1、2014届湖北省公安县高三上开学考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列关于摩擦力的说法中，错误的是（ ） A两物体间有摩擦力，一定有弹力，且摩擦力的方向和它们间的弹力方向垂直 B两物体间的摩擦力大小和它们间的压力一定成正比 C在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力，且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度 D滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反 答案： B 试题分析：摩擦力方向沿接触面，弹力方向垂直接触面，且有摩擦力一定有弹力，有弹力不一定有摩擦力， A正确；静摩擦力与压力没有关系， B错误；静摩擦力可以产生在运动的物体间，且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度，例，静摩擦
2、力提供向心力， C 正确；滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力，D正确。考点：本题考查摩擦力。 两个共点力 Fl、 F2大小不同，它们的合力大小为 F，则（ ） A F1、 F2同时增大一倍， F也增大一倍 B F1、 F2同时增加 10N， F也增加 10N C F1增加 10N， F2减少 10N， F一定不变 D若 F1、 F2中的一个增大， F不一定增大 答案： AD 试题分析：根据平行四边形定则， F1、 F2同时增大一倍， F也增大一倍故 A正确； Fl、 F2方向相反， F1、 F2同时增加 10N， F不变，故 B错误； Fl、 F2方向相反， F1增加 10N， F2减少 10N
3、， F可能增加 20N，故 C错误； Fl、 F2方向相反，若 F1、 F2中的一个增大， F不一定增大，故 D正确。 考点：本题考查力的合成。 某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器 T1和降压变压器 T2向用户供电已知输电线的总电阻为 R，降压变压器 T2的原、副线圈匝数之比为 4 1，降压变压器副线圈两端交变电压 u 220 sin (100t) V，降压变压器的副线圈与阻值 R0 11 的电阻组成闭合电路若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（ ） A通过 R0电流的有效值是 20 A B降压变压器 T2原、副线圈的电压比为 4 1 C升压变压器 T1的输出
4、电压等于降压变压器 T2的输入电压 D升压变压器 T1的输出功率大于降压变压器 T2的输入功率 答案： ABD 试题分析：由题知降压变压器副线圈两交变电压的有效值为 220V，则通过 R0的电流为 20A， A正确；由 得降压变压器 T2原、副线圈的电压比为4 1， B正确；在输电过程中，输电线 上有电阻升压变压器 T1的输出电压不能完全加在降压变压器 T2的两端，输电线上有功率损失， C错误、 D正确。 考点：本题考查变压器原理。 如图所示，如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为1，金星转过的角度为 2(1、
5、 2均为锐角 )，则由此条件可求得（ ） A水星和金星绕太阳运动的周期之比 B水星和金星的密度之比 C水星和金星到太阳中心的距离之比 D水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比 答案： ACD 试题分析：知 、 t，由 由由题中条件不能求环绕天体的质量， B错误。 考点：本题考查万有引力定律在天体中的应用。 如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表当滑动变阻器 R2 的滑动触头 P滑动时，关于两个电压表 V1 与 V2 的示数，下列判断正确的是（ ） A P向 a滑动 V1示数增大、 V2的示数减小 B P向 b滑动 V1示数增大、 V2的示数减小 C P向 a滑动， V1示数
6、改变量的绝对值小于 V2示数改变量的绝对值 D P向 b滑动， V1示数改变量的绝对值大于 V2示数改变量的绝对值 答案 ： AC 试题分析： P 向 a 滑动， R2连入电路的电阻减小，根据 “并同串反 ”V2示数减小、V1示数增大， U 内 增大， A 正确；同理， B错误；由 E U 内 +U 外 U 内 +UV1+UV2，电源电动势不变可得： U 内 示数改变量绝对值与 V1示数改变量绝对值之和等于V2示数改变量绝对值， C正确；同理， D错误。 考点：本题考查闭合电路动态分析。 如图所示，质量为 m的金属环用线悬挂起来，金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中，从某时刻开始，磁感
7、应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线拉力大小的下列说法中正确的是（ ） A大于环重力 mg，并逐渐减小 B始终等于环重力 mg C小于环重力 mg，并保持恒定 D大于环重力 mg，并保持恒定 答案： A 试题分析： 磁感应强度减小则穿过金属环的磁通量减小，由楞次定律产生顺时针感应电流，金属环受到向下的安培力，线的拉力会大于环的重力。由，磁感应强度均匀减小，则感应电动势恒定，产生恒定的感应电流。 ，磁感应强度 B逐渐减小则 F安逐渐减小。 A正确。 考点：本题考查楞次定律、法拉第电磁感应定律、安培力。 如图所示，带异种电荷的粒子 a、 b以相同的动能同时从 O 点射入宽度为 d
8、的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为 30和 60，且同时到达 P点。 a、 b两粒子的质量之比为（ ） A 1： 2 B 2： 1 C 3： 4 D 4： 3 答案： C 试题分析： 如上图由几何关系可求 Rb d， Ra 。由 O 到 P的过程中， a转过的圆心角为 60（ ）， b转过的圆心角为 120（ ），时间相等，则 ，即 Ta=2Tb。 由 ，可解得 a、 b两粒子的质量之比为 3：4， C正确。 考点：本题考查带电粒子在磁场中的运动。 一物体运动的速度随时间变化的关系如图所示，根据图像可知（ ） A 4s内物体在做曲线运动 B 4s内物体的速度一直在减小 C物
9、体的加速度在 2.5s时方向改变 D 4s内物体速度的变化量的大小为 8m/s 答案： D 试题分析： v-t图象只能描述正方向和负方向，即只能描述直线运动， A错误；正方向速度减小，负方向速度增大， B错误； v-t图象的斜率对应加速度，斜率始终为负值，加速度方向始终为负方向， C错误；速度变化量 v v末 -v初 -8m/s， 4s内物体速度变化量大小为 8m/s,D正确。 考点：本题考查 v-t图象。 M、 N 是某电场中一条电场线上的两点，若在 M点释放一个初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线由 M点运动到 N 点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
10、 A电子在 N 点的动能小于在 M点的动能 B该电场有可能是匀强电场 C该电子运动的加速度越来越小 D电子运动的轨迹为曲线 答案： C 试题分析：电子从 M运动到 N 过程中，只受电场力且初速度为零，电场力做正功，电势能减小，动能增加，因此 N 点动能大于 M点动能， A错误；由电场力做功和电势能变化关系 EP -W 电 -F 电 x，在 Ep-x 图象中斜率的绝对值是 F 电 ，由图象知，斜率逐渐减小，则电场力逐渐减小，电场强度逐渐减小，加速度逐渐减小， B错误、 C正确；带电粒子初速度为 0且沿电场线移动，其轨迹一定为直线， D错误。 考点：电势能、电势差、电势。 某一放射性元素放出的射线
11、通过电场后分成三束，下列说法正确的是（ ） A射线 1的电离作用在三种射线中 最强 B射线 2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住 C一个原子核放出一个射线 3的粒子后，质子数和中子数都比原来少 2个 D一个原子核放出一个射线 1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少 1个 答案： C 试题分析：射线 3向负极板偏转是带正电的 射线，电离作用最强，穿透能力最弱， AB错；射线 2不偏转，是不带电的 射线，一个原子核放出一个 粒子（ ），质子数比原来少 2，中子数比原来少 2， C正确；射线 1是带负电的粒子，一个原子核放出一个 粒子，新核比原来多一个质子， D错误。 考点：本题考查天然放射现象
12、。 填空题 某半导体激光器发射频率为 1014HZ的激光，激光器的功率为 5.010-3W。普朗克常量 h 6.6310-34J s，该激光器每秒发出的光子数为 _。（结果保留三位有效数字） 答案： .54x1016 试题分析：光子能量 E 激光器每秒发射的能量 W pt,则激光器每秒发出的光子数为 。 考点：本题考查光子能量的计算。 汽车发动机的功率为 50kW，若汽车总质量为 5103 kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为 5103 N，则汽车所能达到的最大速度为 _m/s，若汽车以 0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持的时间为_s。 答案： 40/3 试题分
13、析：汽车达到最大速度时： a=0， F 牵 F 阻 ，发动机功率等于额定功率，由 得：最大速度为 10m/s。汽车匀加速启动，由牛顿第二定律， F 牵 -F阻 ma，求出牵引力；当发动机功率增大到额定功率，匀加速运动结束，由 PFv=Fat，可求时间为 。 考点：本题考查机车启动。 一只排球在 A点被竖直抛出，此时动能为 20J，上升到最大高度后，又回到A点，动能变为 12J，假设排球在整个运动过程中受到的阻力 大小恒定， A点为零势能点，则在整个运动过程中，排球的动能变为 10J时，其重力势能的可能值为 _、 _。 答案： J 8/3J 试题分析：由已知条件，来回过程克服阻力做功 8J，即单
14、程克服阻力做功为 4J，-fh=-4J, 对上升过程应用动能定理： -Gh-fh=0-20J,得 -Gh=-16J，上升过程重力势能增加 16J，即在最高点的重力势能为 16J，可得： G 4f （ 1）上升过程，排球动能为 10J时，设上升的高度为 h1,根据动能定理： -fh1-Gh1=10J-20J，由 G和 F关系不难算出 -Gh1=-8J，即克服重力做功 8J，重力势能增加 8J （ 2）下降过程，设下降的高度为 h2, 根据动能定理： -fh2+Gh2=10J-0J,不难算出Gh2= ，重力势能减少 ，则该点的重力势能为 。 考点：本题考查重力势能变化与重力做功的关系。 如右图所示
15、，一个质量为 m，顶角为 的直角劈和一个质量为 M的长方形木块，夹在两竖直墙之间，不计摩擦，则 M对左墙压力的大小为 _ 答案： mgcot 试题分析： 对直角劈研究，分析受力情况，如图 2所示，根据平衡条件得：墙面对 m的弹力： N1= ； 以直角劈和质量为 M正方体整体为研究对象，分析受力情况，如图 1所示， 墙面对正方体的弹力： N2=N1= 考点：本题考查共点平衡条件及其应用、力的合成与分解。 计算题 如图所示，一长为 的木板，倾斜放置，倾角为 45，现有一弹性小球，从与木板上端等高的某处自由释放，小球落到木板上反弹时，速度大小不变，碰撞前后，速度方向与木板的夹角相等，欲使小球一次碰撞
16、后恰好落到木板下端，则小球释放点距木板上端的水平距离为 _。 答案： L/5 试题分析：设小球自由下落的时间为 t1，则小球反弹时的速度 v gt1， t1= ,小球一次碰撞后做平抛运动且恰好落到木板下端，高平抛运动的时间为 t2,则水平分位移 x=vt2,竖直分位移 y= ,由题意 ，可求 t2= =2t1,由 H，得自由落体下落的高度与平抛运动下落的高度之比为 1： 4，由几何关系木板的竖直高度为 L，则碰撞点距下落点的高度为 ，由几何关系小球释放点距木板上端的水平距离也为 。 考点：本题考查平抛运动规律。 （ 8 分）如图，光滑水平面上有三个物块 A、 B和 C，它们具有相同的质量，且位
17、于同一直线上。开始时，三个物块均静止，先让 A以一定速度与 B碰撞，碰后它们粘在一起，然后又一起与 C碰撞并粘在一起，求前后两次碰撞中系统损失的动能之比。 答案： 试题分析：设三个物块 A、 B和 C的质量均为 m； A与 B 碰撞前 A的速度为 v,碰撞后的共同速度为 v1;A、 B与 C碰撞后的共同速度为 v2。由动量守恒定律得：mv=(m+m)v1 Mv=(m+m+m)v2 设第一次碰撞中动能的损失为 E1，第二次碰撞中的动能损失为 E2，由能量守恒定律得： 联立 式解得： 。 考点：本题考查碰撞中的能量损失。 （ 8分）如图所示，水平 地面上放置一个质量为 m的物体，在与水平方向成 角
18、、斜向右上方的拉力 F的作用下沿水平地面运动。物体与地面间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g。求： （ 1）若物体在拉力 F的作用下能始终沿水平面向右运动，拉力 F的大小范围； （ 2）已知 m 10 kg、 0 5， g 10m/s2，若物体以恒定加速度 a 5m/s2向右做匀加速直线运动，维持这一加速度的拉力 F的最小值。 答案： (1) F （ 2） Fmin =40 N 试题分析：要使物体运动时不离开水平面，应有： Fsinmg 要使物体能向右运动，应有： Fcosm（ mg-Fsin） 联立 式得： F （ 2）根据牛顿第二定律得： Fcos-m（ mg-Fsin） ma 解得： F
19、 上式变形 F ，其中 a 当 sin（ a） 1时 F有最小值 解得： Fmin 代入相关数值解得： Fmin =40N 考点：本题考查共点力的平衡条件、牛顿第二定律。 （ 12分）如图甲所示，一足够长阻值不计的光滑平行金属导轨 MN、 PQ之间的距离 L 1.0m， NQ两端连接阻值 R 1.0的电阻，磁感应强度为 B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，导轨平面与水平面间的夹角 30。一质量m=0.20kg，阻值 r=0.50的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量 M=0.60kg的重物相连。细线与金属导轨平行。金属棒沿导轨向上滑行的速度 v与时间 t之间的关系如图乙所示，
20、已知金属棒在 0 0.3s内通过的电量是 0.3 0.6s内通过电量的 2/3， g=10m/s2，求： （ 1） 0 0.3s内棒通过的位移 ; （ 2）金属棒在 0 0.6s内产生的热量。 答案：（ 1） 0.3m （ 2） 0.95J 试题分析：（ 1） .金属棒在 0.3 0.6s内通过的电量是 金属棒在 0 0.3s内通过的电量 由题中的电量关系得代入解得： x2=0.3m （ 2）金属棒在 0 0.6s内通过的总位移为 x=x1+x2=vt1+x2，代入解得 x=0.75m 根据能量守恒定律 Mgx-mgxsin-Q= 代入解得 Q=2.85J 由于金属棒与电阻 R串联，电流相等，
21、根据焦耳定律 Q=I2Rt，得到它们产生的热量与电阻成正比，所以金属棒在 0 0.6s内产生的热量量 Qr= 考点：本题考查电磁感应中的能量关系。 （ 12分）如图所示，在坐标系 xOy中， y轴右侧有一匀强电场；在第二、三象限内有一有界匀强磁场，其上、下边界无限远，右边界为 y轴、左边界为平行于 y轴的虚线，磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里。一带正电，电量为 q、质量为 m的粒子以某一速度自磁场左边界上的 A点射入磁场区域，并从 O 点射出，粒子射出磁场的速度方向与 x轴的夹角 45，大小为v粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧，且弧的半径为磁场左右边界间距的 倍。粒子进入电
22、场后，在电场力的作用下又由 O 点返回磁场区域，经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从 A点射入到第二次离开磁场所用的时间恰 好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。求： （ 1）粒子经过 A点时速度的方向和 A点到 x轴的距离； （ 2）匀强电场的大小和方向； （ 3）粒子从第二次离开磁场到再次到达磁场所用的时间。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 匀强电场的方向与 x轴正向夹角应为 135o 试题分析：（ 1）设磁场左边界与 x轴相交于 D 点，过 O 点作速度 v 垂线 OO1，与 MN 相交于 O1点。由几何关系可知，在直角三角形 OO1D中 OO1D =45o。设磁场左
23、右边界间距为 d，则 OO1= d。 故，粒子第一次进入磁场的运动轨迹的圆心即为 O1点，圆孤轨迹所对的圆心角为 45o，且 O1A为圆弧的半径 R。 由此可知，粒子自 A点射入磁场的速度与左边界垂直。 A点到 x轴的距离： 由洛仑兹力公式、牛顿第二定律及圆周运动的规律，得 联立 式得 （ 2） 依题意：匀强电场的方向与 x轴正向夹角应为 135o。 设粒子在磁场中做圆周运动的周期为 T，第一次在磁场中飞行的时间为 t1，有 由几何关系可知，粒子再次从 O 点进入磁场的速度方向与磁场右边夹角为 45o。设粒子第二次在磁场中飞行的圆弧的圆心为 O2， O2必定在直线 OO1上。设 粒子射出磁场时与磁场右边界交于 P点，则 OO2P=90o。设粒子第二次进入磁场在磁场中运动的时间为 t2，有 设带电粒子在电场中运动的时间为 t3，依题意得 由匀变速运动的规律和牛顿定律可知 联立 可得 （ 3）由几何关系可得： 故粒子自 P点射出后将做类平抛运动。 则沿电场方向做匀加速运动： 垂直电场方向做匀速直线运动： 联立 式得 考点：本题考查带电粒子在磁场中的运动。
