山东省威海市2013届高三上学期期末考试 物理 含答案

绝密★启用并使用完毕前
高三物理试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共8页.满分100分。

考试用时90分钟。

答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写在试卷和答题卡规定的位置。

考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回.
第Ⅰ卷（必做，共40分）
注意事项：
1．第Ⅰ卷共8小题.
2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号.
不涂在答题卡上，只答在试卷上不得分。

一、选择题：（本题共8小题，每小题给出的四个选项中，有的只有
一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．在建立物理概念过程中，学会象科学家那样运用物理思想,使用科学方法，往往比记
住物理概念的词句或公式更重要。

在高中物理学习内容中，速度、加速度、电场强度这三者所体现的共同的物理思想方法是
A．比值定义B．微小量放大C．等效替代D．理想模型
2．一颗极地军用地球侦察卫星，绕地球运行周期约为1.4h。

月球绕地球运动的轨道半径
约为3。

8×105 km，运行周期约为27天，地球半径约为6400 km.仅用以上提供的信息和数据
A．能求出地球的质量
B．能求出地球表面的重力加速度
C．能求出军用地球侦察卫星的质量
D．能求出军用地球侦察卫星的线速度
3．如图，在光滑的水平面上,叠放着两个质量分别为m 、M 的物体
（m ＜M ),用一水平恒力作用在m 物体上，两物体相对静止地向右运动。

现把此水平力作用在M 物体上，则以下说法正确的是 A ．两物体间的摩擦力大小不变
B ．m 受到的合外力与第一次相同
C ．M 受到的摩擦力增大
D ．两物体间可能有相对运动
4．一次模拟演习中，某特种兵进行了飞行跳伞表演。

该伞兵从
高空静止的直升飞机上跳下，在t 0时刻打开降落伞，在3t 0时刻以 速度v 2着地.他运动的速度随时间变化的规律如图所示。

下列结论 正确的是 A ．在0～t 0时间内加速度不变，在t 0～3t 0时间内加速度增大 B ．降落伞打开后，降落伞和伞兵所受的阻力越来越大K ］ C ．在t 0～3t 0的时间内，平均速度错误!＜ 错误!
D ．在0~t 0时间内降落伞和伞兵的总重力的功率与速度成正比
5．如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A 、B 是这条直线上的两点。

一电子以
速度v A 经过A 点向B 点运动，经过一段时间后，电子以速度v B 经过B 点，且v B 与v A 方向相反，由题中所给信息， 可以判断以下说法正确的是
A ．电子在A 点的电场强度可能等于
B 点的电场强度 B ．A 点的电势一定低于B 点的电势
C ．电子在A 点的速度一定小于它在B 点的速度
D ．电子在A 点的电势能一定小于它在B 点的电势能
6．静止在地面上的一小物体，在竖直向上的拉力作用下开始运动，在向上运动的过程中,
物体的机械能与位移的关系图象如图所示，其中0~s 1过程的图线是曲线，s 1~s 2过程的图线为平行于横轴的直线.关于物体上升过程(不计空气阻力）的下列说法正确的是
A ．0~s 1过程中物体所受的拉力是变力，且不断减小
B ．s 1~s 2过程中物体做匀速直线运动
C ．0～s 2过程中物体的动能越来越大
D ．s 1 ～s 2过程中物体的加速度等于当地重力加速度
7．图甲中的理想变压器的原副线圈匝数比为n 1:n 2=22:1，原线圈接
如图乙所示的正弦交流
电,此时电流表A 1的读数为1。

0A ，已知电阻R =20Ω，电流表A 1、
v 1 v 2
O t 0
2t 0
3t 0
v t
F
M m
v B
v A
A 2和电压表V 都是 理想电表，则
A ．电压表的读数为10.0V
B ．电流表A 2的读数为1.0A
C ．变压器的输入功率为2202W
D ．副线圈产生的交流电频率为100Hz
8．如图所示,平行金属导轨与水平面间的夹角为θ，导轨间距为l ,电
阻不计,它与阻值
为R 的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B .有一质量为m 的导体棒从ab 位置由静止平行于斜面向下运动，到达a ′b ′位置时的速度大小为v ，滑 行的距离为s ，导体棒的电阻也为R ，与导轨之间的动摩擦因数为μ,则
A ．上述滑动过程中导体棒受到的最大安培力为R
v
l B 222
B ．上述滑动过程中导体棒做匀加速直线运动
C ．上述滑动过程中由于电流做功产生的热量为
21
sin cos 2
mgs mv mgs θμθ--
D ．上述滑动过程中导体棒损失的机械能为mgs θsin -cos mgs μθ
第Ⅱ卷(必做52分+选做8分，共60分）
注意事项：
1．第Ⅱ卷共8道题。

其中9～13题为必做部分，14～16题为选做部分。

2．第Ⅱ卷所有的答案，考生须用0。

5毫米黑色签字笔答在答题卡
t/s u /V
O
0.01 0.02 2202
2202-
乙
A 1
A 2
V
R 甲
规定的区域内，在试卷上答题不得分.
3．选做部分考生必须从中选择1道题作答.答题前，请考生务必将所选题号用2B铅笔涂黑，答完题后，再次确认所选题号。

【必做部分】
9．(6分）用如图所示装置验证小球沿斜面运动的过程中机械能守恒.
斜面的末端与水平桌面相切,小球从离桌面高h处由静止释放，小球离开桌面后落在水平地面上，此过程的水平位移用s表示，桌面高H。

改变小球释放的位置,记录多组h、s值。

（1）若小球在运动的过程中机械能守恒，则h与s2间应满足的关系是__________
（
h―s2图象如上图所示。

图象不过原点，并且随着s的增大图象有弯曲的迹象。

下列关于产生这种现象的原因及改进措施的论述正确的是
a。

小球与斜面和桌面间有摩擦，改用动摩擦因数更小的斜面
和桌面
b.小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度小一点的空心球进行实验
c.小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度大一点的实心球进行实验
d.小球与斜面和桌面间有摩擦，在原基础上适当减小一下斜面的倾角
10．(9分）某实验小组利用一滑动变阻器和未知内阻的电流表测量多用电表“×1KΩ”挡
对应电源的电动势和多用电表的内阻。

(1）该小组采用图甲的电路进行实验，请根据图甲将图乙的实物图连接好。

s2
（2）实验步骤如下:
a 。

把多用电表的选择开关拨到欧姆档的“×1K Ω"位置，
将红黑表笔 。

b.按照电路图连接好电路。

c 。

接通开关，调节滑动变阻器，读出 和 的
数值并记录。

d 。

改变滑动变阻器的阻值，重新读数并记录。

e 。

根据实验原理列出表达式代入数值进行计算。

①
将
上
述
步
骤
补
充
完
整:a 。

；
c. 、 ②实验原理表达式为（说明式中各个物理量的含义） ③右图是在某次实验欧姆表表盘示意图， 欧姆表的读数为
11．（11分）如图所示，在足够长的两条平行金属导轨的左端接有一
个定值电阻R 0,两导轨间的距离L =0.5m,在虚线的区域内有与导
红表笔
图乙
μA
－ R
μA
图甲
多用表
轨平面垂直的匀强磁场，磁感应强度B =0.2T ，虚线间的距离S =1.0m 。

完全相同的金属棒ab 、cd 与导轨垂直放置，两棒间用2。

0m 长的绝缘轻杆连接。

棒与导轨间无摩擦，两棒电阻皆为r =0。

3Ω,导轨电阻不计。

已知R 0=2r 。

现用一外力从图示位置水平向右拉cd 棒，使两棒以v =5.0m/s 的速度向右匀速穿过磁场区域.求：
(1)从cd 棒刚进磁场到ab 棒刚离开磁场的过程中通过ab 棒的电流
大小和方向；
（2)从cd 棒刚进磁场到ab 棒刚离开磁场的过程中拉力做的功； （3）若cd 棒刚进入磁场时将水平外力去掉，经一段时间cd 棒出磁场,求此段时间内通过cd 棒的电量。

12．（12分）如图甲所示,一竖直面内的轨道是由粗糙斜面AB 和光滑圆轨道BCD 组成,AB 与BCD 相切于B 点，C 为圆轨道的最低点。

将小物块(可看作质点）置于轨道ABC 上离地面高为H 处由静止下滑，可用力传感器测出其经过C 点时对轨道的压力F N .现将小物块放在ABC 上不同高度处，让H 从零开始逐渐增大，传感器测出小物块每次从不同高度处下滑到C 点时对轨道的压力F N ，得到如图乙两段直线PQ 和QI ,且IQ 反向延长线与纵轴交点坐标值为5 N ，g 取10 m/s 2。

则 （1）小物块的质量m 为多少?
（2）若小物块由斜面上某点从静止开始运动，
恰好能通过圆轨道最高点D ，求小物 块在C 点对轨道的压力F N 大小为多少?
（3）小物块在斜面上某点由静止开始运动，并能通过C 点。

某同学根据图象所给信息
求出圆轨道半径R =2m,轨道BC 部分所对应的圆心角为θ=60°。

请你再结合图象
所给的信息求出斜面对小物体的滑动摩擦力大小为多少？
R 0
a
b c d
⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯
13．（14分）如图所示,在平面内水平和竖直的虚线L 1、L 2将平面分
为四个区域，L 2的左侧有一随时间变化的匀强电场，电场的变化情况如图所示(图象中场强大小E 0为已知量，其他量均为未知)，电场强度方向与L 1平行且水平向右。

L 2的右侧为匀强磁场，方向垂直纸面向外.现将一绝缘挡板放在第一个区域内，其与L 1、L 2的交点M 、N 到O 点的距离均为2b 。

在图中距L 1为b 、L 2为4b 的A 点有一粒子源，可以发射质量为m ，电荷量为+q 的粒子（粒子的初速度近似为零，不计重力），粒子与挡板碰后电荷量不变，速度大小不变，方向变为平行于L 2，当粒子第一次到达理想边界L 2时电场消失，粒子再次与挡板碰撞的同时匀强电场恢复且粒子源发射下一个粒子，如此重复。

（1）求粒子第一次到达边界L 2时的速度大小及速度方向与虚线L 1的夹角；
（2）若粒子源在t =0时刻发射一粒子,粒子进入右面磁感应强度为B 0的匀强磁场中，恰好打在挡板M 处.求坐标轴中的T 1、T 2的
值分别是多少？
【选做部分】
14．（8分）【物理-物理3—3】
（1）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是
a ．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体
·
L 1
N
L 2
O
M
A
分子之间存在斥力
b ．在车胎突然爆裂后的瞬间,车胎内的气体内能增加
c ．液体表面存在表面张力,表面张力有使液体表面收缩的
趋势
d ．所有涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性
（2)某学校科技兴趣小组，利用废旧物品制作了一个简易气温计：在一个空葡萄酒
瓶中插入一根两端开口的玻璃管，玻璃管内有一段长度可
忽略的水银柱，接口
处用蜡密封，将酒瓶水平放置，如图所示.已知该装置密
封气体的体积为480cm 3，
玻璃管内部横截面积为0. 4 cm 2,瓶口外的有效长度为48
cm 。

当气温为7℃时，
(1)（2
的过程中，密封气体从外界吸收
3J 热量,则在这一过
程中该气体的内能如
何变化？变化了多少?(已知大气压为1 × 105 Pa ）
15．（8分)【物理—物理3—4】
（1）如图为某一简谐横波在某时刻的波形图，已知该机械波传播
的速度为2m/s,此时质点a 振动方向沿y 轴正方向。

则质点a 的振动周期是
s ，从此时刻开始质点b 第一次到达波谷需要的时间是 s 。

(2)如图所示，△ABC 为折射率n =2的等腰直角三棱镜的横截面，∠C =90°，一束
激光a 平行于AB 边射入棱镜，经一次折射后到达BC 边。

试通过计算说明激光能否从BC 边射出？
16．（8分)【物理—物理3—5】
（1）物理学家常常根据物理实验观察到的现象提出假设，并用假设解释一些物理现
象，进而建立新理论.玻尔关于氢原子结构的理论便是这种研究方法的成功典范。

玻尔理论是根据下列哪些现象提出的______________
a ．粒子散射实验现象b．慢中子轰击铀核产生的裂变现象
c．天然放射现象d．氢原子光谱的不连续现象
(2）如图所示,球1和球2静止在光滑水平面上的B点，由于某种内力的作用两球反向弹开,球2与右端的墙壁发生弹性碰撞，
结果在t时刻两球在A点发生完全非弹性碰撞。

已知
AB=BO=S，两球均可看作质点,求：两球在A点碰后的共同
速度大小。

A B
高三物理答案
第Ⅰ卷
题
12345678
号
答A BD B CD AD AD A AC
案
第Ⅱ卷(包括5个必做题，3个选做题,共60分）
9．（6分）
（1)2
=
4s h H
(2分）
(2）ac （4分，部分分2分）
10．（9分）
（1) （2分）
(2)①a.短接进行欧姆调零
c 。

多用电表的读数、 微安表的读数 （共3分，每
空1分）
② E =I （R +R 0) 其中E 表示电源的电动势、I 表示微安表的示数、R 表示多用电表的读数、R 0 表示多用电表的内阻 （共2分，表达式1分，其他1分） ③40 K Ω （2分）
11．（11分） （1）R =Ω==
+⋅2.03
2
22r r
r r
r
E = BLv =0。

5V ．．．．．．．．（方程对了给１分）
I = 1.0A E R r
=+ ．．．．．．．．（方程对了给１分）
当cd 边在磁场中时I ab =0.67A IR r
= 方向a →b (数值1分,方向1分）
当ab 边进入磁场时 I ab =I =1。

0A 方向b →a
红表笔
μA
－
（数值1分,方向1分）
(2）拉力做的功等于电路消耗的电能
W =Q =I 2(R +r )t =0.2 J ．．．．．．．．（2分，方程1分，结果1分)
（3）=
q t R r
E
-
∆+ ．．．．．．１分
=
=BLS
E t t
-
∆Φ∆∆ ．．．．．．１
分
解得：q =0.2C ．．．．．．．．１分
12．(12分)
（1)由图像可知，当H = 0时 F N = 4。

0 N
F N = mg m = 0。

4 kg (2分，方程1分，结果1分）
（2)在D
点由牛顿第二定律：R
m m g D
2υ=
．．．．．．．．1分
C 到
D 动能定理:222
12
1
2C D
m m mgR υυ-
=-．．．．．．．．2分
在C 点由牛顿第二定律：F N —
mg =R
m C
2υ．．．．．．．．１分
F N = 24 N ．．．．．．．．１分
（3）在C 点由牛顿第二定律：F N —
mg =R
m C
2υ．．．．．．．．１分
由动能定理：mgH —
60
sin )1(-H f = 2
21C m υ．．．．．．．．１分 F N = （2mg —
3
4f ）R
H +
R
f 34+m
g ．．．．．．．．１分
解法1：图像QI 段斜率：k = （2mg —
34f )R
1=
1
5
8-= 3．．．．．．．．１分
f
=
2
3
N ．．．．．．．．１分 解法2：根据QI 线与纵轴的截距： 3
2f +mg = 5 ．．．．．．．．１
分
f =
2
3
N ．．．．．．．．１分
13．（14分）
（1）方法一：设粒子与板作用前的瞬间，速率为v 0，由动能定理有
0-2
132
00mv b qE =
．．．．．．．．2分（这个方程也可以用下面两个方程
代替
2
00213t m
qE b =
,00at v =，每个方程1分；或写作20
023,v
a b qE ma ==每个方
程1分）
得m
b
qE v
00
6=
粒子与挡板碰后在电场中做类平抛运动
2
012qE b t m
=
．．．．．．．．2分(其中只列出ma qE
=0
给1分）
2qE m b
t =
粒子到达L 2时垂直于L 2的速度大小
m
b qE at v 012=
=．．．．．．．．１分（方程也可写作2
1
2v
ab =）
粒子到达L 2时的速度大小为
m
b qE v v v 02
02
122
=+=．．．．．．．．１分
粒子第一次达到L 2的速度与L 1方向的夹角θ
3tan 1
==
v v θ．．．．．．．．１分
06=θ．．．．．．．．１分
方法二: 根据动能定理 0-2
142
0mv b qE =
．．．．．．．．3分
m
b
qE v 022
=．．．．．．．．１分 0-2
132
00mv b qE =
．．．．．．．．2分（这个方程也可以用下面两个方程代替201132qE b t m
=,01v at =,每个方程1分;或写作20023,v a b qE ma ==每个方
程1分)
2
3sin 0==
v v θ．．．．．．．．１分
06=θ．．．．．．．．１分 方法三： 根据动能定理 0-2
142
0mv b qE =
．．．．．．．．3分
m
b
qE v 022
=．．．．．．．．１分 2
012qE b t m
=
．．．．．．．．1分（ma qE
=0
，给1分）
2qE m b
t =
粒子到达L 2时垂直于L 2的速度大小
m
b qE at v 012=
=．．．．．．．．１分（方程也可写作2
1
2v
ab =）
11cos 2
v v θ=
=．．．．．．．．１分
06=θ．．．．．．．．１分 (2）粒子碰到挡板前的时间
2
10213t m
qE b =
．．．．．．．．１分 （无论前面采用什么方法做的,这
一问中只要体现出时间t 1和t 就给1分） 0
16qE mb
t =
则坐标轴中的0
11
)
26(qE mb t t T
+=+=．．．．．．．．１分
粒子在磁场中运动的时间
256
t T = ．．．．．．１分
2m
T qB
π=
．．．．．．１分
0235265qB m
qB m t ππ=
⋅=
粒子由C 点运动到M 点的时间0
3
24qE bm
v b v CM t
=
==
．．．（只看方程）１分
则坐标轴中的0
03212
)226(35qE mb
qB m t t T T
++=
++=π．．．．．．．．１分
14．（8分）
（1）cd ．．．．．．．．2分 （2）2
2
1
1
T V T V
=
．．．．．．．．2分
T 2 = 291.2 K = 18。

2 ℃．．．．．．．．1分
W = －p 0SL =－1.92 J ．．．．．．．．1分
Q W U +=∆= (－1。

92 + 3)J = 1。

08 J
．．．．．．．．1分
内能增加1.08 J ．．．．．．．．1分
15．（8分）
（1)2 1．．．．．．．．(共2分，每空1分)
（2）如图
α
sin 45sin ︒
=
n ．．．．．．．．１分
由于2=
n
所以激光在AC 边发生折射的折射角为
30=α．．．．．．．．１分
根据几何关系有︒=+90αβ
60=β．
．．．．．．．１分 发生全发射的临界角C
C
n sin 1
= ．．．．．．．．１分
a
C
A
B
α
βC
45=C ．．．．．．．．１分
所以
C >β, 激光不会从BC 边射出．．．．．．．．１分
16．（8分）
（1）ad ．．．．．．．．2分
(2）设1、2两球质量分别为m 1、m 2，两球弹开时的速度大小分别
为v 1、v 2.根据题意及动量守恒定律得:
1122=m v m v ．．．．．．．．2分
v 2=3v 1=3S /t ．．．．．．．．1分
112212+=(+)m v m v m m v
．．．．．2分
解得：3=2S v t
．．．．．．1分。