2014-2015学年江苏泰兴第三高级中学高三上期期末物理卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

一个质点在三个共点力F₁、F₂、F₃的作用下处于静止状态。若将这三个力矢量连接起来，则下列连接正确的是

2. 难度：中等

如图所示，小车上有一定滑轮，跨过定滑轮的绳上一端系一重球，另一端系在弹簧秤上，弹簧秤固定在小车上。开始时小车处于静止状态，当小车匀加速向右运动时

A．弹簧秤读数及小车对地面压力均增大

B．弹簧秤读数及小车对地面压力均变小

C．弹簧秤读数变大，小车对地面的压力不变

D．弹簧秤读数不变，小车对地面的压力变大

3. 难度：中等

如图所示，在粗糙绝缘的水平地面上放置一带正电的物体甲，现将另一个也带正电的物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由M点移动到N点，若此过程中甲始终保持静止，甲、乙两物体可视为质点，则下列说法正确的是

A．乙的电势能先增大后减小

B．甲对地面的压力先增大后减小

C．甲受到地面的摩擦力不变

D．甲受到地面的摩擦力先增大后减小

4. 难度：中等

如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核（）和氦核（）。下列说法中正确的是

A．它们的最大速度相同

B．它们的最大动能相同

C．两次所接高频电源的频率不相同

D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能

5. 难度：中等

如图所示，电路中的A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器。当开关S断开与闭合时，A、B灯泡发光情况是   

A．S刚闭合后，B灯亮一下又逐渐变暗，A灯逐渐变亮

B．S刚闭合后，A灯亮一下又逐渐变暗，B灯逐渐变亮

C．S闭合足够长时间后，A灯泡和B灯泡一样亮

D．S闭合足够长时间后再断开，B灯立即熄灭，A灯逐渐熄灭

6. 难度：中等

在半径为r、电阻为R的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场．以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示．则0~t₀时间内，导线框中

A．没有感应电流

B．感应电流方向为逆时针

C．感应电流大小为2πr²B₀/（t₀R）

D．感应电流大小为πr²B₀/（t₀R）

7. 难度：中等

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的速率大于同步卫星的速率

D．北斗-M5的运行周期大于地球自转周期

8. 难度：中等

两端开口的U形细管内装有一定量的水置于竖直面内，开口竖直向上，静止时两竖管内水面相平，由于细管的某种运动，管内水面形成如图所示的高度差，在下列描述的各种运动中，细管可能的运动是

A．水平向右加速运动        B．水平向左加速运动

C．绕某一竖直轴旋转运动    D．自由落体运动

9. 难度：中等

如图所示，a、b是x轴上关于O点对称的两点，c、d是y轴上关于O点对称的两点，c、d两点分别固定一等量异种点电荷，带负电的检验电荷仅在电场力作用下从a点沿曲线运动到b点，E为第一象限内轨迹上的一点，以下说法正确的是

A．c点的电荷带正电

B．a点电势高于E点电势

C．E点场强方向沿轨迹在该点的切线方向

D．检验电荷从a到b过程中，电势能先增加后减少

10. 难度：中等

在倾角为θ 的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距为L,导轨处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下.有两根质量均为m 的金属棒a、b,先将a 棒垂直导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c 连接,连接a 棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b 也垂直导轨放置,a、c 此刻起做匀速运动,b棒刚好能静止在导轨上.a 棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨电接触良好,导轨电阻不计.则

A.物块c 的质量是2msinθ

B.b棒放上导轨前,物块c 减少的重力势能等于a、c 增加的动能

C.b棒放上导轨后,物块c 减少的重力势能等于回路消耗的电能

D.b棒放上导轨后,a 棒中电流大小是

11. 难度：中等

如图所示,真空中xOy 平面内有一束宽度为d 的带正电粒子束沿x 轴正方向运动,所有粒子为同种粒子,速度大小相等,在第一象限内有一方向垂直xOy 平面的有界匀强磁场区(图中未画出),所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于x 轴上的a 点.下列说法中正确的是

A.磁场方向一定是垂直xOy 平面向里

B.所有粒子通过磁场区的时间相同

C.所有粒子在磁场区运动的半径相等

D.磁场区边界可能是圆,也可能是其他曲线

二、实验题

12. 难度：简单

图甲为20分度游标卡尺的部分示意图，其读数为     mm；图乙为螺旋测微器的示意图，其读数为      mm。

    

13. 难度：简单

实验室新进了一批多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线和学生电源等电学元件。在某次课外小组活动中王大明和李小东分别做了如下实验：

王大明用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值，根据如图所示的表盘，被测电阻阻值是_______Ω．若将该表选择旋钮置于1 mA挡测电流，表盘仍如图所示，则被测电流为__ ____mA．

14. 难度：中等

某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势 (电动势E大约在9V左右，内阻r约为50Ω)，已知该电池 允许输出的最大电流为l50mA．该同学利用如图(a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为2KΩ，R为电阻箱．阻值范围0～9999Ω，R₀是定值电阻，起保护电路的作用．

1．实验室备有的定值电阻尺。有以下几种规格：

A．2Ω    B．20Ω     C．200Ω  D．2000Ω,

本实验应选           (填入相应的字母)作为保护电阻．

2．在图(b)的实物图中，已正确地连接了部分电路，请完成余下电路的连接．

3．该同学完成电路的连接后，闭合开关s，调节电阻箱的阻值；读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图(c)所示，其读数为_______ ．

4．改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图(d)所示的图线，则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为_______V，内阻r为_____Ω．(结果保留两位有效数字)

5．用该电路测电动势与内阻，测量和真实值的关系E_测     E_真，r_测     r_真(填“大于”、“小于”或“等于”)

15. 难度：中等

某研究性学习小组利用气垫导轨进行验证机械能守恒定律实验，实验装置如图甲所示。将气垫导轨水平放置，在气垫导轨上相隔一定距离的两点处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定有遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电平，两光电传感器再通过一个或门电路与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电平随时间变化的图象。

（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，则图乙中的Δt₁、Δt₂间满足            ______关系，则说明气垫导轨已经水平。

（2）用细线通过气垫导轨左端的定滑轮将滑块P与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由如图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，若Δt₁、Δt₂和d已知，要验证机械能是否守恒,还应测出                      (写出物理量的名称及符号）。

（3）若上述物理量间满足关系式                ，则表明在滑块和砝码的运动过程中，系统的机械能守恒。

三、计算题

16. 难度：困难

如图(甲)，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定，M、P之间接电阻箱R，电阻箱的阻值范围为0～4Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b，测得最大速度为v_m。改变电阻箱的阻值R，得到v_m与R的关系如图(乙)所示。已知轨距为L = 2m，重力加速度g=l0m/s²，轨道足够长且电阻不计。

(1)当R =0时，求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向；

(2)求金属杆的质量m和阻值r；

(3)求金属杆匀速下滑时电阻箱消耗电功率的最大值P_m。

17. 难度：困难

如图所示，竖直平面内四分之一光滑圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点，圆弧轨道的圆心为O，半径为R=5m。一质量为m=2kg的小物块从圆弧顶点由静止开始沿轨道下滑，再滑上传送带PC，传送带可以速度v=5m／s沿顺时针或逆时针方向的传动。小物块与传送带间的动摩擦因数为，不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失，重力加速度为g=10m／s²。

(1)求小物体滑到P点时对圆弧轨道的压力；

(2)若传送带沿逆时针方向传动，物块恰能滑到右端C，问传送带PC之间的距离L为多大：

(3)若传送带沿顺时针方向的传动，传送带PC之间的距离为L=12.5m，其他条件不变，求小物块从P点滑到C点所用的时间。

18. 难度：困难

如图，静止于A处的离子，经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场，电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场，已知圆弧虚线的半径为R，其所在处场强为E、方向如图所示；离子质量为m、电荷量为q；、，离子重力不计。

（1）求加速电场的电压U；

（2）若离子恰好能打在Q点上，求矩形区域QNCD内匀强电场场强E₀的值；

（3）若撤去矩形区域QNCD内的匀强电场，换为垂直纸面向里的匀强磁场，要求离子能最终打在QN上，求磁场磁感应强度B的取值范围。

19. 难度：困难

如图所示，光滑绝缘的水平面上有一网状结构的板OA与水平成为30°倾角放置，其左端有一竖直档板，挡板上有一小孔P，已知OA板上方有方向竖直向上、场强大小为E=5V/m的匀强电场，和垂直纸面向外的、磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场，现有一质量为m=带电量为q=+的带电小球，从小孔P以速度v=2m/s水平射入上述电场、磁场区域，之后从OA板上的M点垂直OA方向飞出上述的电磁场区域后而进入下方的电磁场区域 ，OA板下方电场方向变为水平向右，电场强度大小为，当小球碰到水平地面时立刻加上匀强磁场，磁感应强度大小仍为B=1T，方向垂直纸面向里。小球与水平地面相碰时，竖直方向速度立刻减为零，水平方向速度不变，小球运动到D处刚好离开水平地面，然后沿着曲线DQ运动，重力加速度为g=10m/s²，小球在水平地面上运动过程中电量保持不变，不计摩擦。

（1）求小球在OA上方空间电磁场中运动时间；

（2）求小球从M运动到D的时间；

（3）若小球在DQ曲线上运动到某处时速率最大为v_m，该处轨迹的曲率半径（即把那一段曲线尽可能的微分，近似一个圆弧，这个圆弧对应的半径即曲线上这个点的曲率半径）。求v_m与的函数关系。