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2014武汉市高三12月联考题物理部分(含答案)


2013~2014 学年度

武汉市部分学校高三年级 12 月联考 物 理 试 卷
第Ⅰ卷(选择题,共 40 分)

一、单项选择题:本大题共 8 小题,每小题 3 分,共 24 分。在每小题给出的四个选项中,只有 一项是符合题目要求的。 1.关于物理学家所做的科学贡献,下列叙述符合史实的是 A.伽利略对自由落体运动的研究不仅确立

了许多用于描述运动的基本概念,而且创造了一套对 近代科学的发展极为有益的科学方法 B.开普勒揭示了行星的运动规律,并成功地解释了行星绕太阳运动的原因 C.安培发现了电流的磁效应,并提出了分子电流假说 D.法拉第发现了电磁感应现象,并建立了法拉第电磁感应定律 答案:A

2.关于物体的运动,下列说法正确的是 A.物体的加速度等于零,速度一定等于零 B.物体的速度变化量大,加速度一定大 C.物体具有向东的加速度时,速度的方向可能向西 D.做直线运动的物体,加速度减小,速度也一定减小 答案:C

3. 我国探月工程中相继发射了 “嫦娥一号”和“嫦娥二号”两颗卫星, 其中 “嫦娥一号”卫星在离 月球表面 200km 高度的极月圆轨道绕月球飞行,“嫦娥二号 ”卫星环绕月球飞行的轨道高度为 100km。与“嫦娥一号”相比,“嫦娥二号”的 A.加速度较小 答案:D B.速度较小 C.角速度较小 D.周期较短

4.关于功和能的关系,下列说法正确的是
1

A.物体受拉力作用向上运动,拉力做的功是 1 J,则物体重力势能的增加量也是 1 J B.一个重 10N 的物体,在 15N 的水平拉力的作用下,分别在光滑水平面和粗糙水平面上发生相 同的位移,拉力做的功相等 C.一辆汽车的速度从 10km/h 加速到 20km/h,或从 50km/h 加速到 60km/h,两种情况下牵引力做 的功一样多 D.“神舟十号”载人飞船的返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行的过程中,机械能增大 答案:B

5.在 O 点固定一个点光源,屏 MN 竖直放置在 O 点右侧,将小球从 O 点平抛,在小球与屏碰撞 前,小球在屏上的影子做 A.匀速直向运动 B.匀减速直线运动 C.自由落体运动 D.初速度不为零的匀加速直线运动 答案:A

6.在孤立的点电荷产生的电场中有 a、b 两点,a 点的电势为 φa,场强大小为 Ea,方向与连线 ab 垂直。b 点的电势为 φb,场强大小为 Eb,方向与连线 ab 的夹角为 30° 。则 a、b 两点的场强大小及电 势高低的关系是 A. ?a ? ?b,Ea ? B. ?a ? ?b,Ea ?

Eb 2 Eb 2

C. ?a ? ?b,Ea ? 4 Eb D. ?a ? ?b,Ea ? 4 Eb 答案:D

7.在长度为 l、横截面积为 S、单位体积内的自由电子数为 n 的金属导体两端加上电压,导体中 就会产生匀强电场。导体内电量为 e 的自由电子受电场力作用下先做加速运动,然后与做热运动的阳 离子碰撞而减速,如此往复……所以,我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为 v(不随时间变 化)的定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率 v 成正比,即 f ? kv (k 是常

2

数) ,则该导体的电阻应该等于 A.

kl neS

B.

kl ne2 S

C.

kS nel

D.

kS ne2 l

答案:B

8.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。 一带电粒子从 a 点射入磁场,速度大小为 v、方向与 ab 成 30° 角时,恰好从 b 点 飞出磁场,且粒子在磁场中运动的时间为 t;若同一带电粒子从 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. v 答案:C

1 2

B. v

2 3

C.

3 v 2

D. v

3 2

二、多项选择题:本大题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分,在每小题给出的四个选项中,有多 个选项是符合题目要求的。全部选对的,得 4 分;选对但不全的,得 2 分;有选错的,得 0 分。 9.如图所示,直线 a 和曲线 b 分别是在平直公路上行驶的汽车 a 和 b 的 v—t 图线。由图可知 A.在时刻 t1,a 车追上 b 车 B.在时刻 t2,a、b 两车运动方向相反 C.在 t1 到 t2 这段时间内,b 车的加速度先减小后增加 D.在 t1 到 t2 这段时间内,b 车的位移比 a 车的位移大 答案:CD

10.为了保证行车安全和乘客身体健康,动车上装有烟雾报警装置,其原理如图所示。M 为烟雾 传感器,其阻值 RM 随着烟雾浓度的改变而变化,电阻 R 为可变电阻。车厢内有人抽烟时,烟雾浓度 增大,导致 S 两端的电压增大,装置发出警报。下列说法正确的是 A.RM 随烟雾浓度的增大而增大 B.RM 随烟雾浓度的增大而减小 C.若要提高报警灵敏度可增大 R D.若要提高报警灵敏度可减小 R 答案:BC

11.已知两个共点力 F1 和 F2 不共线,若 F1 的大小和方向保持不变,F2 的方向也保持不变,仅增
3

大 F2 的大小。在 F2 逐渐增大的过程中,关于合力 F 的大小,下列说法正确的是 A.若 F1 和 F2 的夹角为锐角,F 一定不断变大 B.若 F1 和 F2 的夹角为锐角,F 有可能先变小后变大 C.若 F1 和 F2 的夹角为钝角,F 有可能先变小后变大 D.若 F1 和 F2 的夹角为钝角,F 有可能一直变大 答案:ACD

12.在光滑的水平面上放置着质量为 M 的木板,在木板的左端有一质量为 m 的木块,在木块上 施加一水平向右的恒力 F,木块与木板由静止开始运动,经过时间 t 分离。下列说法正确的是 A.若仅增大木板的质量 M,则时间 t 增大 B.若仅增大小木块的质量 m,则时间 t 增大 C.若仅增大恒力 F,则时间 t 增大 D.若仅增大木块与木板间的动摩擦因数为 ? ,则时间 t 增大 答案:BD

第Ⅱ卷(非选择题,共 60 分)
三、实验题:本大题共 2 小题,第 13 题 3 分,第 14 题 11 分,共 14 分。把答案写在答题卡指定 的答题处,不要求写出演算过程。 13.某同学利用如图所示的装置验证力的平行四边形定则。甲图中 GE 是橡皮条,轻质小圆环挂 在橡皮条的下端;乙图中用两个互成角度的拉力 F1、F2 将小圆环拉至 O 点;丙图中用一个拉力 F 将 小圆环仍拉至 O 点。下列说法正确的是 A.进行乙图中的操作时,拉力 F1、F2 的方向一定相互垂直 B.乙、丙两图中,橡皮条必须沿竖直方向拉伸 C.乙、丙两图中,必须将小圆环拉至相同的位置 D.乙图操作完成后,可更换橡皮条,继续完成丙图所示的实验步骤 答案:C

14.再测量金属丝电阻率的实验中,实验所用器材为:电源(电动势 3V,内阻约 1Ω)、电流表(量程 0~0.6A,内阻约 0.1Ω)、电压表(量程 0~3V,内阻约 3KΩ)、 滑动变阻器(0~20Ω,额定电流 2A),开关、导线若干。某同学利用以上器材正确连

4

接好电路,进行实验测量,记录数据如下: 次数 U/V I/A 1 0.10 0.020 2 0.30 0.060 3 0.70 0.160 4 1.00 0.220 5 1.50 0.340 6 1.70 0.460

(1)根据以上实验数据,请在答题卡上相应的方框里画出该同学所采用的电路图。 (2)某次测量中,电流表示数如图甲所示,电压表示数如图乙所示,则电流表和电压表的读数分 别为 A和 V。

(3)任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法正确的是 A.多次测量金属丝直径取平均值,可以减小偶然误差 B.由于所用测量仪器均已校准,故测量时可认为没有误差 C.实验中电压表内阻引起的误差属于系统误差 D.用 U—I 图相处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 答案: (1)如图所示

(2)0.520, 2.30 (3)ACD

四、计算题:本大题共 5 小题,第 15 题 9 分,第 16 题 9 分,第 17 题 9 分,第 18 题 9 分,第 19 题 10 分,共 46 分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步 骤。 15.某学校组织的趣味课外活动——拉重物比赛,如图所示。设重 物的质量为 m,重物与地面间的动摩擦因数为 μ,重力加速度为 g。某 同学拉着重物在水平地面上运动时,能够施加的最大拉力为 F,求重物 运动的最大加速度。 解:对重物进行受力分析,由牛顿第二定律

FN ? F sin ? ? mg

5

F cos ? ? Ff ? ma
又 Ff ? ? FN 联立解得 a ?

F ( ? sin ? ?cos ?) ? ? g m F 1? ? 2 ? ? g m

当 tan ? ? ? 时,重物运动有最大加速度 am ?

16. 2012 年 11 月, “歼 15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上成功起降,标志着中国航母元年的 到来。假设某航母的飞行跑道长 L=160 m,舰载机发动机产生的最大加速度 a=5 m/s2,舰载机所需的 起飞速度为 v=50 m/s。舰载机在航母跑道上起飞的过程可以简化为匀加速直线运动。 (1)若航母静止, (a)请通过计算判断,舰载机能否靠自身的发动机从舰上起飞? (b)为了使舰载机安全起飞,弹射装置给舰载机的初速度至少为多大? (2) 若航母沿舰载机起飞的方向以某一速度匀速航行, 为了使舰载机安全起飞, 航母匀速运动的 速度至少为多大? 解: (1) (a)航母静止时,飞机靠发动机加速,加速度 a=5 m/s2,初速度为 v0=0,位移 L=160m, 初速度为 v1。由运动学公式
2 v12 ? v0 ? 2aL

解得 v1=40 m/s<50m/s,故舰载机不能靠自身的发动机从舰上起飞。 (b)弹射装置给舰载机的初速度为 v2,起飞速度为 v=50m/s,由运动学公式
2 v 2 ? v2 ? 2aL

解得 v2=30m/s,故弹射装置给舰载机的初速度至少为 30 m/s。 (2)设舰载机起飞所用的时间为 t,位移为 L2,航母的位移为 L1,匀速航行的最小速度为 v3。由 运动学公式

v ? v3 ? at
2 v 2 ? v3 ? 2aL2

L1 ? v3t
L2 ? L ? L1
联立解得,航母匀速航行的最小速度 v3=10 m/s。

6

17.如图所示是回旋加速器的工作原理图,D1 和 D2 是两个中空的半径 为 R 的半圆金属盒, 两盒之间的距离为 d, 它们之间有大小恒定的电势差 U。 A 处的粒子源产生的带电粒子, 在两盒之间被电场加速。 两半圆盒处于与盒 面垂直的磁感应强度为 B 的匀强磁场中,所以粒子在半圆盒中做匀速圆周 运动。经过半个圆周之后,当它再次到达两盒的缝隙时,使两盒之间的电 势差恰好改变正负。于是粒子经过盒缝时,再一次被加速。如此往复…… 粒子的速度就能够增加到很大。求粒子在电场中加速的总时间 t1 与粒子在 D 形盒中回旋的总时间 t2 的比值。 (假设粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数,不计粒子从粒子源 A 进入加 速电场时的初速度) 解:设粒子质量为 m、电量为 q,在电场中加速的次数为 n,从 D 形盒中射出时的最大速度为 v。 粒子在两 D 形盒的缝隙之间的不连续的匀加速运动, 可等效成一段位移为 nd、初速度为零、末速度为 v 的匀加速直线运动。所以,粒子在电场中加速的总时间

t1 =

nd v ( ) 2
v2 R

粒子匀速圆周运动的最大半径为 R,由牛顿第二定律

qvB =m

同一粒子在磁场中匀速圆周运动的周期相同,故总有

T?

2? R v

粒子在 D 形盒中回旋的总时间 t2 =n 所以

T 2

t1 2d = t2 ? R

18.如图甲所示,细线的一端系一质量为 m 的小球,另一端固定在倾角为 θ 的光滑斜面顶端,小 球静止时细线与斜面平行。斜面以加速度 a 水平向右做匀加速直线运动,若 a 取不同值,小球稳定时 绳子对小球的拉力 T 和斜面对小球的支持力 FN 也将不同。已知道 T 随 a 变化的图线如图乙所示,其 中 AB 段为倾斜直线,BC 段为接近直线的的平滑曲线,重力加速度为 g=10m/s2。

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(1)求小球质量 m 和斜面倾角 θ; (2)在图丙中画出 FN 随 a 变化的图线(不要求写出计算过程,只按画出的图线评分) 。

解(1)由图象可知,a=0 时, T0 ? 0.6 N 此时小球静止在斜面上,其受力如图甲,所以 mg sin ? ? T0 同样, a ?

4 g 时,小球恰好离开斜面,其受力如图乙。 3

所以 mg cot ? ? ma 联立可得? ? 37?( 或tan ? ? )

3 4

m?0.1 kg
(2)小球未离开斜面之前

T cos ? ? FN sin ? ? ma T sin ? ? FN cos ? ? mg
联立解得 FN ? mg cos ? ? ma sin ? ,即 FN ? 0.8 ? 0.06a

FN —a 图线如图丙所示。

19.如图所示,一长为 6L 的轻杆一端连着质量为 m 的小球,另一端固定在铰链 O 处(轻杆可绕 铰链自由转动) 。 一根不可伸长的轻绳一端系于轻杆的中点, 另一端通过轻小定滑轮连接在质量 M=12m

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的小物块上,物块放置在倾角 ? ? 30? 的斜面上。已知滑轮距地面 A 点的距离为 3L,铰链距离 A 点 的距离为 L,不计一切摩擦。整个装置由图示位置静止释放,当轻杆被拉至竖直位置时,求 (1)小球对轻杆在竖直方向的作用力; (2)轻绳对轻杆做的功。

解: (1)当轻杆被拉至竖直位置时,设物块的速度为 v,则小球的速度 v′=2v 根据几何关系可知,物块下滑的距离为 s ? 4L 对 m 和 M 组成的系统,由机械能守恒定律 Mg ? s sin ? ? mg ? 6 L ? 解得 v ?

1 1 Mv 2 ? mv?2 2 2

3 gL 2

v? 2 小球在最高点,由牛顿第二定律 mg ? F ? m 6L
解得 F ?

1 mg 2 1 mg 2

根据牛顿第三定律,小球对轻杆在竖直方向的作用力竖直向下 F ? ? (2)对小球和轻杆,由动能定理 W ? mg ? 6 L ? 解得:W ?

1 mv?2 2

21 mgL 2

9

10

11

12

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