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天津滨海新区五所重点学校2013届上学期高三年级联考物理试卷



天津滨海新区五所重点学校 2013 届上学期高三年级联考物理试卷

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷两部分,共 100 分。考试时间 90 分钟。 第Ⅰ卷(选择题,共 40 分) 一、单项选择题(本题共 8 小题;每小题 3 分,共 24 分。在每小题给出的四个选项中, 只有一个选项是正确的。 ) 1.下列说法正确的是( A.合力必大于分力 B.运动物体所受摩

擦力的方向一定和它运动方向相反 C.物体受摩擦力时一定受弹力,而且这两个力的方向一定相互垂直 D.处于完全失重状态下的物体不受重力作用 2. 如图所示,完全相同的质量为 m 的 A、B 两球,用两根等长的细线悬挂在 O 点,两球之间 夹着一根劲度系数为 k 的轻弹簧,静止不动时,弹簧处于水平方向,两根细线之间的夹角为 θ .则弹簧的长度被压缩了( ) )

mgtan? A. k

mgtan
B.

?
2

k

2mgtan? C. k

2mgtan
D.

?
2

k

3.2011 年 11 月 3 日凌晨, “神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器从对接机构接触开 始,经过捕获、缓冲、拉近、锁紧 4 个步骤,实现刚性连接,形成组合体,标志着中国载人 航天首次无人空间自动交会对接试验获得成功。对接前,二者均做匀速圆周运动,下列说法 正确的是( )

A. “天宫一号”的运行速度大于第一宇宙速度 B. “神舟八号”环绕周期大于“天宫一号”环绕周期 C.已知“天宫一号”运行周期 T、离地高度 h,地球半径 R、地球质量 M,可求“天宫一
1

号” 的质量 D.增加“神舟八号”的动能,才能实现与“天宫一号”对接 4.如图,用细丝线悬挂的带有正电荷的小球,质量为 m,处在水平向右的匀强电场中,在电 场力作用下,小球在最低点由静止释放,经过 b 点后还可以再向右摆动,则在小球由 a 摆到 b 这一过程中,下列说法正确的是( )

A. 重力势能增大, 电势能减小,机械能增大 B. 重力势能增大, 电势能减小, 机械能守恒 C. 重力势能减小,电势能减小,机械能减小 D. 重力势能增大, 电势能减小,机械能守恒 5.固定光滑斜面倾角为 37°,在斜面顶端分别以相同大小的初速度 v0 释放两个完全相同的 小球 A、B,A 球的初速度方向沿斜面向下,B 球的初速度方向水平向右,两球都到达斜 面底端。则在两小球从斜面顶端到斜面底端的过程中,下列说法中正确的是( )

A.两小球到斜面底端时速度相同 B.运动过程中两小球所受合力做的功相同 C.运动过程中两小球所受合力的冲量相同 D.到斜面底端时两小球重力的功率相同 6.如图倾角为 30°的斜面体固定在水平地面上,一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球 A 和物块 B,跨过固定于斜面体顶端的滑轮 O(可视为质点),A 的质量为 m,B 的质量为 4m, 开始时,用手托住 A,使 OA 段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力) ,OB 绳平行于斜面, 此时 B 静止不动,将 A 由静止释放,在其下摆过程中 B 始终保持静止,则在绳子到达竖直 位置之前,下列说法正确的是( )

2

A.物块 B 受到的摩擦力一直沿着斜面向上 B.物块 B 受到的摩擦力增大 C.绳子的张力先增大后减小 D.地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右 7.如图甲所示,M 是一个小型理想变压器,原副线圈匝数之比 n1:n2=10:1,接线柱 a、b 接上一个正弦交变电源, 电压随时间变化规律如图乙所示。 变压器右侧部分为一火警报警 系统原理图,其中 R2 为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器,R1 为一定值电阻。下列说法中不 正确 的是( . .. )

A.电压表 V 的示数为 22V B.当传感器 R2 所在处出现火警时,电压表 V 的示数减小 C.当传感器 R2 所在处出现火警时,电流表 A 的示数增大 D.当传感器 R2 所在处出现火警时,电阻 R1 的功率变大 8.如图所示,长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导 体电极,两极间距为d,极板面积为S,这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的 方向上,有一匀强磁场,磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为 ρ 的高温电离气体, 气体以速度v向右流动,并通过专用管道导出。由于运动的电离气体,受到磁场的作用, 将产生大小不变的电动势。 若不计气体流动时的阻力, 由以上条件可推导出可变电阻消耗
( 的电功率 P ? vBdS 2 ) R 。调节可变电阻的阻值,根据上面的公式或你所学过的物理知 RS ? ρd

识,可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为(

)

A.

v 2 B 2 dS 3ρ

2 2 2 B. v B d S 4?

C.

v 2 B 2 dS 4ρ

D.

v 2 B 2 dS 6ρ

3

二、多项选择题(本题共 4 小题;每小题 4 分,共 16 分。在每小题给出的四个选项中 都有多个选项正确。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 ) 9.如图所示,水下光源 S 向水面 A 点发射一束光线,折射光线分成 a,b 两束,则( )

A.在水中 a 光的速度比 b 光的速度小 B.在同一均匀介质中 b 光的折射率大于 a 光的折射率 C.a、b 两束光相比较,a 光的波动性较强 D.若保持入射点 A 位置不变,将入射光线顺时针旋转,则从水面上方观察,a 光先消失 10.质量为 2500kg 的汽车在平直的公路上运动,v–t 图象如图所示.设整个过程汽车所受 的阻力保持不变,则可求出( )

A.前 25s 内汽车的平均速度 B.前 10s 内汽车的加速度 C.前 10s 内汽车所受的阻力 D.0~25s 内合外力对汽车做功的平均功率 11.在如图甲所示的电路中,螺线管匝数 n = 5000 匝,横截面积 S = 20cm 。螺线管导线电 阻 r= 1.0Ω ,R1 = 4.0Ω ,R2 = 5.0Ω 。在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度
2

B 按如图乙所示的规律变化 (规定磁感应强度 B 向下为正 ),则下列说法中正确的是
( )

A.螺线管中产生的感应电动势为 1V B.闭合 S,电路中的电流稳定后,电阻 R1 的电功率为 5×10 C.电路中的电流稳定后电容器下极板带负电
4
-2

W

D.S 断开后,流经 R2 的电流方向由下向上 12. 如图所示, 一质量 m=0.1kg 的小煤块以 vo=4m/s 的初速度从最左端水平进入轴心距离 L=6m 的水平传送带,传 送带可由一电机驱使而转动.已知小煤块与传送带间的动摩擦因数 μ =0.1(取 g=10m/s )(
2



A.若电机不开启,传送带不转动,小煤块滑离传送带右端的速度大小为 2m/s B.若电机不开启,传送带不转动,小煤块在传送带上运动的总时间为 4s C.若开启电机,传送带以 5m/s 的速率顺时针转动,则小煤块在传送带上留下的一段黑色 痕迹的长度为 0.5m D.若开启电机,传送带以 5m/s 的速率逆时针转动,则小煤块在传送带滑动的过程中产生 的热量为 1.6J

第Ⅱ卷(非选择题共 60 分) 三、填空与实验(本题共 4 小题,每空 2 分,共计 18 分。把答案填写在题目中的横线 上或按题目要求作答) 13.宇航员驾驶宇宙飞船到达月球表面,关闭动力,飞船在近月圆形轨道绕月运行的周期为

T,接着,宇航员调整飞船动力,安全着陆,宇航员在月球表面离地某一高度处将一小
球以初速度 vo 水平抛出,其水平射程为 S。已知月球的半径为 R,万有引力常量为 G, 则月球的质量=___________,小球开始抛出时离地的高度=_____________。 14.如图所示,螺旋测微器的读数为 mm,20 分度的游标卡尺读数为 mm。

15. ?.下列有关实验的描述中,正确的是: A、在“验证力的平行四边形定则”实验中,选测力计时,水平对拉两测力计,示数应相 同。 B、在“探究弹簧弹力和弹簧伸长关系的”实验中,作出弹力和弹簧长度的图像,也能求 出弹簧的劲度系数。 C、用同一双缝干涉实验装置做实验,红光的干涉条纹间距小于紫光的间距 D、在“重物下落验证机械能守恒”的实验中,必须由 ? ? gt 求出纸带上打某点时重物 速度
5

?“探究做功与物体速度变化的关系”实验如图所示,当静止的小车在一条橡皮筋作用下弹 出时,橡皮筋对小车做功记为 W,当用 2 条、3 条完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致,每次实验中小车获得 的速度由打点计时器所打的纸带测出, 若木板水平放置, 小车在两条橡皮筋作用下运动, 当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车的所在位置(小车视为质点)下列说 法正确的是

A.橡皮筋处于原长状态 B.橡皮筋仍处于伸长状态 C.小车在两个铁钉的连线处 D.小车已过两个铁钉连线 16.如图所示,为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置图。图中 A 为小车,B 为砝码 及砝码盘,C 为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计 时器接 50Hz 交流电。小车 A 的质量为 m1 ,砝码及砝码盘 B 的质量为 m2 。

(1)下列说法正确的是_________; A.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力 B.实验时应先释放小车后接通电源 C.本实验 m2 应远大于 m1 D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作 a ?

1 图象 m

(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤, 他测量得到的 a- F 图像, 可能是图中的图线_______ 。 (选填“甲”、 “ 乙”、 “ 丙”)

6

(3)打出了一条纸带如图乙所示.计时器打点的时间间隔为 0.02 s,从比较清晰的点起, 每 5 个点取一个计数点, 量出相邻计数点之间的距离, S1=7.05cm、 S2=7.68cm、 S3=8.33cm、

S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm,该小车的加速度 a =______m/s2。
(结果保留两位有效数字)

四、计算题(本题共 3 小题,共 42 分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要 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。 ) 17.(12 分)如图所示装置中,区域Ⅰ中有竖直向上的匀强电场,电场强度为 E, 区域Ⅱ内 有垂直纸面向外的水平匀强磁场,磁感应强度为 B。区域Ⅲ中有垂直纸面向里的水平匀强磁 场,磁感应强度为 2B。一质量为 m、带电量为 q 的带负电粒子(不计重力)从左边界 O 点正 上方的 M 点以速度 v0 水平射入电场,经水平分界线 OP 上的 A 点与 OP 成 60°角射入Ⅱ区域 的磁场,并垂直竖直边界 CD 进入Ⅲ区域的匀强磁场中。

求: (1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径 (2)O、M 间的距离 (3)粒子从 M 点出发到第二次通过 CD 边界所经历的时间

18.(14 分)如图所示,固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道,轨道半径 R=0.6m。平台 上静止着两个滑块 A、B,mA=0.1Kg,mB=0.2Kg,两滑块间夹有少量炸药,平台右侧有一带挡 板的小车,静止在光滑的水平地面上。小车质量为 M=0.3Kg,车面与平台的台面等高,车面 左侧粗糙部分长度为 L=0.8m,动摩擦因数为μ =0.2,右侧拴接一轻质弹簧,弹簧自然长度 所在处车面光滑。点燃炸药后,A 滑块到达轨道最高点时对轨道的压力大小恰好等于 A 滑块 的重力, 滑块 B 冲上小车。 两滑块都可以看作质点, 炸药的质量忽略不计, 爆炸的时间极短,
7

爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上,且 g=10m/s 。

2

求: (1)滑块在半圆轨道最低点对轨道的压力 (2)炸药爆炸后滑块 B 的速度大小 (3)滑块 B 滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能

19. (16 分)如下图(a)所示,间距为 L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为 θ 的斜面上。 在区域 I 内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为 B,在区域Ⅱ内有垂直于斜面 向下的匀强磁场,其磁感应强度 Bt 的大小随时间 t 变化的规律如下图(b)所示。t=0 时 刻在轨道上端的金属细棒 ab 从如图位置由静止开始沿导轨下滑, 同时下端的另一金属细 棒 cd 在位于区域 I 内的导轨上由静止释放。在 ab 棒运动到区域Ⅱ的下边界 EF 处之前,

cd 棒始终静止不动,两棒均与导轨接触良好。已知 ab 棒和 cd 棒的质量均为 m、电阻均
为 R,区域Ⅱ沿斜面的长度为 2L,在 t=tx 时刻(tx 未知)ab 棒恰进入区域Ⅱ,重力加速 度为 g。求:

(1)通过 cd 棒电流的方向和区域 I 内磁场的方向 (2)当 ab 棒在区域Ⅱ内运动时 cd 棒消耗的电功率和热量 (3)ab 棒开始下滑至 EF 的过程中流过导体棒 cd 的的电量

8

物理答案
一、选择题 题号 答案 1 C 2 B 3 D 4 A 5 B 6 D 7 A 8 C 9 BC 10 ABD 11 AD 12 ACD

三、填空与实验(本题共 4 小题,每空 2 分,共计 18 分) 13、

4? 2 R 3 GT 2

2? 2 S 2 R 2 T 2v0
(2)B

14、 16(1)D

6.766-6.769 (2)丙

104.05 (3)0.64

15(1) AB

三、计算题(本题共 3 小题,共 42 分) 17.(12 分) (1)粒子在匀强电场中做类平抛运动,设粒子 过 A 点时速度为 v,由类平抛规律知
v? v0 cos 60?

??① 1 分

粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:
Bqv ? m v2 R

????② 1 分

所以

R?

2mv0 qB

????③

1分

(2)设粒子在电场中运动时间为 t1,加速度为 a, 则有 qE ? ma
v0 tan 60? ? at1

????④ ????⑤ ????⑥
1 2
2 3mv0 ???⑦ 2qE

1分 1分 1分

即 t1 ?

3mv0 qE

O、M 两点间的距离为 L ? at12 ?

1分

(3)设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为 t2 则由几何关系知 t2 ?

T1 ?

2? R 2? m ? v qB
??????⑧ 1 分

60? ?m T1 ? 360? 3qB
9

设粒子在Ⅲ区域磁场中运行时间为 t3,同理: T2 ? 则 t3 ?

?m
qB

· · · · · ·⑨ 1 分

180? ?m T2 ? 360? 2qB

?????⑩

1分

粒子从 M 点出发到第二次通过 CD 边界所用时间为

t ? t1 ? t2 ? t3 ?

3mv0 ? m ? m 3mv0 5? m ? ? ? ? qE 3qB 2qB qE 6qB

???? 2 分

18.解: (14 分) (1)在最高点由牛顿第二定律: m A g ? FN ? m A 由已知最高点压力 FN ? mA g 由机械能守恒定律:

?2
R

??(1 分)

1 1 2 m A? 2 ? m A g 2 R ? m A? A 2 2
'

????(2 分)

在半圆轨道最低点由牛顿第二定律: FN ? m A g ? m A
' 解得: FN ? 7N

? A2
R

????(1 分) ????(1 分)

由牛顿第三定律: 滑块在半圆轨道最低点对轨道的压力大小为 7N,方向竖直向下 ??(1 分) (2)由动量守恒定律: m A? A ? mB? B ????(2 分) ????(1 分) ????(1 分)

? B ? 3m / s
(3)由动量守恒定律: mB? B ? (mB ? M )?共 由能量守恒定律:

Ep ?

1 1 2 2 m B? B ? (m B ? M )? 共 - ?m B gL 2 2

????(3 分) ???? (1 分)

E P ? 0.22J
19.解: (16 分) (1)通过 cd 棒的电流方向:

d→c

????(1 分) ????(1 分)

区域 I 内磁场方向: 为垂直于斜面向上 (2)对 cd 棒,F 安=BIL=mgsinθ , 所以通过 cd 棒的电流大小 I ?

mg sin ? BL

????(2 分)

当 ab 棒在区域 II 内运动时 cd 棒消耗的电功率:

m 2 g 2 Rsin 2θ P=I R= B2 L2
2

????(2 分)
10

由能量守恒, Q总 =2mgL sin ?

Qcd ?

R Q =mgL sin ? R?R 总
F合 =gsinθ m

????(4 分)

(3)ab 棒在到达区域 II 前做匀加速直线运动,a=

cd 棒始终静止不动,ab 棒在到达区域 II 前、后,回路中产生的感应电动势不变,
则 ab 棒在区域 II 中一定做匀速直线运动,可得;

?? ? Blv t ?t

B ? 2L ? L ? BLg sin ? t x 所以 t x ? tx

2l gsinθ

??(2 分)

ab 棒在区域 II 中做匀速直线运动的速度 vt ? 2 glsinθ

2l
ab 棒在区域 II 中运动的时间 t2= v = t ab 棒从开始下滑至 EF 的总时间 t= tx+t2=2

2l gsinθ 2l gsinθ

????(1 分)

????(1 分)

q ? It ?

mg sin ? 2L 2m ?2 ? 2 gL sin ? BL g sin ? BL

????(2 分)

11



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