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江西省丰城中学2015-2016学年下学期高三物理周考试题(课改实验班3.20)


江西省丰城中学高三课改班周考物理试题 2016-3-20
命题:钱新富 审题:熊海辉 1.伽利略对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合,如图所示,可大致 表示其实验和思维的过程,对这一过程的分析,下列说法正确的是( A.其中的甲图是实验现象,丁图是经 过合理的外推得到的结论 B.其中的丁图是实验现象,甲图是经 过合理的外推得到的结论 C.运用丁图的实验,可“放大”重力的 作用,使实验现象更明显 D.伽利略认为自由落体运动的速度是 均匀变化的,这是他用实验直接进 行了验证的 2.如图所示,用相同导线制成的边长为 L 或 2L 的四个单匝闭合回路,它们以相同的速度 先后垂直穿过正方形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,区域宽度大于 2L。则进 入磁场过程中,电流最大的回路是(
L 2L

)

) v
B









A.甲 D.丁 3.下列说法不正确的是 (

B.乙

C.丙

y
)

H(0,a) M O N G(0,—a) x

A.法拉第最先引入“场”的概念,并最早发现了电流的磁效应现象 B.互感现象是变压器工作的基础 C.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很

多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这应用了“微元法” D.电场强度 E ?

F F 和B ? 磁感应强度定义物理量的方法是比值定义法 IL q

4.直角坐标系 xOy 中,M、N 两点位于 x 轴上,G、H 两点坐标如图,M、N 两点各固定

一负点电荷,一电量为 Q 的正点电荷置于 O 点时,G 点处的电场强度恰好为零。静电力常 量用 k 表示。若将该正点电荷移到 G 点,则 H 点处场强的大小和方向分别为( )

3kQ ,沿 y 轴正向 4a 2 5kQ C. ,沿 y 轴正向 4a 2
A.

B.

3kQ ,沿 y 轴负向 4a 2 5kQ D. ,沿 y 轴负向 4a 2

5.一个物体以初速度 v0 沿光滑斜面向上运动,其速度 v 随时间 t 变 化的规律如图所示,在连续两段时间 m 和 n 内对应面积均为 S,设经 过 b 时刻速度 vb 的大小为( )

A.

B.

C.

D.

6.小球每隔 0.2 s 从同一高度抛出,做初速为 6 m/s 的竖直上抛运动,设它们在空中不相碰。 第 3 个小球在抛出点以上能遇到的小球数为(取 g=10 m/s)( A.6 个 B.7 个 C.8 个 )2 D.9 个

7.在竖直墙壁间有质量分别是 m 和 2m 的半圆球 A 和圆球 B,期中 B 球球面光滑,半球 A 与左侧墙壁之间存在摩擦。两球心之间连线与水平方向成 30
0

的夹角,两球能够一起以加

速度 a 匀加速竖直下滑,已知 a ? g , (g 为重力加速度) ,则半球 A 与左 侧墙壁之间的动摩擦因数为 ( )

A、

3 2

B、

3 3

C、

2 3 3 D、 3 4

8. 如图所示, 两根电阻不计的平行光滑金属导轨在同一水平面 内放置,左端与定值电阻 R 相连,导轨 x>0 一侧存在着沿 x 方 向均匀增大的磁场,磁感应强度与 x 的关系是 B=0.5+0.5x(T), 在外力 F 作用下一阻值为 r 的金属棒从 A1 运动到 A3,此过程 中电路中的电功率保持不变。A1 的坐标为 x1=1m,A2 的坐标为 x2=2m,A3 的坐标为 x3=3m,下列说法正确的是( )

A.回路中的电动势既有感生电动势又有动生电动势 B.在 A1 与 A3 处的速度比为 2:1 C.A1 到 A2 与 A2 到 A3 的过程中通过导体横截面的电量之比为 3:4 D.A1 到 A2 与 A2 到 A3 的过程中产生的焦耳热之比为 5:7 9. 一质量为 2kg 的物体 ,在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在 粗糙的水平面上做匀速运动,当运动一段时间后,拉力逐渐减小,且当 拉力减小到零时,物体刚好停止运动,图中给出了拉力 随位移变化的关系图象。已知重力加速度 g =10m/s2, 由此可知

A.物体与水平面间的动摩擦因数约为 0.35 B.减速过程中拉力对物体所做的功约为 13J C.匀速运动时的速度约为 6m/s 运动的时间约为 1.7s 10. 如图所示,正方形 导线框 ABCD、 abcd 的 边长均为 L,电阻均为 R,质量分别为 2m 和 m,它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端,且正方形导线框与 定滑轮处于同一竖直平面内。在两导线框之间有一宽度为 2L、磁感应强度大小为 B、方向 垂直纸面向里的匀强磁场。开始时导线框 ABCD 的下边与匀强磁场的上边界重合,导线框 abcd 的上边到匀强磁场的下边界的距离为 L。现将系统由静止释放,当导线框 ABCD 刚好 全部进入磁场时,系统开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力,则 ( ) D.减速

A.两线框刚开始做匀速运动时轻绳上的张力 FT=mg B.系统匀速运动的速度大小: v ?

mgR B 2 L2

C.两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热 Q ? 2mgL ?

3m3 g 2 R 2 2 B 4 L4

2 B 2 L3 D.导线框 abcd 通过磁场的时间 t ? mgR
11. (6 分)在研究弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系的实验中,弹簧长度的改变量

可以利用刻度尺直接测量得到,而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量.现有两 组同学分别按图甲(让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌 面)和图乙(让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使滑块在气垫导轨上向右运动,通 过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度)两组不同的测量方案进行测量.请写出 图甲方案中弹性势能与小球质量及图中各量之间的关系 Ep=________; 图乙方案中除了从 仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量为________;两种方案的共同点都 是将弹性势能的测量转化为对________能的测量. 12. (8 分)高电阻放电法测电容的实验,是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电 电压为 U 时所带的电荷量 Q,从而再求出待测电容器的电容 C,某同学的实验情况如下: (1)按图所示电路连接好实验电路。 (2)接通开关 S,调节电阻箱 R 的阻值,使小量程电流表的指针偏转接近满刻度,记下这 时电流表的示数 I0=500μA、电压表的示数 U 0=6.0V,I0 和 U0 分别是电容器放电的初 始电流和初始电压,此时电阻箱 R 的阻值为 8.5kΩ ,则电流表的内阻为 kΩ ?。

(3)断开开关 S,同时开始计时,每隔 5s 或 10 s 读一次电流 I 的值,将测得数据填入预先 设计的表格中, 根据表格中的数据标出以时间 t 为横坐标、 电流 I 为纵坐标纸的坐标上的点, 如图中用“×”表示的点。 (4)请在图中描绘出电流随时间变化的图线,并根据图线估算出该电容器两端电压为 U0 时所带的电荷量 Q0 约为 (5)根据公式 C; (结果保留两位有效数字) 来计算电容器的电容。 (只要求写出表达式,不要求计算结果)

13. (15 分)一客运列车匀速行驶,其车轮在轨道间的接缝处会产生周期性的撞击。坐在 该客车中的某旅客测得从第 1 次到第 16 次撞击声之间的时间间隔为 10.0 s。在相邻的平行 车道上有一列货车,当该旅客经过货车车尾时,火车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车 行进方向运动。该旅客在此后的 20.0 s 内,看到恰好有 30 节货车车厢被他连续超过。已知

每根轨道的长度为 25.0 m,每节货车车厢的长度为 16.0 m,货车车厢间距忽略不计。求 (1)客车运行的速度大小; (2)货车运行加速度的大小。 14. (18 分)无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一 种通信方式。其中的“蓝牙”技术在生活中很常见,它实际上是一种短距离无线电技术,利用 “蓝牙”技术,能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备 之间的通信。蓝牙”技术最明显的缺点是受距离限制,即设备间超过一定距离就无法通信。 某中学物理学习小组设计了如下实验来研究移动设备的“蓝牙”通信能力,让两辆带有“蓝 牙”通信能力且总质量相等的小车 A、B 分别沿左图示的足够长的轨道 a1 和 b1 匀速运动, 如左图所示,两车的速度分别为 vA=10m/s 和 vB=5m/s 同方向匀速行驶,两轨道的距离为 d=5 3 m,当两车间的距离超过 L=10 3 m 时两车就无法“蓝牙”通信。 (1)若两车在直轨道上运动时所受的阻力大小与速度关系满足 Ff=kv2(其中 k 为常数) , 求 A、 B 两车在直轨道上匀速运动时发动机提供的机械功率之比 为多少?(2)求两车在直轨道上同方向运动的过程中,最长能 连续通信多少时间?(忽略信号传递的时间) (3)实验小组通过上述实验后发现,直线轨道会受场地的限制 会影响实验的连续测试能力, 决定将轨道改为圆形, 如右图所示, 让 A、B 两车分别在轨道 a2 和 b2 顺时针匀速圆周运动,轨道 a2 和 b2 的半径分别为 R1=10m 和 R2=20m,求这种情形两车最长能连续通信多少时间? 15. (20 分)如图所示,在光滑绝缘水平面上,用长为 2L 的绝缘轻杆连接两个质量均为 m 的带电小球 A 和 B.A 球的带电量为+2q,B 球的带 电量为-3q,两球组成一带电系统.虚线 MN 与 PQ 平行且相距 3L,开始时 A 和 B 分别静止于虚线 MN 的两侧, 虚线 MN 恰为 AB 两球连线的垂直平分线. 若 视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线 MN、PQ 间加上水 平向右的匀强电场后,系统开始运动.已知 MN、PQ 间电势 差为 U.试求: (1)B 球刚进入电场时,带电系统的速度大小; (2)带电系统从静止开始向右运动的最大距离和此过程 中 B 球电势能的变化量; (3)带电系统从静止开始向右运动至最大距离处的时间. 16.如图所示,C 是放在光滑的水平面上的一块木板,木板的质
2v0 B C v0 A

M E -3q B N +2q A 3L

P

Q

量为 3m, 在木板的上面有两块质量均为 m 的小木块 A 和 B, 它们与木板间的动摩擦因数均 为 μ。最初木板静止,A、B 两木块同时以相向的水平初速度 v0 和 2v0 滑上长木板,木板足 够长, A、B 始终未滑离木板也未发生碰撞。求: ①木块 B 的最小速度是多少?②木块 A 从刚开始运动到 A、B、C 速度刚好相等的过程中,木块 A 所发生的位移是多少?

题号 答案

1 A

2 C

3 A

4 B

5 C

6 B

7 A

8 BD

9 ABC

10 BC

14.A 15.B

16.C 17.B 18.A 19、BD 20. A BC 21. BC 动

mgx2 22(每空 2 分). 滑块的质量 4h 23. (每空 2 分)3.5k ? 或C ?

(4)如下图所示

7.5 ? 10?3 C ~ 8.5 ? 10?3 C

C?

Q0 U0

Q U

24.【答案】(1)37.5m

(2)1.35m/s2

【解析】 (1)设连续两次撞击轨道的时间间隔为 Δt,每根轨道的长度为 l,则客车的速 度为

v?
其中 l=25.0 m, ?t ? 10.0 s
16 ? 1

l ?t

(3 分)

解得 v ? 37.5 m/s

(2 分)

(2)设从货车开始运动后 t=20.0 s 内客车行驶的距离为 s1,货车行驶的距离为 s2,货车的

加速度为 a,30 节货车车厢的总长度为 L=30× 16.0 m 由运动学公式有 s1 ? vt (3 分) (3 分) (2 分) (2 分)

1 s2 ? at 2 2
由题意,有 L ? s1 ? s2 联立解得 a=1.35 m/s2

25. 解析: (1)

F ? F f ? kv 2

(1 分) P ? Fv (1 分)

PA
代入数值可得: PB

?

8 (2 分) 1

(2)两车沿轨道方向的距离为 X 时,恰好能通信,由几何关系可知:

L2 ? x 2 ? d 2 (2 分)解得: x ? 15m
能连续通信时间 t1 满足 v At ? vB t ? 2 x (2 分) 解得: t ? 6 s (2 分)
(3)两车在轨道做圆周运动的角速度分别为 ? A ? 分) 如图所示, 当两车恰能通信时分别位于 M 1 和 N1 ,由几何知识可知,?M 1 N1O 为直角三形,

vA ? 1rad / s R1

?B ?

vB 1 ? rad / s (3 R2 4

其中 ? ? 60? ,则两车能连续通信时间 t ? 满足:

? At ? ? ?B t ? ? 2? (3 分)
解得: t ? ?

8? s (2 分) 9

25. (20 分) (1)MN、PQ 间的电场强度为:

E?

U 3L

…………………………………………………………………………(2 分)

设 B 球刚进入电场时带电系统速度为 v1,由动能定理得

2qEL ?

1 2 ? 2m?1 2

………………………………………………………………(2 分)

解得: ?1 ?

2qU 3m

………………………………………………………………(1 分)

(2)带电系统向右运动分三段:B 球进入电场前、带电系统在电场中、A 球出电场。 设 A 球出电场的最大位移为 x,由动能定理得

2qEL ? qEL ? 3qEx ? 0
解得

……………………………………………………………(2 分)

x?

L 3 7 L 3



s总 ? 2 L ? x ?

…………………………………………………………(1 分) B 球从刚进入电场到带电系统从开始运动到速度第一次为零时位移为

7 4 L?L ? L 3 3

………………………………………………………………………(1 分)

其电势能的变化量为

?E p ? ?W ? 3qE ?

4 4qU L? 3 3

…………………………………………………(2 分)

(3)取向右为正方向, 第一段加速

a1 ?
分)

2qE qE ? 2m m

………………………………………………………………… ( 1

t1 ?

?1
a1

?L

6m qU

…………………………………………………………………(1 分)

第二段减速

a2 ? ?

qE 2m

…………………………………………………………………(1 分)

设 A 球刚出电场速度为 v2,由动能定理得

1 2 ?qEL ? ? 2m ? v2 ? v12 ? 2
第二段减速时间为

…………………………………………………………(1 分)

t2 ?

? 2 ? ?1
a2
3qE 2m

? 2( 2 ? 1) L

3m qU

…………………………………………………(1 分)

第三段再减速:

a3 ? ?

……………………………………………………………………(1 分)

第三段减速时间为:

t3 ?

0 ? ?2 2 3m ? L a3 3 qU

…………………………………………………………(1 分)

带电系统从静止开始向右运动至最大距离处的时间

t ? t1 ? t 2 ? t 3

……………………………………………………………………(1 分)

解得: t ? (3 2 ? ) L

4 3

3m qU

……………………………………………………(1 分)

⑵9 分 ①三者共速时,B 的速度最小

m ? 2v0 ? mv0 ? 5mv

得 v?

v0 5

②A、B 均在 C 上滑动时,C 保持静止不动。 对 A 有: ?mg ? ma1
2 v0 ? 2a1 S1

A 与 C 一起向右加速滑动时,对 AC 整体,有:

?mg ? 4ma 2

v 2 ? 2a 2 S 2
2 21v0 50 ?g

三者共速前 A 的对地位移为: S A ? S1 ? S 2 解得: S A ?


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