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湖南省长沙市雅礼中学2015届高三5月一模物理


雅礼中学理科综合能力物理试题(5 月 1 模)
二、选择题(本题共 8 小题,每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中,第 14~18 小题只有 一项符合题目要求,第 19~21 小题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选对但不全 的得 3 分,有选错或不选的得 0 分) 14. 低碳环保是我们现代青年追求的生活方式。如图所示,是一个用来研究静电除尘的实验 装置, 处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子, 当 铝板与手摇起电机的正极相连, 缝被针与手摇起电机的负极相 连,在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机, 蚊香放出的烟雾会被电极吸附, 停止转动手摇起电机, 蚊香的 烟雾又会袅袅上升。关于这个现象,下列说法中正确的是: ( )

A.烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上 B.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大 C.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小 D.同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电量不变,离铝板越近则加速度越大 15.如图所示,质量相等的 A、B 两物体在平行于固定斜面的推力 F 的作用下,沿光滑斜面做匀速直线运动,A、B 间轻弹簧的劲度系数为 k,斜面的倾角为 30° ,则匀速运动时弹簧的压缩量为( )

F F F F A. B. C. D. k 3k 2k 4k 16.2014 年 3 月 8 日凌晨马航客机失联后,西安卫星测控中心紧急调动海洋、风云、高分、 遥感 4 个型号近 10 颗卫星, 为地面搜救提供技术支持。 特别是“高分一号”突破了空间分辨率、 多光谱与大覆盖面积相结合的大量关键技术。如图为“高分一号”与北斗导航系统两颗卫星在 空中某一面内运动的示意图。“北斗”系统中两颗卫星“G1”和 “G3”以及“高分一号”均可认为绕地心 O 做匀速圆周运动。卫 星“G1”和“G3”的轨道半径为 r,某时刻两颗工作卫星分别位于 轨道上的 A、B 两位置,“高分一号”在 C 位置。若卫星均顺时 针运行,地球表面处的重力加速度为 g,地球半径为 R,不计 卫星间的相互作用力。则以下说法正确的是 A.卫星“G1”和“G3”的加速度大小相等均为 B.如果调动“高分一号”卫星快速到达 B 位置的下方,必须对 其减速 C.“高分一号”是低轨道卫星,其所在高度有稀薄气体,运行一段时间后,高度会降低,速度 增大,机械能会减小 D.卫星“”由位置 A 运动到位置 B 所需的时间为 2?r
3R r g

17.如图所示,一根细绳的上端系在O点,下端系一个重球B,放在粗糙的斜面体A上。现 用水平推力F向右推斜面体使之在光滑水平面上向右匀速运动一段距离(细绳尚未到达平行 于斜面的位置) 。在此过程中 A.水平推力F为恒力 B.摩擦力对斜面体 A 不做功 C.水平推力F和重球B对A做功的大小相等 D.对重球B的摩擦力所做的功与重球B对A的摩擦力所做的功 大小相等 18. 如图所示的+Q 和﹣Q 是两个等量异种点电荷,以点电荷+Q 为圆心作圆,A、B 为圆上两点,MN 是两电荷连线的中垂线,与 两电荷连线交点为 o,下列说法正确的是( A.A 点的电场强度大于 B 点的电场强度 B.把质子从 A 点移动到 B 点,静电力对质子做功为零 C.电子在 A 点的电势能小于在 B 点的电势能 D.把质子从 A 点移动到 MN 上任何一点,质子电势能都增加 19.机动车的尾气含有铅等大量有害物质,并且也是造成地球“温室效应”,城市“雾霾” 的重要因素之一.电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因素,正在逐渐被人们接受.某国产 品牌电动汽车的铭牌如下,已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压,则下列说法正确 的是 规格 车型:60″电动汽车 整车质量:400 kg 蓄电池(容量 It=800 Ah,输出电压:U≥36 V) A.电动汽车正常工作时消耗的电功率 1800 W B.电动机的内阻为 0.5 Ω C.蓄电池充满电后储存的电能不小于 1.04×10 J D.充满电后在额定功率下连续行驶的时间不小于 16 h 20.如图所示,匝数为 10 的矩形线框处在磁感应强度 B= 2 T 的匀强磁场中,绕垂直磁场的 轴以恒定角速度 ω =10rad/s 在匀强磁场中转动,线框电阻不计,面 积为 0.4m ,线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连,副线 圈接有一只灯泡 L(4W,100Ω )和滑动变阻器,已知图示状况下灯泡 正常发光,电流表视为理想电表,则下列说法正确的是 A.此时原副线圈的匝数比为 2:1 B.此时电流表的示数为 0.4A C.若将自耦变压器触头向下滑动,灯泡会变暗 D.若将滑动变阻器滑片向上移动,则电流表示数增大 21. 如图甲,固定在光滑水平面上的正三角形金属线框,匝数 n=20,总电阻 R=2.5Ω ,边长
2 8

)

后轮驱动直流电动机 电动机额定输出功率:1675 W 额定转速:600 r/min 额定工作电压/电流:36 V/50 A

L=0.3m,处在两个半径均为 r=L/3 的圆形匀强磁场区域中。线框顶点与右侧圆中心重合,线
框底边中点与左侧圆中心重合。磁感应强度 B1 垂直水平面向外,大小不变;B2 垂直水平面向 里,大小随时间变化,B1、B2 的值如图乙所示。 (取π =3)

A. 通过线框中感应电流方向为顺时针方向 B. t=0 时刻穿过线框的磁通量为 0.1Wb C. 在 t=0.6s 内通过线框中的电量为 0.12C D. 经过 t=0.6s 线框中产生的热量为 0.06J

14 B

15 C

16 C

17 C

18 C

19 ACD

20 AC

21 CD

第Ⅱ卷 (非选择题,共 174 分) 三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第 22 题~第 32 题为必考题,每个试题考生都 必须作答。第 33 题~第 40 题为选考题,考生根据要求作答。 (一)必考题(11 题,共 129 分) 22.(6 分)某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律:在竖直放置的光滑 的塑料米尺上套一个磁性滑块 m,滑块可沿米尺自由下落。在米尺上还安装了一 个连接了内阻很大数字电压表的多匝线框 A,线框平面在水平面内,滑块可穿过 线框,如下图所示。把滑块从米尺的 0 刻度线处释放,记下线框所在的刻度 h 和 滑块穿过线框时的电压 U。改变 h,调整线框的位置,多做几次实验,记录各次的

h,U。
(1)如果采用图象法对得出的数据进行分析论证,用图线 -h”或“U -h”)更容易得出结论。 (2)影响本实验精确程度的因素主要是 22 (6 分) (1) (3 分) (列举一点即可) 。
2

(选填“U

(2)空气阻力(或电磁感应损失机械能) (3 分) 23. (10 分)在某次描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,所选用的实验器材有: A:小灯泡“2.5V,0.2A” C:电压表 0-3V-15V (内阻很大) E:电源(两节干电池) B:电流表 0-0.6A-3A(内阻约 1Ω ) D:滑线变阻器“2A,10Ω ” F:开关一个,导线若干

(1) 在实验时小杰同学采用了如上图所示的实物电路, 则具体实验操作前该电路需改进的地 方有

(2)在改正电路需改进之处后,小杰同学进行了实验,但在实验 中发现,无论怎样调节滑线变阻器,都不能使小灯泡两端电压达到 2.5V 额定电压,而是只能勉强达到 1.80V,于是他猜想是否干电池 太旧,总电动势只能达到 1.8V,为了验证自己的猜想,他用以上器 材进行了测该电源电动势和内阻的实验,电路图如右图,实验数据 如下:

U(V) I(A)

2.37 0.11

2.30 0.14

2.18 0.18

2.10 0.21

1.90 0.29

1.60 0.42

1.30 0.56 Ω

Ⅰ.请在坐标纸上画出 U—I 图线,由图线可得 E=

V,电源内阻为 r=

Ⅱ. 描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中电压只能达到 1.8V 的原因是否如小杰所猜测?由实验 数据得小灯泡两端电压为 1.8V 时电流为 0.19A,试通过分析说明只能达到 1.80V 的原因。 23. (10 分) (1) (2 分,答对两个得 1 分)电流表应外接;电流表量程 太大;滑线变阻器滑片应置于左侧 (2)Ⅰ.2.57V~2.67V 图 2 分) Ⅱ. (回答不是如猜想 1 分,原因回答正确 2 分) 答:电源电动势可达 2.6V 左右,并非如小杰同学猜测 原因:可知在 1.8V 时小灯泡电阻 RL 约 9.4Ω ,则分压支路 小灯泡与电流表总电阻约为 10Ω , 滑线变阻器与分压支路电 阻并联值 R 并≈5,则 24. (14 分)如图所示,A、B 两物块用一根轻绳跨过定滑轮相连,其中 A 带负电,电荷量大 小为 q。A 静止于斜面的光滑部分(斜面倾角为 37°,其上部分光滑,下部分粗糙且足够长, 粗糙部分的摩擦系数为μ ,上方有一个平行于斜面向下的匀强电场) ,轻绳拉直而无形变。不 带电的 B、C 通过一根轻弹簧拴接在一起,且处于静止状态,弹簧劲度系数为 k。B、C 质量 相等,均为 m,A 的质量为 2 m,不计滑轮的质量和摩擦,重力加速度为 g。 (1)电场强度 E 的大小为多少? (2)现突然将电场的方向改变 180°,A 开始运动起来,当 C 刚好要离开地面时(此时 B 还没有运动到滑轮处, A 刚要滑上斜面的粗糙部分) ,请求出此时 B 的速度大小。 (3)若(2)问中 A 刚要滑上斜面的粗糙部分时,绳子断了,电场恰好再次反向,请问 A 再 经多长时间停下来? 2.34Ω ~2.44Ω (E、r 各 2 分,

24. (14 分) 解(1)A 静止, 根据平衡条件有 2mgsin 37 ? qE
0

(2 分) 解得 E ?

6m g 5q

(1 分)

(2)初始时刻 B 静止,设弹簧压缩量为 x,由平衡条件有 kx ? m g 当 C 刚要离开地面时,C 对地面的压力 N=0,设弹簧伸长量为 x? 由平衡条件有 kx? ? mg 由于 B、C 重力相等,故 x? ? x =

mg k

(2 分)

分析可知,当 C 刚要离开地面时,B 向上运动 LB=2x,A 沿斜面下滑 LA=2x

对 A、B 系统根据动能定理可得 2mgL A sin 37 0 ? qEL A ? mgL B ?
解得 υ ? g

1 (2m ? m)v 2 (2 分) 2
(2 分)

28m 15k

(3)A 滑上斜面的粗糙部分,电场反向,电场力与重力下滑分力的合力为零,由牛顿第二定 律可得 ?N ? 2m a (1 分) (1 分)

N ? 2mgcos370
0 得 a ? g cos 37 ?

4 ?gm / s 2 5

(1 分)

故 A 做匀减速直线运动,时间 t ?

v 5 ? a 4?

28m 15k

(2 分)

5 3 25、 (17 分) 如图, 在 xOy 平面直角坐标系中, 直线 MN 与 y 轴成 30°角, P 点的坐标为(- 6

a,0),在 y 轴与直线 MN 之间的区域内,存在垂直于 xOy 平面向外、磁感应强度为 B 的匀强
1 磁场.在直角坐标系 xOy 的第Ⅳ象限区域内存在沿 y 轴负方向、大小为 E= Bv0 的匀强电场, 2 在 x=3a 处垂直于 x 轴放置一平面荧光屏,与 x 轴交点为 Q,电子束以相同的速度 v0 从 y 轴 上 0≤y≤2a 的区间垂直于 y 轴和磁场方向射入磁场. 已知从 y=2a 点射入的电子在磁场中轨 迹恰好经过 O 点,忽略电子间的相互作用,不计电子的重力.求: (1)电子的比荷 ; (2)电子离开磁场垂直 y 轴进入电场的位置的范围; (3)从 y 轴哪个位置进入电场的电子打到荧光屏上距 Q 点的 距离最远?最远距离为多少? 25、 (17 分) 解析 动的半径为 r=a 由 Bev0=m 得 电 (1 分) (2)粒子能进入电场中,且离 O 点下方最远,则粒子 子 的 比 荷 (1)由题意可知电子在磁场中做匀速圆周运

e m

v2 0 r

( 2 分)

e m



v0 Ba

.

在磁场中运动圆轨迹必须与直线 MN 相切,粒子轨道的圆心为 O′点. (轨迹画出给 3 分,) 则 O′M=2a 由三角函数关系可求得 tan 30°=

OP 5 ,得 OM= a OM 2

有 OO′=0.5a,即粒子离开磁场离 O 点下方最远距离为

ym=1.5a,
从 y 轴进入电场位置在 0≤y≤1.5a 范围内. 平位移为 x,水平方向 x=v0t 1Ee 2 竖直方向 y= t 2m 代入得 x= 4ay 设电子最终打在荧光屏的最远点距 Q 点为 H,电子射出电场时的夹角为 θ ,有 2分 3分 (3)电子在电场中做类平抛运动,设电子在电场的运动时间为 t,竖直方向位移为 y,水

Ee x · vy m v0 4ay tan θ = = = vx v0 2a
有 H=(3a-x)tan θ =(3a- 4ay)· 4ay , 2a

2分 2分

9 当 3a- 4ay= 4ay时,即 y= a 时,H 有最大值, 16 9 9 由于 a<1.5a,所以 Hmax= a. 16 8


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