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河南省豫南九校联盟2014届高三上学期12月联考试题--物理


原阳县实验高中 2013—2014 学年上学期期末考试 高三物理试题
(考试时间:90 分钟 试卷满分:100 分) 一、选择题(共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分,在每小题给出的四个选项中,1-8 题只有 一个选项符合题目要求,9-12 题有多个选项符合题目要求,全部选对的得 4 分,选不 全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分。 ) 1.在物理学建立的过

程中,有许多伟大的科学家作出了贡献,关于科学家和他们的贡献, 下列说法正确的是 ( ) A.安培成功地发现了电流的磁效应 B.洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力 C.牛顿提出了三条运动定律,发表了万有引力定律,并利用扭秤装置比较准确地测出 了引力常量 D.伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而有力地推进 了人类科学认识的发展。

2.如图 1 所示,竖直平面内放一直角杆 MON,杆的水平部分粗糙, 动摩擦因数μ =0.2,杆的竖直部分光滑。两部分各套有质量均 为 1kg 的小球 A 和 B,A、B 球间用细绳相连。初始 A、B 均处 于静止状态,已知:OA=3m,OB=4m,若 A 球在水平拉力的 作用下向右缓慢地移动 1m(取 g=10m/s2) , ,那么该过程中拉 力 F 做功为 ( ) A.14J B.10J C.6J D.4J

3.如图 2 所示匀强电场 E 的区域内,在 O 点处放置一点电荷+Q,a、b、c、d、e、f 为以 O 点为球心的球面上的点, aecf 平面与电场平行, bedf 平面与电场垂直,则下列说法中正确的是( ) A.b、d 两点的电场强度相同 B.a 点的电势等于 f 点的电势 C. 点电荷+q 在球面上任意两点之间移动时, 电场 力一定做功 D. 将点电荷+q 在球面上任意两点之间移动, 从球 面上 a 点移动到 c 点的电势能变化量一定最大

1

4.如图 3 所示,两物块 A、B 套在水平粗糙的 CD 杆上,并用不可 伸长的轻绳连接,整个 装置能绕过 CD 中点的轴 OO1 转动,已知两物块质量相等,杆 CD 对物块 A、B 的最大 静摩擦力大小相等, 开始时绳子处于自然长度 (绳子恰好伸直但无弹力) , 物块 B 到 OO1 轴的距离为物块 A 到 OO1 轴的距离的两倍, 现让该装置从静止开始转动, 使转速逐渐增 大, 在从绳子处于自然长度到两物块 A、 B 即将滑动的过程中, 下列说法正确的是 ( ) A.物块 A 受到的静摩擦力一直增大 B.物块 B 受到的静摩擦力一直增大 C.物块 A 受到的合外力一直在增大 D.物块 A、B 受到的合外力之比随着转速的增大而增大 5. 如图 4 所示为竖直平面内的直角坐标系. 一质量为 m 的质点, 在恒力 F 和重力的作用下,沿直线 ON 斜向下运动,直线 ON 与 y 轴负方向成θ 角(θ <90°) ,不计空气阻力,则以下说法 正确的是( ) A.当 F=mgsinθ 时,质点的机械能守恒,动能不变 B.当 F=mgtanθ 时,质点的机械能可能增加 C.当 F=mgsinθ 时,质点的机械能一定增加 D.当 F=mgtanθ 时,质点的机械能守恒,动能一定增加 6.如图 5 所示,在圆形区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,ab 是圆 的一条直径。一带电粒子从 a 点射入磁场,速度大小为 2v、 方向与 ab 成 30°角时恰好从 b 点飞出磁场, 粒子在磁场中 运动的时间为 t;若仅将速度大小改为 v,粒子仍从 a 点射 入磁场 (入射方向不变) , 则粒子在磁场中运动的时间为 (不 计带电粒子所受重力) ( ) A.3t C. B.

3t 2

t 2

D.2t

7.如图 6 甲所示,质量分别为 2kg 和 3kg 的两物体 A、B 叠放在光滑水平面上,AB 间的动 摩擦因数为 0.35,对物体 A 施加一水平力 F,F-t 关系图象如图 6 乙所示.两物体在 力 F 作用下由静止开始运动 (在运动过程中认为 AB 间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力, 2 g 取 10m/s ) ,则下列说法正确的是 ( )

A.两物体沿直线做往复运动 C.两物体将会出现相对滑动

B.2~3s 时间内两物体间的摩擦力逐渐减小 D.A 对 B 的摩擦力方向始终与力 F 的方向相同
2

8.据报道,目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器,假设其发射过程为:先让运载火 箭将其送入太空,以第一宇宙速度环绕地球飞行,再调整速度进入地火转移轨道,最后 再一次调整速度以线速度 v 在火星表面附近环绕飞行,若认为地球和火星都是质量分布 均匀的球体, 已知地球和火星的半径之比为 2 : 1, 密度之比为 7 : 5, 则 v 大约为 ( ) A.6.9km/s B.3.3km/s C.4.7km/s D.18.9km/s A V 9.如图 7 所示,电源内阻不能忽略,电流表○和电压表○均为理想 电表,R1=R2<R3<R4,下列说法中正确的是( ) A.若 R2 短路,电流表示数变小,电压表示数变大 B.若 R1 断路,电流表示数变小,电压表示数变小 C.若 R2 断路,电流表示数变大,电压表示数为零 D.若 R4 断路,电流表示数变小,电压表示数变大 10.水平传送带两传动轮之间的距离为 L,传送带以恒定速率 v 水 平向右传送,在其左端无初速度释放一小木块,若木块与传送 带间的动摩擦因数为μ ,则木块从左端运动到右端的时间可能 是( ) A.

L v + v 2 gμ

B.

L v

C.

2L g?

D.

2L v

11.如图 8 所示,水平放置的平行金属板 A、B 连接一电压恒定 的电源, 两个电荷 M 和 N 同时分别从极板 A 的左边缘和两 极板的正中间沿水平方向同时进入板间电场(运动轨迹在 同一平面内) ,两个电荷恰好在板间某点相遇。若不考虑电 荷的重力和它们之间的相互作用,则下列说法中正确的是 ( ) A.电荷 M 的比荷大于电荷 N 的比荷 B.两个电荷在电场中相遇时的速度大小可能相等 C.从两个电荷进入电场到两个电荷相遇,电场力对电荷 M 做的功一定大于电场力对电 荷 N 做的功 D.电荷 M 进入电场的初速度大小与电荷 N 进入电场的初速度大小一定相同 12.如图 9 所示,在光滑小滑轮 C 正下方相距 h 的 A 处固定一电 量为 Q 的点电荷,电量为 q 的带电小球 B 用绝缘细线拴 着,细线跨过定滑轮,另一端用适当大小的力拉住,使小球 处于静止状态,这时小球与 A 点的距离为 R, 细线 CB 与 AB 垂直。若小球所受的重力为 G,缓慢拉动细线(始终保持小 球平衡)直到小球刚到滑轮的正下方过程中,拉力所做的功 为 W1,电场力做的功为 W2,则下列关系式正确的是( )

kQq 3 2 R hkQq R (1- ) C.W1= 2 R h
A.G=

B.G=

khQq R3 R ) h

D.W2= GR(1-
3

二、实验题(本题共 2 小题,共 12 分,把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。 )

13. (4 分)有一种 20 分度的游标卡尺的游标尺的长度为 19mm,现用该游标卡尺测量某工 件的外径读数为 11. 35mm, 则其游标尺的 “0” 刻线应在主尺的_____mm 刻线和______mm 刻线之间,游标尺的第_______刻线(不计“0”刻线)与主尺的________mm 刻线对齐。

14. (8 分)现有一量程为 3V 的电压表,内阻约为 3kΩ 。为了较准确地测量其内电阻,在没 有电流表的情况下,某同学设计了如图 10a 所示的实验电路,按此电路可以测出电压表 的内电阻, 其中 R1 是最大阻值为 9999Ω 的电阻箱, R2 是最大阻值为 20Ω 的滑动变阻器, ①试根据图 10a 所示的电路图,完成如图 10b 所示的实物电路的连线。

②根据电路图连线后有如下的主要操作步骤: a.将电阻箱的阻值调至某一确定阻值(最好为 3kΩ 左右) ,并记下此时的电阻值 R,闭 合开关 S1 和 S2,调节滑动变阻器 R2 的滑动头 P,使电压表的指针偏转一个较大的角度 (或满刻度) ,并记录此时电压表的示数 U1. b.断开 S1,拆除电路,实验器材复原. c.保持 P 的位置不变,断开 S2,记录此时电压表的示数 U2. d.按电路图连好电路后,将滑动变阻器的滑动头 P 移至 A 端. 按本实验正确的操作步骤排序_________________(只填写步骤前的字母) . ③根据实验记录的数据 R、U1、U2,可求出电压表的内电阻为:Rv=_________. ④根据此实验原理,电压表内阻的测量值与真实值的关系为:测量值 ___________真实 值(选填大于、等于或小于) .

4

三、计算题(本题共 4 小题,共 40 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. ) 15. (8 分)滑降赛是冬季奥运会高山滑雪项目中的一个小项。如图 11 是简化后滑降赛的雪 道示意图,一运动员脚踏长 L=1.6m 的滑雪板从倾角为 30°的雪道上由静止开始匀加 速下滑, 滑雪板先后穿过用旗杆插成的两个旗门 A、 B, 所用时间分别为 t1=0.4s 和 t2=0.1s 已知滑雪板与雪 道之间的动摩擦因数μ =

3 ,重力加速度 g= 15

10m/s2,求两个旗门 AB 之间的距离 s.

5

16. (9 分)如图 12 所示,可视为质点的三物块 A、B、C 放在倾角为 30°、长 L=2m 的固 定光滑斜面上,A 与 B 紧靠在一起放在斜面的顶端,C 紧靠挡板固定。mA=1.0kg, - mB=0.2kg,其中 A 不带电,B、C 的带电量分别为 qB=+4.0×10 5C、qC=+2.0 - ×10 5C 且保持不变,某时刻静止释放 AB,两物体沿斜面向下滑动,且最多能滑到距离 C 点 0.6m 的 D 点(图中未画出) 。已知静电力常量 k=9.0×109N·m2/C2,g= 10m/s2。 (1)在 AB 下滑过程中,当下滑距离为多少时,B 物体速 度达到最大? (2)当 AB 下滑至斜面中点时,求 A 对 B 的压力? (3) 若将一质量为 1.8kg 的不带电的小物块 M 替换物块 A, 仍然从斜面顶端静止释放, 求它们下滑至 D 点时 B 物体的速度大小。

6

17. (11 分)如图 13 所示,固定斜面的倾角θ =30°,物体 A 与斜面之间的动摩擦因数为μ =

3 ,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于 C 点。用一根不可伸长 4

的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体 A 和 B,滑轮右侧绳子与斜面平行,A 的质量为 2m=4kg,B 的质量为 m=2kg,初始时物体 A 到 C 点的距离为 L=1m,现给 A、B 一 初速度 v0=3m/s,使 A 开始沿斜面向下运动,B 向上运动,物体 A 将弹簧压缩到最短 后又恰好能弹到 C 点。已知重力加速度为 g= 10m/s2, 不计空气阻力, 整个过程中轻绳始终处 于伸长状态,求此过程中: (1)物体 A 向下运动刚到 C 点时的速度; (2)弹簧的最大压缩量; (3)弹簧中的最大弹性势能。

7

18. (12 分)如图 14 所示,在矩形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小 为 B=5.0×10 2T,矩形区域长为


2 3 m,宽为 0.2m,在 AD 边中点 O 处有一放射 5

源,某时刻,放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率为 v=2×106m/s 的某种 - - 带正电粒子。已知带电粒子的质量 m=1.6×10 27kg,所带电荷量为 q=3.2×10 19C (不计粒子重力) 。 (1)求带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为多大? (2)求从 BC 边界射出的粒子中,在磁场中运动的最短时间为多少? (3)若放射源向磁场内共辐射出了 N 个粒子,求从 BC、CD 和 AD 边界射出的粒子各有 多少个?

8

豫南九校 2013—2014 学年上学期 12 月份联考

高三物理参考答案
一、选择题
题号 答案 1 D 2 A 3 D 4 C 5 B 6 D 7 D 8 B 9 AC 10 ACD 11 AB 12 BC

二、填空题(12 分) 13. 11 12 7 18 (每空 1 分) 14.① 如图所示 (2 分,连线有一处错误此问均不给分) ② d a c b (2 分) ③RV ?

U 2R (2 分) ④ 大于(2 分) U1 ? U2

qc q B (1 分) ? (m A ? mB ) g sin ? ( L ? x) 2 qq ? (1 分) (2) (m A ? m B )a ? k c B ? ( m A ? m B ) g s i n L ( )2 2 对A (1 分) FN ? mA g sin ? ? mA a
16. (9 分) (1) k (3)电势能的变化量与第一次相同

x ? 2?

30 5

(1 分)

a ? 1m / s 2 (1 分)

FN ? 6N (1 分) 1 ( M ? m A ) g ? L AD sin ? ? ( M ? m B )v 2 (1 分) 2

v?

2 35 (2 分) 5

因此,若 A 和 B 能够发生碰撞,则 A 的初速度应满足的条件为: 17.(11 分) 解: (1)A 和斜面间的滑动摩擦力 f=2μ mgcosθ 物体 A 向下运动到 C 点的过程中,根据能量关系有

v0 ? 3?gx ――1 分

――――――――――――――2 分
9

代入数据得:v=2 m/s

――――――――――――――――――――――――1 分

(2)从物体 A 接触弹簧,将弹簧压缩到最短后又恰回到 C 点,对系统应用动能定理,则有 ――――――― ―――――――――――――――――2 分 代入数据得 x=0.4m 因为 mgx=2mgxsinθ 所以 代入数据得:EP=6J ――――――― ―――――――――――――――――1 分 ――――― ―――――――――――――――――2 分 ――――― ―――――――――――――――――2 分 ――――― ―――――――――――――――――1 分 18.(12 分)解:⑴根据牛顿第二定律得 (3)弹簧从压缩最短到恢复原长的过程中,根据能量关系有 Ep+mgx=2mgxsinθ +fx

v2 qvB=m ――――1 分 R
解得 R=0.2m――――2 分 ⑵因为所有粒子的轨迹半径相同,所以弦最短的圆弧所对应的时间最短,所 EO⊥AD, EO 弦最短,如图 1 所示,根据几何知识可知,EO 弦所对圆 心角θ =

2? m ――――1 分 qB ? ?m ? -7 所以最短时间为 t= T= = ×10 s――――1 分 2? 3 qB
而粒子在磁场中运动周期为 T= ⑶判断从 O 点向哪些方向射入磁场的粒子将会从 BC、 CD 和 AD 边界射出。 从前面分析可知,速度方向与 OA 的夹角在 0°到 90°范围内发出的粒子能从 BC 边射 出,故从从 BC 边射出的粒子数有

? ――――1 分 3

N 个。――――2 分 2

如图 2 为两个边界,当速度方向满足一定条件时,粒子将从 D 点射出磁场。因为 OD= 为

? 3

2? 3 m,且 R=0.2m, ,所以∠OO2D= ,此时射入磁场的粒子速度方向与 OD 的夹角 3 5

所以从 CD 边射出的粒子有 从 AD 边射出的粒子有

N 个,――――2 分 6

N 个。――――2 分 3

10


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