1、2013届陕西省西安市第一中学高三上学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 关于物理学的研究方法，以下说法错误的是：（ ） A在用实验探究加速度、力和质量三者之间关系时，应用了控制变量法 B在利用速度时间图像推导匀变速直线运动位移公式时应用的是微元法 C定义电场强度时应用了比值法，因而电场强度与电场力和试探电荷的电量无直接决定关系 D在不需要考虑物体本身的大小和形状时，建立质点概念是用近似替代法 答案： D 试题分析：虽然定义电场强度时应用了比值法： ，但电场强度的决定式是, 电场强度与电场力和试探电荷的电量无直接决定关系， C正确。在不需要考虑物体本身的大小和形状时，建立质点概念是用理
2、想模型法， D错。 考点：物理研究方法 （ 5分）康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量如图给出了光子与静止电子碰撞后电子的运动方向，则碰后光子：（ ） A可能沿 1方向，且波长变小 B可能沿 2方向，且波长变小 C可能沿 1方向，且波长变长 D可能沿 3方向，且波长变长 答案： C 试题分析：康普顿效应第一次从实验上证实了爱因斯坦提出的关于光子具有动量的假设。光子和电子、质子这样的实物粒子一样，不仅具有能量，也具有动量，碰撞过程中能量守恒，动量也守恒。根据动量守恒，碰后光子不可能沿 2、3方向，根据能量守恒，在散射波中，除了原波长的波以外，还出现波长增大的波。因此选 C。 考点：康普顿效
3、应 （ 5分）下列叙述中符合物理学史实的有（ ） A托马斯 杨通过对光的干涉现象的研究，证实了光具有波动性； B卢瑟福通过 “粒子散射实验 ”的研究，发现了原子核是由质子和中子组成的； C麦克斯韦验证 了电磁场理论，提出了光是一种电磁波； D贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构学说。 答案： A 试题分析：卢瑟福通过 “ 粒子散射实验 ”的研究，提出了原子的核式结构模型，但中子是由查德威克发现的， BD错；麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹对麦克斯韦电磁场理论进行了实验验证， C错。 考点：物理学史 （ 5分）如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC的单色光从空气射向 E点，并偏
4、折到 F点。已知入射方向与边 AB的夹角为 =30,E、 F分别为边AB、 BC的中点，则（ ） A.该棱镜的折射率为 B.光在 F点发生全反射 C.光从空气进入棱镜，波长变大 D.从 F点出射的光束与入射到 E点的光束平行 答案： A 试题分析： 图所示，入射角 折射角 所以棱镜的折射率为 ， A正确； 在 F点的入射角是 ，小于临界角，不发生全反射， B错；光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，所以波长变小， C错；从 F点出射的光束与 BC边的夹角是 ， D错。 考点：光的折射定律 临界角 （ 5分）、如下图所示，质量为 M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为
5、m的物体从某一时刻起给 m一个水平向右的初速度 v0，那么在物块与盒子前后壁多次往复碰撞后（ ） A两者的速度均为零 B两者的速度总不会相等 C车的最终速度为 mv0/M，向右 D车的最终速度为 mv0/（ M m），向右 答案： D 试题分析：根据动量守恒，物块与盒子前后壁多次往复碰撞，最后以相同的速度向右运动， 所以： ，选项 D正确。 考点：动量守恒 从地面以大小为 v1的初速度竖直向上抛出一个皮球，经过时间 t皮球落回地面，落地时皮球速度的大小为 v2。已知皮球在运动过程中受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，重力加速度大小为 g。下面给出时 间 t的四个表达式中只有一个是合理的，你可
6、能不会求解 t，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断， t的合理表达式应为（ ） A B C D 答案： C 试题分析：从单位考虑，排除 A选项；皮球上升时加速度变小，下降时加速度变小， v-t图象大致是： 所以选项 C最为合理。 考点：变加速运动 如图所示的电路中，灯泡 A和灯泡 B原来都是正常发光的现在突然灯泡 A比原来变暗了些，灯泡 B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是（ ） A R3断路 B R2断路 C R1短路 D R1、 R2同时短路 答案： B 试题分析：由电路图可知，通过灯泡 A的电流等于通过灯泡 B的电流与通过 R2的电流之和。灯泡
7、 A比原来变暗了些，灯泡 B比原来变亮了些，说明通过灯泡B的电流变大，而通过灯泡 A的电流变小，因此通过 R2的电流变小，所以选 B。R3断路或 R1短都会使或两灯泡都比原来变亮； R1、 R2同时短路会使灯泡 A比原来变亮，灯泡 B熄来。 考点：电路中的电压、电流特点 在静电场中，将一正电荷从 a点移到 b点，电场力做了负功，则（ ） A b点的电场强度一定比 a点大 B电场线方向一定从 b指向 a C b点的电势一定比 a点高 D该电荷的动能一定减小 答案： C 试题分析： a、 b两处的场强没有必然联系， A错；电场线方向不一定与电荷运动轨迹相同， B错；将一正电荷从 a点移到 b点，电
8、场力做了负功，电势能一定增大，所以 b点的电势一定比 a点高， C选项正确；如果其它力对电荷做的正功大于电场力对电荷做的负功，电荷的动能会增大， D错。 考点：电势 电场强度 如图所示，质量不等的木块 A 和 B 的质量分别为 m1和 m2，置于水平面上，A、 B与水平面间动摩擦因数相同 .当水平力 F作用于左端 A上，两物体一起作匀加速运动时， A、 B间作用力大小为 F1.当水平力 F作用于右端 B上，两物体一起作匀加速运动时， A、 B间作用力大小为 F2，则 （ ） A. 在两次作用过程中，物体的加速度的大小相等 B. 在两次作用过程中， F1+F2 F D. 在两次作用过程中， 答案
9、： A 试题分析： 整体分析，两种情况加速度大小相同，都是： ， A选项正确；两次过程中， ，所以有： ， BCD错； 考点：整体法隔离法 质量为 的物体在 平面上作曲线运动，在 方向的速度图像和 方向的位移图像如图所示，下列说法正确的是（ ） A质点初速度的方向与合外力方向垂直 B 2s末质点速度大小为 C质点的初速度为 D质点所受的合外力为 答案： CD 试题分析： 从图象可知，物体在 x轴做初速度为 3m/s，加速度为 1.5m/s2的匀加速直线运动，物体在 y轴方向做沿 y轴负方向，速度为 4m/s的匀速直线运动。所以物体所受的合外力大小为 F=ma=3N，方向沿 x轴正方向，质点的初
10、速度为，方向与 x轴方向成 53， A选项错； CD选项正确； 2s末质点速度沿 x轴方向大小为 ， B错。 考点：速度图象 位移图象 牛顿第二定律 如图所示，质量相等的物体 A和物体 B与地面的动摩擦因数相等，在力 F的作用下，一起沿水平地面向右移动 x，则（ ） A摩擦力对 A、 B做功相等 B A、 B动能的增量相同 C F对 A做的功与 F对 B做的功相等 D合外力对 A做的总功与合外力对 B做的总功不相等 答案： B 试题分析：物体 A受到的摩擦力更大，所以摩擦力对 A做的功大， A选项错；物体 A和物体 B质量相同，初末速度也相同，所以它们的动能增量相同， B选项正确；由动能定理：
11、 合外力做的功等于动能的增量，动能增量相同，摩擦力对 A做的功大，所以 F对 A做的功大， CD错。 考点：动能定理 假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是（ ） A地球的向心力变为缩小前的一半 B地球的向心力变为缩小前的 C地球绕太阳公转周期与缩小前的相同 D地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半 答案： BC 试题分析：根据万有引力公式，得向心力 ，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，则天体质量变为原来的 ，此时向心力为： ，A错 B对；由： 得： ，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半时周期：
12、 ， C对 D错。 考点：万有引力定律 实验题 （ 6分）某同学用如图 a所示的电路测量电源的电动势和内阻，其中 R是电阻箱， R0是定值电阻，且 R0=3000， G是理想电流计。改变 R的阻值分别读出电流计的读数，做出 1/R1/I 图像如图 b所示，则：电源的电动势是 ，内阻是 答案： 3v 1 试题分析：由电路图可得： 整理得： ，将图象中取两组数据代入，解得： E=3V r=1 考点：电源的电动势和内阻 （ 8分）如图所示，为 “用 DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系 ”的实验装置。 （ 1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持 _不变，用钩码所受的重力大小
13、作为 _，用 DIS测小车的加速度。 （ 2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出 a-F关系图线（如右图所示）。分析此图线 OA段可得出的实验结论是_。 （ 3）此图线的 AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（ ）（单选题） A小车与 轨道之间存在摩擦 B导轨保持了水平状态 C所挂钩码的总质量太大 D所用小车的质量太大 答案：（ 1）小车的总质量 小车所受外力 （ 2）在质量不变的条件下，加速度与外力成正比 （ 3） C 试题分析：（ 1）采用控制变量法 ，应保持小车的总质量。（ 2）从 a-F关系图线可以看出基本上是一条直线，所以可以得出在质量不变的
14、条件下，加速度与外力成正比；（ 3）本次实验的条件是所挂钩码的总质量应远小于小车的总质量，否则不能用钩码所受的重力作为小车所受外力。此图线的 AB段明显偏离直线说明所挂钩码的总质量太大。 考点：研究加速度和力的关系 计算题 （ 18分）如图所示，带电平行金属板 PQ和 MN之间的距离为 d；两金属板之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。如图建立坐标系， x轴平行于金属板，与金属板中心线重合， y轴垂直于金属板。区域 I的左边界在y轴，右边界与区域 II的左边界重合，且与 y轴平行；区域 II的左、右边界平行。在区域 I和区域 II内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小均为 B，区域
15、I内的磁场垂直于 Oxy平面向外，区域 II内的磁场垂直于 Oxy平面向里。一电子沿着 x轴正向以速度 v0射入平行板之间，在平行板间恰好沿 着 x轴正向做直线运动，并先后通过区域 I和 II。已知电子电量为 e，质量为 m，区域 I和区域 II沿x轴方向宽度均为 。不计电子重力。 （ 1）求两金属板之间电势差 U； （ 2）求电子从区域 II右边界射出时，射出点的纵坐标 y； （ 3）撤除区域 I中的磁场而在其中加上沿 x轴正向的匀强电场，使得该电子刚好不能从区域 II的右边界飞出。求电子两次经过 y轴的时间间隔 t。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）电子在平行板间做直
16、线运动，电场力与洛伦兹力平衡 即 （ 2分） 所以， （ 2分） （ 2）如图所示， 电子进入区域 I做匀速圆周运动，向上偏转，洛伦兹力提供向心力 所以， （ 2分） 设电子在区域 I中沿着 y轴偏转距离为 y0，区域 I的宽度为 b（ b= ），则（ 2分） 代入数据，解得 （ 1分） 电子在两个磁场中有相同的偏转量。 电子从区域 II射出点的纵坐标 （ 2分） （ 3）电子刚好不能从区域 II的右边界飞出，说明电子在区域 II中做匀速圆周运动的轨迹恰好与区域 II的右边界相切，圆半径恰好与区域 II宽度相同。设电子进入区域 II时的速度为 ， ，所以 （ 2分） 电子通过区域 I的过程中，
17、向右做匀加速直线运动， 此过程中平均速度电子通过区域 I的时间 （ b为区域 I的宽度 ） 解得： （ 1分） 电子在区域 II中运动了半个圆周，设电子做圆周运动的周期为 T，则 电子在区域 II中运动的时间 （ 2分） 电子反向通过区域 I的时间仍为 。所以， 电子两次经过 y轴的时间间隔 （ 2分） 考点：带电粒子在磁场中运动 （ 15分）某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为 vt 图象，如图所示（除 2s10s 时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）。已知在小车运动的过程中， 2s14
18、s 时间段内小车的功率保持不变，在 14s末停止遥控而让小车自由滑行，小车的质量为 1.0kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。求： （ 1）小车所受到的阻力大小； （ 2）小车匀速行驶阶段的功率； （ 3）小车在加速运动过程中位移的大小。 答案：（ 1） f=1.5N （ 2） P=9w （ 3） S=42m 试题分析：（ 1）在 14s末停止遥控而让小车自由滑行 ,由图象可得： 小车所受到的阻力： （ 2）小车匀速行 驶， （ 3） 0s2s 小车位移： 2s10s 小车位移为 ，由动能定理有： 所以 小车在加速运动过程中位移的大小 : 考点：动能定理 功率 （ 10分）
19、如图甲所示，波源 S从平衡位置 y 0处开始竖直向上振动（ y轴的正方向），振动周期为 T 0.01 s，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为 v 80 m/s.经过一段时间后， P、 Q 两点开始振动，已知距离 SP 1.2 m，SQ 2.6 m a.求此波的频率和波长； b.若以 Q点开始振动的时刻作为计时的零点，试在图乙中分别画出 P、 Q两点的振动图象 答案： a. f 100 Hz 0.8 m b. 试题分析： a. 由 T 0.01 s， f 得 f Hz 100 Hz， vT 800.01 m 0.8 m. b. 波源 S起振的方向竖直向上，则波传到 P、 Q两点时， P、 Q的起振方向均竖直向上，因 SP 1.2 m 1 ， SQ 2.6 m 3 ， 可见，当 Q开始振动时，质点 P已振动了 ，即 Q开始振动时，质点 P在波谷，因此 P、 Q的振动图线如图所示： 考点：波长、频率、周期的关系 振动图象
