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江西师大附中2014年高三校本教材物理试卷(三)


江西师大附中 2014 年高三校本教材物理试卷(三)
一、选择题: (1~8 为单项选择,9~12 为多项选择,每小题 4 分,共 48 分) 1.下列说法叙述正确的是( ) A.法拉第发现了电磁感应定律 B.库仑通过实验测出了元电荷的带电量 C.伽利略发现了行星运动的规律 D.牛顿发现了万有引力定律

I ,即磁感应强度 B 与导线中的电流 I r 成正比、与该点到导线的距离 r 成反比。如图所示,两根平行长直导线相距为 R,通以大小、 方向均相同的电流。规定磁场垂直纸面向里为正方向,在 0-R 区间内磁感应强度 B 随 x 变化 的图线可能是 ( )
2.已知通电长直导线周围某点的磁感应强度 B ? k
B B B B

I 0 R/2

I r R
0 r R/2 R 0 r R/2 R 0 r R/2 R 0 r R/2 R

(A)

(B)

(C)

(D)

3.如图所示,直升飞机放下绳索从湖里吊起困在水中的伤员后,在离湖面 H 的高度飞行, 空气阻力不计,在伤员与飞机以相同的水平速度匀速运动的同时,绳索将伤员吊起,飞机与 伤员之间的距离 L 与时间 t 之间的关系是 L=H-t2,则伤员的受力情况和运动轨迹可能是下图 中的( )
v

F F

F

F

L

G ( A)

G (B)

G (C)

G (D)

4.如图所示,在圆锥形内部有三根固定的光滑细杆, A、B、C 为圆锥底部同一圆周上的 三个点,三杆 Aa、bB、cC 与水平底面的夹角分别为 60o、45o、30o。每根 杆上都套着一个 小滑环(图中未画出) ,三个滑环分别从 a、b、c 处由静止释放(忽略阻力) ,用 tl、t2、t3 依次表示各滑环到达 A、B、C 所用的时间,则( ) A.tl>t2>t3 B.t1 <t2< t3 C.tl=t3<t2 D.t1=t3> t2 5.压敏电阻的阻值 R 随所受压力的增大而减小,某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯 运动状态的装置,其装置示意图如图甲所示.将压敏电阻平放在电梯内,受压面朝上,在上 面放一物体 A,电梯静止时电压表示数为 U 0 ,电梯在某次运动过程中,电 压表的示数变化 情况如图乙所 示,下列判断中正确的是( A.乙图表示电梯可能做变减速下降 B.乙图表示电梯可能做匀减速下降 C.乙图表示电梯可能做变减速上升 D. 乙图表示电 梯可能做匀速下降
a B1 b B2



6.在水平桌面上,一个圆形金属框置于匀强磁场 B1 中,线框平
B1 甲

0

1 2 3 4 乙

5 6 t/s

面与磁场垂直。圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接,导轨上放置一根导体棒 ab, 导体棒与导轨接触良好。导体棒处于另一匀强磁场 B2 中,该磁场的磁感应强度恒定,方向 垂直导轨平面向下,如图甲所示。磁感应强度 B1 随时间 t 的变化关系如图乙所示。0~1.0s 内磁场方向垂直线框平面向下。若导体棒始终保持静止,并设向右为静摩擦力的正方向,则 导体棒所受的静摩擦力 f 随时间变化的图象是图丙中的[ ]

7. 如图所示,虚线 AB 0 0 0 和 CD 分别为椭 1 2 3 4 5 6 t/s 1 2 3 4 5 6 t/s 1 2 3 4 5 6 t/s 1 2 3 4 5 6 t/s 圆的长轴和短 D B A C 轴, 相交于 O 点, 丙 两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点 M、N 上,下列说法中正确的是( ) A.A、B 两处电势、场强均相同 B.C、D 两处电势、场强均相同 C.在虚线 AB 上 O 点的场强最大 D.带正电的试探电荷在 O 处的电势能小于在 B 处的电势能 8.如图所示,分别沿倾角不同的斜面由静止向上拉同一个物体,物体与各斜面间的动摩擦因 数相同, 拉力方向与各斜面均保持平行, 物体沿不同斜面作匀加速直线运动的加速度大小均 相同,上升的竖直高度也相同.在此过程中 ( ) A.无论沿什么斜面拉,克服摩擦力做的功相同 B.无论沿什么斜面拉,合外力做的功均相同 C.沿倾角较大的斜面拉,克服重力做的功较多 D.沿倾角较小的斜面拉,拉力做的功较多 9.如图所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引 力,并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法中正确的是 ( ) A.各小行星绕太阳运动的周期大于一年 B.与太阳距离相等的每一颗小行星,受到太阳的引力大 地球 小行星带 太阳 小都相等 C.小行星带内侧行星的加速度小于外侧行星的加速度 D.小行星带内各行星绕太阳公转的线速度均小于地球公转的线速度
0

f

f

f

f

10.如图所示,在倾角 ? ? 30 的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为 1kg 和 2kg 的可视
0

为质点的小球 A 和 B,两球之间用一根长 L ? 0.2m 的轻杆相连,小球 B 距水平面的高度 h ? 0.1m 。两球从静止开始下滑到光滑地面上,不计球与地面碰撞时的机械能损失,g 取

10m / s 2 。则下列说法中正确的是(



A.下滑的整个过程中 A 球机械能守恒 B.下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒 C.两球在光滑地面上运动的速度大小为 2m/s D.系统下滑的整个过程中 B 球机械能的增加最为

2 J 3

11.如图所示,三只灯泡均正常发光,现将滑动变阻器 R 的滑片向 下移动,则下列说法中正确的是( ) A.灯 L1 和 L2 均变暗 B.灯 L3 变暗

C.副线圈 n2 中的电流变大 D.变压器原线圈的输入功率变大 12.一质量为 m=2kg 的可以看作质点的物体,仅受到一个变力 F 的作用,从静止开始做变 加速直线运动, 其加速度 a 随时间 t 的变化规律如图所示, 则 ( ) -2 a/m· s A.物体在 4s 末的速度大小为 40m/s 10 B.物体在第 3s 内的速度变化大小为 6.25m/s C.物体在 4s 内变力 F 做的功大小为 400J 5 D.物体在 4s 内通过的位移小于 40m t/s 二、实验题(本大题共 2 小题,共 12 分) 0 4 2 13.(4 分)某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验. ①他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小 F 与弹簧长度 L 的关系图线. 由此图线可得该 弹簧的原长 L0= cm,劲度系数 k= N/m. ②他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该 弹簧的长度 L= cm.

14.(8 分)某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系。可用的器材如下:电源(电 动势 3V,内阻 1Ω) 、电键、滑动变阻器(最大阻值 20Ω) 、电压表、电流表、小灯泡、导线 若干。
U/V 2.8 2.4 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 I/A B C A



+

(1)实验中移动滑动变阻器滑片,得到了小灯泡的 U-I 图象如图 a 所示,则可知小灯泡的电阻 随电压增大而 (填“增大”、“减小”或“不变”) 。 (2)根据图 a,在图 b 中把缺少的导线补全,连接成实验的电路 (3)若某次连接时,把 AB 间的导线误接在 AC 之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能使 小灯泡完全熄灭, 则当滑动端从左端滑到右端的过程中,灯泡的亮度如何变化:____________; 在此过程中,小灯泡可能获得的最小功率是__________W。

三、计算题(本大题共 3 小题,共 38 分) 15.(8 分)如图所示,质量 m=2.2kg 的金属块放在水平地板上,在与水平方向成 θ=37°角斜 向上、大小为 F=10N 的拉力作用下,以速度 v=5.0m/s 向右做匀速直线运动。 (cos37°=0.8, 2 sin37°=0.6,取 g=10m/s )求: F (1)金属块与地板间的动摩擦因数; (2)如果从某时刻起撤去拉力,撤去拉力后金属块在水平 θ 地板上滑行的最大距离。

16.(10 分)一长 l =0.80m 的轻绳一端固定在 O 点,另一端连接一质量 m =0.10kg 的小球, 悬点 O 距离水平地面的高度 H = 1.00m。开始时小球处于 A 点,此时轻绳拉直处于水平方向 上,如图所示。让小球从静止释放,当小球运动到 B 点时,轻绳碰到悬点 O 正下方一个固 定的钉子 P 时立刻断裂。不计轻绳断裂的能量损失, 取重力加速度 g=10m/s2。求: (1)当小球运动到 B 点时的速度大小; (2)绳断裂后球从 B 点抛出并落在水平地面的 C 点, 求 C 点与 B 点之间的水平距离; (3)若 OP=0.6m,轻绳碰到钉子 P 时绳中拉力达到所 能承受的最大拉力断裂,求轻绳能承受的最大拉力。

17.(10 分)如图所示,在 xOy 平面的第Ⅱ 象限内有半径为 R 的圆分别与 x 轴、y 轴相切于 P、 Q 两点,圆内存在垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场。在第 I 象限内存在沿 y 轴负方向的匀强 电场,电场强度为 E,一带正电的粒子(重力不计)以速率 v0 从 P 点射入磁场后恰好垂直 y 轴进入电场,最后从 M(8R/3 ,0)点射出电场,出射方向与 x 轴正向夹角为 α,且 满足 tanα=5/4 ,求: (1)带电粒子的比荷; (2)磁场磁感应强度的大小 B; (3) 若粒子从 P 点入射方向与 x 轴负方向的夹角为 θ, 则 cosθ 之值为多少?

18.(10 分)如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一倾角为 α 的光滑绝缘斜面上,导轨 间距为 L,电阻忽略不计且足够长,一宽度为 d 的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁感应强 度为 B。另有一长为 2d 的绝缘杆将一导体棒和一边长为 d(d <L)的正方形线框连在一起组 成的固定装置,总质量为 m,导体棒中通有大小恒为 I 的电流。将整个装置置于导轨上,开 始时导体棒恰好位于磁场的下边界处。 由静止释放后装置沿斜面向上运动, 当线框的下边运 动到磁场的上边界 MN 处时装置的速度恰好为零。重力加速度为 g。 (1)求这一过程中线框中产生的热量; (2)在图(b)中定性地画出整个装置向上运动过程中的速度-时间(v-t)图像; (3)之后装置将向下运动,然后再向上运动,经过若干次往返后,最终整个装置将在斜面 上作稳定的往复运动。求稳定后装置运动的最高位置与最低位置之间的距离 (4)求这一过程中时间;
L M
导体棒

v

d I

B
绝缘杆

N

d
线框

2d α (a )

O

(b )

t

四、选考题(共 2 题,每题 12 分) 19(A)【物理-选修 3-4】 (12 分) (1)(4 分)两列简谐横波的振幅都是 20cm,传播速度大小相同。实线波的频率为 2Hz,沿 x 轴正方向传播,虚线波沿 x 轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇,则( ) (选 对一个给 1 分,选对两个给 3 分,选对 3 个给 4 分。每选错一个扣 2 分,最低得分为 0 分) A.在相遇区域会发生干涉现象 B.实线波和虚线波的频率之比为 3:2 C.平衡位置为 x=6m 处的质点此刻速度 为零 D.平衡位置为 x=8.5m 处的质点此刻位 移 y>20cm E.从图示时刻起再经过 0.25s,平衡位置 为 x=5m 处的质点的位移 y<0 (2)(8 分)如图所示,一等腰直角三棱镜,放在真空中, AB ? AC .在棱镜侧面 AB 左 方有一单色光源 S,从 S 发出的光线 SD 以 60° 入射角从 AB 侧面中点射入三棱镜,当它从侧面 AC 射出时,出射 光线与棱镜侧面 AC 间的夹角为 30° 。求此三棱镜的折射 率并作出光路图。

19(B)【物理—选修 3-5】 (12 分) (1) (4 分)核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能。核
1 141 92 反应方程式 235 92 U+ 0 n→ 56 Ba+ 36 Kr+aX 是反应堆中发生的许多核反应中的一种,n 为中子,X 141 92 为某粒子,a 为 X 的个数,以 mu、mBa、mKr 分别表示 235 92 U、 56 Ba、 36 Kr 核的质量,mn 、

mp 分别表示中子、质子的质量,c 为真空中的光速,则以下说法正确的是( ) 。 (选对 一个给 1 分,选对两个给 3 分,选对 3 个给 4 分。每选错一个扣 2 分,最低得分为 0 分) A.X 为质子 B.a=3 C.太阳就是一个巨大的铀核裂变反应堆 D.上述核反应过程中放出的核能 ΔE=(mu-mBa-mKr-2mn)c2 E.铀块体积必须达到临界体积,有中子通过时,才能发生链式反应 (2) (8 分)如图所示,质量为 m 的小球悬挂在长为 L 的细线下端,将它拉至与竖直方 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 2m 的木块相碰,碰后小球速度反向且动能是碰前动能的 摩擦因素 μ=

16 .已知木块与地面的动 25
L m 2m θ

9 ,重力加速度取 g.求: 40

( 1)小球与木块碰前瞬间所受拉力大小; ( 2)木块在水平地面上滑行的距离。

参考答案 1 D 2 C 3 A 4 D 5 A 6 D 7 B 8 D 9 AD 10 BD 11 BD 12 BCD

13. ①4,50,②10 14.(1)增大 (2)(略) (3)先变暗后变亮 0.32 15.【 解析】 (1)设地板对金属块的支持力为 N,金属块与地板的动摩擦因数为 μ, 因为金属块匀速运动,所以有

F cos ? ? ?N
解得: ? ?

mg ? F sin ? ? N

F cos37? 8 ? ? 0.5 m g ? F sin 37? 22 ? 6

(2)撤去 F 后,设金属块受到的支持力为 N ',运动的加速度为 a,在水平地板上滑行 的距离为 x,则

?mg ? ma
解得: x ? 2.5m

x?

v2 2a

16.解析(1)设小球运动到 B 点时的速度大小 v B ,由机械能守恒定律得

1 2 mv B ? m g l 2
解得小球运动到 B 点时的速度大小



vB ? 2 gl = 4.0 m/s

② ③

(2)小球从 B 点做平抛运动,由运动学规律得 x ? v B t

y ? H ?l ?

1 2 gt 2

④ (2 分)

解得 C 点与 B 点之间的水平距离

x ? vB ?

2( H ? l ) =0.80m g



(3)若轻绳碰到钉子时,轻绳拉力恰好达到最大值 Fm,由牛顿定律得
2 vB Fm ? m g ? m r

⑥(1 分)

r ?l?d



由以上各式解得 Fm ? 9 N 17.解: (1)在 M 处,粒子沿 y 轴分速度为 v y ? v0 tana 设粒子沿 y 轴负方向做匀速运动的加速度为 a 则 qE ? m a 设粒子在电场中运动时间为 t,则 8R / 3 ? v0 t

v y ? at

解得

2 q 15v0 ? m 32ER

(2)粒子运动轨迹如图所示,设 O1 为磁场圆的圆心, O2 为粒子轨迹圆的圆心, P ? 为粒子 射出磁场的位置,依题意可知粒子垂直 y 轴进入电场,则 P?O2 / / PO1 ,显然△O1O2 P ? ≌△

O1O2P,∠PO2D=∠O1PO2=∠O1 P ? O2=∠ P ? O1H=θ ,即粒子轨道半径为 r ? R
2 v0 由 qv0 B ? m r

解得 B ?

32E 15v0

(3)粒子从 N 点进入电场,ON 的长度 y 满足 v y ? 2ay ,
2

得 y=5R/3

由几何关系得 y ? R ? R cos? 解得 cosθ =2/3 18. (1)设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中,安培力对线框做功的大小为 W, 根据动能定理有:0-0=BIL· d-mgsinθ· 4d-W 解得 W= BILd -4mgdsinθ 线框中产生的热量 Q=W= BILd -4mgdsinθ v (2)答案见图(第一段,初速度为零的匀加速运动;第二段,加 速度比第一段小的匀减速运动;第三段,加速度减小的减速运动, 最终速度为零) (3)装置往复运动的最高位置:线框的上边位于磁场的下边界, O t (b) 此时金属棒距磁场上边界 d; 往复运动到最低位置时,金属棒在磁场内,设距离上边界 x, mgsinθ· (x+d)= BIL· x mgdsinθ 可解出 x = BIL-mgsinθ BILd 最高位置与最低位置之间的距离为 x+d= BIL-mgsinθ

19(A).答案:(1)BDE

(2)由折射定律,光线在 AB 面上折射时有:



在 AC 面上出射时, 由几何关系, 联立解得: ,

; , 。

折射率 19(B).答案: (1)BDE (2)解: (1)设小球摆至最低点时的速度为 v,依动能定理有:

mgL (1 ? cos ? ) ?

1 2 mv ……① 2

v2 设小球与木块碰撞前瞬间所受拉力为 T,有: T ? mg ? m ……② L
代入数据,解得: T ? 2m g ……③ (2)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 ? 2mv2 ? mv 1 ……④ 依题意知:

1 2 16 1 2 mv1 ? ? mv ……⑤ 2 25 2

设木块在水平地面上滑行的距离为 s,依动能定理有:

1 2 ? 2?mgs ? 0 ? ? 2mv 2 ……⑥ 2 联立并代入数据,解得 s ? 1.8 L ……⑦


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