1、【状元之路】2016届高三物理一轮复习 第13章 光学 电磁波 相对论阶段考查第卷选择题，共48分一、选择题(本大题共8小题，每小题6分，共48分)1(2015山西省实验中学模拟)第31届夏季奥运会将于2016年在巴西的里约热内卢举行，跳水比赛是我国的传统优势项目某运动员在进行10 m跳台跳水训练，若只研究运动员的下落过程，下列说法正确的是()A为了研究运动员的技术动作，可将正在比赛的运动员视为质点B运动员在下落过程中，感觉水面在匀速上升C前一半时间内位移大，后一半时间内位移小D前一半位移用的时间长，后一半位移用的时间短解析：跳水运动员的技术动作是主要因素，不可忽略，A错误；运动员加速下落过程
2、中，以运动员为参考系，水面在加速上升，B错误；运动员加速运动过程中前一半时间内位移小，后一半时间内位移大；前一半位移用的时间长，后一半位移用的时间短，C错误，D正确答案：D2(2015河北省百校联盟质量监测)国内首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”是由青岛大学学生自主设计研发的，“蜘蛛侠”利用8只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过“爪子”交替伸缩，就能在墙壁和玻璃上自由移动如图131所示，假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到右上方B点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析正确的是()图131 A B C D图132解析：根据牛顿第二定律可知，在竖直平面内“蜘蛛侠
3、”所受合力方向应该是从A指向B，C正确答案：C3(多选题)如图133甲所示，物块的质量m1 kg，初速度v010 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示，g10 m/s2.下列说法中正确的是()甲乙图133A05 s内物块做匀减速运动B在t1 s时刻，恒力F反向C恒力F大小为10 ND物块与水平面的动摩擦因数为0.3解析：由图象得在前5 m位移做匀减速运动，在513 m的位移内做匀加速运动，且由图象斜率得减速的加速度a1 m/s210 m/s2，加速的加速度a2 m/s24 m/s2，减
4、速的时间t1 s，又由牛顿第二定律得，Fmgma1和Fmgma2，联立解得F7 N，动摩擦因数0.3，选项B、D正确答案：BD4科学研究表明地球的自转在变慢据分析，地球自转变慢的原因主要有两个：一个是潮汐时海水与海岸碰撞、与海底摩擦而使能量变成内能；另一个是由于潮汐的作用，地球把部分自转能量传给了月球，使月球的机械能增加了(不考虑对月球自转的影响)由此可以判断，月球绕地球公转的()A速度在增大B角速度在增大C周期在减小 D半径在增大解析：根据题意知月球的机械能增加，其轨道半径要增大，选项D正确；由v知其线速度减小，选项A错误；由知其角速度减小，选项B错误；由知周期增大，C错误答案：D图1345
5、如图134所示，一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘为L，且对准圆盘上边缘的A点水平抛出，初速度为v0，飞镖抛出的同时，圆盘以垂直圆盘且过盘心O的水平轴匀速转动，角速度为.若飞镖恰好击中A点，则下列关系正确的是()AdvL2gBL(12n)v0，(n0,1,2,3，)Cv0Dd2g2(12n)2，(n0,1,2,3，)解析：当A点刚好转到最低点时，飞镖刚好击中A点，A点转动的时间t，平抛的时间t，则有，B正确，C错误；平抛的竖直位移为d，则dgt2，联立有d2g2(2n1)2，A、D错误答案：B图1356(多选题)(2013江苏卷)如图135所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另
6、一端与小物块相连弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出)物块的质量为m，ABa，物块与桌面间的动摩擦因数为.现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W.撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零，重力加速度为g.则上述过程中()A物块在A点时，弹簧的弹性势能等于WmgaB物块在B点时，弹簧的弹性势能小于WmgaC经O点时，物块的动能小于WmgaD物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能解析：设O点到A的距离为x，则物块在A点时弹簧的弹性势能为FpAWmgx，因为摩擦力的存在，所以AB间的距离a2x，EpAWmga，A项错误；物块从O点经A点到B点，根
7、据动能定理得Wmg(xa)EpB，所以EpBWmga，B项正确；从O点经A点再到O点，W2mgxEkO，因此EkOWmga，C项正确；物块动能最大的时刻是摩擦力等于弹簧的弹力的时刻，此时物块在O点右侧，设为C点，而因桌面的粗糙情况不清楚，无法确定OB与OC的间距的大小关系，因而无法确定弹簧的弹性势能的大小关系当物块与桌面间的动摩擦因数很大时，BO的间距可能比OC要小，因而弹性势能较小，当物块与桌面间的动摩擦因数很小的时候，BO的间距可能比OC要大，因而弹性势能就要大些，所以D项错误答案：BC图1367如图136所示，正方形单匝线框abcd的边长为L，每边电阻均为r，线框在磁感应强度为B的匀强磁
8、场中以角速度绕cd轴从图示位置开始匀速转动，转轴与磁感线垂直一理想电压表用电刷接在线框的c、d两点上，下列说法中正确的是()A电压表读数为BL2B电压表读数为BL2C从图示位置开始计时，流过线框电流的瞬时值表达式为isintD线框从图示位置转过的过程中，流过cd边的电荷量为q解析：线框在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势的最大值为EmBL2，对应有效值为EEmBL2，电压表读数为BL2，B正确，A错误；图示位置线框磁通量为零，产生的感应电动势为最大值，则感应电流瞬时表达式为icost，C错误；线框从题图所示位置处转过的过程中，流过cd的电荷量为q，D错误答案：B甲乙图1378如图137所示，
9、图甲中MN为足够大的不带电接地薄金属板，在金属板的右侧，距离为d的位置上放入一个电荷量为q的点电荷O，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布P是金属板上的一点，P点与点电荷O之间的距离为r，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的图乙中两异种点电荷所带电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线由此他们分别对P点的电场强度方向和大小作出以下判断，其中正确的是()A方向沿P点和点电荷O的连线向左，大小为B方向沿P点和点电荷O的连线向左，大
10、小为C方向垂直于金属板向左，大小为D方向垂直于金属板向左，大小为解析：通过类比分析可知，P点的场强等于点电荷q在P点的场强垂直于金属板的分量的2倍，方向垂直金属板向左，大小为Ep2k，故C正确答案：C第卷非选择题，共52分二、实验题(本大题共2小题，共15分)9(5分)有一种新出厂的游标卡尺，与普通游标卡尺不同，它游标尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数时清晰明了，方便了使用者正确读取数据图138(1)如果此游标尺的刻线是将“39 mm等分成20份”那么它的准确度是_ mm.(2)用游标卡尺测量某一物体的厚度，如图138所示，那么它的正确读数是_mm.解析：(1)新式游标卡尺的测量原理和传统的游
11、标卡尺相同，新式游标卡尺其游标尺上20个分度只有39 mm，比主尺上的40个分度短1 mm，故它的测量精确度是： mm0.05 mm.(2)用它测得物体厚度为：31 mm0.05 mm531.25 mm.答案：(1)0.05(2)31.25图13910(10分)(2013山东卷)霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性发展如图139所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH为霍尔电压，且满足UHk，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数(1)若
12、该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图139所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“”连线柱与_(填“M”或“N”)端通过导线连接(2)已知薄片厚度d0.40 mm，该同学保持磁感应强度B0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示.I(103 A)3.06.09.012.015.018.0UH(103 V)1.11.93.44.56.26.8根据表中数据在坐标纸上画出UH I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为_103 VmA1T1(保留两位有效数字)图1310(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量
13、的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图1310所示的测量电路S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)为使电流自Q端流入，P端流出，应将S1掷向_(填“a”或“b”)，S2掷向_(填“c”或“d”)为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串接在电路中，在保持其他连接不变的情况下，该定值电阻应串接在相邻器件_和_(填器件代号)之间解析：(1)根据左手定则得正电荷在洛仑兹力作用下向M端移动，因此M端带正电，电压表的正接线柱与M端相连；(2)先描点，然后用平滑的直线连接，连接时使尽量多的点落在直线上，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，然后求出图象
14、的斜率，由图象的斜率k，代入得k1.5103 VmA1T1；(3)要使通过霍尔元件的电流反向，需要使电源正极与Q相连，因此S1需掷向b，S2掷向c；防止电路不小心短接，保护测量安全，电阻应接在S1、E或S2、E间答案：(1)M(2)如图1311所示1.5(1.4或1.6)图1311(3)bcS1或S2E三、计算题(本大题共2小题，共37分)图131211(17分)(2015上海市宝山区月考)如图1312所示，一质量m0.4 kg的小物块，以v02 m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t2 s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L10 m已知斜面倾
15、角30，物块与斜面之间的动摩擦因数.重力加速度g取10 m/s2.(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小(2)拉力F与斜面的夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？解析：(1)设物块加速度的大小为a，到达B点时速度的大小为v，由运动学公式得Lv0tat2vv0tat联立得a3 m/s2v8 m/s(2)设物块所受支持力为Fy，所受摩擦力为Ff，拉力与斜面间的夹角为，受力分析如图1313所示，由牛顿第二定律得：1313FcosmgsinFfmaFsinFNmgcos0又FfFN联立式得F由数学知识得cossinsin(60)由式可知对应F最小的夹角为30联立式，代入数据得F的最小值
16、为Fmin N答案：(1)3 m/s28 m/s(2)30 N12(20分)(2014东北三省四市联考)如图1314甲所示，竖直直线MN左方有水平向右的匀强电场，现将一重力不计、比荷106 C/kg的正电荷置于电场中O点由静止释放，经过105 s后，电荷以v01.5104 m/s的速度通过MN进入其右方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按图1314乙所示规律周期性变化(图甲中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN时为t0时刻，忽略磁场变化带来的影响)求：甲乙图1314(1)匀强电场的电场强度E；(2)图乙中t105 s时刻电荷与O点的竖直距离d；(3)如图甲在O点下方d39.5 c
17、m处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需要的时间(结果保留两位有效数字)解析：(1)电荷在电场中做匀加速直线运动，设其在电场中运动的时间为t1，有：v0at1，Eqma解得E7.2103 N/C(2)当磁场垂直纸面向外时，电荷运动的半径r5 cm周期T1105 s.当磁场垂直纸面向里时，电荷运动的半径r23 cm图1315周期T2105 s故电荷从t0时刻开始做周期性运动，其运动轨迹如图1315所示，t105 s时刻电荷与O点的竖直距离d2(r1r2)4 cm.(3)电荷从第一次通过MN开始，其运动的周期T105 s，根据电荷的运动情况可知，电荷到达挡板前运动的完整周期数为8个，此时电荷沿MN运动的距离s8d32 cm图1316则最后7.5 cm的距离如图1316所示，有：r1r1cos7.5 cm解得：cos0.5，则60故电荷运动的总时间t总t18TT12.1104 s.答案：(1)7.2103 N/C(2)4 cm(3)2.1104 s12
