湖南省师大附中届高三上学期第三次月考物理试题.docx
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湖南省师大附中届高三上学期第三次月考物理试题
湖南省师大附中2014届高三上学期第三次月考
物理试题
(运动的描述、相互作用、力与运动、曲线运动、机械能、静电场)
时量:
90分钟满分:
110分
一、填空题(本题共12小题,每小题4分,共48分。
其中1~8小题只有一个选项正确,9~12小题至少有一个选项正确,选不全的得2分,错选或不选得0分。
将选项填写在答题卷)
1、如图所示,A、B两球用轻杆相连,用两根细线将其悬挂在水平天花板上的O点.现用一水平力F作用于小球B上,使系统保持静止状态,细线OA保持竖直,且A、B两球在同一水平线上.已知两球重力均为G,轻杆与细线OA长均为L.则()
A.细线OB的拉力为2G B.细线OB的拉力为G
C.水平力F的大小为2G D.水平力F的大小为G
2.2012年6月16日,刘旺、景海鹏、刘洋三名宇航员搭乘“神舟九号”飞船飞向太空。
6月24日执行手动载人交汇对接任务后,于29日10时03分乘返回舱安全返回。
返回舱在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图所示。
关于返回舱的运动,下列说法中正确的有()
A.在同一轨道Ⅱ上经过A的速率小于经过B的速率
B.在轨道Ⅱ上经过A的速率大于在轨道I上经过A的
速率
C.在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期
D.正常运行时,在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度
3.如图所示,质量分别为2m和m的A、B两物体用不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮相连,开始两物体处于同一高度,绳处于绷紧状态,轻绳足够长,不计一切摩擦。
现将两物体由静止释放,在A落地之前的运动中,下列说法中正确的是
A.A物体的机械能增大
B.A、B组成系统的重力势能增大
C.下落t秒过程中,A的机械能减少了
D.下落t秒时,B所受拉力的瞬时功率为
4.水平抛出A、B两个小球,B的抛出点在A的抛出点的正下方,两个小球的运动轨迹如图所示,不计空气阻力.要使两个小球在空中发生碰
撞,必须( )
A.使两球质量相等B.先抛出A球,后抛出B球
C.同时抛出两个小球D.使A球的抛出速度大于B球的抛出速度
5.如图,在正点电荷Q产生的电场中,将两个带正电的检验电荷q1、q2分别置于A、B两点,虚线为等势线。
取无穷远处为零电势点,若将q1、q2移动到无穷远的过程中,电场力做的功相同,则下列说法正确的是()
A.A点电势高于B点电势
B.q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能
C.A、B两点的电场强度大小相等
D.q1的电荷量大于q2的电荷量
6.在地表附近有一竖直向下匀强电场E,一带电油滴以某初速度从a处运动到b处,其运动轨迹如图中曲线所示,不计空气阻力,此过程中油滴能量变化情况为()
A.动能减小B.电势能增加
C.动能和电势能之和减小D.重力势能和电势能之和增加
7.如图所示,是一条与Ox轴重合的电场线上各点的电势φ随x变化的图线,取x0处的电势为零。
若在x0点由静止释放一个点电荷,只受电场力作用。
在电荷运动的过程中,则下列说法中正确的是()
A.电荷一定沿x轴正方向运动
B.电场的场强在逐渐减弱
C.电荷的电势能可能为正
D.电场力一定做正功
B
A
8.如图甲所示,平行于斜面的轻弹簧,劲度系数为k,一端固定在倾角为θ的斜面底端,另一端与B物块连接,A、B质量均为m,斜面光滑,且固定在水平面上,初始时物块均静止。
现用平行于斜面向上的力F拉物块A,使A做加速度为a的匀加速运动,两个物块在一段时间内的v-t图象如图乙所示,重力加速度为g,则()
A.平行于斜面向上的拉力F一直增大
B.t1时刻,A、B刚好分离
C.t1时刻,弹簧减小的弹性势能为
mv12
D.t2时刻弹簧恢复到原长,物块B速度达到最大值
9.如图所示,质量相同的木块A、B用轻质弹簧连接,静止在光滑的水平面上,此时弹簧处于自然状态。
现用水平恒力F推A,则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中()
A.两木块速度相同时,加速度aA=aB
B.两木块速度相同时,加速度aA C.两木块加速度相同时,速度vA>vB D.两木块加速度相同时,速度vA 10.一个平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,两极板间有一检验正电荷固定在P点,如图所示.以E表示两极板间的场强,U表示电容器两极板间的电压,EP表示该正电荷在P点的电势能。 若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,那么() A.U变小,E不变B.E变大,EP变大 C.U变小,EP不变D.E变小,EP变小 11.在竖直方向的电场中,一带电小球由静止开始竖直向上作直线运动,空气阻力不计,运动过程中小球的机械能E与其上升高度h关系的图象如图所示,其中0~h1过程的图线为曲线,h1~h2过程中的图线为直线。 根据该图象,下列说法正确的是() A.小球一定带正电 B.0~h2过程中,小球一定始终在做加速运动 C.h1~h2过程中,所处的电场一定是匀强电场 D.h1~h2过程中,小球可能做匀速运动 12.如图所示,某生产线上相互垂直的甲、乙传送带处于同一水平面,宽度均为d,均以大小为 的速度运行,图中虚线为传送带中线。 一可视为质点工件从甲左端释放,经足够长时间以速度 由甲的右端滑上乙,滑至乙中线处时恰好相对乙静止。 下列说法中正确的是() A.工件在乙传送带上的痕迹为直线,痕迹长为 B.工件从滑上乙到恰好与乙相对静止所用的时间为 C.工件与乙传送带间的动摩擦因数 D.乙传送带对工件的摩擦力做功为零 二、实验题(本题共2小题,每空3分,共15分,将答案填写在答题卷中) 13.(9分)“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图(a)所示,实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F。 通过增加钩码的数量,多次测量,可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。 他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示。 (1)图 线______是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的;(选填“①”或“②”) (2)在轨道水平时,小车运动的阻力Ff=__________N; (3)(单选)图(b)中,拉力F较大时,a-F图线明显弯曲,产生误差。 为避免此误差可采取的措施是_________。 A.调整轨道的倾角,在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动。 B.在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码,使钩码的总质量始终远小于小车的总质量。 C.将无线力传感器捆绑在小车上,再将细线连在力传感器上,用力传感器读数代替钩码的重力。 D.更换实验中使用的钩码规格,采用质量较小的钩码进行上述实验。 14.(6分)实验: “利用光电门测量均匀直杆转动动能”装置如图所示。 处于水平位置的、质量分布均匀的直杆一端固定在光滑转轴O处,在另一端A下摆时经过的轨迹上安装了光电门,用来测量A端的瞬时速度vA,光电门和转轴O的竖直距离设为h。 将直杆由图示位置静止释放,可获得一组(vA2,h)数据,改变光电门在轨迹上的位置,重复实验,得到在vA2~h图中的图线①。 设直杆的质量为M,则直杆绕O点转动的动能Ek=_____________(用M和vA来表示)。 现将一质量m=1kg的小球固定在杆的中点,进行同样的实验操作,得到vA2~h图中的图线②,则直杆的质量M=____________kg。 (g=10m/s2) 三.计算题(本题共4小题,解答须写出必要的文字说明,规律公式,只有答案没有过程计0分,请将解题过程书写在答卷中。 其中15题10分,16、17题各12分,18题13分,共47分) 15.(10分)风洞实验室可产生水平方向的、大小可调节的风力。 在风洞中有一个固定的支撑架ABC,该支撑架为外表面均光滑,一半径为R四分之一圆柱面,支撑架固定在离地面高为2R的平台上,平台竖直侧壁光滑,如图所示,地面上的D点处有一竖直的小洞,小洞直径稍大于小球直径,小洞离侧壁的水平距离为R,现将质量分别为m1和m2的两个小球用一根不可伸长的轻绳连接按图示的方式置于圆柱面上,球m1放在柱面底部的A点,球m2竖直下垂(不计一切摩擦)。 (1)在无风情况下,将两球由静止释放,小球m1沿圆柱面向上滑行,到最高点C恰与圆柱面脱离,此时m2尚未着地,则两球的质量之比 是多少? (2)改变两小球的质量比,释放两小球使它们运动,同时让风洞实验室内产生水平均匀的风迎面吹来,当小球m1滑至圆柱面的最高点C时绳恰好断裂,通过调节风力F的大小,使小球m1恰能与洞壁无接触地竖直落入小洞D的底部,求小球m1经过C点时的速度vC大小和水平风力F的大小。 16.(12分)质量为M=1.0×103kg的汽 车,沿倾角为 =30°的斜坡由静止开始运动,汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为Ff=2×103N,汽车发动机的额定输出功率为P=5.6×104W,开始时以a=1m/s2的加速度做匀加速运动(g=10m/s2)。 求: ⑴汽车做匀加速运动的时间t1; ⑵汽车所能达到的最大速率; ⑶若斜坡长143.5m,且认为汽车达到坡顶之前,已达到最大速率,则汽车从坡底到坡顶需多少时间? 17.(12分)如图所示,ABC为固定在竖直平面内的轨道,AB段为光滑圆弧,对应的圆心角=37,OA竖直,半径r=2.5m,BC为足够长的平直倾斜轨道,倾角=37。 已知斜轨BC与小物体间的动摩擦因数=0.25。 各段轨道均平滑连接,轨道所在区域有E=4×103N/C、方向竖直向下的匀强电场。 质量m=5×10-2kg、电荷量q=+1×10-4C的小物体(视为质点)被一个压紧的弹簧发射后,沿AB圆弧轨道向左上滑,在B点以速度v0=3m/s冲上斜轨。 设小物体的电荷量保持不变。 (重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8。 设弹簧每次均为弹性形变。 ) (1)求小物体发射前弹簧的弹性势能; (2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P(图中未画出),求小物块从A到P的电势能变化量; (3)描述小物体最终的运动情况。 湖南师大附中高三年级第三次月考 物理答题卷 考场号: 座位号: 总分: 100分时间: 90分钟 一、选择题: (请把答案填在答卷相应位置上) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 二、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分,将答案填写在答题卷中) 13、 (1) (2)(3) 14、 三、计算题 15、 16. 17. 18.(13分)如图所示,在光滑绝缘水平面上固定着一根光滑绝缘的圆形水平滑槽,其圆心在O点。 过O点的一条直径上的A、B两点固定着两个点电荷。 其中固定于A点的为正电荷,电荷量大小为Q;固定于B点的是未知电荷。 在它们形成的电场中,有一个可视为质点的质量为m、电荷量大小为q的带电小球正在滑槽中运动,小球的速度方向平行于水平面,若已知小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度,AB间的距离为L。 ∠ABC=∠ACB=30,CO⊥OB,静电力常量为k, (1)在水平面内,作出小球水平方向的受示意图力,判断固定在B点的点电荷和沿槽运动的小球分别带何种电荷? (2)求B点电荷的电荷量大小; (3)已知场源点电荷在空间某点电势的计算式为: 对正点电荷+Q的电势为=kQ/r,负点电荷-Q的电势为=-kQ/r,式中Q为场源电荷的电荷量,r为某点到场源电荷的距离。 试利用此式证明小球在滑槽内做的是匀速圆周运动。 湖南师大附中高三第三次月考试题 物理参考答卷 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 D A C B D C D B BC AC CD AD 13. (1)①; (2)0.5;(3)C; 14. ,0.25 15.解析: (1)小球m1在C点恰好离开圆柱面,即N=0 ,(2分) 由m1和m2组成的系统机械能守恒,则将两球由静止释放到小球m1离开C点时有: (2分) 解得: (1分) (2)绳子断裂后小球m1在水平方向的平均速度为: (1分) 小球m1在下落过程中在竖直方向做自由落体运动,运动时间为: (1分) 得: 小球m1在水平方向做末速度为零的匀减速运动,小球m1在离开C点时的速度为: (1分) 得: 由匀变速运动规律可知,小球在水平方向的加速度大小为: vC2=2aR(1分) 得: 由牛顿第二定律可求得小球所受风力为: (1分) 16.解析: ⑴根据牛顿第二定律有: (2分); 设匀加速的末速度为 ,则有: 、(1分); (1分) 代入数值,联立解得: 匀加速的时间为: (1分) ⑵当达到最大速度 时,有: (2分) 解得: 汽车的最大速度为: (1分) ⑶汽车匀加速运动的位移为: (1分) 在后 一阶段牵引力对汽车做正功,重力和阻力做负功,根据动能定理有: (2分) 又有 代入数值,联立求解得: t2≈15s 所以汽车总的运动时间为: (1分) 17.解析: (1)设弹簧对小物体做功为W,由动能定理: W-mgr(1-cos)-qEr(1-cos)= mv02-0,(3分) 代入数据,得W=0.675J,即初始的弹性势能;(1分) (2)设BP长为L,由动能定理,得: -(mg+qE)Lsin-(mg+qE)Lcos=0- mv02,(3分) 可得: L=0.3125m,(1分) ΔE电=Eqr(1-cos)+EqLsin=0.275J;(2分) (3)小物体沿AB段光滑圆弧下滑,压缩弹簧后被反弹,再次沿AB段光滑圆弧上滑至B点,速度减为零,再次下滑,如此往复运动。 (2分) 18.解析: (1)由小球在C点恰好与滑槽内外壁无挤压且无切线方向的加速度,可知小球在C点的合力方向一定沿CO且指向O点,所以A处电荷对小球吸引,B处电荷对小球排斥,因为A处电荷为正,所以小球带负电,B带负电,如图所示。 (作图1分,电荷判断各1分) (2)因为ABC=ACB=30所以ACO=30,BC=2ABcos30= L 由图F1= F2(3分) k =k (2分) QB= Q(1分) (3)以O为原点,OB为x轴正方,OC为y轴正方,槽上某点的坐标为(x,y),则该点的电势为= - ,(2分) 而x2+y2=3L2/4,代入上式得=0。 (1分) 小球运动过程中电势能不变,所以动能也不变,做的是匀速圆周运动(1分)
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