高三物理如皋市届高三上学期期中考试物理试题.docx
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高三物理如皋市届高三上学期期中考试物理试题
2015~2016学年度高三年级第一学期期中考试
物理试卷
（满分120分，时间100分钟）
一、单项选择题．本题共8小题，每小题3分，共24分．每小题只有一个选项符合题意．
1．等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，过c点的导线所受安培力的方向
A．与ab边平行，竖直向上
B．与ab边垂直，指向左边
C．与ab边平行，竖直向下
D．与ab边垂直，指向右边
2．如图所示，在MNQP中有一垂直纸面向里的匀强磁场．质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹．已知O是PQ的中点，不计粒子重力．下列说法中正确的是
A．粒子a带负电，粒子b、c带正电
B．射入磁场时粒子a的速率最小
C．射出磁场时粒子b的动能最小
D．粒子c在磁场中运动的时间最长
3．如图所示，在某场足球比赛中，曲线1、2、3分别是由同一点踢出的足球的飞行路径，忽略空气的影响，下列说法正确的是
A．沿路径1飞行的足球的落地速率最大
B．沿路径2飞行的足球的初速度的水平分量最大
C．沿路径3飞行的足球的运动时间最长
D．沿这三条路径飞行的足球在相同的时间内的速度变化量相同
4．由于环境污染严重，今年全国多次出现大面积雾霾天气，对交通造成极大影响，交通事故频发．某人驾驶车辆在一高速公路上行驶，由于大雾与前车发生追尾事故，后经交警调查，描绘出他发现前面正处于减速状态的汽车开始刹车时两车的速度图象如图所示，则以下判断正确的是
A．后车刹车时两车间距离一定小于90m
B．后车刹车时两车间的距离一定等于112m
C．两车一定是在t=20s之前的某时刻发生追尾
D．两车一定是在t=20s之后的某时刻发生追尾
5．如图所示，甲、乙站在超市的自动扶梯上（斜面式和阶梯式）随扶梯匀速上行，则下列相关说法正确的是
A．甲受到扶梯的摩擦力，乙不受摩擦力
B．扶梯对甲、乙的弹力相同
C．扶梯对甲、乙的弹力与甲、乙的重力大小相等
D．斜面对甲、乙都不做功
6．如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面之间的最大静摩擦力fm大小与滑动摩擦力大小相等，则
A．0～t1时间内力F的功率逐渐增大
B．t1～t2时间内物块A做加速度减小的 加速运动
C．t3时刻物块A的动能最大
D．t3时刻后物体做反方向运动
7．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，
、
为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是
A．电源的输出功率减小
B．电流表的示数变大
C．a点的电势升高
D．电容器C所带的电荷量增多
8．如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动．现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示．不计空气阻力．下列说法中正确的是
A．t1时刻小球通过最高点，图乙中 S1和S2的面积相等
B．t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等
C．t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等
D．t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等
二、多项选择题．本题共6小题，每小题4分，共24分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．
9．一个用于加速质子的回旋加速器，其D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，接在D形盒上的高频电源频率为f．下列说法正确的是
A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR
B．若仅将加速电压提高到4倍，则质子获得最大速度的加速次数减为原来的
倍
C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值
D．若仅将质子换成α粒子，则α粒子获得的最大速度为质子最大速度的一半
10．某导体置于电场后周围的电场分布情况如图所示，图中虚线表示电场线，实线表示等势面，A、B、C为电场中的三个点．下列说法正确的是
A．A点的电场强度小于B点的电场强度
B．A点的电势高于B点的电势
C．将负电荷从A点移到B点，电场力做正功
D．负电荷在A点的电势能等于在C点的电势能
11．今年5月，信使号水星探测器陨落在水星表面．之前，工程师通过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道，使其寿命再延长一个月，如图所示，释放氦气前，探测器在贴近水星表面的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，释放氦气后探测器进入椭圆轨道Ⅱ，忽略探测器在椭圆轨道上所受阻力．则下列说法正确的是
A．探测器在轨道I的运行周期比在轨道Ⅱ的大
B．探测器在轨道Ⅱ上某点的速率可能等于在轨道Ⅰ上速率
C．探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的E处加速度相同
D．探测器在轨道Ⅱ上远离水星过程中，势能和动能均增大
12．如图所示，中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上，通过光滑滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动，在Ａ上升过程中，下列判断正确的是
A．拉力F变大
B．杆对A的弹力FN不变
C．拉力F的功率P不变
D．绳子自由端的速率v增大
13．如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构的俯视图，图中①和②为楔块，楔块的斜面倾角为θ；③和④为垫板；弹簧a和弹簧b质量不计；楔块与弹簧盒、垫板之间均有摩擦，在车厢互相撞击使垫板③向盒里压进的过程中
A．弹簧a与弹簧b的压缩量之比是cotθ
B．弹簧a与弹簧b的压缩量之比是2tanθ
C．当弹簧压缩到最短的时候，楔块①的速度一定为零
D．当弹簧压缩到最短的时候，垫板③的速度不一定为零
14．在水平面内固定一内壁光滑、不带电、绝缘的半圆型塑料细管，在管口M和N处分别固定电荷量为q1、q2的正点电荷，管内靠近N处放置一带正电的小球（带电量远小于q1、q2，小球的直径略小于管的内径）．小球由静止释放后，经过管内b点时速度最大，经过a、c两点的速度大小相等，设a、b、c三点的电势分别为φa、φc，则下列关系式正确的是
A．φa＜φcB．φa=φc
C．q1＜q2D．q1＞q2
三、填空题．本题共3小题，共22分，将答案写在相应的横线上或题目指定位置．
15．（６分）图甲中10分度游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）的读数为cm．图乙中螺旋测微器的读数为mm．
16（８分）为了验证机械能守恒定律，某研究性学习小组的同学利用透明直尺和光电计时器设计了一套实验装置，如图所示．当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，所用的光电门传感器可测的最短时间为0.01ms.将具有很好挡光效果的宽度为d＝3.8×10－3m的黑色磁带贴在透明直尺上．实验时，将直尺从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间Δti与图中所示的高度差Δhi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示（表格中M为直尺质量，取g＝9.8m/s2）．
Δti（10－3s）
vi＝
（m·s-1）
ΔEki＝
Mv
－
Mv
Δhi（m）
MgΔhi
1
1.21
3.13
2
1.15
3.31
0.58M
0.06
0.58M
3
1.00
3.78
2.24M
0.23
2.25M
4
0.95
4.00
3.10M
0.32
3.14M
5
0.90
4.22
4.01M
0.41
（1）从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用vi＝
求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是________________________________．
（2）请将表格中的数据填写完整．_________
（3）通过实验得出的结论是________________________________________________．
（4）根据该实验，请你判断下列ΔEk－Δh图象中正确的是（）
ABCD
17．（8分）如图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻（10Ω），R1是电阻箱（0～99.9Ω），R是滑动变阻器，A1是电流表（0～0.6A，内阻r1未知），A2是电流表（0～0.6A，内阻r2为5.0Ω），E是电源（电动势10V，内阻很小）．实验具体步骤如下：
（i）连接好线路，将滑动变阻器R调到最大；
（ii）闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1示数I1＝0.3A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2；
（iii）重复步骤（ii），再测量6组R1和I2的值；
根据实验回答以下问题：
（1）下图为本实验的实物电路，请根据电路图完成实物电路连线．
（2）测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数仍为I1＝0.3A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值________（选填“不变”、“变大”或“变小”）．
（3）根据实验得到的R1和I2的值，在坐标纸上画出R1与I2的关系如图，图线是一条直线，设直线的斜率为k，则Rx＝________（用题中已知量和测量物理量的符号表示）．
（4）根据以上实验得出Rx＝______Ω．
四、计算题．本题共3小题．共50分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
18（16分）如图所示，足够长的收集板MN和半圆形匀强磁场相切，且与磁场的直线边界ＣＤ平行；磁场的圆心为O、半径为L，方向垂直纸面向内．现有大量质量为m、电量为q的带正电粒子，从O点沿纸面以相同速率v沿各个方向射入磁场，粒子的轨道半径也为L．不计粒子重力及粒子间的相互作用，求：
（1）所加磁场磁感应强度的大小；
（2）哪些入射方向（以速度方向与ＯＤ间夹角表示）的粒子通过磁场后能打到MN板上；
（3）粒子通过磁场的最长时间．
19（16分）如图所示，直角坐标系处于竖直面内，第一、二象限存在着平滑连接的光滑绝缘轨道．第一象限内的轨道呈抛物线形状，其方程为
；第二象限内的轨道呈半圆形状，半径为R，B点是其最高点，且第二象限处于竖直方向的匀强电场中．现有一质量为m、带电量为q的带电小球，从与B点等高的A点静止释放，小球沿着轨道运动且恰能运动到B点．重力加速度为g，求
（1）小球运动到O点时对轨道的压力F；
（2）第二象限内匀强电场的场强大小E；
（3）小球落回抛物线轨道时的动能Ek．
20（18分）如图所示，足够长的光滑斜面BC倾角为θ，固定面AB垂直于斜面．在斜面上放置质量为m的长木板，木板中央放置质量为m的小物块，木板和小物块间的动摩擦因数
，现同时给木板和小物块沿斜面向上的初速度
．假设木板与固定面AB发生碰撞的时间极短，碰撞前后瞬间速率相等，运动过程中小物块始终没有从木板上滑落．已知重力加速度为g，求：
（1）木板第一次上升的最大高度；
（2）木板第二次与固定面AB发生碰撞时的速率；
（3）为使小物块和固定面AB不发生碰撞，求木板长度的最小值．
2015~2016学年度高三年级第一学期期中考试
物理答案
一、单项选择题．本题共8小题，每小题3分，共24分．每小题只有一个选项符合题意．
1．B2．D3．D4．C5．A6．C7．B8．A
二、多项选择题．本题共6小题，每小题4分，共24分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．
9．AB10．ABD11．BC12．AC13．BD14．BD
三、填空题．本题共3小题，共22分，将答案写在相应的横线上或题目指定位置．
15．5.46（3分）2.185（3分）（2.184~2.186均可以）
16．
（1）瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度（2分）
（2）4.02M（2分）
（3）在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量（2分）
（4）C（2分）
17．
（1）见实物接线图（2分）
（2）变大（2分）
（3）Rx＝kI1-r2（或Rx＝0.3k-r2）（2分）
（4）30（29~31）（2分）
四、计算题．本题共3小题．共50分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
18．（16分）解：
（1）由洛伦兹力提供向心力得
（3分）
解得
（3分）
（2）刚好不能打到MN上的粒子从磁场中出来后速度的方向与MN平行，在磁场中运动的轨迹如图所示．轨迹圆弧对应的圆心角θ=60°，则入射的方向与直线边界之间的夹角是0~120°的粒子通过磁场后能打到MN板上。
（5分）
（3）从磁场圆弧边界出来的粒子通过磁场的时间最长
（5分）
19．（16分）解：
（1）小球从A点运动到O点的过程中机械能守恒，有
（2分）
在O点处，对小球由牛顿第二定律得
（2分）
解得
由牛顿第三定律可知
小球对轨道压力大小为
，方向竖直向下．（2分）
（2）小球恰能运动到B点，说明小球所受的电场力向上．由牛顿第二定律得
（2分）
小球从A点到B点的过程中，由动能定理得
（2分）
解得
（2分）
（3）小球从B点飞出后做平抛运动，设落回抛物线轨道时的坐标为（x，y），有
x、y满足关系
小球从B点到抛物线轨道，由动能定理得
解得
（4分）
20．（18分）解：
（1）木板和小物块第一次上升过程中，无相对运动，木板机械能守恒，有
（3分）
解得
（3分）
（2）木板与AB发生第一次碰撞前，木板和小物块均无相对运动，且机械能守恒．木板与AB发生第一次碰撞后仍以速度
向上减速运动，小物块则以速度
向下减速运动．设此时木板上滑、小物块下滑的加速度大小分别为a1、a2，有
mgsinθ+μmgcosθ=ma1（1分）
μmgcosθ-mgsinθ=ma2（1分）
因为a1＞a2，所以木板先减速到零．之后小物块仍以加速度a2向下减速，木板则以加速度a1向下加速．设沿斜面向下为正方向，速度相等时的速度为v，所用时间为t，有
v=-v0+a1t（1分）
v=v0﹣a2t（1分）
解得
木板上滑的距离
木板下滑的距离
此后木板和小物块共同向下匀加速运动，直至木板第二次与AB发生碰撞，设木板第二次与AB发生碰撞时的速率为
则
4分
（3）临界状态为木板与固定面AB接触时，木板、小物块速度均为零，且物块处于木板底端．对全过程进行分析，由能量守恒定律有
（2分）
解得
．（2分）
原１８题供练习用
18．（16分）“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：
如图所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为φ1，内圆弧面CD的半径为
，电势为φ2；足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP为L；在边界ACDB和收集板MN之间存在一个圆心为O、半径为L的半圆形匀强磁场，磁场方向垂直纸面向内．假设太空中漂浮着质量为m、电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，粒子通过磁场后有
能打到MN板上（不考虑从磁场过边界ACDB的粒子再次返回）．不计粒子重力及粒子间的相互作用，求：
（1）粒子通过电场到达O点时速度的大小；
（2）所加磁场磁感应强度的大小；
（3）粒子通过磁场的最长时间．
18．（16分）解：
（1）带电粒子在电场中加速时，电场力做功，得
q（φ1﹣φ2）=
mυ2﹣0（3分）
解得
（3分）
（2）从AB圆弧面收集到的粒子有
能打到MN板上，则刚好不能打到MN上的粒子从磁场中出来后速度的方向与MN平行，则入射的方向与AB之间的夹角是60°，在磁场中运动的轨迹如图所示，轨迹圆弧对应的圆心角θ=60°．
根据几何关系，粒子圆周运动的半径r=L（3分）
由洛伦兹力提供向心力得
解得
（3分）
（3）从磁场右边界出来的粒子通过磁场的时间最长
（4分）
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