试题解析江苏省苏州市高三物理期末考试试题学生版.docx

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试题解析江苏省苏州市高三物理期末考试试题学生版

【试题解析】江苏省苏州市2012届高三物理期末考试试题（学生版）

一、单项选择题：

本题共5小题，每小题3分，共计15分.每小题只有一个选项符合题意.

1.遥控器能调换电视机频道，利用的是光传感器。

下列属于应用这类传感器的是

（A）红外报警装置（B）金属电阻温度计

（C）电子电路中使用的“干簧管”（D）霍尔元件

1.答案：

A解析：

红外报警装置利用的是光传感器，选项A正确。

2.“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动.某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示.将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，据图可知，此人在蹦极过程中受到的重力约为

（A）

（B）

（C）

（D）

2.答案：

D解析：

绳子拉力F的最终值对应人的重力，选项D正确。

3.半径相同的两个金属小球A、B带有等量的电荷，相隔较远的距离，两球之间的吸引力大小为F，今用第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开，这时A、B两球之间作用力的大小是

（A）F/4（B）3F/4（C）F/8（D）3F/8

3.答案：

C解析：

设金属小球A、B带有等量的电荷Q，第三个半径相同的不带电的金属小球先与A接触，电量平分，各带Q/2；后与B球接触，先中和后电量平分，各带Q/4；移开，由库仑定律，F’=k

=F/8，选项C正确。

4.在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E为电源，S为开关。

关于两灯泡点亮和熄灭的下列说法正确的是（）

（A）合上开关，a先亮，b后亮；稳定后a、b一样亮

（B）合上开关，b先亮，a后亮；稳定后b比a更亮一些

（C）断开开关，a逐渐熄灭、b先变得更亮后再与a同时熄灭

（D）断开开关，b逐渐熄灭、a先变得更亮后再与b同时熄灭

4..答案：

B解析：

由通电自感现象可知，合上开关，b先亮，a后亮；稳定后b比a更亮一些，选项A错误B正确；由断电自感现象可知，断开开关，a、b都逐渐熄灭，选项CD错误。

5.如图，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘面间的动摩擦因数相同.当匀速转动的圆盘转速恰为两物体刚好未发生滑动时的转速，烧断细线，则两个物体的运动情况将是

（A）两物体均沿切线方向滑动

（B）两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远

（C）两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动

（D）物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远

5.答案：

D解析：

当匀速转动的圆盘转速恰为两物体刚好未发生滑动时的转速，烧断细线，则两个物体的运动情况将是物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远，选项D正确。

二、多项选择题：

本题共4小题，每小题4分，共计16分。

每小题有多个选项符合题意。

全部选对得4分，选对不全得2分，错选或不答的得0分。

6.两个异种电荷产生的电场的电场线分布如图所示,则下列说

法正确的是

（A）图中正电荷的电量大于负电荷的电量

（B）P点处的电场强度大于Q点处的电场强度

（C）P点处的电势小于Q点处的电势

（D）某一负电荷在P点处的电势能大于在Q点处的电势能

6.答案：

AB解析：

由电场线分布可知，图中正电荷的电量大于负电荷的电量，选项A正确；根据电场线疏密表示电场强度大小，P点处的电场强度大于Q点处的电场强度，选项B正确；根据顺着电场线方向电势越来越低，P点处的电势大于Q点处的电势，选项C错误；某一负电荷在P点处的电势能小于在Q点处的电势能，选项D错误。

7.如图所示，在匀强磁场中，放有一与线圈D相连接的平行导轨，要使放在线圈D中的线圈A（A、D两线圈同心共面）各处受到沿半径方向指向圆心的力，金属棒MN的运动情况可能是

（A）加速向右（B）加速向左

（C）减速向右（D）减速向左

7.答案：

AB解析：

要使放在线圈D中的线圈A（A、D两线圈同心共面）各处受到沿半径方向指向圆心的力，线圈A中的电流应与线圈D中电流方向相反，根据楞次定律，金属棒MN的运动一定是加速运动，选项AB正确。

8.如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为10:

1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=10Ω，其余电阻均不计．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压。

则下列说法中正确的有

A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为31.1V

B．当单刀双掷开关与b连接且在0.01s时，电流表示数为2.2A

C．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz

D．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变大

错误；当单刀双掷开关与b连接且在0.01s时，电流表示数为2.2A，选项B正确；当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率仍为50Hz，选项C错误；当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压为44V，副线圈输出功率增大，原线圈的输入功率变大，选项D正确。

9.如图所示，在光滑水平面上，放着两块长度相同，质量分别为m1和m2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块，开始时，各物均静止．分别在两物块上各作用一水平恒力F1、F2．当物块和木板分离时，两木板的速度分别为v1和v2．物块与木板间的动摩擦因数相同，下列说法正确的是（）

A、若F1=F2，m1>m2，则v1>v2

B、若F1=F2，m1v2

C、若F1>F2，m1=m2，则v1>v2

D、若F1v2

9.答案：

BD解析：

物块与木板的摩擦力相同，若F1=F2，木板水平方向所受外力相同，m1>m2，则木板m1的加速度较小，当物块和木板分离时，v1v2，选项B正确；m1=m2，两木板加速度相等，若F1v2，选项A正确C错误。

三、实验题：

本题共2小题，共18分.把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答.

10.（8分）

（1）某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝时，测得的结果如图a所示，则该金属丝的直径d=mm.另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图b所示，则该工件的长正确地完成操作后,选了如图所示的纸带进行研究。

其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，数据记录在图中（单位cm）.

该同学所用重锤的质量为1kg，并利用重锤在OB段所显示的运动来验证机械能守恒，他用AC段的平均速度表示B点对应的瞬时速度，则该过程中重锤重力势能的减少量为_______J，动能的增加量为________J，（均保留3位有效数字）．用这种方法验证时总是重力势能的减少量_______（填“大于”、“小于”或“等于”）动能的增加量，原因是___________________________．（已知当地重力加速度g=9.80m/s2）

10.答案：

（1）3.2072.030

（2）1.221.20大于

减少的重力势能一部分转化为内能，另一部分转化为动能。

11.（10分）一个小灯泡的额定电压为2.0V。

额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线．

A.电源E：

电动势为3.0V，内阻不计；

B.电压表V1：

量程为0~3V，内阻约为1

C.电压表V2：

量程为0~15V，内阻约为4

D.电流表

：

量程为0~3A，内阻约为0.1

；

E.电流表

：

量程为0~0.6A，内阻约为0.6

；

F.滑动变阻器R1：

最大阻值为l0Ω，额定电流为0.6A；

G.滑动变阻器R2：

最大阻值为l5Ω，额定电流为1.0A；

H.滑动变阻器R3：

最大阻值为l50Ω，额定电流为1.0A；

I.开关S，导线若干．

实验得到如下数据（I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：

I/A

0.00

0.12

0.21

0.29

0.34

0.38

0.42

0.45

0.47

0.49

0.50

U/V

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2．00

（1）实验中电压表应选用；电流表应选用；滑动变阻器应

选用（请填写选项前对应的字母）．

（2）请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上．闭合开关前，应使变阻器滑片放在最（填“左”或“右”）端．

（3）在下面坐标中画出小灯泡的

曲线．

（4）若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0

的电池两端，则小灯泡的实际功率约为（保留两位有效数字）．

（2）电路连接成图甲左（或电路连接成图乙右）

（3）如图所示。

（4）0.40.5

四、计算题:

本题共5小题，共计71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，只与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。

12.（12分）如图所示，水平地面与一半径为

的竖直光滑圆弧轨道相接于B点，轨道上的C点位置处于圆心O的正下方．距地面高度为

的水平平台边缘上的A点，质量为m的小球以

的速度水平飞出，小球在空中运动至B点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道．小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为g,试求：

（1）B点与抛出点A正下方的水平距离x；

（2）圆弧BC段所对的圆心角θ；

（3）小球滑到C点时，对圆轨道的压力．

12.解;

（1）设小球做平抛运动到达B点的时间为t，由平抛运动规律，

l=

gt2，x=v0t，

联立解得x=2l。

（2）设小球到达B点时竖直分速度vy2=2gl，tanθ=vy/v0，解得θ=45°。

（3）小球从A运动到C点的过程中机械能守恒，设到达C点时速度大小为vC，有机械能守恒定律，mgl（1+1-

）=

mvC2-

mv02，

设轨道对小球的支持力为F，有：

F-mg=m

，

解得：

F=（7-

）mg，

由牛顿第三定律可知，小球对圆轨道的压力大小为F’=（7-

）mg，方向竖直向下。

13.（13分）用图中所示的电路测定未知电阻Rx的值，图中电源的电动势E未知，电源内阻r与电流表的内阻RA均可忽略不计，R为电阻箱．

（1）要测得Rx的值，R至少需要取几个不同的数值？

请用所测得的物理量推导出计算Rx的表达式；

（2）若电流表每个分度表示的电流值未知，但指针偏转角度与通过的电流成正比，则在用此电路测RX时，R至少需要取几个不同的数值？

请用所测得的物理量推导出计算Rx的表达式；

（3）若电源内阻r不可忽略，能否应用此电路测量Rx．

13.解：

（1）对所给电路应用闭合电路欧姆定律，E=I（R1+Rx+RA+r）

在RA、r可忽略不计时，E=I（R1+Rx）

未知量为E和Rx，故需要两个方程，E=I1（R1+Rx）

E=I2（R2+Rx）

联立解得Rx=

.

即R至少取两个不同的数值，就可以求出Rx的值。

（2）电流表表盘上刻度是均匀的，指针偏转角度与通过的电流成正比，设为I=kθ，

由此关系，在RA、r可忽略不计时，可得Rx表达式改为

Rx=

=

.

同样可得出只需要两个具体的R值，加上测得的两个角度即可算出Rx的值。

（3）设RA、r不可忽略时，同样分别用R1和R2测量两次，有：

E=I1（R1+Rx+RA+r），E=I2（R2+Rx+RA+r），

联立解得Rx=

-（RA+r），或Rx+RA+r=

，

可知，求得的只是Rx+RA+r的总电阻，只要Rx+RA+r中一个不可忽略，就无法测出Rx的值，测出的只是（Rx+RA+r）。

14.（15分）如图所示，MN是相距为d的两平行金属板，O、

为两金属板中心处正对的两个小孔，N板的右侧空间有磁感应强度大小均为B且方向相反的两匀强磁场区，图中虚线CD为两磁场的分界线，CD线与N板的距离也为d.在磁场区内适当位置放置一平行磁场方向的薄挡板PQ，并使之与O、

连线处于同一平面内．

现将电动势为E的直流电源的正负极按图示接法接到两金属板上，有O点静止释放的带电粒子（重力不计）经MN板间的电场加速后进入磁场区，最后恰好垂直撞上挡板PQ而停止运动。

试求：

（1）带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径；

（2）带电粒子的电性和比荷

；

（3）带电粒子在电场中运动的时间t1与在磁场中运动的时间t2的比值．

14.解：

（1）带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，由几何关系可得，R2+（2d）2=（2R）2,

解得R=

d

（2）带电粒子带负电。

带电粒子从加速电场加速后进入磁场时的速度为v；

由动能定理qE=

mv2；由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，qvB=mv2/R

解得：

q/m=

（3）带电粒子在电场中做匀加速运动，有vt1/2=d。

在磁场中做匀速圆周运动，vt1=

πR，

解得

。

15.（15分）如图所示为某粮仓中由两台皮带传送机组成的传输装置示意图．设备调试时，将倾斜传送机的传送带与水平地面间调成倾角θ=37°，使水平传送机的转动轮边缘以5m/s的线速度沿顺时针方向匀速转动．A、B两端相距L=3m，C、D两端相距较远。

现将质量m=10kg的一袋大米无初速的放在A端，它随传送带到大B端后，速度大小不变地传到倾斜传送带的C端，米袋与两传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.5，最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等（已知g=10m/s2、sin37°=0.6、cos37°=0.8，传送机运动时传送带与转动轮之间无滑动）．

（1）求米袋从A端运动到B端所用的时间；

（2）若倾斜传送带CD不运动，则米袋沿传送带CD所能上滑的最大距离是多少？

（3）将倾斜传送带开动使转动轮沿顺时针方向转动时发现，无论转动速度多大，米袋都无法运送到距C端较远的D端，试分析其原因。

欲使米袋能运送到D端应怎样调试倾斜的传送带？

15.解：

（1）米袋在AB上加速运动时的加速度a0=μg=5m/s2。

米袋速度达到v0=5m/s时滑过的距离s0=v02/2a0=2.5m

故米袋先加速一段时间后再与传送带一起匀速运动，才到达C端，速度为v0=5m/s。

加速运动时间为t1=v0/a0=1s。

匀速运动位移s1=L-s0=0.5m，匀速运动时间为t2=s1/v0=0.1s

米袋从A端运动到B端所用的时间t=t1+t2=1.1s。

（2）设米袋在CD上传送的加速度大小为a，由牛顿第二定律，mgsinθ+f=ma，

f=μmgcosθ

解得a=10m/s2。

米袋沿CD上滑的最大距离s=v02/2a=1.25m

（3）无论转动速度多大，米袋都无法运送到距C端较远的D端的原因是由于滑动摩擦力小于重力沿传送带表面向下的分力。

米袋沿CD上滑的最大距离s=v02/2a，a=gsinθ-μgcosθ=2m/s2，解得x=6.25m。

而CD相距较远，超过了6.25m，所以无法到达。

应当调节倾斜传送带的倾角θ使其变小。

16.（16分）涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式，某研究所用制成的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程．如图所示，模型车的车厢下端安装有电磁铁系统，电磁铁系统能在其下方的水平轨道（间距为L1）中的长为L1、宽为L2的矩形区域内产生匀强磁场，该磁场的磁感应强度大小为B、方向竖直向下．将长大于L1、宽为L2的单匝矩形线圈等间隔铺设在轨道正中央，其间隔也为L2．每个线圈的电阻为R，导线粗细忽略不计．在某次实验中，启动电磁系统开始制动后，电磁铁系统刚好完整滑过了n个线圈．已知模型车的总质量为m，空气阻力不计．求：

（1）在电磁铁系统的磁场全部进入任意一个线圈的过程中,通过线圈的电荷量q；

（2）在刹车过程中，线圈所产生的总电热Q；

电动势E=

平均电流I=E/R，

通过线圈的电荷量q=I△t=

（2）电磁铁系统在线框上方任一时刻以速度v运动时，均有一个L1边在磁场中切割磁感线运动，电磁铁会受该线框作用的阻力，大小等于线框所受到的安培力F，

F=BIL1，E=BL1v，I=E/R，联立解得F=

电磁铁系统减速运动的加速度a=F/m=

经过极短的时间△t，速度减小△v，运动的位移△x，

a△t=

△t

△v=a△t=

v△t=

△x，

Σ△v=

Σ△x，

即有v0=

2nL2，其中v0即为开始刹车时的初速度。

由能量守恒定律可知，线框所产生的总热量Q=

mv02。

代人得：

Q=

。

（3）电磁铁刚穿出第（k-1）个磁场区域时，速度为vk-1’，

v0-vk-1’=

·2（k-1）L2

vk-1’=

·2（n-k+1）L2

线框的电功率P=

解得：

P=

·4（n-k+1）2L22