1、2014届江苏省如皋市高三年级第一学期期末物理试卷与答案（带解析） 选择题 关于运动和力，下列说法中正确的是（ ） A物体运动速度变化率越大，加速度越大 B做直线运动的物体受到的合外力一定是恒力 C做匀速圆周运动的物体的加速度不变 D做平抛运动的物体在任意一段时间内速度变化的方向是不相同的 答案： A 试题分析：加速度描述速度的变化率，速度变化率越大，加速度就越大，故 A正确；做直线运动的物体受到的合外力可以是变力，所以 B错误；做匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心，所以方向时刻在变，加速度在变，所以 C错误；平抛运动是匀变速曲线运动，加速度保持不变，故速度的变化方向保持不变，所以 D错误
2、。 考点：本题考查加速度、圆周运动、平抛运动 “水流星 ”是一种常见的杂技项目，该运动可以简化为轻绳一端系着小球在竖直平面内的圆周运动模型，如图所示，已知绳长为 l，重力加速度为 g，忽略空气阻力，则 ( ) A小球运动到最低点 Q 时，处于失重状态 B小球初速度 v0越大，则在 P、 Q 两点绳对小球的拉力差越大 C当 时，小球一定能通过最高点 P D当 时，细绳始终处于绷紧状态 答案： CD 试题分析：当小球运动到 Q 点时，加速度指向圆心，竖直向上，处于超重状态，所以 A 错误；在 Q 点： ，从 Q 到 P 点： ，在 P 点： ，联立解得： ，保持不变，所以 B 错误；小球要经过最高
3、点，在最高点的速度最小 ， ，联立解得： ，所以当 时，小球一定能通过最高点 P，故 C正确；当 时，小球上升的高度 ， ，可得：当时，细绳始终处于绷紧状态，所以 D正确。 考点：本题考查圆周运动 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为 n1 n2 22 1，原线圈接220 V的正弦交变电压，副线圈连接理想交流电压表 V、交流电流表 A、理想二极管 D和电容器 C。则 ( ) A. 电压表的示数为 10 V B. 稳定后电流表的读数为零 C. 电容器不断地充电和放电，电量不断变化 D. 稳定后电容器两极板间电势差始终为 10 V 答案： ABD 试题分析：根据变压规律 ，可得： U2=10V
4、，所以 A正确；电容器与二极管串联，由于二级管的单向导电性，当电容器的电压达到最大 10 V后，放电放不出去，故电压、电量保持不变，电流表读数为零，所以 B正确； C错误； D正确。 考点：本题考查交流电、电容器、二 极管的特性 如图所示，用电流传感器研究自感现象，电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻 R 的阻值。 t 0 时刻闭合开关 S，电路稳定后，t1时刻断开 S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流 IL和灯泡中的电流 IR随时间 t变化的图象。下列图象中可能正确的是 ( ) 答案： AD 试题分析：闭合电键的瞬间，线圈 L产生自感电动势，阻碍电流的增
5、大，故 IL事逐渐增大到稳定，断开开关的瞬间， L产生自感电动势阻碍电流的减小，故线圈中的电流在原来的基础上逐渐减小，方向不变，所以 A正确； B错误 ；闭合开关后，在电路稳定的过程中，相当于 L的电阻在减小，故路端电压减小，R中的电流逐渐减小到稳定，断开开关后， L中的电流流过 R与原来的电流方向相反，所以 C错误； D正确。 考点：本题考查自感现象 2012年 12月 27日，我国自行研制的 “北斗导航卫星系统 ”（ BDS）正式组网投入商用。 2012年 9月采用一箭双星的方式发射了该系统中的两颗轨道半径均为 21332km的 “北斗 -M5”和 “北斗 M-6”卫星，其轨道如图所示。关
6、于这两颗卫星，下列说法正确的是（ ） A两颗卫星的向心加速度大小相同 B两颗卫星速度大小均大于 7 9km/s C北斗 -M6的轨道平面必经过地心 D北斗 -M5的运行周期大于北斗 -M6运行周期 答案： AC 试题分析：根据万有引力提供向心力可得： ，两卫星的轨道半径相等，所以加速度大小相等，所以 A正确；因第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以两卫星的速度均 7 9km/s，所以 B错误；由于万有引力提供向心力，万有引力指向地心，又要指向轨道圆心，故北斗 -M6的轨道平面必经过地心，所以C正确；根据 ，得：两卫星的周期相同，所以 D错误。 考点：本人考查天体运动 如图所示，分别用恒力 F1、
7、F2先后将质量为 m的物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端，两次所用时间相同，第一次力 F1沿斜面向上，第二次力 F2沿水平方向则两个过程 ( ) A物体与斜面摩擦生热相同 B物体机械能变化量相同 C F1做的功与 F2做的功相同 D F1做功的功率比 F2做功的功率大 答案： B 试题分析：设斜面的倾角为 ，第一次摩擦力为 ，第二次摩擦力为，而两次的位移相同，故摩擦生热不同，所以 A错误；两次运动位移相同，时间相同，所以到达顶端的速度也相等，根据机械能，可得：机械能的增量相同，所 以 B正确；根据 知，两次运动的加速度相同，所以 F1小于 F2，结合位移相同，所以 F1做的功小于
8、 F2做的功，故 C错误；根据 ，可得 F1做功的功率比 F2做功的功率小，故 D错误。 考点：本题考查机械能、功、功率 如图所示，是一条与 Ox轴重合的电场线上各点的电势 随 x变化的图线。若在 x0点由静止释放一个点电荷，取 x0处的电势为零，则在电荷运动的过程中，下列说法中正确的是（ ） A电荷一定沿 x轴正方向运动 B电场的场强在逐渐减弱 C电荷的电势能可能为正 D电场力一定做正功 答案： D 试题分析：由电势 随 x变化的图线知，该电场是一匀强电场，但电场的方向不一定沿 x轴方向，故电荷不一定沿 x轴运动，所以 A错误； B错误；电荷由静止释放，在电场力的作用下运动，故电场力做正功，
9、所以电势能减少，取 x0处的电势为零，则电荷在该处的电势能为零，以后电势能为负，所以 C错误；D正确。 考点：本题考查电场的基本性质 如图为 A、 B两个物体做直线运动的位移 -时间图象，则下列说法正确的是（ ） A t1时刻 B的速度和 A的速度相同 B t2时刻 A、 B速度方向相反 C 0t1时间内 A的位移大 D t1t2这段时间 内 A、 B的路程相同 答案： B 试题分析：位移 -时间图像的斜率表示速度，由图知，在 t1时刻两图像的斜率不同，故速度不同，所以 A错误； t2时刻， A图像的斜率为正， B图像的斜率是负的，故此时 A、 B速度方向相反；所以 B正确；由图知 0t1时间
10、内 B的位移大，所以 C错误； t1t2这段时间内 A单向运动， B往返运动，右图知，位移相同， B的路程大于 A的路程，所以 D错误。 考点：本题考查运动物体的位移 -时间图像 如图所示，固定的水平长直导线中通有向右电流 I，闭合的矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行 .线框由静止释 放，在下落过程中（ ） A穿过线框的磁通量保持不变 B线框所受安培力的合力为零 C线框中产生顺时针方向的感应电流 D线框的机械能不断增大 答案： C 试题分析：直线电流周围的磁场，离导线越远，磁感应强度越弱，故在线框在下落的过程中磁通量在减小，所以 A错误；线框的上下两条边电流一样大，但所在位置磁感
11、应强度不一样，故安培力不等大，所以合外力不为零，所以 B错误；线框所在位置的磁感线方向垂直纸面向里，磁通量减小，根据楞次定律可得：感应电流的方向为顺时针方向，所以 C正确；在下落的过程中，要克服安培力做功，故机械能逐渐减小，所以 D错误。 考点：本题考查感应电流、安培力 如图所示，两艘飞船 A、 B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为 v(v接近光速 c)。地面上测得它们相距为 L，则 A测得两飞船间的距离 _ A.大于 L B.等于 L C.小于 L D.不能确定 答案： A 试题分析：两飞船速度相等，相当于两飞船间的距离 L0相对地面以速度 v 飞行，根据狭义相对论空间相对性原理知，地面
12、上人看两飞船间的距离小于 L0，这段距离与飞船 A相对静止，故飞船 A测得这段距离等于 L0，所以 A测得两飞船间的距离大于 L 考点：本题考查狭义相对论 实验题 （ 10分） “探究加速度与力、质量的关系 ”的实验装置如图甲所示 （ 1）某同学在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示计时器打点的周期为 T从比较清晰的点起，每 5个点取一个计数点，标上 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8，测量并计算出的相邻计数点之间的距离如下表： x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 距离 (cm) 3.52 3.68 3. 83 3.91 4.16 4.32 4.47 该同
13、学分析数据后发现有一距离计算错了，这段距离是 （填符号）该同学剔除该数据后，利用其它 6个数据正确计算出了加速度该同学计算加速度的表达式为 （ 2）平衡摩擦力后，将 5个相同的砝码都放在小车上挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度小车的加速度 a与砝码盘中砝码总重力 F的实验数据如下表： 砝码盘中砝码总重力 F(N) 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度 a(m s-2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 请根据实验数据在下图中作出 a-F的关系图象 该实验的研究对象是 ，根据提供的实验数据作出的 a-F图线不通过原
14、点，对照本实验提供数据，分析主要原因是 答案：（ 1） x4 （ 2分） （ 2分） （ 2） a-F图象如图所示 （ 2分） 小车、砝码盘和砝码组成的系统（ 2分） 未计入砝码盘的重力 （ 2分） 试题分析：（ 1）因小车做匀变速运动，根据匀变速直线运动的推论 ，可判断， x4计算错误；根据匀变速运动的规律可得： ， ，联立得： ； (2) 描点作图，如图所示 从小车上取下砝码放在砝码盘里 ，小车、砝码盘和砝码组成的系统的质量保持不变，所以研究对象为小车、砝码盘和砝码组成的系统；由图知力 F等于零时，加速度不为零，故是因为未计入砝码盘的重力 考点：探究加速度与力、质量的关系 （ 8分）在 “
15、测定金属的电阻率 ”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度 L，金属丝的电阻大约为 5，先用伏安法测出金属丝的电阻 Rx，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率 （ 1）从图中读出金属丝的直径为 mm。 （ 2）为此取两节新干电池、开关和若干导线及下列器材： A电压表 0 3 V，内阻 10 k B电压表 0 15 V，内阻 50 k C电流表 0 0.6 A，内阻 0.05 D电流表 0 3 A，内阻 0.01 E滑动变阻器， 0 10 F滑动变阻器， 0 100 要求较准确地测出其阻值，电流表应选 _，滑动变阻器选 (填序号 ) 实验中实物接线如
16、图所示，发现有两处错误，请指出其中最明显的一处错误 _ 答案：（ 1） 0.679(0.677 0.681 mm均可 ) （ 2分） （ 2） C E （各 2分） 导线连接在滑动变阻器的滑片上 （分） 试题分析：（ 1）螺旋测微器主尺上读数为 0.5mm，螺旋读数为18.00.01=0.180mm，所以测量值为 0.5mm+0.180mm=0.680mm； (2) 两节新干电池电动势为 3V，待测电阻阻值约为 5，所以电流最大为 0.6A，所以电流表选择 0.6A量程的 C，为调节的方便，滑动变阻器选择的 E；滑动变阻器的触头在滑杆的两端，不在滑片上，所以错误为导线连接在滑动变阻器的滑片上
17、考点：本题考查伏安法测电阻 填空题 一列沿 x轴正方向传 播的简谐横波，在 t = 0时刻波刚好传播到 x = 6m处的质点 A，如图所示，已知波的传播速度为 48m/s请回答下列问题： 从图示时刻起再经过 s，质点 B第一次处于波峰； 写出从图示时刻起质点 A的振动方程为 cm 答案： 0.5 （ 2分） (cm) （ 2分） 试题分析： 根据波的传播原理，是质点的振动形式在介质里匀速传播， x=0m，处的质点处于波峰位置，所以当它的振动形式传播到 B点时， B点第一次出现在波峰，用时 ； 由图知质点 A在 t=o时刻处于平衡位置且向下振动， ， ，所以质点 A 的振动方程 为 (cm)。
18、考点：本题考查机械波的传播 计算题 如图为一块直角三棱镜，顶角 A为 30。一束激光沿平行于 BC 边的方向射向直角边 AB，并从 AC 边射出，出射光线与 AC 边夹角也为 30。求： 棱镜的折射率 n； 该激光在棱镜中的传播速度 v。 答案： 1.7108m/s 试题分析：由几何关系得： （ 1分） （ 1分） 折射率 （ 1分） 激光在棱镜中传播速度 v = =1.7108m/s（ 1分） 考点：本题考查几何光学 （ 12分）如图所示，起重机将重物吊运到高处的过程中经过 A、 B两点，重物的质量 m=500 kg， A、 B间的水平距离 d =10 m重物自 A点起，沿水平方向做 v=1
19、.0 m/s的匀速运动，同时沿竖直方向做初速度为零、加速度 a= 0.2 m/s2的匀加速运动，忽略吊绳的质量及空气阻力，取重力加速度 g= 10 m/s2.求： (1)定性画出重物由 A到 B的运动轨迹； (2)重物由 A运动到 B的时间； (3)重物经过 B点时速度的大小； (4)由 A到 B的过程中，吊绳对重物所做的功 . 答案：（ 1）向上弯曲的抛物线 （ 2） 10s （ 3） （ 4） 51000J 试题分析：（ 1）由题意知水平方向做 v=1.0 m/s的匀速运动，同时沿竖直方向做初速度为零、加速度 a= 0.2 m/s2的匀加速运动，所以轨迹为向上弯曲的抛物线 （ 2分） （
20、2）根据水平方向做匀速直线运动的： t=d/v=10s （ 2分） （ 3）在竖直方向： v竖 =at=2m/s （ 2分） 所以在 B点的速度： = （ 2分） （ 4）根据能量守恒可得： W=mgh+ - =51000J（或先求绳中的张力，再求张力的功） （ 4分） 考点：本题考查类平抛运动、能量守恒 （ 15分）如图所示，在一磁感应强度 B 0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为 h 0.1m的平行光滑的金属导轨 MN 与 PQ，导轨的电阻忽略不计在两根导轨的端点 N、 Q 之间连接一阻值 R 0.3的电阻，导轨上跨放着一根长为 L 0.2m，每米长电阻 r 2.0/m
21、的金属棒 ab，金属棒与导轨正交，交点为 c、 d当金属棒以速度 v 4.0m/s 向左做匀速运动时，试求： （ 1）电阻 R中的电流强度大小和方向； （ 2）使金属棒做匀速运动的外力； （ 3）金属棒 ab两端点间的电势差 答案： (1)0.4A （ 2） 0.02N 水平向左 （ 3） 0.32V 试题分析：（ 1）由法拉第电磁感应定律可知： （ 2分） 由闭合电路欧姆定律可知： （ 2分） 由右手定则可知：电流由 （ 2分） （ 2）金属棒匀速运动时，受力平衡，故有： （ 3分） 方向：水平向左 （ 1分） （ 3）由部分电路欧姆定律知： （ 2分） 则： （ 3分） 考点：本题考查法拉
22、第电磁感应定律、欧姆定律 （ 16分）如图所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为 R的半圆形，固定在竖直平面内，管口 B、 C的连线是水平直径现有一带正电的小球 (可视为质点 )从B点正上方的 A点自由下落， A、 B两点间距离为 4R从小球进入管口开始，整个空间中突然加上一个匀强电场，电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等，结果小球从管口 C处脱离圆管后，其运动轨迹经过 A点设小球运动过程中带电量没有改变，重力加速度为 g，求： (1)小球到达 B点的速度大小； (2)小球受到的电场力的大小； (3)小球经过管口 C处时对圆管壁的压力 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 3mg 水平向右 试题分
23、析： (1)小球由 A自由下落到管口 B的过程中机械能守恒，故有： （ 2分） （ 2分） （ 2）设电场力的竖直分力为 Fy，水平分力为 Fx，则 Fy=mg(方向竖直向上 ) 小球从 B 运动到 C 的过程中，由动能定理得： （ 2 分） 小球从管口 C运动到 A点做类平抛运动，有 （ 1分） （ 1分） 解得： Fx=mg （ 1分） 电场力的大小： （ 1分） （ 3）小球经过管口 C处时， （ 1分） 设弹力 N 的方向向左，则： （ 2分） 解得： N=3mg(方向向左 ) （ 1分） 根据牛顿第三定律可知，小球经过管口 C处时对圆管的压力 ，方向水平向右 （ 2分） 考点：本题考
24、查牛顿运动定律、圆周运动、平抛运动及动能定理 (16分 )如图（ a）所示，垂直于纸面向里的有界匀强磁 场， MN 是磁场的上边界，磁场宽度足够大，磁感应强度 B0=110-4T现有一比荷为 =21011C/kg的正离子以某一速度从 P点水平向右射入磁场，已知 P点到边界 MN 的垂直距离 d=20cm，不计离子的重力，试求： （ 1）若离子以速度 v1=3106m/s水平射入磁场，求该离子从 MN 边界射出时的位置到 P点的水平距离 s； （ 2）若要使离子不从 MN 边界射出磁场，求离子从 P点水平射入的最大速度vm； （ 3）若离子射入的速度满足第（ 2）问的条件，离子从 P点射入时，再
25、在该磁场区域加一个如图（ b）所示的变化磁场（正方向与 B0方向相同，不考虑磁场变化所产生的电场），求该离子从 P点射入到第一次回到 P点所经历的时间 t 答案：（ 1） 0.14m （ 2） 2106m/s （ 3） 试题分析：（ 1）离子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力可得： B0qv1= (2分 ) r1=0.15m (1分 ) s2=r12-（ d-r1） 2 (2分 ) 代入数据解得： s=0.1 m0.14m (1分 ) （ 2）离子刚好不从边界射出时的最大半径为 r2= (1分 ) B0qvm= (2分 ) 代入数据解得： r2=2106m/s (1分 ) （ 3）离子在原磁场中运动周期 s (1分 ) 离子在磁场中运动第一次遇到外加磁场前的过程中轨迹对应的圆心角 (1分 ) 施加附加磁场后，离子在磁场中做的圆周运动半径将变小，周期 T2为 s (1分 ) 即离子刚好能运动一个完整的圆周，接下来在 B0磁场中继续偏转对照外加磁场的规律可知，每隔 s离子在周期性外加磁场时，离子可做 5次完整的匀速圆周运动，如图所示最后还经过 P点离子从 P点射入磁场到第一次回到 P点的总时间 t为 t=T1+5T2 (2分 ) 解得 t = s (1分 ) 考点：本题考查带 电粒子在磁场中的运动
