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山西省临汾一中、康杰中学、忻州一中、长治二中2015届高三第二次四校联考物理试题 Word版含答案


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2015 届 高 三 年 级 第 二 次 四 校 联 考

物理试题
2014.12 命题:康杰中学 长治二中 临汾一中 忻州一中 【满分 100 分,考试时间为 90 分钟】 一、选择题(本题共 12 小题,每题 4 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~7 题只有一项符 合题目要求,第 8~12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分, 有选错的得 0 分) 1.下列说法中,符合物理学史实的是( ) A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体将 静止 B.牛顿站在“巨人”的肩上,发现了万有引力定律,并且利用万有引力定律首次计算出 了地球的质量 C.法拉第发现了电流的磁效应,即电流可以在其周围产生磁场 D.麦克斯韦首先提出了场的观点,并创立了完整的电磁场理论 2. 如图所示,从倾角为 θ 的足够长的斜面顶端 P 以速度 v0 抛出一个小球,落在斜面上某处 Q 点, 小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为 α, 若把 初速度变为 2v0,小球仍落在斜面上,则以下说法正确 的是( ) A.夹角 α 将变大 B.夹角 α 与初速度大小无关 C.小球在空中的运动时间不变 D.PQ 间距是原来间距的 3 倍 3. 如图所示,倾角为 θ 的斜面体 C 置于水平面上,B 置于斜面 C 上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与 A 相连接,连接 B 的 一段细绳与斜面平行,A、B、C 都处于静止状态.则 ( ) A.水平面对 C 的支持力等于 B、C 的总重力

B.B 一定受到 C 的摩擦力 C.C 一定受到水平面的摩擦力 D.若将细绳剪断,B 物体开始沿斜面向下滑动,则水平面对 C 的摩擦力可能为零 4.在如图所示电路中,闭合电键 S,当滑动变阻器的滑动触头 P 向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分 别用 I、 U1、 U2 和 U3 表示, 电表示数变化量的绝对值分别用 ΔI、 ΔU1、ΔU2 和 ΔU3 表示.下列说法正确的是( )

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A. U1/I 不变,ΔU1/ΔI 变大 B. U2/I 变大,ΔU2/ΔI 不变 C. U3/I 变大,ΔU3/ΔI 变大 D. 电源的输出功率变大 5. 如图所示圆形区域内,有垂直于纸面方向的匀强磁场,一束质量 和电荷量都相同的带电 粒子, 以不同的速率, 沿着相同的方向, 对准圆心 O 射入匀强磁场, 又都从该磁场中射出,这些粒子在磁场中的运动时间有的较长,有 O 的较短,若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用,则在磁场中运动 时间越长的带电粒子( ) A.速率一定越小 B.速率一定越大 C.在磁场中通过的路程一定越长 D.在磁场中的周期一定越大 6.矩形导线框 abcd 放在匀强磁场中,在外力控制下处于静止状态, 如图(甲)所示。磁感线方向与导线框所在平面垂 a b B 直,磁感应强度 B 随时间变化的图象如图(乙)所示。 t=0 时刻,磁感应强度的方向垂直导线框平面向里,在 0 0~4s 时间内,导线框 ad 边所受安培力随时间变化的图 2 4 t 象(规定以向左为安培力正方向)可能是下面选项中的 d c ( )
(甲) (乙) F安 0 F安 F安 F安

0

2
A

4

t

2
B

4

t

0

2 t
C

4

t

0

2
D

4

t

7. 如图甲所示,两平行金属板 MN、PQ 的板长和板间距离相等,板间存在如图乙所示 的随时间周期性变化的电场,电场方向与两板垂直,在 t=0 时刻,一不计重力的带电粒 子沿板间中线垂直电场方向射入电场,粒子射入电场时的速度为 V0,t=T 时刻粒子刚 好沿 MN 板右边缘射出电场.则( ) A.该粒子射出电场时的速度方向一定是沿垂直电场方向的 B.在 t=T/2 时刻,该粒子的速度大小为 2V0 C.若该粒子在 T/2 时刻以速度 V0 进入电场,则粒子会打在板上 D.若该粒子的入射速度变为 2V0,则该粒子仍在 t=T 时刻射出电场

8. 如图所示,在光滑水平面上放着两块长度相同,质量分别为 M1 和 M2 的木板,在两木 板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块 m,开始时,各物块均静止,今 在两物块上各作用一水平恒力 F1、F2,当物块和木板分离时,两木板的速度分别为 v1

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和 v2.物块和木板间的动摩擦因数相同.下列说法正确的是(

)

A.若 F1=F2,M1>M2,则 v1>v2 B.若 F1=F2,M1<M2,则 v1<v2 C.若 F1>F2,,M1=M2,则 v1>v2 D.若 F1<F2,M1=M2,则 v1>v2 9.如图所示,质量为 m 带电量为 q 的带电微粒,以初速度 v0 从 A 点竖直向上射入真空中 的沿水平方向的匀强电场中, 微粒通过电场中 B 点时速率 vB=2v0,方向与电场的方向一致, 则下列选项正确的是( ) A.微粒所受的电场力大小是其所受重力的 2 倍 B 2v0 2 B.带电微粒的机械能增加了 2mv0 v0 C.A、B 两点间的电势差为 2mv02/q 2 D.A、B 两点间的电势差为 3mv0 /2q A 10. 在某次军事演习中,空降兵从悬停在高空的直升机上跳 下,当下落到距离地面适当高度时打开降落伞,最终安全到达地面,空降兵从跳离飞 机到安全到达地面过程中在竖直方向上运动的 v-t 图象如图所示,则以下判断中正确 的是( ) A.空降兵在0-t1时间内做自由落体运动 B.空降兵在 t1-t2时间内的加速度方向竖直向上,大小在逐 渐减小
1 C.空降兵在0-t1时间内的平均速度 v ? v2 2 1 D.空降兵在 t1-t2时间内的平均速度 v ? (v1 ? v2 ) 2

11.2013 年 12 月 2 日 1 时 30 分,嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射 中心发射,首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所 示。假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道 上运动时,只受到月球的万有引力,则( ) A.若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运 动周期和引力常量,则可算出月球的密度 B. 嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭 圆轨道时,应让发动机点火使其减速 C. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上 P 点的速度大 于 Q 点的速度 D.嫦娥三号在动力下降阶段,其引力势能减小 12.如图所示,倾角为 θ 的光滑斜面足够长,一质量为 m 的小物体,在沿斜面向上的恒力 F 作用下, 由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动, 经过时间 t,力 F 做功为 60J, 此后撤去力 F,物体又经过相同的时间 t 回到斜面底端,若以地面为零势能参考面,则 下列说法正确的是( ) A.物体回到斜面底端的动能为 60J B.恒力 F=2mgsinθ C.撤去力 F 时,物体的重力势能是 45J D.动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力 F 之前

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二、实验题(本大题共两小题共 15 分) 13. (6 分)某兴趣小组同学们看见一本物理书上说“在弹性限度内,劲度系数为 k 的弹簧,

1 2 kx ”,为了验证该结论就尝试用“研究加速度与合外力、 2 质量关系”的实验装置(如图甲)设计了以下步骤进行实验。 实验步骤: A.水平桌面上放一长木板,其左端固定一弹簧,通过细绳与小车左端相连,小车的右 端连接打点计时器的纸带; B.将弹簧拉伸 x 后用插销锁定,测出其伸长量 x; C.打开打点计时器的电源开关后,拔掉插销解除锁定,小车在弹簧作用下运动到左端; D.选择纸带上某处的 A 点测出其速度 v; E.取不同的 x 重复以上步骤多次,记录数据并利用功能关系分析结论。 实验中已知小车的质量为 m,弹簧的劲度系数为 k,则:
形变量为 x 时弹性势能为 E p ?

(1)长木板右端垫一小物块,其作用是 (2)如图乙中纸带上 A 点位置应在

S1

图乙

S21

; (填 s1、s2、s3)的段中取; (3) 若 S31 1

Ep ?

2

kx 2

成立,则实验中测量出物理量 x 与 m.、k、v 关系式是 x= 14. (9 分)某同学利用伏安法测量某未知 电阻 Rx 的精确电阻(阻值恒定) ,进行了 如下实验: ?他先用万用电表欧姆挡测该未知电阻 的阻值。将开关置于×1 挡位,指针示数如 图,若想更准确一些,下面操作正确的步 骤顺序是 (填序号) A. 将两表笔短接进行欧姆调零 B. 将两表笔短接进行机械调零 C. 将开关置于×1k 挡 D. 将开关置于×100 挡 E. 将两表笔接未知电阻两端,待指针稳定后读数. ?然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量该电阻:



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A. 直流电源 E:电动势 3V,内阻忽略 B. 电流表 A1:量程 0.3A,内阻约为 0.1 ? C. 电流表 A2:量程 3mA,内阻约为 10 ? D. 电压表 V1:量程 3V,内阻约为 3K ? E. 电压表 V2:量程 15V,内阻约为 50K ? F. 滑动变阻器 R1:最大阻值 10 ? G. 滑动变阻器 R2:最大阻值 1000 ? H. 开关 S,导线若干 ①为较准确测量该电阻的阻值,要求各电表指针能有较 大的变化范围,以上器材中电流表应选 (填“B” 或“C”) , 电压表应选 (填“D”或“E”) , 滑动变 阻器应选 (填“F”或“G”) ②请在右侧方框中画出实验电路原理图. 三、计算题 15. (10 分) 如图(甲) 所示, 质量为 m=1kg 的物体置于倾角为 θ =370 的固定且足 够长的斜面上,对物体施以平行于斜 面向上的拉力 F,t1=1s 时撤去拉力, 物体运动的部分 v - t 图象如图所示 (乙)所示, g 取 10m/s2,sin370=0.6, cos370=0.8, 求: (1)拉力 F 的大小; (2)t=4s 时物体的速度 v 的大小.

16.(12 分)如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨 MN、PQ 相距为 L,导轨平面与水平 面的夹角 =30°,导轨电阻不计,磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直于导轨平面向上。长 为 L 的金属棒 垂直于 MN、PQ 放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质 量为 、电阻为 R。两金属导轨的上端连接一个灯泡,灯泡的电阻也为 R。现闭合开关 K , 给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、 大小为 F=2mg 的恒力, 使金属棒由静止开始运动,当金属棒达到最大速度时,灯泡恰能达到它的额定功率。 重力加速度为 g,求: (1)金属棒能达到的最大速度 vm; (2)灯泡的额定功率 PL; (3)若金属棒上滑距离为 s 时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始上滑 2s 的过程中, 金属棒上产生的电热 Q1。

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17. (15 分)如图所示,在 xOy 平面坐标系中,直线 MN 与 y 轴成 30°角,M 点的坐标为(0, a),在 y 轴与直线 MN 之间的区域内,存在垂直 xOy 平面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁 场.电子束以相同速度 v0 从 y 轴上 ? 2 a ? y ? 0 的区间垂直于 y 轴和磁场射入磁场.已知从 3 O 点射入磁场的电子在磁场中的运动轨迹恰好与直线 MN 相切,忽略电子间的相互作用和 电子的重力. (1)求电子的比荷; (2) 若在 xOy 坐标系的第Ⅰ象限加上沿 y 轴正方向大小为 E ? Bv0 的匀强电场, 在 x0 ? 处垂直于 x 轴放置一荧光屏,计算说明荧光屏上发光区的形状和范围.

4 a 3

2015 届高三年级四校二联物理参考答案
一、选择题 题号 答案 1 A 2 B 3 C 4 B 5 A 6 D 7 A 8 D 9 ABC 10 BD 11 BD 12 AC

二.(本大题共 15 分) 13.(每空 2 分共 6 分)1、? 平衡摩擦力 ? S2 ?x ?

m v k

14.(每问 3 分,共 9 分) ? DAE ? 、① C、D、F ② 三.计算题 15. (10 分)解: (1) 设 F 作用时加速度为 a1,对物体进行受力分析, 由牛顿第二定律可知

F ? mg sin ? ? ?mg cos ? ? ma1
撤去力 F 后,据牛顿第二定律,有

(1 分)

mg sin ? ? ?mg cos ? ? ma2
由图像可得 a1=20m/s2, a2=10m/s2, 代入解得 ? ? 0.5 , F=30N。 (2)设撤去力 F 后物体运动到最高点所用时间为 t2, 由 v1=a2t2,可得 t2=2s,

(1 分) (1 分) (1 分) (1 分) (1 分)

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则物体沿着斜面下滑的时间为 t3=t-t1-t2=1s 设下滑加速度为 a3,据牛顿第二定律,有

(1 分)

mg sin ? - ?mg cos ? ? ma3

(1 分)

解得 a3=2m/s2, (1 分) . 则 t=4s 时速度 v=a3t3=2m/s (1 分) 16.(12 分) (1)金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为零时,金属棒达到最大速度,此 后开始做匀速直线运动。设最大速度为 vm,则速度达到最大时有:

E ? BLvm
I? E 2R

( 1 分) (1 分) ( 2 分) (1 分) (2 分)

F ? BIL ? mg sin ?
解得: vm ?
2

3mgR B 2 L2

(2) PL ? I R 解得: PL ?

9m 2 g 2 R 4 B 2 L2

(1 分)

(3)设整个电路放出的电热为 ,由能量守恒定律有: 1 2 F ? 2 s ? Q ? mg sin ? ? 2 s ? mvm 2 由题意可知 Q1 ? 2
3 2
Q

(2 分) (1 分)

解得: Q1 ? mgs ?

9m3 g 2 R 2 4 B 4 L4

(1 分)

17. 解析: (1) 从 O 点射入磁场的电子在磁场中的运动轨迹如图所示,由几何关系有: r r? ?a (2 分) ① sin 30? 解得: r ?

a 3
2



(1 分)

电子在磁场中运动时,洛伦兹力等于向心力,即
eBV0 ? m V0 r


e 3V0 ? m Ba

(1 分) (1 分)
2 3

由②③解得电子比荷



(2) 由电子的轨道半径可判断,从 O 点射入磁场的电子(0, a ) 的位置进入匀强电场,电子进入电场后做类平抛运动,

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有 2r ?

eE 2 t 2m

⑤ ⑥
2 3

(1 分) (1 分) ⑦
eE t m

x ? Vo t

联立②④⑤⑥,将 E=Bv0 代入解得: x ? a 设该电子穿过 x 轴时速度与 x 轴正方向成 ? 角,则 V y ?
tan ? ? Vy V0

(1 分) (1 分) (1 分) (1 分)





解得:tan ? =2 ⑩ 设该电子打在荧光屏上的 Q 点,Q 点离 x 轴的距离为 L, 则 L ? ( x0 ? x) tan ? ? a
4 3

?
4 3

(1 分) (1 分)

即电子打在荧光屏上离 x 轴的最远距离为 L ? a
4 3

而从 (0,? a) 位置进入磁场的电子恰好由 O 点过 y 轴,不受电场力,沿 x 轴正方向做直线运
? a 的范围内出现一 动,打在荧光屏与 x 轴相交的点上,所以荧光屏上在 y 坐标分别为 0、 4 3

条长亮线

(2 分) (范围 1 分,形状 1 分)


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