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广东省深圳高级中学2016届高三上学期第三次模拟考试理综物理试题


深圳市高级中学 2016 届高三年级第三次模拟考试 理科综合试卷 第Ⅰ卷 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 14~17 题只有一 个选项符合题目要求,第 18~21 题有多个选项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选对 但不全的得 3 分,有选错的得 0 分. 14. 如图所示,一个菱形框架绕着过对角线的竖直轴匀速转动,在两条边上 各有一

个质量相等的小球套在上面,整个过程小球相对框架没有发生滑动,A 与 B 到轴的距离相等,则下列说法错误的是: A.框架对 A 的弹力方向可能垂直框架向下 B.框架对 B 的弹力方向只能垂直框架向上 C.A 与框架间可能没有摩擦力 D.A、B 所受的合力大小相等

15.在一大雾天,一辆小汽车以 30 m/s 的速度匀速行驶在高速公路上,突然发现正前方 30 m 处有一辆大卡车以 10 m/s 的速度同方向匀速行驶,小汽车 紧急刹车,刹车过程中刹车失灵.如图所示,图线 a、b 分 别为小汽车和大卡车的 v-t 图象(忽略刹车反应时间) ,以 下说法正确的是: A.因刹车失灵前小汽车已减速,故不会发生追尾事故 B.在 t=3 s 时发生追尾事故 C.在 t=5 s 时发生追尾事故 D. 若紧急刹车时两车相距 40 米,则不会发生追尾事故且两车最近时相距 10 米

16.如图所示,一固定光滑杆与水平方向夹角为 ? ,将一质量为 m1 的小环套在杆上,通过轻 绳悬挂一个质量为 m2 的小球,静止释放后,小环与小球保持相对 静止以相同的加速度 a 一起下滑,此时绳子与竖直方向夹角为 ? , 则下列说法正确的是:

A.杆对小环的作用力大于 m 1g ? C. ? ? ? ,与 m1 、 m2 无关

m 2g

B. m1 不变,则 m1 越大, ? 越小 D.若杆不光滑, ? 可能大于 ?

17 .如图所示,轻杆 AB 长 l ,两端各连接一个小球(可视为质点) ,两小球质量关系为

mA ?

1 l mB ? m ,轻杆绕距 B 端 处的 O 轴在竖直平面内顺时针自由转动。当轻杆转至水平 2 3

位置时,A 球速度为

2 gl ,则在以后的运动过程中: 3

A.A 球机械能守恒 B.当 B 球运动至最低点时,球 A 对杆作用力等于 0 C.当 B 球运动到最高点时,杆对 B 球作用力等于 0 D.A 球从图示位置运动到最低点的过程中,杆对 A 球做功等于 0

18.如图所示,电源的电动势和内阻分别为 E、r,在滑动变阻器的滑片 P 由 a 向 b 移动的过 程中,下列说法正确的是: A.电流表的读数一定减小 B.R0 的功率一定增大 C.电源的输出功率可能先减小后增大 D.电压表与电流表读数的比值 一定先减小后增大

U I

19.专家称嫦娥四号探月卫星为“四号星”,计划在 2017 年发射升空,它的主要任务是更深 层次、更全面的科学探测月球地貌等方面的信息,完善月球档案资料。已知月球表面的重力 加速度为 g,月球的平均密度为 ? 。月球可视为球体,“四号星”离月球表面的高度为 h,绕 月做匀速圆周运动的周期为 T。仅根据以上信息能求出的物理量是: A.万有引力常量 C.“四号星”与月球间的万有引力 B.“四号星”在该轨道上运行的动能 D.月球的第一宇宙速度

20.如图所示,在竖直平面内,正方形 ABCD 区域内有平行于 AB 的匀强电场,E、F、H 是对应边的中点, P 点是 EH 的中点。一个

边 带

负电的粒子(不计重力)从 F 点沿 FH 方向射入电场后恰好从 C 点射出.以下说法正确的是: A.匀强电场中 B 点的电势比 D 点低 B.粒子的运动轨迹经过 PE 之间某点 C.若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子恰好由 E 点从 BC 边射出 D.若增大粒子的初速度可使粒子垂直穿过 EH

21.如图所示,物体 A 和带负电的物体 B 用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,A、B 的质量分别是 m 和 2m,劲度系数为 k 的轻质弹簧一端固定在水平面上,另一端与物体 A 相连,倾角为 θ 的 斜面处于沿斜面向上的匀强电场中,整个系统不计一切摩擦。开始时,物体 B 在一沿斜面向 上的外力 F=3mgsinθ 的作用下保持静止且轻绳恰好伸直,然后撤去外力 F,直到物体 B 获得 最大速度,且弹簧未超过弹性限度,则在此过程中: A.物块 A 和弹簧组成的系统机械能守恒 B. 撤去外力 F 的瞬间, 物体 B 的加速度为

3 g sin ? 2

C.B 获得速度最大时,弹簧的伸长量为

2mg sin ? k

D.物体 A 和弹簧组成的系统机械能增加量和 B 的动能之和大于物体 B 电势能的减少量

第Ⅱ卷 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 必须做答。第 33 题~第 40 题为选考题,考生根据要求做答。 (一)必考题(共 130 分) 22. 某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律. 弧 形轨道末端水平,离地面的高度为H.将钢球从轨道的不同高 度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s. ⑴若轨道完全光滑,s 与h的理论关系应满足s =___________ (用H、h表示) . ⑵该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:
2 2

h(10-1m)
s (10 m )
2 -1 2

2.00 2.62

3.00 3.89

4.00 5.20

5.00 6.53

6.00 7.78

请在坐标纸上作出s -h关系图. ⑶对比实验结果与理论计算得到的s -h关系图线 (图中已画出) ,自同一高度静止释放的钢球,水平 抛出的速率 论值. ⑷从s -h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率 差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因 是 .
2 2

2

(填“小于”或 “大于”)理

23.某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现,里面除了一节 1.5V的干电池 外,还有一个方形的电池(层叠电池) 。为了测定该电池的电动势和内电阻,实验室中提供有 下列器材: A.电流表G(满偏电流10mA,内阻为10Ω ) B.电流表A(0~0.6 A~3A,内阻未知) C.滑动变阻器R0(0~100Ω ,1A) D.定值电阻R(阻值990Ω ) E.开关与导线若干

(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图甲所示的电路,请你按照电路图在乙图上完成 实物连线. (2)丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表G 的示数,I2为电流表A的示数) ,则由图线可以得到被测电池的电动势 E=________V ,内阻r



Ω。 (结果保留一位小数)

24.(12 分)半径为 R,均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场;场强大小沿半径分布 如图所示,图中 E0 已知,E-r 曲线下 O-R 部分的面积等于 R-2R 部分的面积。 (1)写出 E-r 曲线下面积的单位;

kQ E ? (2)己知带电球在 r ? R 处的场强 式中 k 为静电力常 r2 ,
量,该均匀带电球所带的电荷量 Q 为多大? (3)求球心与球表面间的电势差△U; (4)质量为 m, 电荷量为 q 的负电荷在球面处需具有多大的速度可 以刚好运动到 2R 处?

25.(20 分)如图所示,在水平向左、大小为 E=1.0×10 N/C 的匀强电场中,一个质量为 m= 0.1kg 的带电小球用绝缘轻绳(不伸缩)悬于 O 点,平衡时小球位于 A 点,此时绳与竖直方向的 夹角 θ =53°,绳长为 L=0.6 m,重力加速度 g=10m/s ,sin53°=0.8 (1)求小球的带电量 q 的大小和带电性质 (2)将小球移到 B 点,使得 OB 水平,且轻绳恰好伸直,给小球 一竖直向下的初速度 vB, 小球到达悬点正下方 C 点时绳中拉力 恰等于小球重力,求 vB 大小 ⑶当小球移到 D 点,使得 OD 水平,且轻绳恰好伸直,让小球 由静止自由释放,求小球首次经过悬点 O 正下方时的速率。
2

3

(二)选考题(共 44 分)请考生从给出的 3 道物理题、3 道化学题、2 道生物题中每科任选 一题作答,并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号方框涂黑。注意所做题目的题号必须与 所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果不涂、多涂均按所答第一题评 分;多答则每学科按所答的第一题评分。

选做题 33. 【物理选修 3—3】 (15 分)略

选做题 34. 【物理选修 3—4】 (15 分)略

选做题 35. 【物理选修 3—5】 (15分) (1) (5 分)下列说法正确的是: A. 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌 板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大 B. 根据波尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,释放一定频率的光子, 同时电子的动能增大,电势能减小 C. 质子与中子结合成原子核一定有质量亏损,释放出能量 D. 太阳内部发生的核反应是核聚变反应 E. 原子核的衰变是原子核在其他粒子的轰击下发生的

(2)(10 分) 如图所示,质量为 1 kg 可以看成质点的小球悬挂在长为

0.9 m 的细线下端,

将它拉至细线与竖直方向成 θ =60°的位置后自由释放。当小球摆至最低点时,恰好与水平 面上原来静止的、质量为 2 kg 的木块相碰,碰后小球速度反向且动能 1 是碰前动能的 。已知木块与地面的动摩擦因数 μ =0.2,重力加速度 9 取 g=10 m/s 。求: (1)小球与木块碰前瞬时速度的大小; (2)小球与木块碰前瞬间所受拉力的大小; (3)木块在水平地面上滑行的距离。
2

深圳市高级中学 2016 届高三年级第三次模拟考试物理参考答案 14 C 15 B 16 C 17 B 18 C 19 AD 20 BC 21 BD

14.C A、B 两球均做匀速圆周运动,它们的质量 m、半径 r 和角速度 ω 相同,由 F 合=mω r 知,合力 F 合相同,选项 D 正确;A 受重力、垂直框架的弹力和摩擦力,B 受重力、垂直框架 向上的弹力,可能受摩擦力,选项 A、B 正确,选项 C 错误. 15.B

2

16.对整体由牛顿第二定律得(m1+m2)gsinθ =(m1+m2)a,设杆对小环的作用力大小为 FN,据平 衡条件得 FN=(m1+m2)gcosθ ,故 A 错误;对小球由牛顿第二定律得 m2gsinθ -FTsin(θ -β ) =m2a,解得 θ =β ,故 C 正确,B 错误;若杆不光滑,分别对整体、小球用牛顿第二定律得, β 不可能大于 θ ,故 D 错误. 17. 【答案】B 试题分析:轻杆转至水平位置时,A 球速度为

2 1 gl ,则 B 的速度为 vB ? vA ? 3 2

gl ;A 球 6

转动过程中由于杆对 A 球做功,故其机械能不守恒,选项 A 错误;由于轻杆转动过程中,A 球 重力势能变化量总是与 B 球重力势能变化量相等,所以 AB 两球均做匀速圆周运动;当 A 球运 动至最高点时,B 球运动至最低点,对 A 球 TA ? mg ? m
2 vA ,解得 TA=0,可知轻杆此时对球 A 2l 3 2 vB ,解得 TB=-mg, l 3

作用力等于 0,故 B 正确;当 B 球运动到最高点时,对 B TB ? 2mg ? 2m

故杆对 B 球有支持力作用,选项 C 错误;A 球从图示位置运动到最低点的过程中,动能不变, 重力做正功,故杆的弹力做等量的负功;故 D 错误; 18. C 设滑动变阻器的滑片 P 左、 右两边的电阻分别为 Ra 和 Rb, 则外电路的总电阻 R 外= +R0=

RaRb Ra+Rb

Ra(R-Ra) R +R0,当 Ra= 时,外电阻最大,即在 P 由 a 向 b 移动的过程中,外电路的 R 2 E 先减小后增大,选 r+R外
2

总电阻先增大后减小,由闭合电路的欧姆定律可知,干路的电流 I=

项 A 错误;对外电路,有 R 外= ,所以比值 一定先增大后减小,选项 D 错误;由 P=I R0 可知,

U I

U I

R0 的功率一定先减小后增大,选项 B 错误;当 r=R 外时,电源的输出功率最大,在滑片 P 由 a

向 b 移动的过程中,因不明确外电路电阻与内阻的关系,故电源的输出功率变化不确定,选 项 C 正确.

19【答案】AD

Mm 4 4 3 A.设月球的半径为 R,由 G 2 =mg 和 M= π R ρ 可得 g= π RGρ R 3 3


2

GMm 2? 4 3 4 4π ? m( ) 2 ( R ? h ) 可得: Gπ R3ρ =(R+h)3 2 由 M= π R ρ 和 2 3 3 T ( R ? h) T
由①②两式可解得月球半径 R 和万有引力常量 G,因此 A 正确。 B.由 v ?



2? ( R ? h) 1 2 可得“四号星”的线速度 v ,但 Ek ? mv ,还需要知道“四号星”质 2 T

量才能求得,B 错误。 C.由 F ?

GMm 可知, 亦需要知道“四号星”质量才能求得,C 错误。 ( R ? h)2

GMm v2 GMm v2 D.由 2 =m ? m ?v ? R R R2 R
D 正确。 20【答案】BC

GM gR 2 ? ? gR ,可求出第一宇宙速度,故选项 R R

A.带负电的粒子向下偏转,因此电场强度应竖直向上,B 点的电势应高于 D 点,A 错误。 B.粒子做类平抛运动,过 C 点做速度的反向延长线过 FH 的中点,也必过 P 点,因此运动轨 迹应该过 PE 之间的某点,B 正确。 C.粒子的初速度减小到原来的一半,将从 BC 边出射,由类平抛运动的规律, y 方向位移相等, 则运动时间相同,水平位移将变为原来的一半,因此从 E 点射出,C 正确。 D.从 C 点射出的粒子,反向延长线过 FH 的中点 O,OC 垂直于 EH;增大粒子速度,粒子从 HC 变射出,速度夹角必然减小,其反向延长线必不可能再垂直于 EH,因此粒子在经过 EH 边时也 不可能垂直于 EH,D 错误。

21【答案】BD A.在此过程中,细线上的拉力对 A 和弹簧组成的系统做正功,因此 A 和弹簧组成的系统机械 能增加。A 错误。

F ? qE ? 2mg sin ? , qE ? mg sin ? , B.撤去外力前, B 处于静止状态, F 代入 3mg sin ? 可得:

撤去 F 后,对 B 研究, a ?

qE ? 2mg sin ? 3 ? g ,B 正确。 2m 2

C.由于绳子张紧,A 和 B 可以看作整体研究,当 A 和 B 整体的加速度为零时,B 获得速度最大, 对 A+B, qE ? 2mg sin ? ? kx ? (m ? 2m)a ? 0 ,由此可得: x ?

3mg sin ? ,C 错误。 k

D.由能量守恒定律可知,物体 A 和弹簧组成的系统机械能增加量加上 B 动能的增加量等于 B 重力势能和电势能的减少量,D 正确。
s2/10 14 m2
12


1

理论

22答案: (1)

1 mgh ? mv 2 2

10 8

H ?

1 2 gt 2

s ? vt

解得: s ? 2 hH

s 2 ? 4hH

6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7

(2)描点作图 (3) 小于 (4) 弧形轨道对小球的摩擦 力 23 答案:图略,9.0, 10.0

h/10

-1

m

24. 解析: (1)E-r 曲线下面积的单位为伏特 (2)由点电荷的电场强度公式,E0=kQ/R ,
2 2

(2 分) (2 分)

解得:该均匀带电球所带的电荷量 Q= E0 R /k。 (2 分) (3)根据 E-r 曲线下面积表示电势差,球心与球表面间的电势差△U= E0 R/2。 (2 分) (4)根据题述 E-r 曲线下 O-R 部分的面积等于 R-2R 部分的面积, 球体表面到 2R 处的电势差△U= E0 R/2。 (1 分) 由动能定理,-q△U=0-

1 2 mv , (2 分) 2
(1 分)

解得:v=

qE0 R 。 m

25 解析: ⑴在 A 点小球处于平衡状态, 小球受力如图所示, 由共点力平衡条件有 tan 53 ?
0

qE mg

解得

qE ?

4 mg tan 53? mg 、q ? ? 1.33 ? 10?3 C (2 分+1 分) 3 E
E

O T θ A mg θ qE

由电场强度和电场力的方向关系可知,小球带负电 ⑵在 C 点绳上的拉力 FC=mg,由牛顿第二定律可得

(1 分)

FC ? m ? g

2 vC m L

解得

vC ? 0

(2 分+2 分)

从 B 到 C 的过程,由动能定理可得

(mg ? qE )L ?

1 1 2 2 mvC ? mv B 2 2

解得

vB ?

6 gL ? 2 m/s 3

(2 分+2 分)

⑶小球由 D 点释放后沿与竖直方向成 θ =53°的方向做初速度为零的匀加速直线运动,直到 轻绳再次拉直 (1 分)

如果小球到达 O 点的正下方的 P 点时轻绳仍然没有拉直,则有 OP 的距离为

h ? L cot 530 ?

3 L ? 0.45 m < L 4

上述假设正确

(2 分)

故此过程中,绳中的张力始终为零。由牛顿第二定律可得此过程中加速度为

(mg )2 ? (qE )2 5 g 50 a? ? ? m/s m 3 3
位移为

(2 分)

x?

L 5 ? L ? 0.75 m ? sin 53 4

(1 分)

由运动学公式得 35.答案 (1)BCD

v ? 2ax ? 2 ?

5 6 gL 5g 5 ? L? ? 5 m/s 3 4 6

(2 分)

(2)解析 (1)设小球摆至最低点时的速度为 v,由动能定理,有

mgL(1-cos 60°)= mv2 v=3 m/s
(2)设小球与木块碰撞前瞬间所受拉力为 T,有:

1 2

v2 T-mg=m L
代入数据,解得:T=2mg=20 N (3)设小球与木块碰撞后,小球的速度为 v1,木块的速度为 v2,设水平向右为 正方向, 依动量守恒定律有:mv=Mv2-mv1

1 2 1 2 1 依题意知: mv1= mv × 2 2 9 设木块在水平地面上滑行的距离为 x,依动能定理有: 1 2 -μ Mgx=0- Mv2 2 联立并代入数据,解得 x=1 m. 答案 (1)3 m/s (2)20 N (3)1 m


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