需要选用一个电流表来替代 某学习小组利用自行车的运动 “探究阻力做功与速度变化的关系 ” 人骑自行车在平直的路面上运动 ,当人停止蹬车后 ,由于受到阻力作用 ,自行车的速度会逐渐减小至零 ,如图所示在此过程中 ,阻力做功使自行车的速度发生变化设自行车无动力后受到的阻力恒定 (1)在实验中使自行车在平直的公路上获得某一速度后停止蹬车 ,需要测出人停止蹬车后自行车向前滑行的距离 s,为了计算自行车的初速度 v,还需要测量_（填写物理量的名称及符号） (2)设自行车受到的阻力恒为 f,计算出阻力做的功 W及自行车的初速度 v改变人停止蹬车时自行车的速度 ,重复实验 ,可以得到多组测量值以
19、阻力对自行车做功的大小为纵坐标 ,自行车初速度为横坐标 ,作出 W-v曲线 .分析这条曲线 ,就可以得到阻力做的功与自行车速度变化的定性关系在实验中作出 W-v图象如图所示 ,其中符合实际情况的是 _ 答案： (1) 人停止蹬车后自行车滑行的时间 t(3分 ) ;(2)_C_(3分 ) 试题分析：（ 1）当人停止蹬车后 ,自行车做匀减速直线运动，所以过程中中间时刻速度等于平均速度，所以 ， 故还需要测量出自行车运动的时间 t （ 2）自行车的动能全部转化为内能，所以 ，故图像是一条 开口向上的抛物线， C正确， 考点：考查了 “探究阻力做功与速度变化的关系 ” 点评：本题是一道创新实验，关键是
20、理解实验的原理， 计算题 如图甲所示 ,长木板 A放在光滑的水平面上 ,质量为 m=1kg的物块 B以水平初速度 v0=3m/s从 A的一端滑上水平上表面 ,它们在运动过程中的 v-t图线如图乙所示请根据图象求 : (1)B在 A上滑动的相对位移 ; (2) A、 B组成的系统损失的机械能 E 答案：（ 1） s 相对 =1.5m（ 2） 试题分析： (1)B在 A上滑动的相对位移即为图中三角形面积 s 相对 =1.5m (2分 ) (2)由图象的物理意义可知 : (2分 ) 则由能量守恒可得 : (2分 ) 考点：考查了力学综合应用 点评：在做力学综合的时候，受力分析是关键，可用牛顿定律解题
21、也可运动动能定理或者机械能守恒解题 有一个边长为 L=1.6m的正方形桌子 ,桌面离地高度为 h=1.25m.一个质量为的小物块可从桌面正中心 点以初速 v0=3m/s沿着与 OA成 370的方向在桌面上运动直至落地 .设动摩擦因数为 =0.25 ,取 g=10m/s2,求 : (1)物块落地的速度大小是多少 (2)物块落地点到桌面中心 点的水平距离是多少 答案：（ 1） （ 2） 试题分析： 14.(8分 )解 : (1)设小物块落地时的速度为 v,由能量守恒可得 : （ 4分） (3)设小物块运动到桌边时的速度为 v,则由能量守恒可得 : （ 2分） 小物块作平抛的时间为 （ 1分） 小物
22、块落地点到桌面中心 点的水平距离为 （ 1分） 考点：考查了能量守恒定律的应用 点评：在使用能量守恒定律的时需要区分清楚能之间的转化关系 如图所示 ,小球 a被一根长为 L=0.5m的可绕 O 轴自由转动的轻质细杆固定在其端点 ,同时又通过绳跨过光滑定滑轮与另一个质量为 m小球 b相连 ,整个装置平 衡时杆和绳与竖直方向的夹角均为 30若将小球 a拉水平位置（杆呈水平状态）开始释放 ,不计摩擦 ,竖直绳足够长 ,求 : (1)小球 a的质量 ; (2)当杆转动到竖直位置时 ,小球 b的速度大小 (结果可用根式表示 ) 答案：（ 1） （ 2） 试题分析： (1)当 M球处于平衡状态时 : (3
23、分 ) (2)当 a球转到竖直位置时 ,b球上升的高度为 h L （ 1分） 设此时 a球、 b球的速度分别为 va、 vb,由速度分解可得 （ 2分） 在整个运动过程中 ,机械能守恒 : . (2分 ) 考点：考查了力学综合应用 点评：在做力学综合的时候，受力分析是关键，可用牛顿定律解题也可运动动能定理或者机械能守恒解题 在电场方向水平向右的匀强电场中 ,一带电小球从 A点竖直向上抛出 ,其运动的轨迹如图所示 .小球运动的轨迹上 A、 B两点在同一水平线上 ,M为轨迹的最高点 .小球抛出时的动能为 8.0J,在 M点的动能为 6.0J,不计空气的阻力 .求： (1)小球水平位移 x1与 x2
24、的比值； (2)小球落到 B点时的动能 EkB. (3)小球从 A点运动到 B点的过程中最小动能 Ekmin 答案：（ 1） x1:x2 1:3（ 2） 32J（ 3） 试题分析： (1) 如图所示 ,带电小球在水平方向上受电场力的作用做初速度为零的匀加速运动 ,竖直方向上只受重力作用做竖直上抛运动 ,故从 A到 M和 M到 B的时间相等 ,则 x1:x2 1:3 (3分 ) (2)小球从 A到 M,水平方向上电场力做功 W 电 =6J,则由能量守恒可知 ,小球运动到B点时的动能为 Ek=Ek0+4W 电 =32J (3分 ) (3)由于合运动与分运动具有等时性 ,设小球所受的电场力为 F,重
25、力为 G,则有 : (2分 ) 由右图可知 , (1分 ) 则小球从 A运动到 B的过程中速度最小时速度一定与等效 G垂直 ,即图中的 P点 ,故 . (1分 ) 考点：考查了带电粒子在电场中的运动， 点评：带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同先分析受力情况再分析运动状态和运动过程（平衡、加速、减速，直 线或曲线），然后选用恰当的规律解题解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化 的观点，选用动能定理和功能关系求解 如图甲所示 ,两平行金属板接有如图乙所示随时间 t变化的电压 U,两
26、板间电场可看作均匀的 ,且两板外无电场 ,板长 L=0.2 m,板 间距离 d=0.2 m在金属板右侧有一边界为 MN 的区域足够大的匀强磁场 ,MN 与两板中线 OO垂直 ,磁感应强度 B=510-3T,方向垂直纸面向里现有带正电的粒子流沿两板中线 OO连续射入电场中 ,已知每个粒子速度 v0=105 m/s,比荷 q/m=108 C/kg,重力忽略不计 ,在每个粒子通过电场区域的极短时间内 ,电场可视作是恒定不变的 (1)试求带电粒子射出电场时的最大速度 ; (2)证明：在任意时刻从电场射出的带电粒子 ,进入磁场时在 MN 上的入射点和在MN 上出射点的距离为定值 ,写出该距离的表达式 ;
27、 (3)从电场射出的带电粒子 ,进入磁场运动一段时间后又射出磁场 ,求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间 答案：（ 1） （ 2） （ 3） ，试题分析： (1)设两板间电压为 U1时 ,带电粒子刚好从极板边缘射出电场 ,则有(2分 ) 粒子刚好从极板边缘射出电场时 ,速度最大 ,设最大速度为 v1,则有：(2分 ) (2)设粒子进入磁场时速度方向与 OO的夹角为 ,速度大小 ,则(4分 ) s与 无关 ,即射出电场的任何一个带电粒子进入磁场的入射点与出射点间距离恒为定值 . (3)粒子飞出电场进入磁场 ,在磁场中按逆 时针方向做匀速圆周运动 .粒子飞出电场时的速度方向与 OO的最大夹角为 , . 当粒子从下板边缘飞出电场再进入磁场时 ,在磁场中运动时间最长 : ; (2分 ) 当粒子从上板边缘飞出电场再进入磁场时 ,在磁场中运动时间最短 : . (2分 ) 考点：考查了带电粒子在磁场中的偏转问题 点评：带电粒子以一定的速度进入匀强磁场，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动粒子在磁场中运动的周期仅与粒子的比荷有关，而运动的时间与偏转角有关当入射速度越大时，运动轨道的半径越大，而向心加速度由速度与半径来确定
