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福建省莆田一中、泉州五中、漳州一中2015届高三上学期物理联考期末试卷及参考答案


2015 莆田一中、漳州一中、泉州五中三校高三年联考物理试卷
考试时间:100 分钟 满分:100 分 第Ⅰ卷(选择题共 33 分)

一、选择题(每小题 3 分,共 33 分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确。 )
1. 曹冲称象是妇孺皆知的故事,当众人面临大象这样的庞然大物,在缺少有效的称量工具而束手 无策的时候,他称量出大象

的体重,体现了他的智慧,被世人称道。下列物理学习或研究中用到的 方法与“曹冲称象”的方法相同的是:( A. “质点”的概念 C. “瞬时速度”的概念 2. )

B.合力与分力的关系 D.研究加速度与合力、质量的关系

某汽车在启用 ABS 刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时,其车速与时间的变化关系分别如 ) v ② t1
启 用 未 启 用 ABS

下图中的①、②图线所示.由图可知,启用 ABS 后 ( A.t1 时刻车速更小 B.0~t1 的时间内加速度更大 C.加速度总比不启用 ABS 时大 D.刹车后前行的距离比不启用 ABS 更短 3.



ABS

② t2

t t3

0

男子跳高的世界纪录是 2.45m,由古巴运动员索托马约尔于 1993 年 7 月 27 日在萨拉曼萨创造。 )

不计空气阻力,对索托马约尔跳高过程的描述,下列说法正确的是( A.跳过 2.45m 的高度时他的速度为零 B.起跳以后上升过程他处于完全失重状态 C.起跳时地面对它的支持力大于他对地面的压力 D 起跳时地面对它的支持力做正功

4.如图所示,一个“房子”形状的铁制音乐盒静止在水平面上,一个塑料壳里 面装有一个圆柱形强磁铁,吸附在“房子”的顶棚斜面,保持静止状态。已知 顶棚斜面与水平面的夹角为 ? ,塑料壳和磁铁的总质量为 m ,塑料壳和斜面间

? ,则以下说法正确的是( ) A.塑料壳对顶棚斜面的压力大小为 m g cos?
的动摩擦因数为 B.顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为 ?m g cos? C. 顶棚斜面对塑料壳的支持力和摩擦力的合力大小为 D.磁铁的磁性若瞬间消失,塑料壳不一定会往下滑动 5.如图所示,质量为 m 的小球,用 OB 和 O′B 两根轻绳吊着,两轻绳与水平 天花板的夹角分别为 30°和 60°,这时 OB 绳的拉力大小为 F1,若烧断 O′B 绳,当小球运动到最低点 C 时,OB 绳的拉力大小为 F2,则 F1:F2 等于(
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mg



A.

1:1

B. 1:2

C. 1:3

D. 1:4

6.如图所示,在半径为 R 的半圆形碗的光滑表面上,一质量为 m 的小球以转 数 n 转每秒在水平面内作匀速圆周运动,该平面离碗底的距离 h 为( )

A.R-

g 4? n
2 2

B.

g 4? n
2 2

C.

g ?R 4?n 2

D.

g 4? n
2 2

+

R 2

7.如图所示,水平地面附近,小球 B 以初速度 v 斜向上瞄准另一小球 A 射出,恰巧在 B 球射出的同时,A 球由静止开始下落,不计空气阻力.则 两球在空中运动的过程中( )

A. A 做匀变速直线运动,B 做变加速曲线运动 B. 相同时间内 B 速度变化一定比 A 的速度变化大 C. 两球的动能都随离地竖直高度均匀变化 D. A、B 两球一定会相碰 8.如图所示的电路中,电源电动势为 E,内阻为 R,L1 和 L2 为相同的 灯泡,每个灯泡(阻值恒定不变)的电阻和定值电阻相同,阻值均 为 R,电压表为理想电表,K 为单刀双掷开关,当开关由 1 位置打到 2 位置时,下列说法正确的是:( A.电压表读数将变大 C.L1 将变亮,L2 将变暗 )

B.L1 亮度不变,L2 将变亮 D.电源的发热功率将变小

9.静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置.如图所示为 该透镜工作原理示意图,虚线表示这个静电场在 xOy 平面内的一簇等势 线, 等势线形状相对于 x 轴、 y 轴对称, 且相邻两等势线的电势差相等. 图 中实线为某个电子通过电场区域时的轨迹示意图, 关于此电子从 a 点运动 到 b 点过程中,下列说法正确的是( A. a 点的电势高于 b 点的电势 C. 电子在 a 点的动能大于在 b 点的动能 ) B. 电子在 a 点的加速度大于在 b 点的加速度 D. 电子在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能

10.冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆,公转周期为 T0,其近日点到太阳的距离为 a,远日点到太阳 的距离为 b,半短轴的长度为 c,A、B、C、D 分别为长短轴的端点,如图所示.若太阳的质量为 M, 万有引力常量为 G,忽略其他行星对它的影响则 ( A.冥王星从 A―→B―→C 的过程中,速率逐渐变大 )

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B.冥王星从 A―→B 所用的时间等于

T0
4

C.冥王星从 B―→C―→D 的过程中,万有引力对它做正功后做负功 D.冥王星在 B 点的加速度为

4GM 4c +(b-a)2
2

11.如图所示,在水平地面上固定一倾角为θ 的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为 E、方向沿 斜面向下的匀强电场中,一劲度系数为 K 的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自 然状态,一带正电的滑块从距离弹簧上端为 S0 处静止释放,滑块在运动过程中电荷量保持不变。弹 簧始终处在弹性限度内,则下列说法正确的是( A.当滑块的速度最大时,弹簧的弹性势能最大 B.当滑块的速度最大时,滑块与弹簧系统的机械能最大 C.当滑块刚碰到弹簧时速度最大 D.滑块从接触弹簧开始向下运动到最低点的过程中,滑块的加速度先减小后增大 )

第Ⅱ卷(非选择题

共 67 分)

考生注意事项: 请用 0.5 毫米黑色签字笔在答题卡上作答,在试题卷上答题无效,

二、实验题(本题共 2 小题,共计 17 分.把答案填在答题卷相应的横线上或按题目要求作答)
12. (8 分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律。实验装置示意图如图 1 所示:实验步骤: A.将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于 1m,将导轨调至水平。 B.用游标卡尺测量挡光条的 宽度 L,结果如图 2 所示, 由此读出 L=_______mm。 C.由导轨标尺读出两光电门 中 心 之 间 的 距 离 s=_______cm。 D.将滑块移至光电门 1 左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光 电门 2。 E.从数字计时器(图 1 中未画出)上分别读出挡光条通过光电门 1 和光电门 2 所用的时间 Δ t1 和
0 图2 10 20 0 1 2

cm
主尺 游标

Δ t2。
F.用天平称出滑块和挡光条的总质量 M,再称出托盘和砝码的总质量 m 。 用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式: (1) 在滑块从光电门 1 运动到光电门 2 的过程中, 系统势能的减少 Δ Ep=______ (重力加速度为 g) 。 (2)如果 Δ Ep=___________,则可认为验证了机械能守恒定律。
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13.(9 分)实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表 G1 内阻 r1 的电 路如图所示.供选择的仪器如下: ①待测电流表 G1(0~5mA,内阻约 300Ω );②电流表 G2(0~10mA,内阻约 100Ω ); ③定值电阻 R1(300Ω );④定值电阻 R2(10Ω );⑤滑动变阻器 R3(0~1000Ω ); ⑥滑动变阻器 R4(0~20Ω );⑦干电池(1.5V);⑧电键 S 及导线若干. (1)定值电阻应选______,滑动变阻器应选______.(填仪器前的序号) (2)用连线连接实物图. (3)补全实验步骤: ①按电路图连接电路,将滑动触头移至最_____端; ②闭合电键 S,移动滑动触头至某一位置,记录 G1、G2 的读数 I1、I2; ③多次移动滑动触头,记录相应的 G1、G2 读数 I1、I2; ④以 I2 为纵坐标,I1 为横坐标,作出相应图线,如图所示. (4) 根据 I2 - I1 图线的斜率 k 及定值电阻 R, 写出待测电流表内阻的表达式 ___________.

三、计算题:(本题共 4 小题,共计 50 分。解答应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。 )

m ? 1kg 的小物 14.( 11 分) 如图所示,一固定足够长的粗糙斜面与水平面夹角 ? ? 30? 。一个质量
体(可视为质点),在 F=10 N 的沿斜面向上的拉力作用下,由静止开始沿斜面向上运动。已 知斜面与物体间的动摩擦因数 ? ?

3 ,取 g ? 10m / s 2 。则: 6
F
30?

(1)求物体在拉力 F 作用下运动的加速度 a1 ; (2)若力 F 作用 1.2 s 后撤去,求物体在上滑过程中距出发点的最 大距离 s; (3) 求物体从静止出发到再次回到出发点的过程中物体克服摩擦所 做的功。

15.(11 分)如图光滑水平导轨 AB 的左端有一压缩的弹簧, 弹簧左端固定, 右端前放一个质量为 m=1kg 的物块(可视为质点) ,物块与弹簧不粘连,B 点与水平传送带的左端刚好平齐接触,传送带的长度 BC 的长为 L=6m,沿逆时针方向以恒定速度 v=2m/s 匀速转动。CD 为光滑的水平轨道,C 点与传送带 的右端刚好平齐接触,DE 是竖直放置的半径为 R=0.4m 的光滑半圆轨道,DE 与 CD 相切于 D 点。已知 物块与传送带间的动摩擦因数μ =0.2,取 g=10m/s 。 (1)若释放弹簧,物块离开弹簧,滑上传送带刚好能到达 C 点,求弹簧储存的弹性势能 Ep; (2)若释放弹簧,物块离开弹簧,滑上传送带能够通过 C 点,并经过圆弧轨道 DE,从其最高点 E 飞出,最终落在 CD 上距 D 点的距离为 x=1.2m 处(CD 长大于 1.2m) ,求物块通过 E 点时受到的压力
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2

大小; (3)满足(2)条件时,求物块通过传送带的过程中产生的热能。 E

B A V

C D

16.(12 分)如图所示,在绝缘水平面 O 点固定一正电荷,电量为 Q,在离 O 点高度为 r0 的 A 处由 静止释放某带同种电荷、电量为 q 的液珠,开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度 g。已知静 电常量为 k,两电荷均可看成点电荷,不计空气阻力。则: (1)液珠开始运动瞬间所受库仑力的大小和方向; (2)液珠运动速度最大时离 O 点的距离 h; A r0 O

3 (3)已知该液珠运动的最大高度 B 点离 O 点的距离为 2r0,则当电量为 q 的液 2
珠仍从 A 处静止释放时,问能否运动到原来的最大高度 B 点?若能,则此时经过 B 点的速度为多大?

17.(15 分)如图所示,为一磁约束装置的原理图,圆心为 原点 O、半径为 R0 的圆形区域Ⅰ内有方向垂直 xoy 平面向 里的匀强磁场。一束质量为 m、电量为 q、动能为 E0 的带正 电粒子从坐标为(0、R0)的 A 点沿 y 轴负方向射入磁场区域 Ⅰ,粒子全部经过 x 轴上的 P 点,方向沿 x 轴正方向。当在 环形区域Ⅱ加上方向垂直于 xoy 平面的匀强磁场时, 上述粒 子仍从 A 点沿 y 轴负方向射入区域Ⅰ, 粒子经过区域Ⅱ后从 Q 点第 2 次射入区域Ⅰ, 已知 OQ 与 x 轴正方向成 60 。 不计 重力和粒子间的相互作用。求: (1)区域Ⅰ中磁感应强度 B1 的大小;
0

y
A R


R0 O P
600

B2

x

B1 Q



(2)若要使所有的粒子均约束在区域内,则环形区域Ⅱ中 B2 的大小、方向及环形半径 R 至少为大; (3)粒子从 A 点沿 y 轴负方向射入后至再次以相同的速度经过 A 点的运动周期。

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莆田一中 2014-2015 学年度上学期期末考试试卷
物理试题答案 第Ⅰ卷(选择题共 33 分) 一、选择题(每小题 3 分,共 33 分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确。 ) 题号 答案 题号 题号 1 B 7 C 2 D 8 B 3 B 9 D 第Ⅱ卷(非选择题 二、实验题(17 分) 12. (8 分) 9.30, 60.00, mgs, 4 D 10 D 共 67 分) 5 D 11 D 6 A

1 l2 l2 ( M ? m)( 2 ? 2 ) 2 ?t 2 ?t1

(每空 2 分)

13.(9 分) (1) ③(R1 ) (2 分) , ⑥(R4 )(2 分) (4) (k-1)R (2 分) (2)连线如图(2 分) (3) ① 左 (1 分)

三、计算题:(本题共 4 小题,共计 50 分。解答应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。 ) 14.(11 分)解:(1)对物体受力分析,依据牛顿第二定律: 物体受到斜面对它的支持力 FN ? mg cos ? ? 5 3 N (1 分) 物体受到斜面对它的摩擦力 F f ? ?FN ? 2.5 N (1 分) 物体的加速度 a1 ?
F ? mg sin ? ? F f m ? 2.5m / s 2 (2 分)

(2)力作用 t 0 ? 1.2s 后,速度大小为 v ? a1t 0 ? 3m / s (1 分) 物体向上滑动的距离 s1 ?

1 2 a1t 0 ? 1.8m (1 分) 2
mg sin ? ? umg cos ? ? 7.5m / s 2 (1 分) m

此后它将向上匀减速运动,其加速度大小 a 2 ?

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这一过程物体向上滑动的距离 s 2 ?

v2 ? 0.6m (1 分) 2a 2

整个上滑过程移动的最大距离 s ? s1 ? s 2 ? 2.4m (1 分) (3)整个运动过程所通过的路程为 s ' ? 2s ? 4.8m (1 分) 克服摩擦所做的功 W f ? F f s ' ? 12 J (1 分)

15.(11 分)解: (1)-mgμL=0(2) 2 R ?

1 2 mv 2

EP ?

1 mv 2 2

E P ? 12J
得: vE ? 3m / s

(3 分) (2 分)

1 2 gt 2
2 vE R

x ? vE t

FN ? m g ? m
(3)

FN ? 12.5N
vD ? 5m / s vB ? 7m / s

(1 分)

1 2 1 2 mv D ? mv E ? 2mgR 2 2 1 2 1 2 ? mg ?L ? mv D ? mv B 2 2

(1 分) (1 分)

L?

vD ? vB t 2

t ? 1s

(1 分)

?x相 ? L ? vt ? 8m
16.(12 分)解:(1) F库0 ?

Q ? mg??x相 ? 16J

(2 分)

kQq ; (2 分)方向竖直向上(1 分) r02
(1 分)

(2)开始运动瞬间: F库0 ? 2mg (1 分) ; 速度最大时: F库 ' ? mg 即 F库 ' =

1 kQq F库0 ? 2 2 h

(1 分) 所以 h ?

2r0 (1 分)
(1 分) (1 分) (1 分) (1 分)

(3)能回到 B 点。 (1 分) 液珠 q 从 A 处到 B 处由动能定律的得: w电场力 - mgr 0 ? 0?0 液珠

3 1 2 q 从 A 处到 B 处由动能定律的得: w电场力 '-mgr0 ? mv B ? 0 2 2
其中 w电场力 ? U AB q , w电场力 ' ? U AB ? ( q ) ∴ vB ?

3 2

gr0

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17.(15 分) 解 :(1)设在区域Ⅰ内轨迹圆半径为 r1 = R0; (1 分)
A

y

r1 ? m v (1 分) E0 ? 1 mv 2 (1 分) 2 qB1


R


R0 O P
600

B1 ?

2mE 0 qR0

(1 分)

B2

x

B1 Q



(2)设粒子在区域Ⅱ中的轨迹圆半径为 r2 , 部分轨迹如图, 有几何关系知:

r2 ?

3 r1 3

(1 分) ,

r2 ?

mv , (1 分) qB2

? B2 ? 3B1 ?

6m E0 , (1 分) qR0

方向与 B1 相反,即垂直 xoy 平面向外(1 分) 由几何关系得 R ? 2r2 ? r2 ? 3r2 , (1 分) 即 R ? 3R0 (1 分) (3)轨迹从 A 点到 Q 点对应圆心角 ? ? 90? ? 60? ? 150 ? ,要仍从 A 点沿 y 轴负方向射入,需满足;

150n ? 360m, m、n属于自然数,即取最小整数 m=5,n=12
1 2 2?m 2?m T ? 12 ? ( T1 ? T2 ) ,其中 T1 ? (2 分) , T2 ? 4 3 qB1 qB2
代入数据得 T ? (

(2 分)

?R mE0 8 6 (1 分) ? 3 2) ? 0 3 E0
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