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2016年福建省普通高中毕业班单科质量检查物理试题及参考答案


2016 年福建省普通高中毕业班单科质量检查

物 理 试 题
(满分:100 分
注意事项: 1.本试卷分第 I 卷(选择题)和第 II 卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的 姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答第 I 卷时,选出每小题的答案后,用 2B 铅笔在答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3.回答第 II 卷时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。 4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。

考试时间:90 分钟)

第I卷
一、选择题:本题共 11 小题,每小题 4 分,共 44 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~6 题只 有一项符合题目要求,第 7~11 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.法拉第在 1831 年发现了“磁生电”现象。如图,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,线圈 A 和电池连接,线圈 B 用导线连通,导线下面平行放置一个小磁针。实验中可能观察到的现象 是 A.用一节电池作电源小磁针不偏转,用十节电池作电源小磁针会偏转 B.线圈 B 匝数较少时小磁针不偏转,匝数足够多时小磁 针会偏转 C.线圈 A 和电池连接瞬间,小磁针会偏转 D.线圈 A 和电池断开瞬间,小磁针不偏转 A B

2.2015 年 9 月 20 日,我国利用一枚运载火箭成功将 20 颗微小卫星送入离地面高度约为 520 km 的轨道。已知地球半径约为 6 400km。若将微小卫星的运行轨道视为圆轨道,则与地球同步卫 星相比,微小卫星的 A.周期大 C.线速度大 B.角速度小 D.向心加速度小

1

3.如图,将 a、b 两小球以不同的初速度同时水平抛出,它们均落在水平地面上的 P 点,a 球抛 出时的高度较 b 球的高,P 点到两球起抛点的水平距离相等,不计空气阻力。与 b 球相比,a 球 A.初速度较大 B.速度变化率较大 C.落地时速度一定较大 D.落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大 P 4.如图,线圈 abcd 固定于分布均匀的磁场中,磁场方向垂直线圈平面。当磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化时,该磁场对 ab 边的安培力大小恒定。下列描述 B 随 t 变化的图象中,可能正确的是 a B b c d a b

B

B

B

B

O A

t

O B

t

O C

t

O D

t

5.如图,长均为 L 的两根轻绳,一端共同系住质量为 m 的小球,另一端分别固定在等高的 A、B 两点,A、B 两点间的距离也为 L。重力加速度大小为 g。今使小球在竖直平面内以 AB 为轴做 圆周运动,若小球在最高点速率为 v 时,两根绳的拉力恰好均为零,则小球在最高点速率为 2v 时,每根绳的拉力大小为 A. 3mg B.

4 3mg 3

A

B

C.3mg D.2 3mg m

2

6.某静电场在 x 轴上各点的电势 φ 随坐标 x 的分布图象如图。x 轴上 A、O、B 三点的电势值分别 为 φA、φO、φB,电场强度沿 x 轴方向的分量大小分别为 EAx、EOx、EBx,电子在 A、O、B 三点 的电势能分别为 EPA、EPO、EPB。下列判断正确的是 A.φO > φB > φA B.EOx > EBx > EAx C.EPO < EPB < EPA D.EPO-EPA > EPO-EPB

φ

A
7.关于平行板电容器的电容,下列说法正确的是 A.电容器带的电荷量越多,电容就越大 B.电容器的电容等于电容器所带的电荷量与两极板间的电压的比值

O B

x

C.电容器的电容与电容器所带的电荷量成正比,与两极板间的电压成反比 D.电容器的电容由电容器自身结构决定,与两极板间的电压无关

8. 我国不少地方在节日期间有挂红灯笼的习俗。 如图, 质量为 m 的灯笼用两根不等长的轻绳 OA、 OB 悬挂在水平天花板上,OA 比 OB 长,O 为结点。重力加速度大小为 g。设 OA、OB 对 O 点的拉力分别为 FA、FB,轻绳能够承受足够大的拉力,则 A.FA 小于 FB B.FA、FB 的合力大于 mg C.调节悬点 A 的位置,可使 FA、FB 都大于 mg D.换质量更大的灯笼,FB 的增加量比 FA 的增加量大 A O 福 建 B

9.手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡 L 供电,其电路如图。当线圈以角速度 ω 匀速 转动时,电压表示数为 U,灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻为 r,灯泡正常发光时的电 阻为 R,其它电阻可忽略,变压器原线圈与副线圈的匝数比 为 k,变压器可视为理想变压器。则 A.灯泡的额定电压为
U k
发电机线圈 转轴

2 2 B.灯泡的额定功率为 k U R

N

S

( ) C.发电机的线圈中产生的电动势最大值为 2 R + r U
R

V

L

D.从中性面开始计时,原线圈输入电压的瞬时值表达式为 u= 2Usinωt

3

10.放置于固定斜面上的物块,在平行于斜面向上的拉力 F 作用下,沿斜面向上做直线运动。拉 力 F 和物块速度 v 随时间 t 变化的图象如图,则 A.第 1 s 内物块受到的合外力为 0.5 N B.物块的质量为 11 kg C.第 1 s 内拉力 F 的功率逐渐增大 D.前 3 s 内物块机械能先增大后不变 O 1 2 3 t/s O 1 2 3 t/s F/N 5.5 5.0 0.5 v/(m· s-1)

11.如图,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,底端接电阻 R,轻弹簧上端固定,下端悬挂质 量为 m 的金属棒,金属棒和导轨接触良好。除电阻 R 外,其余电阻不计。导轨处于匀强磁场 中,磁场方向垂直导轨所在平面。静止时金属棒位于 A 处,此时弹簧的伸长量为 Δl,弹性势 能为 EP。重力加速度大小为 g。将金属棒从弹簧原长位置由静止释放, 金属棒在运动过程中始终保持水平,则 A.当金属棒的速度最大时,弹簧的伸长量为 Δl B.电阻 R 上产生的总热量等于 mgΔl-EP C.金属棒第一次到达 A 处时,其加速度方向向下 D.金属棒第一次下降过程通过电阻 R 的电荷量比第一次上升过程的多 R A

4

第Ⅱ卷
二、实验题:本题共 2 小题,第 12 题 6 分,第 13 题 9 分,共 15 分。把答案写在答题卡中指定的答 题处。 12. (6 分)某同学为探究加速度与合外力的关系,设计了如图甲所示的实验装置。一端带有定滑 轮的长木板固定在水平桌面上,用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连。实验 中改变悬挂的钩码个数进行多次测量, 记录弹簧测力计的示数 F, 并利用纸带计算出小车对应 的加速度 a。
打点计时器 长木板 轻绳 轻滑轮 钩码 甲 纸带 小车

弹簧测力计

(1)实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量,其原因是 A.小车所受的拉力与钩码的重力无关 B.小车所受的拉力等于钩码重力的一半 C.小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出



(2)图乙是实验中得到的某条纸带的一部分。已知打点计时器使用的交流电频率为 50 Hz, 由纸带数据求出小车的加速度 a= m/s2。

1.85 cm


3.35 cm

(3)根据实验数据绘出小车的加速度 a 与弹簧测力计示数 F 的关系图象,下列图象中最符合 本实验实际情况的是 a a 。 a a

O

F A

O

F B

O

F C

O

F D

5

13.(9 分)国标(GB/T)规定自来水在 15℃时电阻率应大于 13 Ω·m。某同学利用图甲电路测量 15℃自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门 K 以 控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右活塞固定,左活塞 可自由移动。实验器材还有:电源(电动势约为 3 V,内阻可忽略),电压表 V1(量程为 3 V, 内阻很大),电压表 V2(量程为 3 V,内阻很大),定值电阻 R1(阻值 4 kΩ),定值电阻 R2 (阻值 2 kΩ),电阻箱 R(最大阻值 9 999 Ω),单刀双掷开关 S,导线若干,游标卡尺,刻 度尺。 实验步骤如下: A.用游标卡尺测量玻璃管的内径 d; B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量 水柱长度 L; C.把 S 拨到 1 位置,记录电压表 V1 示数; D.把 S 拨到 2 位置,调整电阻箱阻值,使电 压表 V2 示数与电压表 V1 示数相同, 记录 电阻箱的阻值 R; E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤 C、D, 记录每一次水柱长度 L 和电阻箱阻值 R; F.断开 S,整理好器材。 (1)测玻璃管内径 d 时游标卡尺示数如图乙, 则 d= mm。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 乙 R/×103Ω 2.0 3 E 甲 4 5 cm R
自来水 V2 2

R2

V1

1

S E

Rx

K

R1

(2)玻璃管内水柱的电阻 Rx 的表达式为: Rx= (用 R1、R2、R 表示)。 (3)利用记录的多组水柱长度 L 和对应的电阻箱阻值 R 的 数据,绘制出如图丙所示的 R﹣ 的电阻率 ρ=

1 关系图象。自来水 L

O

Ω·m(保留两位有效数字)。



5.0

1 -1 /m L

(4)本实验中若电压表 V1 内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将 “不变”或“偏小” ) 。

(填“偏大”

6

三、计算题:本题共 4 小题,第 14 题 8 分,第 15 题 9 分,第 16 题 10 分,第 17 题 14 分,共 41 分。把解答写在指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 14. (8 分)快速公交车进站时要求定点停车,当车停稳后车门与站台候车区的屏蔽门必须对齐, 以便乘客上下车。公交车进站过程可视为匀减速直线运动,减速前以 54 km/h 的速度行驶。 晴天时,司机距停车点 20 m 处开始刹车,公交车恰好停在停车点。雨天时,公交车刹车的加 速度大小为晴天时的 2 ,若公交车减速前仍按 54 km/h 的速度行驶,且进站仍要停在停车点, 5 司机应在距停车点多远处开始停车?

15. (9 分)如图,圆形区域半径为 R,圆心在 O 点,区域中有方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁 感应强度大小为 B。电子在电子枪中经电场加速后沿 AO 方向垂直进入磁场,偏转后从 M 点 射出并垂直打在荧光屏 PQ 上的 N 点,PQ 平行于 AO,O 点到 PQ 的距离为 2R。电子电荷量 大小为 e,质量为 m,忽略电子加速前的初动能及电子间的相互作用。 (1)求电子进入磁场时的速度大小 v; (2)求电子枪的加速电压 U; (3)若保持电子枪与 AO 平行,将电子枪在纸面内向下平移至距 AO 为 R 处,问电子打在荧 2 光屏上的点位于 N 点的左侧还是右侧?求该点距 N 点的距离。

左 P U v
R 2

N R M R O

Q 右

A

7

16. (10 分)如图,一根轻绳绕过光滑的轻质定滑轮,两端分别连接物块 A 和 B,B 的下面通过轻 绳连接物块 C,A 锁定在地面上。已知 B 和 C 的质量均为 m,A 的质量为 3 m,B 和 C 之间的
2

轻绳长度为 L,初始时 C 离地的高度也为 L。现解除对 A 的锁定,物块开始运动。设物块可视 为质点,落地后不反弹。重力加速度大小为 g。求: (1)A 刚上升时的加速度大小 a; (2)A 上升过程的最大速度大小 vm; (3)A 离地的最大高度 H。 B L C L A

17. (14 分)如图,轨道 CDGH 位于竖直平面内,其中圆弧段 DG 与水平段 CD 及倾斜段 GH 分 别相切于 D 点和 G 点,圆弧段和倾斜段均光滑,在 H 处固定一垂直于轨道的绝缘挡板,整个 轨道绝缘且处于水平向右的匀强电场中。 一带电物块由 C 处静止释放, 经挡板碰撞后滑回 CD 段中点 P 处时速度恰好为零。已知物块的质量 m= 4× 10-3 kg,所带的电荷量 q= +3× 10-6 C;电 场强度 E= 1× 104 N/C;CD 段的长度 L= 0.8 m,圆弧 DG 的半径 r= 0.2 m,GH 段与水平面的夹 角为 θ,且 sinθ = 0.6,cosθ = 0.8;不计物块与挡板碰撞时的动能损失,物块可视为质点,重 力加速度 g 取 10 m/s2。 (1)求物块与轨道CD段的动摩擦因数?; (2)求物块第一次碰撞挡板时的动能Ek; (3)分析说明物块在轨道CD段运动的总路程能否达到 2.6 m。若能,求物块在轨道CD段运动 2.6 m路程时的动能;若不能,求物块碰撞挡板时的最小动能。

绝缘挡板 H r θ G C P D E

8

2016 年福建省普通高中毕业班单科质量检查

物理试题参考答案及评分标准
说明: 定出评分标准是为了使各地尽可能在同一标准下评定成绩。试题的参考解答是用来说明评分 标准的,考生如用其它方法解答正确的,同样给分;有错的,根据错误的情况,参照评分标准中 相应的规定评分。 一、选择题:本题共 11 小题,每小题 4 分,共 44 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~6 题只 有一项符合题目要求,第 7~11 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.C 7.B D 2.C 8.A C D 3.D 9.A D 4.B 10.A C 5.A 11.B D 6.D

二、实验题:本题共 2 小题,第 11 题 6 分,第 12 题 9 分,共 15 分。 12. (6 分) (1)C(2 分) 13. (9 分) (1)30.00(2 分) (3)14(2 分) (2) R ? R1 R2 (3 分) x R (4)偏大(2 分) (2)0.75(2 分) (3) B(2 分)

三、计算题:本题共 4 小题,第 14 题 8 分,第 15 题 9 分,第 16 题 10 分,第 17 题 14 分,共 41 分。 14. (8 分) 解:晴天时,由运动学公式得
2 0-v0 ? -2as1

①(3 分)

雨天时,设司机应在停车点 S2 处开始刹车,由运动学公式得

?2 ? 2 0-v0 ? -2 ? ? a ? s2 ?5 ?
由①②解得

②(3 分)

s2 ?

5 s1 ? 50m 2

③ (2 分)

9

15. (9 分) 解: (1)电子在磁场中,洛伦兹力提供圆周运动的向心力

evB = m

v2 r

①(1 分)

P O1 A

N M R vO


Q

电子轨迹如图甲所示,由几何关系得

r?R
由①②式得

②(1 分)

v?

eBR m 1 2 mv 2

③(1 分)

(2)电子在电子枪中,由动能定理得

eU ?

④(2 分)

由③④式得

eB 2 R 2 U= 2m

⑤(1 分)

(3)电子在磁场中运动的半径 r=R,故平行于 AO 射入磁场的电子都将经过 M 点后打在 荧光屏上。从与 AO 相距 G 点位于 N 点的左侧

R 的 C 点射入磁场的电子打在荧光屏上的 G 点 2
⑥(1 分) P ⑦(1 分) O2 ⑧(1 分) A A C A G N α α α O v


其轨迹如图乙所示,由几何关系得

Q M

? =60

?

R 3 GN ? = R tanα 3

10

16. (10 分) 解:(1)解除对 A 的锁定后,A 加速上升,B 和 C 加速下降,加速度 a 大小相等,设轻绳对 A 和 B 的拉力大小为 T,由牛顿第二定律得 对 A:

3 3 T ? mg ? ma 2 2

①(1 分) ②(1 分)

对 B、C: (m ? m) g ? T ? (m ? m)a 由①②式得

a?

1 g 7

③(1 分)

(2)当物块 C 刚着地时,A 的速度最大。从 A 刚开始上升到 C 刚着地的过程,由机械能 守恒定律得

3 1 1 3 2 2 2mgL ? mgL ? (2m)vm ? ( m)vm 2 2 2 2
由④式得

④(2 分)

vm ?

2 gL 7

⑤(1 分)

(3)设 C 落地后 A 继续上升 h 时速度为零,此时 B 未触地 A 和 B 组成的系统满足

3 1? 3 ? 2 m gh? m gh ? 0 ? ? m ? m ?vm 2 2? 2 ?
由⑤⑥式得

⑥(2 分)

h?

5 L 7

⑦(1 分)

由于 h ?

5 L ? L ,B 不会触地,所以 A 离地的最大高度 7 12 H = L+h = L 7

⑧(1 分)

11

17. (14 分) 解:(1)物块由C处释放后经挡板碰撞滑回P点过程中,由动能定理得

qE

L L ? ? mg ( L ? ) ? 0 2 2

①(2 分)

由①式代入数据得

??

qE ? 0.25 3m g

②(2 分)

(2)物块在 GH 段运动时,由于 qEcosθ=mgsinθ,所以做匀速直线运动 ③(1 分) 由 C 运动至 H 过程中,由动能定理得

qEL ? ?mgL ? qErsin? ? mgr ?1? cos? ? ? Ek ? 0
由③式代入数据得



(2 分)

Ek = 0.018J



(2 分)

(3)物块最终会在 DGH 间来回往复运动,物块在 D 点的速度为 0 设物块能在水平轨道上运动的总路程为 s,由能量转化与守恒定律可得

qEL ? ? mgs
由②⑤式代入数据得

⑥ (1 分)

s ? 2 .4 m
因为 2.6 m > s,所以不能在水平轨道上运动 2.6 m 的路程



(1 分)

(1 分)

物块碰撞挡板的最小动能 E0 等于往复运动时经过 G 点的动能,由动能定理得

qErsin? ? mgr ?1 ? cos? ? ? E0 ? 0
由⑦式代入数据得

⑧ (1 分)

E0 = 0.002 J

⑨ (1 分)

12


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