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江西省名校联盟2014届高三12月调研考试 物理 Word版含答案


江西省名校联盟 2014 届高三 12 月调研考试 物理试卷

二、选择题:本大题共 8 小题,每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中,第 14~18 题只 有一项符合题目要求,第 19~21 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选对但不全的 得 3 分,有选错的得 0 分。 14. 一辆摩托车与一辆汽车在平直的公路上运动,下表是每隔 1 秒记录的两

车的速度值。 若两车的运动可看做匀变速直线运动,则下列说法正确的是

t/s
摩托 车 汽车

0 18.0

1 17.5

2 17.0

3 16.5

4 16.0

v1 / (m ? s ?1 ) v2 / (m ? s ?1 )

9.8

11.0

12.2

13.4

14.6

A. 摩托车的速度变化快 B. 在 0~4s 内,汽车的平均速度较大 C. 摩托车的位移在减小 D. 从 t=4s 开始计时,经过 ?t ?

14 s 两车的速度相等 17

15. 如图所示,质量为 m 的小球 A、B 置于倾角为θ =30°的光滑斜面上,小球 A、B 之 间通过一段压缩的轻弹簧连接,小球 A 通过细线系在斜面体的挡板 M 上,小球 B 与挡板 N 接触,系统处于静止状态。下列说法正确的是

A. 小球 B 与挡板 N 之间无挤压 B. 剪断细线的瞬间小球 A 的加速度立即发生变化 C. 剪断细线的瞬间小球 A 可能仍保持静止状态 D. 撤去挡板 N 的瞬间小球 B 的加速度不一定变化 16. 2013 年 12 月 2 日 1 时 30 分,由月球车(如图甲)和着陆器组成的嫦娥三号月球探测 器从西昌卫星发射中心升空,飞行约 18min 后,嫦娥三号进入如图乙所示的地月转移轨道 AB,A 为入口点,B 为出口点。嫦娥三号在 B 点经过近月制动,进入距离月面 100 公里的

环月圆轨道,然后择机在月球虹湾地区实现软着陆,展开月面巡视勘察。已知月球和地球的 质量之比约为

1 1 ,图乙中环月圆轨道的半径与地球半径之比约为 ,地球的第一宇宙速度 4 81

约为 7.9km/s,下列说法正确的是

A. 嫦娥三号进入地月转移轨道前,在近地圆轨道运行的速度大于 7.9km/s B. 嫦娥三号在图乙中环月圆轨道上做匀速圆周运动的线速度约为 1.8km/s C. 携带月球车的着陆器在月球上着陆过程中一定处于失重状态 D. 由于月球表面重力加速度较小,故月球车在月球上执行巡视探测任务时处于失重状 态 17. 如图甲所示,导体棒 MN 置于水平导轨上,PQMN 所围的面积为 S,PQ 之间有阻值 为 R 的电阻,不计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场,规 定磁场方向竖直向上为正,在 0~2t0 时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示,导体棒 MN 始终处于静止状态。下列说法正确的是

A. 在 0~t0 和 t0~2t0 时间内,导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同 B. 在 0~t0 内,通过导体棒的电流方向为 N 到 M C. 在 t0~2t0 内,通过电阻 R 的电流大小为

SB0 Rt0

D. 在 0~2t0 时间内,通过电阻 R 的电荷量为

SB0 2R

18. 直线 AB 是某孤立点电荷电场中的一条电场线,一个电子仅在电场力作用下沿该电场 线从 A 点运动到 B 点, 其电势能随位置变化的关系如图所示。 设 A、 B 两点的电势分别为 ? A ,

? B 电子在 A、B 两点的动能分别为 EkA , EkB 。则关于该孤立点电荷的位置及电势、电子动
能大小的说法正确的是

A. 孤立点电荷带负电,位于 B 点的右侧, ? A ? ? B , EkA ? EkB B. 孤立点电荷带正电,位于 A 点的左侧, ? A ? ? B , EkA ? EkB C. 孤立点电荷带正电,位于 B 点的右侧, ? A ? ? B , EkA ? EkB D. 孤立点电荷带负电,位于 A 点的左侧, ? A ? ? B , EkA ? EkB 19. 如图甲所示,甲、乙两个小球可视为质点,甲球沿光滑斜面由静止开始下滑,乙球做 自由落体运动,甲、乙两球的动能与路程的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是

A. 甲球机械能不守恒,乙球机械能守恒 B. 甲、乙两球的质量之比为 m甲 : m乙 =4:1 C. 甲、乙两球的动能均为 Ek 0 时,两球高度相同 D. 甲、乙两球的动能均为 Ek 0 时,运动的时间之比为 t甲 : t乙 =l:l 20. 如图所示的电路中,电源电动势为 E,内电阻为 r 且小于灯泡 L1 的冷态电阻(不发光 时的电阻) 。开关闭合后两灯泡均发光,现在将滑动变阻器的滑片 P 稍向下滑动,则

A. 电源的内电压减小 C. 电流表读数变小

B. 电灯 L1 变亮 D. 电源的输出功率变小

21. 如图所示,在正方形区域 abcd 内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为 B 的匀 强磁场。在 t=0 时刻,位于正方形中心 O 的离子源向平面 abcd 内各个方向发射出大量带正 电的粒子, 所有粒子的初速度大小均相同, 粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形 的边长,不计粒子的重力以及粒子间的相互作用力。已知平行于 ad 方向向下发射的粒子在

t=t0 时刻刚好从磁场边界 cd 上某点离开磁场,下列说法正确的是

A. 粒子在该磁场中匀速圆周运动的周期为 6t0 B. 粒子的比荷为

?
6 Bt0

C. 粒子在磁场中运动的轨迹越长,对应圆弧的圆心角越大 D. 初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动时间最长

第Ⅱ卷(非选择题 共 174 分) 三、非选择题:考生根据要求做答。 22. (7 分)为了探究动能定理,一位同学设计了如图所示的实验装置。他先固定并调整 斜槽,让末端 O 点的切线水平,再将一木板竖直放置并固定,木板到斜槽末端 O 的距离为 s,使小球从斜槽上某一标记点由静止释放,若小球到达斜槽底端时下落的高度为 H、小球 从 O 点做平抛运动击中木板时下落的高度为 y。

(1)假定斜槽光滑,小球由静止滑下到击中木板的过程中,满足动能定理的关系式为: __________。 (2)若斜槽倾角为θ ,小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ (只考虑滑动摩擦力,且小 球与水平槽之间的摩擦不计) ,小球由静止滑下到击中木板的过程中,满足动能定理的关系 式是:___________。 (3)改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次测量,能得到多组关于 H 和 y 的数据, 若以 H 为横坐标,从(1) 、 (2)中的关系式可知以________为纵坐标,通过描点作图,能 得到一条倾斜的直线。 23. (8 分) 为了探究额定功率为 4W、 额定电压为 4V 的小灯泡消耗的功率与电压的关系, 提供了如下的实验器材:

A. 电压表 V1(0~2V,内阻 2kΩ ) B. 电压表 V2(0~15V,内阻 15kΩ ) C. 电流表 A(0~1A,内阻约 1Ω ) D. 定值电阻 R1=2kΩ E. 定值电阻 R2=16kΩ F. 滑动变阻器 R(15Ω ,2A) G. 学生电源(直流 6V,内阻不计) H. 开关、导线若干 (1)为了减小实验误差,电压表应选用________,定值电阻应选用_________(均用序 号字母填写) ; (2)在探究功率与电压的关系时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,画出满足 要求的电路图;

(3)根据设计的电路图,写出电压表读数 UV 与小灯泡两端电压 U 的关系__________。 若小灯泡的电功率为 P,则关系图线可能正确的是__________。

24. (13 分)甲、乙两小孩在平直跑道上做游戏,将质量为 m=10kg 的处于静止状态的 物体,从同一起跑线开始分别沿直线推动。 (1)第一次只有甲用水平推力 F1=50N 持续作用在物体上,经过 t1=3s,物体被推到 距离起跑线 x=18m 的位置 P 点,求物体所受的阻力是多大? (2)第二次只有乙用水平推力 F2=30N 持续作用在物体上,在 t2=5s 末撤去推力 F2, 求物体停止运动时距离起跑线多远? 25. (16 分)如图所示,倾角为θ 的固定斜面的底端有一挡板 M,轻弹簧的下端固定在 挡板 M 上,在自然长度下,弹簧的上端在 O 位置。质量为 m 的物块 A(可视为质点)从 P 点以初速度 v0 沿斜面向下运动,PO=x0,物块 A 与弹簧接触后将弹簧上端压到 O'点位置,

然后 A 被弹簧弹回。A 离开弹簧后,恰好能回到 P 点。已知 A 与斜面间的动摩擦因数为μ , 重力加速度用 g 表示。求:

(1)物块 A 运动到 O 点的速度大小; (2)O 点和 O'点间的距离 x1; (3)在压缩过程中弹簧具有的最大弹性势能 EP。 26. (18 分)如图所示,在第一、二象限存在场强均为 E 的匀强电场,其中第一象限的 匀强电场的方向沿 x 轴正方向,第二象限的电场方向沿 x 轴负方向。在第三、四象限矩形区 域 ABCD 内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,矩形区域的 AB 边与 x 轴重合。M 点是第一 象限中无限靠近 y 轴的一点,在 M 点有一质量为 m、电荷量为 e 的质子,以初速度 v0 沿 y 轴负方向开始运动,恰好从 N 点进入磁场,若 OM=2ON,不计质子的重力,试求:

(1)N 点横坐标 d; (2)若质子经过磁场最后能无限靠近 M 点,则矩形区域的最小面积是多少; (3)在(2)的前提下,该质子由 M 点出发返回到无限靠近 M 点所需的时间。

【试题答案】
14. D 解析:由表中的数据可求摩托车的加速度: a1 ?

?v ? ?0.5m / s 2 ,汽车的加速度 ?t

a2 ?

v ? vt ?v A 错误; 由于 0 ~ 4s 内, 摩托车的初末速度均大于汽车, 由v ? 0 ? 1.2m / s 2 , ?t 2

可得摩托车的平均速度较大,B 错误;由表可知摩托车的运动方向没有变化,若以 t=0 时 摩托车所在的位置为初始位置,则摩托车的位移在增大,C 错误;设再经过 ?t 两者等速:

? ? a2 ?t ? ?t ? v4 ? a1?t ? v4

14 s ,D 正确。 17

15. C 解析:隔离 B 球分析可得, B 球的重力沿斜面向下的分力以及弹簧的弹力的合力 与挡板对 B 球的弹力平衡,A 错误;若小球 A 的重力沿斜面向下的分力与弹簧的弹力平衡, 则细线无作用力,剪断细线的瞬间小球 A 可能仍保持静止状态,C 正确,B 错误;撤去挡板 的瞬间,B 球的合外力沿斜面向下,故 B 球立即获得沿斜面向下的加速度,D 错误。 16. B 解析:嫦娥三号在近地圆轨道上运行时速度小于或等于 7.9km / s ,A 项错误;嫦

G 娥三号在图乙中环月圆轨道上做匀速圆周运动, 由万有引力提供向心力得,
解得, v ?

Mm v2 ? m , R R2

G

M 1 4 ? ? ? 7.9 km/s ≈1.8 km/s,B 项正确;月球车着陆过程中减速下 R 81 1

降,处于超重状态,C 项错误;月球车在月球上所受重力小于在地球上所受的重力,这与是 否失重无关,D 项错误。 17. B 解析:根据楞次定律可知,在 0~t0 和 t0~2t0 时间内,导体棒受到安培力方向相反, 所以受到导轨的摩擦力方向也相反,A 项错误;根据“增反减同”的原理可知,在 0~t0 内, 穿过导体棒的电流方向为 N 到 M,B 项正确;在 t0~2t0 时间内,通过电阻 R 的电流大小为

I?

E ?? 2 SB0 ?? SB0 , C 项错误; 在 0~2t0 时间内, 通过电阻 R 的电荷量 Q ? = , ? ? Rt 0 R R?t R R

D 项错误。 18. A 解析:电子由 A 到 B,由图知其电势能增大,电场力做负功,动能减小,故 EkA >

EkB ;又因电子受力与电场反向,知电场方向由 A 指向 B,顺着电场线电势逐渐降低可得:
φA ? φB; 由功能关系可得当△x→0 时: qE ?x ? ?E p ? E ?

?E p

1 ? ,从图中看 E p ? x 图像 ?x q

斜率逐渐增大,故 EB>EA,由点电荷电场分布特征知负点电荷在 B 的右侧,A 正确。 19. B D 解析:只有重力对甲、乙球做功,甲、乙球的机械能是守恒的,A 项错误;根据

机械能守恒定律得, 对甲球,Ek 0 ? m甲gx0 sin 30? , 对乙球,Ek 0 ? m乙g 2 x0 , 解得, m 甲:m


( =4:1,B 项正确;甲、乙两球的动能均为 Ek0 时,两球高度之比为( x0 sin 30? ) : 2 x0) =

1:4,C 项错误;甲的加速度为 a 甲= g sin 30? ? 律可得, x 0 ?

1 g ,乙的加速度为 a 乙= g ,根据运动规 2

1 g 2 1 2 ,解得 t 甲:t 乙=1:1,D 项正确。 ? t甲 , 2 x0 ? gt乙 2 2 2

20. A C D 解析:将滑动变阻器 R 的滑片 P 稍向下移动,回路总电阻变大,干路电流变 小,内电压减小,L1 变暗,A 正确,B 错误;R 与 L2 并联模块分得的电压变大,L2 变亮, 电流增加,流经电流表 A 的电流减小,C 正确,电源内电阻为 r 小于灯泡 L1 的冷态电阻, 且外电阻变大, 根据电源输出功率随外电阻的变化关系图线可知电源 d 输出功率减小, D正 确。 21. B C 解析:初速度平行于 ad 方向向下发射的粒子在磁场中运动时,轨迹所对应圆心 角为

v2 ? 1 ,则 t0 ? T ? T ? 12t0 , A 选项错误;由牛顿第二运动定律 Bqv ? m ,且 R 6 12

v?

q ? 2? R ,联解可得: ? ,B选项正确;由于粒子在磁场中运动的速度一定,则弧 m 6 Bt0 T

长越长在磁场中运动的时间越长,对应圆弧的圆心角一定越大,C选项正确;从正方形四个 顶点出射的粒子,在磁场中运动对应圆弧最长运动时间最长,D选项错误。 22.(7 分) (1) H ?

s2 (2 分) 4y

(2) (1 ?

?
tan ?

)H ?

s2 (2 分) 4y

(3)

1 (3 分) (其他合理表达式均可得分) y

解析: (1)当斜槽光滑时,只有小球的重力做功,由动能定理和平抛运动知识有,

s2 1 2 1 2 。 mgH ? mv1 , s ? v1t1 , y ? gt1 ,联立解得, H ? 4y 2 2
(2)当斜槽粗糙时,重力对小球做正功,滑动摩擦力对小球做负功,由动能定理和平 抛运动知识有, mgH ? ? mg cos ? ?

1 2 H 1 2 , s ? v2t2 , y ? gt2 ,联立解得, ? mv2 2 sin ? 2

s2 (1 ? )H ? 。 tan ? 4y

?

(3)如果以 H 为横坐标轴,则以 能得到一条倾斜的直线。

1 为纵坐标,将测量得到的多组数据通过描点作图, y

23.(8 分) (1)A (或 V1) (1 分) D (或 R1) (1 分) (2)电路图如图(3 分)

(3)U=2UV(1 分)

C(2 分)

解析: (1)15 V 电压表量程太大,不宜使用,可以将 2 V 的电压表扩大量程后使用, 故实验中所用电压表应选用 A,定值电阻应选用 R1=2 kΩ 的 D。 (2)连接电路时,滑动变阻器采用分压电路,电流表用外接法。 (3)利用上述实验电路图测出的电压表读数 UV 与此时小灯泡两端电压 U 的定量关系 是 U=2UV。由 P ?

U2 ,R 随温度升高(电压增大)而增大,小灯泡的电功率 P 与它两端 R
1 2 a1t1 2

电压的平方 U2 的关系曲线可能正确的是图 C。 24.(13 分)解: (1)甲施加水平力 F1 时,加速度为 a 1 ,由运动学公式可得: x ? (2 分)
2 解得: a1 ? 4m / s (1 分)

设阻力为 f ,由牛顿第二运动定律可得: F1 ? f ? ma1 (2 分) 解得: f ? 10 N (1 分) (2)小孩乙推力 F2 作用 t2 ? 5s 时,物体运动的距离为: x1 ? 其中: F2 ? f ? ma2 (1 分) 撤去推力 F2 后速度大小为: v ? a2t2 (1 分) 撤去推力 F2 后加速度大小为: a3 ? 滑行的距离为: x2 ?

1 2 a2t 2 (2 分) 2

f (1 分) m

v2 (1 分) 2a3

解得: x总 ? x1 ? x2 ? 75m (1 分)

25.(16 分)解: (1)由动能定理可知: (mg sin ? ? ? mg cos ? ) x0 ? 分) 得: v ?

1 2 1 mv ? mv0 2 (3 2 2

v0 2 ? 2 g (sin ? ? ? cos ? ) x0 (2 分)

(2)A 从 P 点向下运动再向上运动回到 P 点的全过程中,根据动能定理:

? mg cos ? ? 2( x1 ? x0 ) ? mv0 2 (3 分)
x1 ? v0 2 ? x0 (2 分) 4? g cos ?

1 2

(3)A 从 O′点向上运动到 P 点的过程中,由能量守恒定律可知:

EP ? (mg sin ? ? ? mg cos ? ) ? ( x1 ? x0 ) (3 分)
解得

EP ?

1 1 mv0 2 ( tan ? ? 1) (3 分) 4 ?

26.(18 分)解: (1)粒子从 M 点到 N 点做类平抛运动,设运动时间为 t1,则有

d?

1 2 at1 (1 分) 2

2d ? v0t1 (1 分)

a?

eE (2 分) m

2 mv 0 解得, d ? (2 分) 2eE

(2)根据题意作出质子的运动轨迹如图所示

设粒子到达 N 点时沿 x 轴正方向分速度为 vx,则 v x ? 质子进入磁场时的速度大小为 v ?

2ad ? v0 (1 分)

2 2 vx ? v0 ? 2v 0 (2 分)

质子进入磁场时速度方向与 x 轴正方向夹角为 45o(1 分) 根据几何关系,质子在磁场中做圆周运动的半径为 R= 2 d ,AB 边的最小长度为 2R
4 2 ? 2 m 2 v0 =2 2 d , BC 边的最小长度为 R+d= 2 d +d, 矩形区域的最小面积为 S= (2 2 e2 E 2

分)

(3)质子在磁场中运动的圆心角为 ? ,运动时间 t2= T (1 分) 又T ?

3 2

3 4

2?R 2v 0

?

?mv 0
eE

(2 分)

根据对称性, 质子在第二象限运动时间与在第一象限运动时间相等, 质子在第一象限运 动时间 t1 ?

2d mv 0 (1 分) ? eE v0

质子由 M 点出发返回 M 点所需的时间为:T=2t1+t2=

2mv 0 3?mv0 + (2 分) eE 4eE


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