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海南省嘉积中学2014—2015学年度第二学期高三大测(五)物理科试题



海南省嘉积中学 2014—2015 学年度第二学期高三大测(五)

物理科试题
(时间:90 分钟,满分:100 分)
第Ⅰ卷(选择题,共 38 分)
一、单项选择题:(本题共 6 小题,每小题 3 分,共 18 分。在每小题给出的四个选项中,只 有一个选项是符合题目要求的。) 1.两个大小相等的共点力 F 1 和 F2 作用在同一质点上,它们的合力的大小为 F,则 A.若 F1、F2 中的一个增大,F 不一定增大 B.若 F1、F2 的方向改变,F 的方向也一定改变 C.若两个共点力的夹角小于 120°,则合力 F 大小为两个共点力力大小之和 D.若 F1、F2 增大,F 也一定增大 2.如图,在负点电荷 Q 产生的电场中,将两个带等量正电荷的试探电荷 q1、q2 分别置于 A、B 两点,虚线为等势线。取无穷远处为零电势点,则下列说法正确的是 A q1 A.A 点电势大于 B 点电势 B.A、B 两点的电场强度相等 Q B q2 C.q1 在 A 点的电势能小于 q2 在 B 点的电势能 D.若将 q1、q2 移动到无穷远的过程中需要外力克服电场力做的功 W1<W2 3.如图,圆环形导体线圈 a 平放在水平桌面上,在 a 的正上方固定一竖直螺线管 b,二者轴 线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片 P 向 下滑动,下列表述正确的是 A.线圈 a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B.穿过线圈 a 的磁通量变小 C.线圈 a 有扩张的趋势 D.线圈 a 对水平桌面的压力 FN 将增大 4.中国选手董栋在伦敦奥运会夺得男子蹦床金牌.忽略空气阻力,下面说法正确的是 A.运动员下落到刚接触蹦床时,速度最大 B.运动到最低点时,床对运动员的作用力大于运动员对床的作用力 C.从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中,运动员的加速度先减小后增大. D.从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中,运动员做匀变速直线运动. 5.如图所示,质量分别为 m1 和 m2 两个物体用两根轻质细线,分别悬挂在天花板上的 A、B 两 点,两线与水平方向夹角分别为 ? , ? 且 ? ? ? ,两物体间的轻质弹簧恰好处于水平状 态,两根绳子拉力分别为 TA 和 TB,则下列说法正确的是 A. TA =TB B. TA ? TB C.m1 = m2 D. m1 ? m2

6.如图甲所示,固定的水平金属导轨足够长且电阻不计。两阻值 相同的导体棒 ab、cd 置于导轨上,棒与导轨 垂直且始终保持良好接触。整个装置处在与导 轨平面垂直向下的匀强磁场 B 中。现让导体棒

ab 以如图乙所示的速度向右运动。导体棒 cd 始终静止在导轨上,以水平向右为正方向, 则导体棒 cd 所受的静摩擦力 f 随时间变化的图象是

二、 多项选择题(本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分.在每小题给出的四个选项中,至少有 两个选项是符合题目要求的。全部选对的得 5 分;选对但不全的,得 3 分;有选错的,得 0 分) 7. 物理学中有多种研究问题的方法,下列有关研究方法的叙述中正确的是 A.将实际的物体抽象为质点采用的是微元法 B.探究加速度 a 与力 F、质量 m 之间的关系时,采用了控制变量法 C.定义电场强度的概念,采用的是比值定义法 D.伽利略比萨斜塔上的落体实验,采用的是理想实验法 8.随着世界航空事业的发展,深太空探测已逐渐成为各国关注的热点.假设深太空中有一颗 外星球,质量是地球质量的 3 倍,半径是地球半径的 .则下列判断正确的是 A. 该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期 B. 某物体在该外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的 27 倍 C. 该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的 3 倍 D. 绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同 9.如图 1 所示,小物块静止在倾角 θ =37°的粗糙斜面上。现对物块施加一个沿斜面向下的 推力 F,力 F 的大小随时间 t 的变化情况如图 2 所示,物块的速率 υ 随时间 t 的变化规律 如图 3 所示,取 sin37°= 0.6,cos37°= 0.8,重力加速度 g = 10m/s 。下列说法正确的 是
F F/N 0.8 0.4 θ 图1 O 1 2 3 图2 4 t/s 0.8 0.4 O 1 2 3 图3 4 t/s υ/m· s-1
2

A.物块的质量为 1kg

B.物块与斜面间的动摩擦因数为 0.7

C.0-3s 时间内力 F 做功的平均功率为 0.32W D.0-3s 时间内物体克服摩擦力做的功为 5.12J 10.如图所示,理想变压器的原线圈接有频率为 f、电压为 U 的交流电,副线圈接有光敏电阻 R1、R1 随光照增强而阻值减小、用电器 R2.下列说法正确的是

A. 当光照增强时,变压器的输入功率增大 B. 当滑动触头 P 向下滑动时,用电器 R2 消耗的功率减小 C. 当 U 增大时,用电器 R2 消耗的功率增大 D. 原副线圈频率不相同

第Ⅱ卷(非选择题,共 62 分)
本卷包括必考题和选考题两部分。第 11 题~第 14 题为必考题,每个试题考生都必须做 答.第 15 题~第 17 题为选考题,考生根据要求做答。 三、实验题(本题共 2 小题,第 11 题 6 分,第 12 题 9 分,共 15 分.把答案写在答题卡中指 定的答题处,不要求写出演算过程) 11.某学习小组利用图 1 所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 ①若某同学按图 1 所示开始实验,则一个很明显的不合理之处是 ______________________________________。 ②经纠正后, 按正确操作, 得到如图 2 所示的一条点迹清晰的纸带, 用刻度尺测得起始点 O 到计数点 A、B、C、D 各点的距离分别为

h1、h2、h3、h4,相邻计数点间时间间隔为 T,从 O 到 D 的时间为 t。若用 O、C 两点来验证机械能守恒定律,为了计算打下 C 点时
_________。(填选项前的字母) A.甲同学:υ C.丙同学:υ
C

图1

的重物的速度大小,甲、乙、丙、丁四位同学提供了四个计算式,其中正确的是

= =

2gh3

B.乙同学:υ D.丁同学:υ
h4 h3
C

C

= gt = h4 – h3 T

C

h4 – h2 2T

h2 h1 O A 图2 B C D

1 2 ③提供正确计算式的同学发现,以 C 点算出的重力势能 mgh3 总比 mυ C略大些,这主要是 2 因 为 _______________________________________________________________________。 12.某同学从家里的废旧收音机上拆下一电学元件,其上标注“2.5 V,1.5W”的字样,为描 绘出该元件的的伏安特性曲线,该同学在实验室找到了下列实验器材: A.电流表(量程是 3 A,内阻是 0.1? ) B.电流表(量程是 0.6 A,内阻是 0.5? ) C.电压表(量程是 15 V,内阻是 25 K ? )

D.电压表(量程是 3 V,内阻是 5 K ? ) E.滑动变阻器(阻值范围 0 ~ 5? ,额定电流为 0.6 A) F.滑动变阻器(阻值范围 0 ~ 100? ,额定电流为 0.6 A) G.直流电源(电动势 E=3 V,内阻不计) H.开关、导线若干 (1)为了提高实验结果的准确程度,电流表应选 _____;电压表应选 选_____。(以上均填写器材代号) (2)请将实验电路图补充完整。 (3)该同学根据设计的实验电路进行实验,通过实验得到如下数据(I 和 U 分别表示待测元 件的电流和电压),请在坐标纸中描绘出该元件的伏安特性曲线。 ;滑动变阻器应

四、计算题:(本题共 2 小题,第 13 题 10 分,第 14 题 13 分,共 23 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) 13.美国新泽西州六旗大冒险主题公园内的跳楼机为世界上最高的跳楼机。它能让人们体验 到短暂的“完全失重” 。参加体验的游客被安全带固定在座椅上,电动机将座椅沿光滑的 竖直轨道提升到离地面 139m 高处由静止释放,人与座椅沿轨道先做自由落体运动,接着 做匀减速运动,在下落到离地面 9m 高处时速度刚好减小到零,整个过程历时 6.5s。最 后将游客安全地送回地面。(g 取 10 m/s )求: (1)整个过程人和座椅的最大速度; (2)人与座椅做自由落体的时间; (3)如果游客质量为 60kg,在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小。 14.如图所示,等腰三角形 OPQ 区域内存在场强方向沿 PQ 方向、大小为 E 的匀强电场,A 为
2

PQ 的中点,D 为 OQ 的中点,PQ = 2L,θ = 30°。一质量为 m、电量为 q 的带正电粒子
(重力不计、初速度视为零) ,从无限靠近 M 板 O′处由静止释放,经两平行金属板 M、N 间的电场加速后,通过 N 板上的小孔沿 AO 方向从 A 点射入三角形 OPQ 区域,粒子恰好从

D 点射出电场。
(1)求 M、N 两板间的电压 U 及粒子过 A 点时的速率 υ ; (2)若将三角形 OPQ 区域内的电场撤去,在此区域内及

其边界上充满方向垂直纸面向里的匀强磁场,该粒 子仍从 O′处由静止释放,要使该粒子在三角形 OPQ 区域中运动的时间最长,磁场的磁感应强度 B 应为多大?并求在磁场中运动的最长时间

tm。
五、选考题(请考生在第 15、16、17 三题中任选二题做答,如果多做,则按所做的第一、二 题计分。做答时用 2B 铅笔在答题卷上把所选题目的题号涂黑。计算题请写出必要的文字 说明、方程式和演算步骤) 15.模块 3-3 试题(12 分) (1).关于分子动理论和热力学定律,下列说法中正确的是____________(选对 1 个给 2 分, 选对 2 个给 4 分,错选不给分)。 A.空气相对湿度越大时,水蒸发越快 B.物体的温度越高,每个分子的动能都增大 C.第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律 D.两个分子间的距离由大于 10 m 处逐渐减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先 增大后减小到零,再增大 E.若一定量气体膨胀对外做功 50J,内能增加 80J,则气体一定从外界吸收 130J 的热 量 (2).如图所示,一根两端封闭的均匀玻璃管 AB,内有一段长 L = 3cm 的水银柱将两段空气柱 隔开。当玻璃管放在水平桌面上时,L1 = 45cm,L2 = 105cm,管中空气的压强 p = 20cmHg。 现将玻璃管 A 端缓慢抬起直至玻璃管处于竖直状态,管中空气的温度与环境温度相同且 恒为 27℃。
A L1 L B L2
﹣9

①求玻璃管处于竖直状态时 A 端空气柱的长度 L1′及其压强 p1; ②若玻璃管处于竖直状态时用冰块包在 A 管周围以降低 A 管中空气的温度,直至 B 管中空 气柱长度仍为 105cm,求此时 A 管中空气的温度 t′。 (设此过程中 B 管中空气的温度不 变) 16. 模块 3-4 试题(12 分) (1).t = 0 时刻位于坐标原点 O 的波源沿 y 轴方向开始振动,形成沿 x 轴正方向传播的简谐 横波,t=5s 时波源停止振动,t=6.5s 时的波形图如图所示,此刻质点 P 的平衡位置与 O 点的距离 x=4 m。下列说法正确的是____________(选对 1 个给 2 分,选对 2 个给 4 分,错选不给分)。 y/cm A.0~4s 时间内质点 P 运动的总路程为 80m 20 B.t = 0 时刻波源的振动方向沿 y 轴负方向 C.t=7s 时刻质点 P 位于波峰
0 -20 1 2 3 4 5 6 7 x/m Q P

D.t=6.5s 时刻开始质点 Q 比质点 P 第一次先回到平衡位置 (2).如图所示,等腰三角形 ABD 为折射率 n = 3 的某透明介质的横截面,AD = 2L,∠A = ∠B
D P B

= 30°,P 为 AD 边的中点。在 ABD 平面内有一细束光线以
入射角 i = 60°从 P 点射入介质中。已知光在真空中的速 度为 c。求光从 P 点入射到第一次从介质中射出所用的时 A 间 t。 17.模块 3-5 试题(12 分)

(1).关于原子和原子核,下列说法正确的是____________(选对 1 个给 2 分,选对 2 个给 4 分,错选不给分)。 A.α 粒子散射实验揭示了原子核内部的复杂性 B.根据玻尔理论可知,氢原子核外电子跃迁过程电子的电势能和动能之和是不守恒的 C.根据玻尔理论可知,一群氢原子核外电子从 n = 4 能级向低能级跃迁最多可辐射 3 种频率的光子 D.已知 90Th 的半衰期是 24 天,48g 的 90Th 经过 72 天后衰变了 42g (2).如图所示,静止在水平面上的弧形木板质量为 2m,AB 部分是半径为 R、圆心角 θ = 53° 的圆弧轨道,BC 部分是长为 L 的水平轨道。一质量为 m 的小物块(视为质点)从 A 处轻 轻释放后恰好滑到达 C 点。已知物块与弧形木板间的动摩擦因数为 μ ,sin53°=0.8, cos53°=0.6,重力加速度为 g。求:
O m M θ R B C
234 234

A

② 物块到达 B 点时的速度大小 υ B; ②物块通过圆弧轨道的过程中克服摩擦力做的功 Wf。

嘉积中学 2014—2015 学年度第二学期高三大测(五)

物理科答案
1 A 2 C 3 D 4 C 5 D 6 B 7 BC 8 BC 9 AD 10 AC

11.①释放纸带前重物离打点计时器太远 2 分
②C 2 分 ③实验中存在阻力,重物下落过程中减少的重力势能转化为重物的动能和因阻力产生 的其他形式的能量。2 分 12,(1)每个 1 分(2)3 分(3)3 分

13.(1)4 分(2)3 分(3)3 分

14. 【解析】 (1)粒子在两板间电场加速,根据动能定理有: 1 qU = 2 mυ2(2 分) 粒子在三角形 OPQ 区域中做类平抛运动,有: L 1 2 = at (1 分) 2 2 1 2 Ltanθ = υt (1 分) 根据牛顿第二定律有:qE = ma (1 分) 解得:U = 1 EL, (1 分)υ = 24 qEL 。 (1 分) 12m
P θ O1 R A R O

s (2)由 t = 知,当 υ 一定时,弧长 s 最大即轨迹圆弧 υ

恰 好 与 OP

θ Q

边相切(如图所示)时 t 最大。设轨迹圆弧与 OP 边相切时圆弧的半径为 R,有: R+ R = L (2 分) sinθ

υ2 qυB = m (1 分) R tm = πR (1 分) υ 3mE (1 分) ,tm = 2π 4qL mL 。 (1 分) 3qE

解得:B =

15.【答案】DE

【解析】 (1)根据玻意耳定律,对 A 管中的空气有:pL1S = p1L1′S (1 分) 对 B 管中的空气有:pL2S = (p1 + L)L2′S (1 分) 又:L1′ + L2′ = L1 + L2 (1 分) 解得:L1′ = 50cm,p1 = 18cmHg。 (1 分) (2)由题意可知,B 管中空气的压强仍为 p = 20cmHg,则 A 管中空气的压强为: p′ = p – L = 17cmHg(1 分) 对 A 管中的空气,有: 解得:T′ = p′ T = 255K p p p′ = (1 分) T T′

A 管中空气的温度 t′ = – 18℃。 (1 分) 16. 【答案】AB sini 得:r = 30° sinr

由n=

c c 由 n = 得光在该介质中的速度为:υ = υ 3 光在介质中的光路图如图所示,分两种情况讨论: ①光斜向下入射时第一次出射点在 M1 点的情况下,PM1⊥AB PM1 = Lsin∠A t= PM1 υ
i A i α P rr θ θ O D M2 B

3L 解得:t = 2c ②光水平入射时第一次出射点在 M2 点的情况下 θ = 2r = 60°

M1

由于 sinθ =

3 1 3 > sinC = = 2 n 3

所以光在斜射到 AB 面时发生全反射 在菱形 POM2D 中,OP = OM2 = PD = L t= OP + OM2 υ 2 3L 。 c

解得:t =

17.【解析】【答案】BD

【提示】α 粒子散射实验中没有涉及原子核内部问题,是提出了原子核式结构模型的实验 基础,选项 A 错误;根据玻尔理论可知,氢原子核外电子跃迁过程,电子的总能量将减小(或 增加)即电子的电势能和动能之和是不守恒的,这是因为氢原子要辐射(或吸收)一个光子, 选项 B 正确; 一个氢原子核外电子从 n = 4 能级向低能级跃迁最多只能辐射 n – 1 = 3 种频率的 1 72 234 光子,选项 C 正确;经过 = 3 个半衰期后,48g 的 90 Th 还剩下 48 × (2 )3g = 6g,衰变了 48g 24 – 6g = 42g,选项 D 正确。

(1) 物块从 A 点滑到 C 点的过程, 系统在水平方向上不受外力, 水平方向动量守恒, 有: mυB – 2mυ = 0(1 分) 3mυC = 0(1 分) 物块从 B 点滑到 C 点的过程,根据能量守恒定律有: 1 1 1 μmgL = 2 mυB2 + 2 ×2mυ2 – 2 × 3mυC2 (2 分) 解得:υB = 4 μgL。 (1 分) 3

(2)物块从 A 点滑到 B 点的过程,根据动能定理有: 1 mg (R﹣R cosθ)﹣Wf = 2 mυB2 (2 分) 1 1 解得:Wf = 2mg(5 R – 3 μL)。 (1 分)



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