1、2014届山东省枣庄市高三上学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列说法正确的是 A卡文迪许通过实验测出了引力常量 G的数值 B库仑通过实验精确地测出了元电荷的数值 C安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的 D纽曼和韦伯在对有关理论和资料进行严格分析后，分别得出了法拉第电磁感应定律 答案： AD 试题分析：卡文迪许利用扭秤实验测量出了引力常量，故选项 A正确；密立根通过油滴实验测量出了元电荷的数值，故选项 B错误；安培定则是用来判断导线周围磁场方向的，判断通电导线在磁场中所受安培力方向的是左手定则，故选项 C错误；法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯提出了定量关系，即法拉
2、第电磁感应定律，故选项 D正确 考点：考查学生对物理学家的历史贡献的认识 如图所示， R1和 R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但 R1的尺寸比 R2的尺寸大。在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图，则下列说法正确的是 A R1中的电流小于 R2中的电流 B R1中的电流等于 R2中的电流 C R1中自由电荷定向移动的速率大于 R2中自由电荷定向移动的速率 D R1中自由电荷定向移动的速率小于 R2中自由电荷定向移动的速率 答案： BD 试题分析：由电阻定律 可知 ，由于两导体所加电压相同，所以电流强度相等，故选项 A错误 B正确；根据电流的微观定义式 可知 s越大 v越
3、小，故选项 C错误 D正确 考点：电阻定律；电流的微观定义 如图所示，开关 S闭合后， A灯与 B灯均发光， A、 B两灯电阻均大于电源的内阻。当滑动变阻器的滑片 P向左滑动时，以下说法正确的是 A A灯变暗 B B灯变暗 C电源的输出功率先增大、后减小 D电源的总功率减小 答案： BD 试题分析：当滑片向左滑动时，总电阻 R变大，总电流 减小，所以通过 B灯的电流减小，亮度变暗，故选项 B正确；由 可知： A灯两端的电压变大，所以 A灯变亮，故选项 A错误；由 可知电源的总功率减小，故选项 D正确；由 A、 B两灯电阻均大于电源的内阻，所以外电路电阻变大时，电源的输出功率减小，故选项 C错误
4、 考点：恒定电流的动态分析；电源功率的计算 1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。由左端射入质谱仪的一束粒子若运动轨迹如图所示，则下列说法正确的是 A该束粒 子带负电 B极板 P1带正电 C在 B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D在 B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷 越大 答案： B 试题分析：根据粒子在磁场 B2中的运动，由左手定则可知粒子带正电，故选项A错误；所以粒子磁场 B1中所受洛伦兹力方向向上，电场力方向向下，所以上极板带正电，故选项 B正确；粒子从电容器出来时速度大小一样，在磁场 B2中运动时，由 可知：半径越大，比荷 越小，故选
5、项 CD错误 考点：带电粒子在电场和磁场中的应用 如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度 v从 A点沿直径 AOB方向射入磁场，经过 t时间从 C点射出磁场， OC与OB成 60角。现将带电粒子的速度变为 v，仍从 A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为 A t B 2t C t D t 答案： C 试题分析：粒子运动轨迹如图所示， 设 r为圆形磁场的半径， R为粒子轨迹半径由 可得： 由几何知识可得： ，粒子在磁场中运动周期： 设圆心角为 ，粒子在磁场中运动的时间 当粒子速度变为 时，故 ， 故此时粒子偏转圆心角等于 90，故粒子在磁场中运动
6、时间 故 ，即： t2=1.5t，故 ABD错误， C正确 考点：带电粒子在磁场中的运动 如图所示，实线是电场中的等势线，为中心对称图形，部分等势线的上端标出了其电势数值；虚线是以中心点为圆心的圆， a、 b、 c、 d是圆周跟等势线的交点； M、 N 是中轴线跟等势线的交点。下列说法正确的是 A a、 b、 c、 d四点的电势都相等 B a、 b、 c、 d四点的电场强度大小都相等、方向都相同 C电子若从 a点运动到 c点，则克服电场力做的功大于 0.4eV D电子若在 M点由静止释放，则将沿中轴线穿越电场区域向 N 点运动，此过程加速度先减小、后增加 答案： D 试题分析：由题意可知： ，
7、故选项 A错误；由电场中等势面对称分布可知： ，但由场强方向垂直于等势面可知其方向不相同，故选项 B错误；电子从 a点运动到 c点，电场力做正功，故选项 C错误；电子从 M点释放后将沿直线运动，由等势面的疏密表示场强的强弱可知加速度先减小后增加，故选项 D正确 考点：静电场等势面的特点 如图所示，竖直直线为某点电荷 Q 所产生的电场中的一条电场线， M、 N是其上的两点。将带电小球 q自 M点由静止释放，它运动到 N 点时速度恰好为零。由此可以判定 A Q 为正电荷，位于 N 点下方 B M点的电场强度小于 N 点的电场强度 C M点的电势高于 N 点的电势 D q在 M点的电势能大于在 N
8、点的电势能 答案： B 试题分析：小球从 M点先加速下落再减速到 N 点速度为零，说明电场力方向向上且在 M点的电场力小于重力，在 N 点的电场力大于重力，故选项 B正确；由于不知道电荷的电性，所以点电荷 Q 的带电性质也不知道，电场方向也就不知道， M点和 N 点的电势高低关系也就不明确，故选项 AC 错误；由题意可知电场力做负功，电势能增加，故选项 D错误 考点：静电场的特点；电场力做功与电势能变化之间的关系 2013年 12月 14日 21时 11分， “嫦娥三号 ”在月球正面的虹湾以东地区成功实现软着陆。已知月球表面的重力加速度为 g， g 为地球表面的重力加速度。月球半径为 R，引力
9、常量为 G。则下列说法正确的是 A “嫦娥三号 ”着陆前，在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度 v = B “嫦娥三号 ”着陆前，在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的周期 T =C月球的质量 m月 = D月球的平均密度 = 答案： BD 试题分析： “嫦娥三号 ”在月球表面做匀速圆周运动时由万有引力定律可知：，解得：月球质量 ，故选项 C错误；线速度 ，故选项 A错误；周期 ，故选项 B正确；密度，故选项 D正确 考点：万有引力定律的应用 质量为 1kg的质点静止于光滑水平面上，从 t = 0时起，第 1s内受到 2N 的水平外力作用，第 2s内受到同方向的 1N 的外力作用。下列判断正确
10、的是 A 0 2s末外力的平均功率是 W B第 2s末外力的瞬时功率最大 C第 2s内外力所做的功是 J D第 1s内与第 2s内质点动能增加量的比值是 答案： AD 试题分析：第 1s内，加速度 ， ， ；第2s内， ， ， 外力做功的平均功率为 ，故选项 A正确；第 2s末外力的瞬时功率为 ，第 1s 末的瞬时功率 ，故选项 B错误；第 2s内外力做的功为 ，故选项 C错误；第1s内与第 2s内质点动能增加量的比值为 ，故选项 D正确 考点：运动学规律；功和功率的计算 如图甲所示，在光滑的水平面上，物体 A在水平方向的外力作用下做直线运动，其 v - t图象如图乙所示。规定向右的方向为正方
11、向。下列判断正确的是 A在 0 1s末，外力不断增大 B在 1 s末 2 s末，物体向左做匀减速直线运动 C在 1 s末 3 s末，物体的加速度方向先向右、后向左 D在 3s末，物体处于出发点右方 答案： D 试题分析：由图乙可知：在 0 1s末，物体向右做加速度减小的加速运动，所以外力减小，故选项 A错误；在 1 2s末，物体向右做匀减速运动，故选项 B错误；在 2 3s末，物体向左做匀加速运动，所以在 1 3s末加速度方向不变，故选项 C错误；由图像可知 3s末，物体的位移为正，即在出发点的右方，故选项 D正确 考点：考查对速度图像的理解和分析能力 实验题 （ 7分）某实验小组 利用如图所
12、示的装置 “探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系 ”。 （ 1）由上图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离 s 24 cm，由下图中游标卡尺测得遮光条的宽度 d _ cm。该实验小组在做实验时，将滑块从如图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门 1的时间t1，遮光条通过光电门 2的时间 t2，则滑块经过光电门 1时的瞬时速度的表达式 v1 _，滑块经过光电门 2时的瞬时速度的表达式 v2 _，则滑块的加速度的表达式 a _。 (以上表达式均用字母表示 ) （ 2）在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量共做了 6次实验，得到如下表所示的实验数据。请在下图的坐标
13、系中描点作出相应的 a - 图象。 m / g 250 300 350 400 500 800 /（ kg-1) 4.0 3.3 2.9 2.5 2.0 1.3 a /（ m s-2） 2.0 1.7 1.3 1.2 1.0 0.6 答案：（ 1） 0.52 （ 2）描点连线如图所示 试题分析： (1)游标卡尺的分度为 10分度，读数为；由于经过光电门的时间很短，其瞬时速度可用平均速度替代，所以 ， ，所以加速度(2)根据给出的数据描点连线，如图所示 考点：游标卡尺的读数；瞬时速度的求法；描点法做图像 （ 7分）要测绘一个标有 “3V， 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐
14、渐增加到 3V，并便于操作。已选用的器材有： 电池组（电动势为 4.5V，内阻约 1)； 电流表（量程为 0250mA，内阻约 5)； 电压表（量程为 03V，内阻约 3k)； 电键一个、导线若干。 （ 1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中 的 （选填字母代号）。 A滑动变阻器（最大阻值 20，额定电流 1A) B滑动变阻器（最大阻值 1750，额定电流 0.3A) （ 2）实验的电路图应选下图中的 （选填字母代号）。 （ 3）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如右图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为 1.5V，内阻为 5的电源两端，则小灯泡的耗电功率是 W。 答案：（ 1） A（ 2） B （ 3
15、） 0.1 试题分析： (1)由于测量小灯泡的伏安特性曲线，电压需要从 0开始变化，故采取分压接法，滑动变阻器选取 A； (2)由 可知小灯泡的电阻约为 15，与电流表内阻相差不大，所以电流表采取外接法，滑动变阻器采取分压接法，故电路图选 B； (3)由图像可知当灯泡两端电压较小时，电阻为 10，小灯泡接在 1.5V的电源两端时，由闭合电路的欧姆定律可知其电压为 1V，电流为 0.1A，功率为 0.1W 考点：电学实验的器材选择和电流表的接法；电功率的计算 填空题 （ 2分）如右图所示，螺旋测微器的读数为 mm。 答案： .696 0.699 试题分析：螺旋测微器的读数为 考点：螺旋测微器的读
16、数，注意可动部分需要估读 计算题 （ 8分）如图所示，质量 M = 4.0kg的木板长 L = 2.0 m，静止在水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为 1=0.05。木板水平上表面左端静置质量 m = 2.0 kg的小滑块（可视为质点），小滑块与板间的动摩擦因数为 2 = 0.2。从某时刻开始，用 F=5.0 N 的水平力一直向右拉滑块，直至滑块滑离木板。设木板与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取 g =10 m/s2。试求： （ 1）此过程中木板的位移大小。 （ 2）滑块离开木板时的速度大小。 答案： (1) 2.0m (2) 2.0 m/s 试题分析：（ 1）设此过 程中木板的加速度
17、为 a1，位移大小为 x1；滑块的加速度为 a2，位移大小为 x2。滑块从开始滑动至滑离木板所用时间为 t。 由牛顿第二定律和运动学公式得： 对木板： 2mg 1（ M + m） g = Ma1 1分 x1 = a1t2 1分 对滑块： F 2mg = ma2 1分 x2 = a2t2 1分 由几何关系得： x2 x1 = L 1分 联立以上各式，代入数据解得： x1 = 2.0m 1分 （ 2）设滑块滑离木板时的速度为 v，由运动学公式得： v = a2t 1分 代入数据解得： v = 2.0 m/s 1分 考点：牛顿第二定律；运动学规律 （ 12分）如图所示，在平面直角坐标系 xOy中，第
18、 象限内有平行于 轴的匀强电场，方向沿 y 轴正方向；第 象限的正三角形 abc 区域内有匀强磁场，方向垂直于 xOy平面向里。正三角形边长为 L，且 边与 y轴平行。质量为 m、电荷量为 q的粒子，从 y轴上的 P（ 0， h）点，以大小为 v0的速度沿 x轴正方向射入电场，通过电场后从 x轴上的 a（ 2h， 0）点进入第 象限，又经过磁场从 y轴上的某点进入第 象限，且速度与 y轴负方向成 45角，不计粒子所受的重力。试求： （ 1）电场强度的大小。 （ 2）粒子到达 a点时速度的大小和方向。 （ 3） abc区域内磁场的磁感应强度的最小值。 答案： (1) (2) v0 速度方向指向第
19、 象限且与 x轴正方向成 45角 (3) 试题分析：（ 1）设电场强度为 E，粒子在电场中运动的加速度为 a，历时为 t。由题意得： qE = ma 1分 2h = v0t 1分 h = at2 1分 联立以上各式，解得： E= 1分 （ 2）设粒子到达 a点时的速度大小为 v，方向与 x轴正方向成 角；沿负 y方向的分速度为 vy。则： vy = at 1分 v = 1分 tan= 1分 联立以上各式，解得： v= v0 1分 = 45 1分 速度方向指向第 象限且与 x轴正方向成 45角 （ 3）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 r。因洛伦兹力提供向心力，故由牛顿第二定律得： qvB
20、= m 1分 分析可知，当粒子从 b点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，设为 Bmin，运动轨迹如图所示。 有几何关系可得： 2 rcos=L 1分 联立解得： Bmin= 1分 考点：带电粒子在电场和磁场中的运动 （ 12分）如图所示，两根质量均为 m、电阻均为 R、长度均为 l的导体棒 a、b，用两条等长的、质量和电阻均可忽略的、不可伸长的柔软长直导线连接后，b放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上， a靠在桌子的光滑绝缘侧面上；两根导体棒均与桌子边缘平行。整个空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度为 B。开始时两棒静止，自由释放后开始运动，导体棒 a在落地前就已匀速运动，此时导体棒 b仍未
21、离开桌面。已知两条导线除桌边拐弯处外其余部位均处于伸直状态，导线与桌子侧棱间无摩擦。 （ 1）试求导体棒匀速运动时的速度大小。 （ 2）从自由释放到刚匀速运动的过程中，若通过导体棒横截面的电荷 量为 q，求该过程中系统产生的焦耳热。 答案： (1) (2) 试题分析：（ 1）设导体棒匀速运动时的速度为 v，导体棒 a切割磁感线产生的电动势为 E，则： 对 a棒： E=Blv 1分 F 安 =BIl 1分 1分 mg=F 安 1分 联立解得： 1分 （ 2）从自由释放到刚匀速运动的过程中，设 a棒下降的高度为 h，则： 回路中磁通量的变化量为： 1分 回路中产生的感应电动势的平均值为： 1分 回
22、路中产生的感应电流的平均值为： 1分 通过导体棒横截面的电荷量为： 1分 系统产生的焦耳热为： 2分 联立以上各式 解得： 1分 考点：法拉第电磁感应定律；能量守恒定律 （ 12分） “”形轻杆两边互相垂直、长度均为 l，可绕过 O 点的水平轴在竖直平面内自由转动。两端各固定一个金属小球 A、 B；其中 A球质量为 m、带负电、电荷量为 q（ q 0）； B球不带电，质量为 m。重力加速度为 g 。现将“”形杆从 OB位于水平位置由静止释放。已知 sin37 0.6， cos37 0.8。求： （ 1） A、 B两球的最大动能之和为多少？ （ 2）若在空间加竖直向下的匀强电场， OB杆仍从原来位置释放后，能转过的最大角度为 127，则该电场的电场强度大小为多少？ 答案： (1) (2) 试题分析：（ 1）设转过 角时系统的总动能为 Ek。由机械能守恒定律得： 2分 整理得： 1分 设 ，则： 2分 由上式可知，当 sin（ +） = 1时，系统的总动能最大，设为 Ekm，则： 1分 由题意得： 2分 （ 2）到达最大角度时，两球动能为零，由功能关系得： 2分 解得： 2分 考点：机械能守恒定律；功能关系
