物理高考模拟卷高三物理试题及答案效实中学高三高考模拟Word下载.docx
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15.如图所示,洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。
励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈,它能够在两线圈之间产生匀强磁场。
玻璃泡内充有稀薄的气体,电子枪在加速电压下发射电子,电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。
若电子枪垂直磁场方向发射电子,给励磁线圈通电后,能看到电子束的径迹呈圆形。
若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流,下列说法正确的是
A.增大电子枪的加速电压,电子束的轨道半径变小
B.增大电子枪的加速电压,电子束的轨道半径不变
C.增大励磁线圈中的电流,电子束的轨道半径变小
D.增大励磁线圈中的电流,电子束的轨道半径不变
16.如图甲所示,A、B和P是同一均匀介质中同一直线上的三个点,沿竖直方向振动的横波Ⅰ在介质中沿AP方向传播,波速为20cm/s,P与A相距40cm,A点振动图象如图乙所示;
沿竖直方向振动的横波Ⅱ沿BP方向传播,P与B相距50cm,B点的振动图象如图丙所示。
在t=0时刻,两列波同时分别经过A、B两点,两列波在P点相遇,则下列说法正确的是
A.两列波可能同时到达P点
B.横波Ⅰ的波长为0.2m,横波Ⅱ的波长未知
C.P点的振幅为10cm,在t=5.0s时,P点的位移为-10cm
D.P点的振幅为70cm,在t=5.0s时,P点正通过平衡位置
17.地面附近处的电场的电场线如图所示,其中一条方向竖直向下的电场线上有a、b两点,高度差为h。
质量为m、电荷量为-q的带电微粒(其所带电荷不影响原电场的分布),从a点由静止开始沿电场线运动,到b点时速度为
。
下列说法正确的是
A.微粒从a点开始运动到b点的过程中加速度一直增大
B.微粒从a点开始运动到b点的过程中一定一直做加速运动
C.若换成质量为m、电荷量为-2q的带电微粒,从a点由静止释放,微粒将沿电场线在a、b两点间来回运动
D.若换成质量为m、电荷量为+2q的带电微粒,从a点由静止起沿电场线运动到b点时的速度为
二、选择题(本题共3小题。
在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是符合题目要求的。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
18.在很多情况下,我们对物理规律的理解和认识是通过观察和比较物理现象来进行的。
在下列观察及根据观察所得出的相应结论中正确的是
A.相同的弹簧受到不同的拉力,拉力越大,弹簧的形变量越大,说明弹簧的形变量和拉力大小有关
B.从同一高度同时做自由落体运动和做平抛运动的小球同时落地,说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动
C.一束平行白光射向玻璃三棱镜,不同颜色的光经过三棱镜偏折的角度不同,说明玻璃对不同色光的折射率不同
D.把一根条形磁铁插入闭合线圈,磁铁插入的速度越大,感应电流越大,说明感应电动势的大小和磁通量变化的大小有关
19.如图所示,甲、乙、丙是位于同一直线上的离其它恒星较远的三颗恒星,甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行,若三颗星质量均为M,万有引力常量为G,则
A.甲星所受合力为
B.乙星所受合力为
C.甲星做圆周运动的周期为
D.丙星做圆周运动的线速度大小为
20.如图所示,斜面体C置于水平地面上,小物块B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏A连接,连接B的一段细绳与斜面平行。
在A中的沙子缓慢流出的过程中,A、B、C都处于静止状态,则在此过程中
A.B对C的摩擦力大小一定减小
B.C对B的作用力大小可能先减小后增大
C.地面对C的摩擦力大小一定减小
D.C对地面的摩擦力方向始终水平向左
第Ⅱ卷(综合题共180分)
21.(10分)两辆相同的小车并排放在两相同的直轨道上,如图所示。
小车前端系上细线,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里分别放有不同质量的砂子;
小车后端连着纸带,纸带分别穿过固定在轨道上的打点计时器,两个打点计时器并联接在同一接线板上。
实验时先接通接线板的电源使两打点计时器同时开始打点,然后同时释放两辆小车,当其中一辆小车快接近导轨末端时,断开接线板的电源,两打点计时器同时停止工作。
下图所示为某次实验得到的两条纸带,纸带上的O点、E点分别为打点计时器接通电源和断开电源时打下的点,它们之间的距离分别为:
①号纸带OE=42.40cm、②号纸带OE=63.40cm。
纸带上的0、1、2、3、4、5、6为所选取的测量点(相邻两点间还有四个打点未画出),两相邻测量点间的距离如图所示,单位为cm。
打点计时器所用电源的频率为50Hz。
(1)利用此装置,研究质量一定时,加速度与力的关系,是否必须求出小车运动加速度的确切值?
(选填“是”或“否”),若是,请根据实验中打出的其中一条纸带求出加速度的值,若否,请说明理由。
根据上图的两条纸带,求出①号纸带和②号纸带对应的加速度值之比为。
(2)利用此装置,还可以探究做功与物体速度变化的关系。
①物体速度可以通过打出的纸带求出,任选上述其中一条纸带,求出测量点5的速度v5=m/s;
(结果保留两位有效数字)
②若用M表示小车及车上砝码的总质量,m表示砂子及盘的总质量,做功多少可以通过下列方式改变,其中可行的是
A.通过改变小车运动的距离来改变外力做功时,必须平衡摩擦,必须满足M远大于m
B.通过改变小车运动的距离来改变外力做功时,不需要平衡摩擦,也不需要满足M远大于m
C.通过改变小盘里砂子的质量来改变外力做功时,必须平衡摩擦,必须满足M远大于m
D.通过改变小车上砝码的质量来改变外力做功时,只需平衡摩擦,不需要满足M远大于m
22.(10分)为了测定电阻的阻值,实验室提供下列器材:
待测电阻Rx(阻值约100Ω)、电阻箱R0(0~999.9Ω)、滑动变阻器R、电流表A、电流传感器、直流电源E(内阻可忽略)、导线、开关若干。
(1)甲同学设计如图(a)所示的电路进行实验。
①根据电路图(a),在图(b)中完成实物图的连接;
②实验操作时,先将滑动变阻器的滑片P移到c端,再接通开关S;
保持S2断开,闭合S1,调节滑动变阻器R使电流表指针偏转至某一位置如图(c)所示,记下此时的电流I=A。
断开S1,使滑动变阻器R的阻值(选填“不变”或“改变”),调整电阻箱R0的阻值在100Ω左右,再闭合S2,调节R0阻值使得电流表示数仍为I时,R0的读数即为Rx的阻值。
(2)乙同学利用电路(d)进行实验,改变电阻箱R0的值,从电流传感器获得相应的电流I,在计算机上得到1/I-R0图象如图(e)所示,图线纵轴截距为b,斜率为k,则电阻Rx的阻值为。
(3)若电源内阻不可忽略,则甲、乙两同学的实验方案中哪种方案测电阻Rx更好?
为什么?
。
23.(16分)如图所示,两根相距为d的足够长的光滑平行金属导轨位于水平的xOy平面内,左端接有阻值为R的电阻,其他部分的电阻均不计。
在x>
0的一侧存在方向竖直向下的磁场,磁感应强度大小按B=kx变化(式中k>
0,且为常数)。
质量为m的金属杆垂直放在金属导轨上,两者接触良好。
在x<
0的某位置,金属杆以v0速度开始运动,方向沿x轴正方向。
求:
(1)在金属杆运动的整个过程中,电阻R上产生的总热量;
(2)若从金属杆进入磁场的时刻开始计时,始终有一个方向向左的变力F作用于金属杆上,使金属杆的加速度大小恒为a,方向一直沿x轴负方向。
a.闭合回路中感应电流持续的时间;
b.金属杆在磁场中运动时,外力F与时间t关系的表达式?
24.(20分)如图所示,在粗糙水平台阶上放置一质量m=0.5kg的小物块,它与水平台阶间的动摩擦因数μ=0.5,与台阶边缘O点的距离s=5m。
在台阶右侧固定一个1/4圆弧挡板,圆弧半径R=1m,圆弧的圆心也在O点。
今以O点为原点建立平面直角坐标系xOy。
现用F=5N的水平恒力拉动小物块,一段时间后撤去拉力,小物块最终水平抛出并击中挡板。
(
,取g=10m/s2)
(1)若小物块恰能击中挡板上的P点(OP与水平方向夹角为37°
),求其离开O点时的速度大小;
(2)为使小物块击中挡板,求拉力F作用的最短时间;
(3)改变拉力F的作用时间,使小物块击中挡板的不同位置,求击中挡板时小物块动能的最小值。
25.(22分)如图所示,空间区域Ⅰ、Ⅱ存在匀强电场和匀强磁场,MN、PQ为磁场区域的理想边界,Ⅰ区域高度为d,Ⅱ区域的高度足够大。
匀强电场方向竖直向上;
Ⅰ、Ⅱ区域磁场的磁感应强度均为B,方向分别垂直纸面向里和向外。
一个质量为m,电荷量为q的带电小球从磁场上方的O点由静止开始下落,进入电磁场区域后,恰能做匀速圆周运动。
已知重力加速度为g。
(1)试判断小球的电性并求出电场强度E的大小;
(2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点,在图中作出小球的运动轨迹;
求出释放时距MN的高度h;
并求出小球从开始释放到第一次回到O点所经历的时间t;
(3)试讨论h取不同值时,小球第一次穿出磁场Ⅰ区域的过程中电场力所做的功W。
参考答案
一、选择题
14.D15.C16.D17.C18.ABC19.AC20.BC
二、非选择题部分
21.(10分)
(1)否;
因两打点计时器同时开始、停止工作,故两小车运动的时间相等,可以用纸带上打点的总位移大小之比表示加速度大小之比;
212:
317(1:
1.48~1.50均正确);
(2)①0.24或0.30;
②BC
(每格2分,第
(2)题的第②小题漏选得1分)
22.(10分)
(1)①实物连线如右图所示;
②0.40;
不变;
(2)b/k;
(3)甲同学方案更好;
乙同学的做法中所得到的是被测电阻Rx和电源内阻的总阻值,测量值会大于真实值。
(每格2分,第(3)题答出谁的方案更好1分,理由1分)
23.(16分)
解析:
(1)金属杆向右运动切割磁感线产生感应电流,同时金属杆受安培力,做减速运动,直到停下。
在此过程中,金属杆的动能转化为电能再转化成电阻R的焦耳热。
根据能量转化与守恒,电阻R上产生的总热量:
(4分)
(2)a.金属杆在磁场中做切割磁感线的运动,产生感应电流,金属杆受安培力和变力F的作用做匀变速直线运动,加速度为a方向向左(沿-x方向)。
它先向右运动,速度由v0减到0;
然后向左运动,速度再由0增大到v0,金属杆回到x=0处,之后金属杆离开磁场。
金属杆向右或向左运动时,都切割磁感线,回路中都有感应电流。
感应电流持续的时间为
(说明:
答出
的得2分)
b.设金属杆的速度和它的坐标分别为v和x,由运动学公式有
金属杆切割磁感线产生感应电动势
(2分)
由于在x<
0区域不存在磁场,故只有在时间t<
T=
范围内,上述关系式才成立。
由欧姆定律可得回路中的电流为:
金属杆所受的安培力为:
(向左为正方向)(2分)
金属杆受安培力和变力F共同作用做匀变速运动,以向左方向为正方向,由牛顿第二定律有:
可得:
24.(20分)
(1)小物块从O到P,做平抛运动。
水平方向:
竖直方向:
解得:
(2)为使小物块击中档板,小物块必须能运动到O点。
由动能定理得:
解得:
由牛顿第二定律得:
由运动学公式得:
(3)设小物块击中挡板的任意点坐标为(x,y),由运动学规律可得:
;
由机械能守恒得:
又
(1分)
化简得:
由基本不等式得:
时,动能最小,其值为:
(3分)
说明:
如果用其他方法求出正确答案的,同样给分。
25.(22分)
(1)带电小球进入复合场后,恰能做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,重力与电场力平衡,重力竖直向下,电场力竖直向上,即小球带正电。
(2分)
由:
qE=mg
解得:
(2)带电小球在进入磁场区域前做自由落体运动,由机械能守恒有:
mgh=
mv2(1分)
带电小球在磁场中作匀速圆周运动,设半径为R,依牛顿第二定律有:
qvB=m
(1分)
由于带电小球在Ⅰ、Ⅱ两个区域运动过程中q、v、B、m的大小不变,故三段圆周运动的半径相同,以三个圆心为顶点的三角形为等边三角形,边长为2R,内角为60º
,轨迹如答图(a)所示。
由几何关系知R=
解得h=
(2分);
作出小球运动大致轨迹图(a)所示(2分)。
小球从开始释放到回到O点所经历的时间由两部分组成,一部分为无场区的运动,时间
(1分);
一部分为电磁场区域的运动,时间
总时间
=
(3)当带电小球在Ⅰ区域作圆周运动的圆弧与PQ相切时,运动轨迹如答图(b)所示,有:
半径R=d(1分)
解得对应高度:
h0=
讨论:
i.当h<
h0时,小球进入磁场Ⅰ区域的速度较小,半径较小,不能进入Ⅱ区域,由磁场上边界MN第一次穿出磁场Ⅰ区域,此过程电场力做功W=0(2分)
ⅱ.当h>
h0时,小球进入磁场Ⅰ区域后由下边界PQ第一次穿出磁场Ⅰ区域进入Ⅱ区域,此过程电场力做功W=-qEd(1分)即W=-mgd(1分)
说明:
第(3)问讨论对于当h=h0时的临界情况不做要求,即电场力做功W=0或者W=-mgd均可以。