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湖南省长沙市长郡中学2016届高三上学期第四次月考物理试题


一、选择题 1.在物理学理论建立的过程中有许多伟大的科学家做出了贡献关于科学家和他们的贡献下列 说法正确的是 A.笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献 B.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因 C.库仑发现了点电荷的相互作用规律安培通过油滴实验测定了元电荷的数值 D.特斯拉发现电流可以使周围的小磁针发生偏转称为电流的磁效应 2.玩具弹力球(如图)具有较好的弹性,碰撞后能等速反向弹

回。一小孩将弹力球举高后由 静止释放做自由落体运动,与水平地面发生碰撞,弹力球在空中往返运动。若从释放弹力球 时开始计时,且不计弹力球与地面发生碰撞的时间和空气阻力,则弹力球运动的速度时间 -图线是

3.如图所示,电源与竖直放置的粗糙导轨相连,导轨间距为 L,导轨和金属导体间动摩擦因数

??

3 ,一质量为 m 的金属导体棒靠在导轨外面,通过的电流为 I,为使金属棒静止,我们 3

在导轨所在空间内加磁场,则此磁场的磁感应强度可能是

A.最小值为

3m g 3IL

B.

mg ,方向垂直纸面向里 IL

mg ,方向竖直向下 IL mg D.最大值为 IL
C.

4.物体 B 放在物体 A 上,A、B 的上下表面均与斜面平行(如图) ,当两者以 相同的初速度、始终相对静止靠惯性沿固定斜面 C 向上做匀减速运动时

A.A 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向上 B.A 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向下 C.A、B 之间是否存在摩擦力取决于 A、B 表面的性质 D.A、B 之间是否存在摩擦力取决于 A、C 表面的性质 5. 如图所示相同的乒乓球 1、2 恰好在等高处水平越过球网,不计乒乓球的旋转和空气阻力, 乒乓球自最高点到落台的过程中,正确的是

A.过网时球 1 的速度小于球 2 的速度 B.球 1 的飞行时间大于球 2 的飞行时间 C.球 1 的速度变化率大于球 2 的速度变化率 D.落台时,球 1 的重力功率等于球 2 的重力功率 6.据天文学观测,某行星在距离其表面高度等于该行星半径 3 倍处有一颗同步卫星。已知该 行星的平均密度与地球的平均密度相等,地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的卫星周期为

T











7. 如图所示电路,电源电动势为 E,内阻为 r,当开关 S 闭合后,小型直流电动机 M 和指示灯 L 都恰能正常工作。已知指示灯 L 的电阻为 R0,额定电流为 I,电动机 M 的线圈电阻为 R,则 下列说法中正确的是

A.电动机的额定电压为 IR B.电动机的输出功率为 IE-I R C.电源的输出功率为 IE-I r D.整个电路的热功率为 I (R0+R+r) 8.一带负电的粒子只在电场力作用下沿 x 轴正向运动,其电势能 EP 随位移 x 变化的关系如图
2 2 2

所示, A.x1 处电场强度最大 B.x2---x3 段是匀强电场 C.x1、x2、x3 处电势 ?1、?2、?3 的关系为 ?1 ? ?2 ? ?3 D.粒子在 O---x2 段做匀变速运动,x2---x3 段做匀速直线运动 9.如图甲所示,小物体从竖直轻质弹簧上方离地高 h1 处由静止释放,其动能 EK 与离地高度 h 的关系如图乙所示,在 h1---h2 阶段图象为直线,其余 部分为曲线,h3 对应图象的最高点,小物体的质量为 m,重力加速度为 g,不计空气阻力,以 下说法正确的是

A.弹簧的劲度系数 k ?

mg h2 ? h3

B.当物体下落到 h ? h4 高度时,重力势能与弹性势能之和最小 C.小物体处于 h ? h4 高度时,弹簧的弹性势能为 EP ? mg?h2 ? h4 ? D.在小物体从 h1 下降到 h5 过程中,弹簧的最大弹性势能为 EPM ? mgh 1 10. 如图所示三维坐标系 O ? xyz 的 z 轴方向竖直向上,所在空间存在沿 y 轴正方向的匀强电 场。一质量为 m、电荷量为+q 的小球从 z 轴上的 A 点以速度 v0 沿 x 正方向水平抛出,A 点坐 标为(0,0,L) ,重力加速度为 g,电场强度 E ?

mg ,则下列说法中正确的是 q

A.小球运动的轨迹为抛物线 B.小球在 xOz 平面内的分运动为平抛运动 C.小球到达 xOy 平面时的速度大小为 v0 ? 2 gL
2

D.小球的运动轨迹与 xOy 平面交点的坐标为 ? v0 二填空题

? ? ?

? 2L , L ,0 ? ? g ?

11.物理小组的同学用如图所示的实验器材测定重力加速度,实验器材有:底座、带有标尺的 竖直杆、 光电门 1 和 2 组成的光电计时器 (其中光电门 1 更靠近小球释放点) , 小球释放器 (可 使小球无初速释放) 、网兜。实验时可用两光电门测量小球从光电门 1 运动至光电门 2 的时间 t,并从竖直杆上读出两光电门间的距离 h。

(1)使用游标卡尺测量小球的直径如图所示则小球直径为 cm。

(2)改变光电门 1 的位置保持光电门 2 的位置不变,小球经过光电门 2 的速度为 v,不考虑 空气阻力,小球的加速度为重力加速度 g,则 h、t、g、v 四个物理量之间的关系为 h=。 (3)根据实验数据作出 小为。 12.为了撰写关于废旧电池的暑期实践报告,某学校课题研究小组收集了数码相机、手机等用 旧了的各种类型的电池及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电路元件,现从这 些材料中选取两个待测元件,一是电阻 R0(约为 2k ? ) ,二是手机中常用的锂电池(电动势 标称值为 3.7V,允许最大放电电流为 100mA) 。在操作台上还准备了如下实验器材:

h ? t 图线,若图线斜率的绝对值为 k,根据图线可求出重力加速度大 l

A.电压表 V(量程 4V,内阻极大) B.电流表 A1(量程 100mA,电阻 RA1 约为 5 ? ) C.电流表 A2(量程 2mA,电阻 RA2 约为 50 ? ) D.滑动变阻器 R1(0--40 ? ,额定电流 1A) E.电阻箱 R2(0--999.9 ? ) 开关一只导线若干 (1)为了测定电阻 R0 的阻值,小组的一位成员,设计了如图所示的电路原理图,所选取的相 应的器材(电源用待测的锂电池)均标在图上,其他成员发现他在器材选取中有不妥之处你 认为应该怎样调整? (2)在实际操作过程中,发现滑动变阻器 R1、电流表 A1 已损坏,请用余下的器材测量锂电池

的电动势 E 和内阻 r。 ?请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号) ;

?为了便于分析, 一般采用线性图象处理数据, 请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数 关系式: 三计算题 13.在水平地面上有一质量为 4.0kg 的物体, 物体在水平拉力 F 的作用下由静止开始运动。 10s 后水平拉力减为

1 ?。 U

1 F 。该物体的 v---t 图象如图所示,求 3

14. 如图所示,第四象限内有互相正交的电场强度为 E 的匀强电场与磁感应强度为 B1=0.25T 的匀强磁场,第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面向里、磁感应强度为 B2 的匀强磁 场,磁场的下边界与 x 轴重合,质量为 m=
3

3 ?10?10 kg 、带电荷量 q ? ?1?10?6 C 的微粒以 4
o

速度 v ? 1?10 m / s 从 y 轴上的 M 点开始沿与 y 轴正方向成 60 角的直线匀速运动,从 P 点进 入处于第一象限内的匀强磁场区域,一段时间后,微粒经过 y 轴上的 N 点并与 y 轴正方向成 60 角的方向进入第二象限,M 点的坐标为(0,-10cm) ,N 点的坐标为(0,30cm) ,不计粒子 的重力,g 取 10m/s ,求:
2 o

(1)第四象限内匀强电场的电场强度 E; (2)第一象限内匀强磁场的磁感应强度 B 的大小; (3)第一象限内矩形匀强磁场区域的最小面积 Smin。 15.如图所示,在区域足够大的空间中充满磁感应强度大小为 B 的匀强磁场,其方向垂直于纸 面向里,在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为 L 的等边三角形框架 DEF,DE 中点 S 处 有一粒子发射源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于 DE 边向下如图(a)所示,发射 粒子的电量为+q 质量为 m,但速度 v 有各种不同的数值。若这些粒子与三角形框架碰撞时均 无能量损失,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边,试求:

(1)带电粒子的速度 v 为多大时能够不与框架碰撞打到 E 点? (2) 为使 S 点发出的粒子最终又回到 S 点, 且运动时间最短, v 应为多大?最短时间为多少? (3)若磁场是半径为 a 的圆柱形区域如图(b)所示(图中圆为其横截面) ,圆柱的轴线通过 等边三角形的中心 O,且 a ? ? 度 v 的大小应取哪些数值? 四选做题 16.(1)下列五幅图分别对应五种说法,其中正确的是。

? 3 1? ? ? 3 ? 10 ? L ,要使 S 点发出的粒子最终又回到 S 点带电粒子速 ? ?

A.分子并不是球形,但可以把它们当做球形处理是一种估算方法 B.微粒运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动 C.当两个相邻的分子间距离为 r0 时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等 D.实验中尽可能保证每一粒玻璃珠与秤盘碰前的速度相同 E.0 C 和 100 C 氧气分子速率都呈现“中间多两头少”的分布特点 (2)如图所示,内壁光滑的气缸竖直放置,在距气缸底部 l=36cm 处有一与气缸固定连接的 卡环,活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体。当 气体的温度 T1=300K 、大气压强
o o

p0 ? 1.0 ?105 Pa 时,活塞与气缸底部之间的距离 l0 ? 30cm ,已知活塞面积为 50cm2 ,不计
活塞的质量和厚度,现对缸内气体加热,使活塞缓慢上升当温度上升至 T2 ? 540K 时,求:

?封闭气体此时的压强; ?该过程中气体对外做的功; 17.(1)如图所示,甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,乙为介质中 x=2m 处的质点 P 以

此时刻为计时起点的振动图象,质点 Q 的平衡位置位于 x=3.5m 处,下列说法正确的是

A.这列波沿 x 轴正方向传播 B.这列波的传播速度是 20m/s C.在 0.3s 时间内,质点 P 向右移动了 3m D.t=0.1s 时,质点 P 的加速度大于质点 Q 的加速度 E.t=0.25s 时,x=3.5m 处的质点 Q 到达波峰位置 (2)如图所示,横截面为直角三角形的玻璃砖 ABC,AC 边长为 L, ?B ? 30 ,光线 P、Q 同
o

时由 AC 中点射入玻璃砖,其中光线 P 方向垂直 AC 边,光线 Q 方向与 AC 边夹角为 45 ,发现 光线 Q 第一次到达 BC 边后垂直 BC 边射出,光速为 c,求:

o

18. 下列的若干叙述中正确的是。 A.用加温加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核的半衰期 B.对于同种金属产生光电效应时逸出光电子的最大初动能 EK 与照射光的频率成线性关系 C.一块纯净的放射性元素的矿石经过一个半衰期以后它的总质量仅剩下一半 D.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能 减小原子的能量也减小了 E.将核子束缚在原子核内的核力,是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用

(2)如图,质量分别为 m1=1.0kg 和 m2=2.0kg 的弹性小球 a、b,用弹性轻绳紧紧的把它们捆 在一起, 使它们发生微小的形变。 该系统以速度 v0 ? 0.10m / s 沿光滑水平面向右做直线运动, 某时刻轻绳突然自动断开,断开后两球仍沿原直线运动,经过时间 t=5.0s 后,测得两球相距 s=4.5m,求:

?刚分离时 a、b 两小球的速度大小 v1、v2; ?两球分开过程中释放的弹性势能 Ep。

1.A. 2.D 3.B 4.D

5.D

6.C 7.CD 8.BC 9.AC 10.ABD

11. (1)1.170

(2) vt ?

1 2 gt 2

(3)2k

13. 解析(1)物体的运动分为两个过程,由图可知两个过程加速度分别为:

a1 ? 1m / s 2 , a2 ? ?0.5m / s 2 , 受力图如下

对于两个过程,由牛顿第二定律得: F ? Ff ? ma 1

F ? F f ? ma 2 联立以上二式解得:F=9N 3

Ff ? 5N ,方向与运动方向相反
(2)由滑动摩擦力公式得: Ff ? ?FN ? ?mg 解得: ? ? 0.125

14.解析(1)由于重力忽略不计,微粒在第四象限内仅受电场力和洛伦兹力,且微粒做直线 运动,速度的变化会引起洛伦兹力的变化,所以微粒必做匀速直线运动,这样,电场力和洛 伦兹力大小相等,方向相反,电场 E 的方向与微粒运动的方向垂直,即与 y 轴负方向成 30 度 角斜向下,由力的平衡有 Eq=B1qv 向右下方 (2)画出微粒的运动轨迹图。由几何关系可知粒子在第一象限内做圆周运动的半径为

E ? B1v ? 2.5 ?102 N / C ,方向与 y 轴负方向成 30 度斜

R?

3 m 15

微粒做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,即 qB2 v ? m

v2 R

解之得 B2 ?

3 T 8

(3)由图可知,磁场 B2 的最小区域应该分布在图示的矩形 PACD 内,由几何关系易得

PD ? 2R sin 60o ? 0.2m

PA ? R 1 ? cos60o ?

?

?

3 m 30 1 3 3 2 ? ? m 5 30 150

所以,所求磁场的最小面积为 S min ? PD ? PA ?

m v2 15. 解析: (1)从 S 点发射的粒子将在洛伦兹力作用下做圆周运动,即 qvB ? R
因粒子圆周运动的圆心在 DE 上,经过半个圆周打到 E 点,应满足:

1 L ? 2R 2

打到 E 点的速度 为 v ?

qBL 4m

(2)由题意知,S 点发射的粒子最终又回到 S 点的条件是 R ?

SE L 1 ? 2n ? 1 2 2n ? 1

在磁场中粒子做圆周运动的周期 T=

2?R 2?m ,与粒子速度无关,所以,粒子圆周运动的次 ? v qB
qBL mv L ? 时时间最短,对应速度 v= 2m qB 2
5 T 6

数最少,即 n=1 时运动的时间最短,即当: R ?

粒子以三角形的三个顶点为圆心运动,每次碰撞所需时间: t1 ? 经过三次碰撞回到 S 点,粒子运动的最短时间 t ? 3t1 ?

5 5?m T? 2 qB

L 1 L ? o 2 cos 30 10 L S 点发射的粒子要回到 S 点就必须在磁场区域内运动,即满足条件: R ? L?, 即R ? 10
(3)设 E 点到磁场区域边界上的点的最小距离为 L? ,由题设条件知 L? ? a ? 16. (1)ACE (2)?对活塞进行受力分析: pS ? p0 S ,得 p ? p0 ? 1.0 ?105 Pa 设活塞上升到环处时气体温度为 T0, 初状态体积 l0 S , 温度为 T1, 末状态体积为 lS , 则 得: T ? 360K ? T2 ? 540K

l0 S lS ? T1 T

?该封闭气体仅在 等压膨胀过程中对外做功,则 W ? FS ? p0 S ?l ? l0 ? ? 30J 17. (1)ADE (2) ?作出光路图如图: 光线 Q 在 AC 边的入射角:i ? 45 由几何关系可知在 AC 边的折射角:
o

r ? 30o ,由折射定律: n ?

sin i ? 2 sin r

?光线 P 在玻璃砖中传播时 s1 ?

L 3 ? L o 2 tan30 2

s2 ?

L 3 ? L o 2 tan30 3
c n

P 在玻璃砖内传播的速度: v ? 则所要求的时间为: t ? 由以上各式可得: t ? 18. (1)ABE

s1 ? s2 v

5 6L 6c

(2)?根据已知,由动量守恒定律得 ?m1 ? m2 ?v0 ? m1v1 ? m2v2 s ? v1t ? v2t 联立得 v1 ? 0.70m / s, v2 ? ?0.20m / s ?由能量守恒得

1 ?m1 ? m2 ?v02 ? E p ? 1 m1v12 ? 1 m2v22 2 2 2
代入数据得 EP ? 0.27J


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