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20151025-2015高三第二次阶段考试(含答案)



2015~2016 学年度高三年级第一学期教学质量调研(二)

物理试卷
(满分 120 分,时间 100 分钟) 一、单项选择题.本题共 8 小题,每小题 3 分,共 24 分.每小题只有一个选项符合题意. 1. 等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相 等的恒定电流,方向如图所示,过c点的导线所受安培力的方向 A.与ab边平行,竖直向上 B.与ab边垂直,指向左边 C.与ab边平行,竖直向下 D.与ab边垂直,指向右边 2. 如图所示,在 MNQP 中有一垂直纸面向里的匀强磁场.质量和电荷量都相等的带电粒子 a、b、c 以不同的速率从 O 点沿垂直于 PQ 的方向射入磁场,图中 实线是它们的轨迹.已知 O 是 PQ 的中点,不计粒子重力.下列说 法中正确的是 A.粒子 a 带负电,粒子 b、c 带正电 B.射入磁场时粒子 a 的速率最小 C.射出磁场时粒子 b 的动能最小 D.粒子 c 在磁场中运动的时间最长 3. 如图所示,在某场足球比赛中,曲线 1、2、3 分别是由同 一点踢出的足球的飞行路径,忽略空气的影响,下列说法 正确的是 A.沿路径 1 飞行的足球的落地速率最大 B.沿路径 2 飞行的足球的初速度的水平分量最大 C.沿路径 3 飞行的足球的运动时间最长 D.沿这三条路径飞行的足球在相同的时间内的速度变化量相同 4. 由于环境污染严重,今年全国多次出现大面积雾霾天气, 对交通造成极大影响,交通事故频发.某人驾驶车辆在一 高速公路上行驶,由于大雾与前车发生追尾事故,后经交 警调查,描绘出他发现前面正处于减速状态的汽车开始刹 车时两车的速度图象如图所示,则以下判断正确的是 A.后车刹车时两车间距离一定小于 90 m B.后车刹车时两车间的距离一定等于 112 m C.两车一定是在 t=20 s 之前的某时刻发生追尾 D.两车一定是在 t=20 s 之后的某时刻发生追尾 5. 如图所示,甲、乙站在超市的自动扶梯上(斜面式和 阶梯式)随扶梯匀速上行,则下列相关说法正确的是 A.甲受到扶梯的摩擦力,乙不受摩擦力 B.扶梯对甲、乙的弹力相同 C.扶梯对甲、乙的弹力与甲、乙的重力大小相等 D.斜面对甲、乙都不做功
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6. 如图甲所示,静止在水平地面上的物块 A,受到水平拉力 F 的作用,F 与时间 t 的关系如 图乙所示,设物块与地面之间的最大静摩擦力 fm 大小与滑动摩擦力大小相等,则 A.0~t1 时间内力 F 的功率逐渐增大 B.t1~t2 时间内物块 A 做加速度减小 的 加速运动 C.t3 时刻物块 A 的动能最大 D.t3 时刻后物体做反方向运动 7. 在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为 E、内 阻为 r,R1、R2 为定值电阻,R3 为滑动变阻器,C 为电容器, 、 为理想电流表和电压表.在滑动变阻器滑片 P 自 a 端 向 b 端滑动的过程中,下列说法中正确的是 A.电源的输出功率减小 B.电流表的示数变大 C.a 点的电势升高 D.电容器 C 所带的电荷量增多 8. 如图甲所示,轻杆一端与一小球相连,另一端连在光滑固定轴上,可在竖直平面内自由 转动.现使小球在竖直平面内做圆周 运动,到达某一位置开始计时,取水 平向右为正方向,小球的水平分速度 vx 随时间 t 的变化关系如图乙所示. 不 计空气阻力.下列说法中正确的是 A.t1 时刻小球通过最高点,图乙中 S1 和 S2 的面积相等 B.t2 时刻小球通过最高点,图乙中 S1 和 S2 的面积相等 C.t1 时刻小球通过最高点,图乙中 S1 和 S2 的面积不相等 D.t2 时刻小球通过最高点,图乙中 S1 和 S2 的面积不相等 二、多项选择题.本题共 6 小题,每小题 4 分,共 24 分.每小题有多个选项符合题意.全部 选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,错选或不答的得 0 分. 9. 一个用于加速质子的回旋加速器,其 D 形盒半径为 R,垂直 D 形盒底面的匀强磁场的磁 感应强度为 B,接在 D 形盒上的高频电源频率为 f.下列说法正确的是 A.质子被加速后的最大速度不可能超过 2πfR B.若仅将加速电压提高到 4 倍,则质子获得最大速度的加速次数减为原来的

1 倍 4

C.只要 R 足够大,质子的速度可以被加速到任意值 D.若仅将质子换成 α 粒子,则 α 粒子获得的最大速度为质子最大速度的一半 10.某导体置于电场后周围的电场分布情况如图所示,图中虚线表示电场线,实线表示等势 面,A、B、C 为电场中的三个点.下列说法正确的是 A.A 点的电场强度小于 B 点的电场强度 B.A 点的电势高于 B 点的电势 C.将负电荷从 A 点移到 B 点,电场力做正功 D.负电荷在 A 点的电势能等于在 C 点的电势能
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11.今年 5 月,信使号水星探测器陨落在水星表面.之前,工程师通 过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道,使其寿命再延长 一个月,如图所示,释放氦气前,探测器在贴近水星表面的圆形 轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,释放氦气后探测器进入椭圆轨道Ⅱ, 忽略探测器在椭圆轨道上所受阻力.则下列说法正确的是 A.探测器在轨道 I 的运行周期比在轨道Ⅱ的大 B.探测器在轨道Ⅱ上某点的速率可能等于在轨道Ⅰ上速率 C.探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的 E 处加速度相同 D.探测器在轨道Ⅱ上远离水星过程中,势能和动能均增大 12.如图所示,中间有孔的物块 A 套在光滑的竖直杆上,通过光滑滑轮用不可伸长的轻绳将 物体拉着匀速向上运动,在A上升过程中,下列判断正确的是 A.拉力 F 变大 B.杆对 A 的弹力 FN 不变 C.拉力 F 的功率 P 不变 D.绳子自由端的速率 v 增大 13.如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构的俯视图,图中①和②为楔 块,楔块的斜面倾角为 θ;③和④为垫板;弹簧 a 和弹簧 b 质量不计;楔块与弹簧盒、垫 板之间均有摩擦,在车厢互相撞击使垫板③向盒里压进的 过程中 A.弹簧 a 与弹簧 b 的压缩量之比是 cotθ B.弹簧 a 与弹簧 b 的压缩量之比是 2tanθ C.当弹簧压缩到最短的时候,楔块①的速度一定为零 D.当弹簧压缩到最短的时候,垫板③的速度不一定为零 14.在水平面内固定一内壁光滑、不带电、绝缘的半圆型塑料细管,在管口 M 和 N 处分别固 定电荷量为 q1、q2 的正点电荷,管内靠近 N 处放置一带 正电的小球(带电量远小于 q1、q2,小球的直径略小于 管的内径) . 小球由静止释放后, 经过管内 b 点时速度最 大,经过 a、c 两点的速度大小相等,设 a、b、c 三点的 电势分别为 φa、φc,则下列关系式正确的是 A.φa<φc B.φa=φc C.q1<q2 D.q1>q2 三、填空题.本题共 3 小题,共 22 分,将答案写在相应的横线上或题目指定位置. 15.(6分)图甲中10分度游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的读数为 cm.图乙中螺 旋测微器的读数为 mm.

16(8分) 为了验证机械能守恒定律,某研究性学习小组的同学
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利用透明直尺和光电计时器设计了一套实验装置,如图所示.当有不透光物体从光电门间通 过时, 光电计时器就可以显示物体的挡光时间, 所用的光电门传感器可测的最短时间为 0.01 ms. 将具有很好挡光效果的宽度为 d=3.8× 10-3 m 的黑色磁带贴在透明直尺上.实验时,将直尺从 一定高度由静止释放, 并使其竖直通过光电门. 某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间 Δti 与图中所示的高度差 Δhi,并将部分数据进行了处理,结果如下表所示(表格中 M 为直尺质量, 取 g=9.8 m/s2).

Δti(10-3 s) 1 2 3 4 5 1.21 1.15 1.00 0.95 0.90

vi=

d Δti
-1

(m· s ) 3.13 3.31 3.78 4.00 4.22

1 1 2 ΔEki= Mv2 i - Mv1 2 2

Δhi(m)

MgΔhi

0.58M 2.24M 3.10M 4.01M

0.06 0.23 0.32 0.41

0.58M 2.25M 3.14M

d (1)从表格中数据可知,直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用 vi= 求出的,请你 Δti 简要分析该同学这样做的理由是________________________________. (2)请将表格中的数据填写完整._________ (3)通过实验得出的结论是________________________________________________. (4)根据该实验,请你判断下列 ΔEk-Δh 图象中正确的是( )

A

B

C

D

17. (8 分)如图是测量阻值约几十欧的未知电阻 Rx 的原理图,图中 R0 是保护电阻(10 Ω) , R1 是电阻箱(0~99.9 Ω) ,R 是滑动变阻器,A1 是电流表(0~0.6A,内阻 r1 未知) ,A2 是电 流表(0~0.6 A,内阻 r2 为 5.0 Ω) ,E 是电源(电动势 10V,内阻很小) .实验具体步骤如下: (i)连接好线路,将滑动变阻器 R 调到最大; Rx A2 (ii)闭合 S,从最大值开始调节电阻箱 R1,先调 R1 为适 当值,再调节滑动变阻器 R,使 A1 示数 I1=0.3 A,记下此时电 R1 R0 A1 阻箱的阻值 R1 和 A2 的示数 I2; (iii)重复步骤(ii) ,再测量 6 组 R1 和 I2 的值; S 根据实验回答以下问题: (1)下图为本实验的实物电路,请根据电路图完成实物电路连线.

E

R

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A

A

R1/V 50 40 0
A

Rx

A2

A

30
R

R0 R1

A1

20 0 10 I2/A

S E

O (2)测得一组 R1 和 I2 值后,调整电阻箱 R1,使其阻值变小,要使 A1 示数仍为 I1=0.3A, 应让滑动变阻器 R 接入电路的阻值________(选填“不变”、“变大”或“变小”) . (3)根据实验得到的 R1 和 I2 的值,在坐标纸上画出 R1 与 I2 的关系如图,图线是一条直 线,设直线的斜率为 k,则 Rx=________(用题中已知量和测量物理量的符号表示) . (4)根据以上实验得出 Rx=______Ω.
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50

四、计算题.本题共3小题.共50分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步 骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位. 18(16 分)如图所示,足够长的收集板 MN 和半圆形匀强磁场相切,且与磁场的直线边界C D平行;磁场的圆心为 O、半径为 L,方向垂直纸面向内.现有大量质量为 m、电量为 q 的带 正电粒子,从 O 点沿纸面以相同速率 v 沿各个方向射入磁场,粒 子的轨道半径也为 L.不计粒子重力及粒子间的相互作用,求: (1)所加磁场磁感应强度的大小; (2)哪些入射方向(以速度方向与OD间夹角表示)的粒子 通过磁场后能打到 MN 板上; (3)粒子通过磁场的最长时间.

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19(16 分)如图所示,直角坐标系处于竖直面内,第一、二象限存在着平滑连接的光滑绝缘 轨道. 第一象限内的轨道呈抛物线形状, 其方程为 y ?

1 2 x ; 第二象限内的轨道呈半圆形状, 2R

半径为 R,B 点是其最高点,且第二象限处于竖直方向的匀强电场中.现有一质量为 m、带电 量为 q 的带电小球, 从与 B 点等高的 A 点静止释放, 小球沿着轨道运动且恰能运动到 B 点. 重 力加速度为 g,求 (1)小球运动到 O 点时对轨道的压力 F; (2)第二象限内匀强电场的场强大小 E; (3)小球落回抛物线轨道时的动能 Ek.
y B A

R

O

x

20(18 分)如图所示,足够长的光滑斜面 BC 倾角为 θ,固定面 AB 垂直于斜面.在斜面上放 置质量为 m 的长木板,木板中央放置质量为 m 的小物块,木板和小物块间的动摩擦因数

? ? tan ? ,现同时给木板和小物块沿斜面向上的初速度 v0 .假设木板与固定面 AB 发生碰
撞的时间极短,碰撞前后瞬间速率相等,运动过程中小物块始终没有从木板上滑落.已知重 力加速度为 g,求: (1)木板第一次上升的最大高度; (2)木板第二次与固定面 AB 发生碰撞时的速率; (3)为使小物块和固定面 AB 不发生碰撞,求木板长度的最小值.

3 2

v0
A B

C

?

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2015~2016 学年度高三年级第一学期教学质量调研(二)

物理答案
一、单项选择题.本题共 8 小题,每小题 3 分,共 24 分.每小题只有一个选项符合题意. 1.B 2.D 3.D 4.C 5.A 6.C 7.B 8.A 二、多项选择题.本题共 6 小题,每小题 4 分,共 24 分.每小题有多个选项符合题意.全部 选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,错选或不答的得 0 分. 9.AB 10.ABD 11.BC 12.AC 13.BD 14.BD 三、填空题.本题共 3 小题,共 22 分,将答案写在相应的横线上或题目指定位置. 15.5.46(3 分) 2.185(3 分) (2.184~ 2.186 均可以) 16. (1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度 (2 分) (2)4.02M(2 分) (3)在误差允许的范围内,重力势能的减少量等于动能的增加量 (2 分) (4)C (2 分) 17. (1)见实物接线图 (2 分) A
A

(2)变大 (2 分) (3)Rx=kI1- r2 (或 Rx=0.3k - r2 ) (2 分) (4)30 (29~31) (2 分) 四、计算题.本题共3小题.共50分.解答时请写出必要的文 字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的 不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值 和单位. 18. (16 分)解: (1)由洛伦兹力提供向心力得 qvB ? m 解得 B ?

Rx

A2

A

A

R0 R1

A1

R

S E

v2 L

(3 分)

mv (3 分) qL

(2)刚好不能打到 MN 上的粒子从磁场中出来后速度的方向与 MN 平行,在磁场中运动 的轨迹如图所示.轨迹圆弧对应的圆心角 θ=60° ,则入射的方向与直线边界之间的夹角是 0~120° 的粒子通过磁场后能打到 MN 板上。 (5 分) M (3)从磁场圆弧边界出来的粒子通过磁场的时间最长

t?

?L
3v

(5 分)

O?

v 30 ?

P

N

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19. (16 分)解: (1)小球从 A 点运动到 O 点的过程中机械能守恒,有

mg ? 2 R ?

1 2 mv o 2

(2 分)

在 O 点处,对小球由牛顿第二定律得
2 vo FN ? m g ? m R 解得 FN ? 5mg

(2 分)

由牛顿第三定律可知 小球对轨道压力大小为 F ? 5m g ,方向竖直向下.
2 vB R

(2 分)

(2)小球恰能运动到 B 点,说明小球所受的电场力向上.由牛顿第二定律得

m g - qE ? m

(2 分)

小球从 A 点到 B 点的过程中,由动能定理得

1 2 mv B ? 0 2 gR 解得 vB ? 2 5 mg E? 5q qE ? 2 R ?

(2 分)

(2 分)

(3)小球从 B 点飞出后做平抛运动,设落回抛物线轨道时的坐标为(x,y) ,有

x ? vB t
2R ? y ? 1 2 gt 2

x、y 满足关系 y ?

1 2 x 2R

小球从 B 点到抛物线轨道,由动能定理得

1 2 mg (2 R ? y ) ? Ek ? mv B 2 68 mgR 解得 Ek ? 45


(4 分)

20. (18 分)解: (1)木板和小物块第一次上升过程中,无相对运动,木板机械能守恒,

1 2 mv 0 2 v2 解得 h ? 0 2g mgh ?

(3 分) (3 分)

(2)木板与 AB 发生第一次碰撞前,木板和小物块均无相对运动,且机械能守恒.木板 与 AB 发生第一次碰撞后仍以速度 v0 向上减速运动,小物块则以速度 v0 向下减速运动.设此 时木板上滑、小物块下滑的加速度大小分别为 a1、a2,有 mgsinθ+μmgcosθ=ma1 μmgcosθ - mgsinθ=ma2
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(1 分) (1 分)

因为 a1>a2,所以木板先减速到零.之后小物块仍以加速度 a2 向下减速,木板则以加速 度 a1 向下加速.设沿斜面向下为正方向,速度相等时的速度为 v,所用时间为 t,有 v=-v0+a1t (1 分) v= v0﹣a2t (1 分) 解得 v ?

2 v0 ? 0.66v0 3

2 2 v0 v0 ? 2a1 5 g s i n ? 2 ( v0 ) 2 2 4v0 ? 木板下滑的距离 x2 ? 3 2a1 45g sin ?

木板上滑的距离

x1 ?

?x ? x1 ? x2 ?

2 v0 9 g sin ?

此后木板和小物块共同向下匀加速运动,直至木板第二次与 AB 发生碰撞,设木板第二次 与 AB 发生碰撞时的速率为 v2 则

2 2 v2 ? ( v0 ) 2 ? 2 g sin ??x 3 6 v2 ? v0 3

4分

(3)临界状态为木板与固定面 AB 接触时,木板、小物块速度均为零,且物块处于木板底 端.对全过程进行分析,由能量守恒定律有

1 L L 2 ? 2mv 0 ? mg sin ? ? ?mg cos ? ? 2 2 2 2 4v0 解得 L ? . g sin ?

(2 分) (2 分)

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