江苏省涟水县高三物理上学期期末考试试题（含解析）新人教版.doc

涟水中学2013届高三上学期期末考试物理试题第i卷（选择题）一、选择题1如图所示，在屏mn的上方有磁感应强度为b的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里p为屏上的一个小孔pc与mn垂直一群质量为m、带电荷量为q的粒子（不计重力），以相同的速率v，从p处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域粒子入射方向在与磁场b垂直的平面内，且散开在与pc夹角为的范围内，则在屏mn上被粒子打中的区域的长度为（ ）a bc d2在如图所示的倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为b的匀强磁场，区域i的磁场方向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为l，一个质量为m、电阻为r、边长也为l的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t1时 ab边刚越过gh进入磁场区，此时线框恰好以速度 v1做匀速直线运动；t2时ab边下滑到jp与mn的中间位置，此时线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的有：( )at1时，线框具有加速度a=3gsinb线框两次匀速直线运动的速度v1: v2=2:1c从t1到t2过程中，线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量d从t1到t2，有机械能转化为电能3在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为b、方向相反的水平匀强磁场，如图所示pq为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为a，质量为m，电阻为r的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图所示位置运动，当圆环运动到直径刚好与边界线pq重合时，圆环的速度为v/2，则下列说法正确的是（ ）a此时圆环中的电功率为b此时圆环的加速度为c此过程中通过圆环截面的电量为2d此过程中回路产生的电能为0.75mv24如图，动物园的水平地而上放着一只质量为m的笼子，笼内有一只质量为m的猴子，当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时，笼子对地面的压力为f1；当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时，笼子对地面的压力为f2，关于f1和f2的大小，下列判断中正确的是a. f1=f2b. f1(m+m)g，f2(m+m)gc. f1+f2=2(m+m)gd. f1-f2=2(m+m)g5如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，环与杆的动摩擦因数为，现给环一个向右的初速度v0，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力f的作用，已知力f的大小fkv(k为常数，v为环的运动速度)，则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(假设杆足够长)可能为()amv b mv c 0 d mv6如图所示，一个边长为2l的等腰直角三角形abc区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为l的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是（ ）a. b. c. d.7图13甲为一列简谐波在某一时刻的波形图，q、p是波上的质点，图14-26乙为质点p以此时刻为计时起点的振动图象，从该时刻起，下列说法中正确的是()a经过0.05 s时，质点q的加速度大于质点p的加速度b经过0.05 s时，质点q的加速度小于质点p的加速度c经过0.1 s时，质点q的运动方向沿y轴负方向d经过0.1 s时，质点q的运动方向沿y轴正方向8船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示，河水的流速与船离河岸的距离的变化关系如图乙所示，则当船沿渡河时间最短的路径渡河时（ ）a船渡河的最短时间60sb要使船以最短时间渡河，船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直c船在河水中航行的轨迹是一条直线d船在河水中的最大速度是5m/s9某船在静水中划行的速率为3m/s，要渡过30m宽的河，河水的流速为5m/s，下列说法中不正确的是( )a. 该船渡河的最小速率是4m/sb. 该船渡河所用时间最少为10sc. 该船不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸d. 该船渡河所通过的位移的大小至少为50m10如图所示，两质量相等的物块a、b通过一轻质弹簧连接，b足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块a上施加一个水平恒力，a、b从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有 （ ）a当a、b加速度相等时，系统的机械能最大b当a、b加速度相等时，a、b的速度差最大c当a、b的速度相等时，a的速度达到最大d当a、b的速度相等时，弹簧的弹性势能最大第ii卷（非选择题）二、简答题11如图所示，正方形abcd处在一个匀强电场中，电场线与正方形所在平面平行。已知a、b、c三点的电势依次为ua=6.0v，ub=4.0v，uc=-2.0v（1）求d点的电势ud（2）在图中画出过a点的电场线（要把作图过程画在图上，只画最后结果不能得分）。abc12（1）如图（甲）是沿z轴正方向传播的一列横波在t=0的一部分波形，此时p点的位移为y0。则此后p点的振动图象是如图（乙）中的 （填人选项前的字母，有填错的不得分）。 （2）如图所示，将一个折射率为n的透明长方体放在空气中，矩形abcd是它的一个截面，一单色细光束入射到p点，入射角为求：若要使光束进入长方体后能射至ad面上，角的最小值为多少?若要此光束在ad面上发生全反射，角的范围如何? 13. (15 分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角琢均为49仔,磁场均沿半径方向. 匝数为n 的矩形线圈abcd 的边长ab =cd =、bc =ad =2. 线圈以角速度棕绕中心轴匀速转动,bc和ad 边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为b、方向始终与两边的运动方向垂直. 线圈的总电阻为r,外接电阻为r. 求:(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小em;(2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小f;(3)外接电阻上电流的有效值i.14. (16 分)某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f. 轻杆向右移动不超过l 时,装置可安全工作. 一质量为m 的小车若以速度v0 撞击弹簧,将导致轻杆向右移动l4. 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦.(1) 若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x;(2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度vm;(3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度v和撞击速度v 的关系.15. (16 分)如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场. 图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为d,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反. 质量为m、电荷量为+q 的粒子经加速电压u0 加速后,水平射入偏转电压为u1 的平移器,最终从a 点水平射入待测区域. 不考虑粒子受到的重力. (1)求粒子射出平移器时的速度大小v1;(2)当加速电压变为4u0 时,欲使粒子仍从a 点射入待测区域,求此时的偏转电压u;(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域,刚进入时的受力大小均为f. 现取水平向右为x 轴正方向,建立如图所示的直角坐标系oxyz. 保持加速电压为u0 不变,移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如下表所示.请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向.参考答案1d【解析】试题分析：任取一粒子分析，作出圆周运动的轨迹，则可得出粒子打在屏上的位置与粒子与pc夹角的关系，则可得出粒子打在屏上的最远点及最近点，即可得出打中的长度由可知：如图所示，取一粒子，设粒子与pc夹角为，则由几何关系可知，打在屏上的距离与p点相距l=2rcos故可知，当=0时，打在屏上的距离最远，最远距离为2r；当=时，打在屏上的距离最近，最近距离为l=2rcos；故有粒子打中的区域为；故选d考点：带电粒子在匀强磁场中的运动点评：带电粒子在磁场运动区域的判断时，要注意寻找一般表达式，通过分析再找出可能的边界；另外本题中关于pc两边对称的粒子方向均可适合l=2rcos2d【解析】试题分析：t1时，线框恰好以速度 v1做匀速直线运动，加速度等于零，a错；t1时因线框做匀速直线运动得到,t2时，联立得v1: v2=4:1，b错；从t1到t2过程中，线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量加动能的减小量，c错；从t1到t2，重力势能的减少量，动能的减小量，所以转化的电能为，d对。考点：受力分析，安培力公式，动能定理点评：学生清楚安培力一定阻碍导体的运动，导体克服安培力做的功转化为电能，可用功能关系去分析。3a 【解析】试题分析：当直径与边界线重合时，圆环运动到直径刚好与边界线pq重合时，圆环左右两半环均产生感应电动势，故线圈中的感应电动势；圆环中的电功率,a正确，此时圆环受力，由牛顿第二定律可得，加速度，b错误，电路中的平均电动势，则电路中通过的电量,c错误，此过程中产生的电能等于电路中的热量，也等于外力所做的功，则一定也等于动能的改变量，故，d错误，考点：本题考查电磁感应规律、闭合电路运算、感应电动势瞬时值与平均值应用等点评：由导体切割磁感线公式可求得感应电动势，由功率公式可求得电功率；由闭合电路欧姆定律可求得电路中的电流，则可求得安培力，由牛顿第二定律求得加速度；由法拉第电磁感应定律可求得通过截面的电量；4bc【解析】试题分析：此题目是受力分析的题，笼子自身质量为m，则重力为mg而猴子在加速上滑时受到的摩擦力是向上f，而猴子受到的摩擦力和立柱受到的摩擦力是作用力和反作用力，则立柱受到的摩擦力也为f，大小相等，只不过方向是相反的，猴子受到的摩擦力是向上的，立柱受到的摩擦力是向下的，则立柱受到向下的合力为，则立柱对地面的压力也是而猴子在加速下滑时受到的摩擦力是向上f，而猴子受到的摩擦力和立柱受到的摩擦力是作用力和反作用力，则立柱受到的摩擦力也为f，大小相等，只不过方向是相反的，猴子受到的摩擦力是向上的，立柱受到的摩擦力是向下的，则立柱受到向下的合力为，则立柱对地面的压力也是故b正确。，c项正确。故选bc。考点：牛顿第二定律；力的合成与应用；摩擦力的方向点评：本题目考查了力的合成以及力的相互作用，需要学生先对物体进行受力分析，然后利用所学知识灵活应用 5acd【解析】试题分析：圆环向右运动的过程中可能受到重力、竖直向上的力f、杆的支持力和摩擦力，根据圆环初速度的情况，分析竖直向上的力f与重力大小关系可知：圆环可能做匀速直线运动，或者减速运动到静止，或者先减速后匀速运动，根据动能定理分析圆环克服摩擦力所做的功。a、当时圆环受摩擦力做减速运动到静止，只有摩擦力做功，由动能定理得：，即；正确c、当时圆环摩擦力做功为零；正确d、当时圆环受摩擦力，先做减速运动，当时圆环做匀速直线运动，当时，得据动能定理可得：，；正确故选acd考点：动能定理的应用点评：注意摩擦力是被动力，要分情况讨论在受力分析时往往先分析场力，比如重力、电场力和磁场力，再分析弹力、摩擦力6a 【解析】试题分析：在0t时间内，bc边进入磁场，切割有效长度不变，根据楞次定律可以判断电流逆时针，为正值，大小不变；在t2t时间内ad边进入磁场，bc边开始穿出磁场，有效长度从零开始逐渐增大，感应电动势从零开始逐渐增大，电流从零开始逐渐增大，根据楞次定律可以判断电流顺时针，为负值；在2t3t时间内ad边开始穿出磁场，有效长度从逐渐减小到零，感应电动势逐渐减小到零，电流逐渐减小到零，根据楞次定律可以判断电流顺时针，为负值，符合题意的图像是a图。故选a考点：法拉第电磁感应定律的应用点评：本题关键点是弄清楚切割有效长度和电流的方向。7bc【解析】由图乙可知，质点的振动周期t0.2 s，经过0.05 s，即周期，质点p到达负向的最大位移处，而此时质点q处在正的某一位移处，位移越大，加速度越大，故b正确经过0.1 s，即周期，质点q在从正位移回到平衡位置的途中，运动方向沿y轴负方向，故c正确8bd【解析】试题分析：1合运动与分运动定义：如果物体同时参与了两种运动，那么物体实际发生的运动叫做那两种运动的合运动，那两种运动叫做这个实际运动的分运动 2在一个具体问题中判断哪个是合运动，哪个是分运动的关键是弄清物体实际发生的运动是哪个，则这个运动就是合运动物体实际发生的运动就是物体相对地面发生的运动，或者说是相对于地面上的观察者所发生的运动 3相互关系独立性：分运动之间是互不相干的，即各个分运动均按各自规律运动，彼此互不影响因此在研究某个分运动的时候，就可以不考虑其他的分运动，就像其他分运动不存在一样等时性：各个分运动及其合运动总是同时发生，同时结束，经历的时间相等；因此，若知道了某一分运动的时间，也就知道了其他分运动及合运动经历的时间；反之亦然等效性：各分运动叠加起来的效果与合运动相同相关性：分运动的性质决定合运动的性质和轨迹本题船实际参与了两个分运动，沿水流方向的分运动和沿船头指向的分运动，当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，船的实际速度为两个分运动的合速度，根据分速度的变化情况确定合速度的变化情况当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，由乙图可知河宽为300m， ，a错误，船的合运动时间等于各个分运动的时间，沿船头方向分运动时间为，当x1最小时，t最小，当船头与河岸垂直时，x1有最小值，等于河宽d，故要使船以最短时间渡河，船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直，因而b正确；由于随水流方向的分速度不断变化，故合速度的大小和方向也不断变化，船做曲线运动，故c错误；当v2取最大值3m/s时，合速度最大，d正确，考点：考查了小船渡河问题点评：本题关键找到船参加的两个分运动，然后运用合运动与分运动的等时和等效规律进行研究，同时要注意合运动与分运动互不干扰9【解析】试题分析：a、由题知小船渡河的合速度为2m/s到8m/s之间；错误b、最短时间与水流速度无关，即；正确c、因所以该船不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸；正确d、如下图，因所以小船不能垂直河岸行驶，当小船合速度沿ac方向时，小船渡河通过的位移最小，因为，所以；正确故选a考点：小船渡河问题点评：难题。小船渡河问题是运动的合成和分解最简单的基本应用利用合运动与分运动的性质(等时性、独立性、等效性)和平行四边形定则进行分析小船渡河问题当属最值问题：一是航程最短，二是渡河时间最短本题解题的关键是明确水流速度的大小对渡河时间无影响，渡河的时间决定于垂直河岸方向速度的大小10abc【解析】处理本题的关键是对物体进行受力分析和运动过程分祈，使用图象处理则可以使问题大大简化。对a、b在水平方向受力分析如图，为弹簧的拉力；当加速度大小相同为a时，对a有，对b有，得，在整个过程中a的合力（加速度）一直减小而b的合力（加速度）一直增大，在达到共同加速度之前a的合力（加速度) 一直大于b的合力（加速度)，之后a的合力（加速度）一直小于b的合力（加速度)。两物体运动的v-t图象如图，时刻，两物体加速度相等，斜率相同，速度差最大，时刻两物体的速度相等，a速度达到最大值，两实线之间围成的面积有最大值即两物体的相对位移最大，弹簧被拉到最长；除重力和弹簧弹力外其它力对系统正功，系统机械能增加，时刻之后拉力依然做正功，即加速度相等时，系统机械能并非最大值。11（1）ud=0；（2）如图【解析】略12（1）b （2）要使光束进入长方