宁波市2013学年第一学期期末考试

高三物理试卷

（满分：100分 考试时间：100分钟）

一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共计30分。每小题只有一个选项符合题意。）

1．关于物理学家所做的贡献，下列叙述符合史实的是

A．安培发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说

B．法拉第提出了电场的观点，并引入了电场线来描述电场

C．库仑通过扭秤实验建立了库仑定律，并比较精确地测定了元电荷e的数值

D．伽利略通过斜面实验证实了物体的运动不需要力来维持，并建立了惯性定律

2．2013年6月我国宇航员在天宫一号空间站中进行了我国首次太空授课活动，其中演示了太空“质量测量仪”测质量的实验，助教聂海胜将自己固定在支架一端，王亚平将连接运动机构的弹簧拉到指定位置，如图所示。松手后，弹簧凸轮机构产生恒定的作用力，使弹簧回到初始位置，同时用光栅测速装置测量出支架复位时的速度和所用时间。这样，就测出了聂海胜的质量——74kg。下列关于“质量测量仪”测质量的说法正确的是

A．测量时仪器必须水平放置

B．测量时仪器必须竖直放置

C．其测量原理根据万有引力定律

D．其测量原理根据牛顿第二定律

3．如图所示，足够长的水平传送带以v0=2m/s的速度匀速运行。t=0时，在最左端轻放一质量为m的小滑块，t=2s时，传送带突然制动停下。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2。下列关于滑块相对地面运动的v-t图像正确的是

A B C D

4．行星“G1-58lc”适宜人类居住，值得我们期待。该行星的质量是地球的6倍，直径是地球的1.5倍，公转周期为13个地球日。设该行星与地球均可视为质量分布均匀的球体，则该行星的第一宇宙速度是地球的

A．
倍 B．1.5倍 C．2倍 D．
倍

5．如图所示，重物A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，重物B放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点；O′是三根线的结点，bO′水平拉着B物体，cO′沿竖直方向拉着弹簧，cO′与aO′夹角为120°；弹簧、细线、滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态。其中A的重力为20 N，B的重力为40 N，B与桌面间的动摩擦因数为0.5，则下列说法正确的是

A．弹簧的弹力大小为10N

B．桌面对B的摩擦力大小为20N

C．线bO′与cO′拉力的合力大小为10N

D．线OP与竖直方向的夹角为60°

6．如图所示，两个内壁光滑、半径不同的半球形碗放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一水平面，现将质量相同的两个小球a、b（小球半径远小于碗的半径），分别从两个碗的边缘处由静止释放，则下列判断正确的是

A．过碗底时，两球对碗底的压力相等

B．过碗底时，两球的动能相等

C．过碗底时，球a的加速度大于球b的

D．球a的机械能始终大于球b的机械能

7．一质量为2kg的质点在xOy平面内运动，在x方向的x-t图象和y方向的v-t图象分别如图所示。下列关于该质点的说法正确的是

A．初速度为3 m/s

B．所受的合外力为3 N

C．做匀变速直线运动

D．初速度方向与合外力方向垂直

8．不带电的空腔导体P置于电场中，其周围电场线分布如图所示，a、c为电场中的两点，b为导体空腔内的一点，则

A．a、b、c三点的电场强度依次减小

B．a、b、c三点的电势依次降低

C．负试探电荷在a点的电势能比在b点的大

D．正试探电荷从a点移到c点的过程中，克服电场力做功

9．如图甲所示，在圆形线框的区域内存在匀强磁场，开始时磁场方向垂直于纸面向里。若磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化，则线框中的感应电流I （取逆时针方向为正方向）随时间t的变化图线是

10．如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径。一不计重力的带电粒子从a点射入磁场，速度大小为v，当速度方向与ab成30°角时，粒子在磁场中运动的时间最长，且为t；若相同的带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为

A．
B．
C．
D．

二、不定项选择题（本题共5小题，每小题5分，共计25分。每小题至少有一个选项符合题意。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。）

11．硅光电池已广泛应用于人造卫星和灯塔、高速公路“电子眼”等设施。其原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N?是两块硅半导体，P、N?可在E区形成匀强电场。P的上表面镀有一层膜，当光照射时，P内产生的自由电子经E

区电场加速后到达半导体N，从而产生电动势。以下说法中正确的是

A．a电极为电池的正极

B．电源内部的电流方向由P指向N

C．E区匀强电场的方向由N指向P

D．硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置

12．如图所示是研究自感实验的实物电路，L1、L2是两个规格相同的小灯泡，L为自感线圈，闭合电键S，调节滑动变阻器R，使两个灯泡的亮度相同，然后断开电键S。则

A．闭合电键S，L1、L2都逐渐变亮

B．闭合电键S，L2立刻变亮，L1逐渐变亮

C．闭合电键S稳定后，L仍有自感电动势

D．闭合电键S稳定后，打开S，L没有自感电动势

13．如图所示，质量为m的滑块从 h高处的a点沿倾斜轨道ab滑入水平轨道bc，滑块与轨道的动摩擦因数处处相同。滑块在a、c两点时的速度大小均为v，ab与bc长度相等。不计空气阻力，忽略在连接处b点的能量损失。则滑块从a 到c 的运动过程中

A．ab、bc两阶段运动时间相等

B．ab、bc两阶段加速度大小相等

C．经b点时的速度大于

D．ab、bc两阶段损失的机械能相等

14．2013年12月初，雾霾施虐宁波，有同学想通过静电除尘的方法净化空气，设计原理图如图所示。她用玻璃圆桶密闭含灰尘的空气，圆桶的高和直径相等。第一种除尘方式是：在圆桶顶面和底面间加上电压U，沿圆桶的轴线方向形成一个匀强电场，尘粒的运动方向如图甲所示；第二种除尘方式是：在圆桶轴线处放一直导线，在导线与桶壁间加上的电压也等于U，形成沿半径方向的辐向电场，尘粒的运动方向如图乙所示。已知空气阻力与尘粒运动的速度成正比，即F阻＝kv（k为一定值)，假设每个尘粒的质量和带电荷量均相同，则在这两种方式中

A．尘粒最终一定都做匀速运动

B．尘粒受到的电场力大小相等

C．电场对单个尘粒做功的最大值相等

D．乙容器中的尘粒运动为类平抛运动

15．为了测量某地地磁场的水平分量Bx，课外兴趣小组进行了如图所示的实验：在横截面为长方形、只有上下表面A、B为金属板的导管中通以导电液体，将导管沿东西方向放置时，A、B两面出现电势差，测出相应的值就可以求出地磁场的水平分量。假如在某次实验中测得导电液体的流动速度为v、导管横截面的宽为a、高为b，A、B面的电势差为U 。则下列判断正确的是

A．Bx＝

B．Bx＝

C．A面的电势高于B面

D．B面的电势高于A面

三、计算题（本题共4小题，共计45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。）

16．（10分）2013年12月6日17时53分，嫦娥三号探测器成功完成一次“太空刹车”动作，顺利进入距月面平均高度H=100km的环月圆轨道，然后再次变轨进入椭圆轨道，最后进行月球表面软着陆。软着陆过程可简化为三个阶段：距月球表面15km时打开反推发动机减速，下降到距月球表面h1=l00m高度时悬停，寻找合适落月点；找到落月点后继续下降，距月球表面h2=4m时速度再次减为0；此后，关闭所有发动机，使它做自由落体运动落到月球表面。已知嫦娥三号质量为m，月球表面重力加速度为g'，月球半径为R，忽略嫦娥三号的质量变化。求嫦娥三号（所有结果均用题给字母表示）：

（1）经“太空刹车”后的速度大小；

（2）悬停时发动机对其的作用力；

（3）从悬停到落至月球表面，发动机对其做的功。

17．（11分）动车组列车是由几节自带动力的车厢（动车）加几节不带动力的车厢（拖车）编成一组，它将动力装置分散安装在多节车厢上。如图所示，某车次动车组由8节车厢连接而成，每节车厢平均质量为m=20t，其中第1节、第3节、第6节、第8节是带动力的，每节动车可以提供P0=750kW的额定功率。设动车组在平直路面上行驶，每节动车在行驶中的输出功率相同，每节车厢受到的阻力恒为重力的0.025倍（g取10m/s2）。求：

（1）动车组行驶所能达到的最大速度；

（2）当动车组以加速度a=0.5m/s2加速行驶时，第3节动车对第4节拖车的作用力大

小；

（3）若动车组以额定功率启动，经400s时间加速后以最大速度匀速行驶，则整个加速过程中所通过的路程为多少？

18．（12分）如图所示，abcd是一个长方形盒子，在ad边和cd边上各开有小孔f和e，e是cd边上的中点，荧光屏M平行cd放置，能显示从e孔射出的粒子落点位置。盒子

内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场，磁感应强

度大小为B。粒子源不断地发射相同的带电粒子，

粒子的初速度可以忽略。粒子经电压为U的电场加

速后，从f孔垂直于ad边射入盒内，再经磁场偏转

后恰好从e孔射出。若已知fd＝L，cd＝2L，屏

M与cd间的距离为L，不计粒子重力和粒子之间

的相互作用力。

（1）求带电粒子的比荷；

（2）求带电粒子从f孔运动到屏M的时间t；

（3）若撤去磁场，盒子内加一平行于ad边的匀强

电场，粒子经电场偏转后仍恰好从e孔射出，

求电场强度大小。

19．（12分）在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，在水平外力的作用下，从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过磁感应强度为B的匀强磁场，平行磁场区域的宽度大于线框边长，如图甲所示。测得线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示。已知图像中四段时间分别为Δt1、Δt2、Δt3、Δt4。

（1）比较Δt1、Δt3两段时间内水平外力的大小。

（2）若已知Δt2∶Δt3∶Δt4=2∶2∶1，则线框边长与磁场宽度比值为多少？

（3）若bc边刚进入磁场时测得线框速度v，bc两点间电压U，求Δt2时间内，线框中的平均感应电动势。

宁波市2013学年第一学期期末考试

高三物理参考答案

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共计30分．每小题只有一个选项符合题意.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10



B

D

D

C

A

A

B

B

C

D





二、不定项选择题：本题共5小题，每小题5分，共计25分. 每小题至少有一个选项符合题意. 全部选对的得5分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．

11

12

13

14

15



AC

B

ABC

C

BC





三、计算题：本题共5小题，共计45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.

16．（10分）

（1）设月球质量M，在圆轨道时，根据牛顿第二定律

（2分）

静止在月球表面上的物体m'
（2分）

公式代入变换后得：
（1分）

（2）因受力平衡，有 F=mg' （2分）

（3）从h1=l00m处到达h2=4m处过程，设发动机做功W1

由动能定理
（2分）

从h2=4m处落至月面过程，关闭所有发动机，发动机做功为0

得发动机做功
（1分）

17．（11分）

（1）动车组达最大速度时牵引力F=F阻 （1分）

F阻=kmg

根据P=Fv得
（1分）

解得 vm=75m/s （1分）

（2）设各动车的牵引力为F牵 ，第3节车对第4节车的作用力大小F

以第1、2、3节车为研究对象，由牛顿第二定律得

2F牵—k3mg—F=3ma （2分）

以动车组整体为研究对象，由牛顿第二定律得

4F牵—k8mg=8ma （2分）

由上述两式得

代入数据解得 F=1.5×104N （1分）

（说明：考虑动力的对称性，第4、5节车无相互作用力，若以第4节为研究对象，则方程为
，即可得4分）

（3）根据动能定理
（2分）

代入数据解得 s=18750m （1分）

18．（12分）

（1）带电粒子在电场中加速．根据动能定理得

qU＝mv2，解得v＝ （1分）

粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示，设圆周半径为R，在三角形Ode中，有

(L－R)2＋L2＝R2

解得R＝L

（1分）

又qvB＝m （1分）

解得＝. （1分）

（2）粒子运动轨迹如图所示

在三角形Ode中，∠dOe＝arcsin＝60°

则弧所对应的圆心角是120°

得弧长
（1分）

粒子出磁场后，轨迹为eg 长度seg=2L （1分）

＝代入v＝得：v＝
（1分）

运动总时间

（1分）

（3）换电场后，粒子做类平抛运动

入射方向匀速运动
（1分）

ad方向匀加速运动
（1分）

电场中的加速度

由上述三式整理得
（1分）

将qU＝mv2代入得
（1分）

（说明：解法二评分标准

粒子在磁场中做匀速圆周运动

其周期T＝

代入得：T＝

在三角形Ode中，∠dOe＝arcsin＝60°，则弧所对应的圆心角是120°

所以磁场中的运动时间

t1＝＝ （1分）

粒子出磁场后，做匀速直线运动，轨迹为eg

由几何知识得 seg=2L （1分）

＝代入v＝得：v＝
（1分）

所以磁场外的运动时间t2＝
＝

运动总时间
（1分）

19．（12分）解：

（1）相等。因为Δt1、Δt3两段时间无感应电流，即无安培力，则线框做匀加速直线运动的合外力为水平外力。(2分)

（2）设线框加速度a，bc边进入磁场时速度v，Δt2=Δt3=2Δt4=2Δt，线框边长l，磁场宽L

根据三段时间内线框位移，得

（1分）

（1分）

（1分）

解得l/L=7∶18 (2分)

（3）bc间电压U，则感应电动势
（2分）

设线框边长l，则4U/3=Blv

（1分）

Δt1时间内，平均感应电动势E=NΔφ/Δt2=Bl2/Δt2 （1分）

联立得E=16U2/（9Bv2Δt2） （1分）