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哈师大青冈实验中学2005-2006学年度12月份考试
高三物理试题
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要 求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 将甲乙两物体从同一高度由静止释放,已知甲物体的重力是乙的3倍,空气阻力忽略不计,则( )
A. 甲一定先落地
B. 乙一定先落地
C. 甲、乙同时落地
D. 乙可能先落地
【答案】C
【解析】
【详解】忽略空气阻力时,不同物体自由下落的加速度均为重力加速度,与质量无关,故两物体同时落地。
故选C。
2. 2025年11月3日11时47分,我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭,成功将遥感四十六号卫星发射升空。在卫星加速升空的过程中,下列相关物理量属于矢量的是( )
A. 时间 B. 路程 C. 速率 D. 加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.时间只有大小,无方向,是标量,故A错误;
B.路程是运动轨迹的长度,无方向,是标量,故B错误;
C.速率是速度的大小,无方向,是标量,故C错误;
D.加速度既有大小又有方向,遵循矢量运算法则,是矢量,故D正确。
故选D。
3. 如图,质量为m的A球与质量为2m的B球在光滑的水平面上,现让A球以速度v向右运动与静止的B球发生正碰,取向右为正方向。则碰后A球的速度不可能为( )
A. B. C. 0 D.
【答案】B
【解析】
【详解】D.若两球碰后共速,根据动量守恒有
解得
故D可能,不符合题意;
A.若两球的碰撞是弹性碰撞,根据动量守恒和能量守恒有
,
解得
故A可能,不符合题意;
B.根据动量守恒有
令,代入得
则碰后的总动能
比碰前的动能大,故B不可能,符合题意;
C.根据动量守恒有
令,代入得
则碰后的总动能
比碰前的动能小,故C可能,不符合题意。
本题选不可能的,故选B。
4. 如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,当棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为。如果仅改变下列某一个条件,能使棒再次平衡时角不变的是( )
A. 棒中的电流变大 B. 两悬线等长变短
C. 金属棒质量变大 D. 磁感应强度变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.以金属棒为研究对象,根据受力平衡可得
可得
棒中的电流变大,则角变大,A错误;
B.两悬线等长变短,则角保持不变,B正确;
C.金属棒质量变大,则角变小,C错误;
D.磁感应强度变大,则变大,D错误。
故选B。
5. 如图所示,图中虚线是某一电场区域的等势面分布,各等势面上的电势值已在图中标出。实线为某一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,从P点运动到Q点。关于该段运动过程,下列描述正确的是( )
A. 该粒子可能带正电
B. 粒子做加速度增加的加速运动
C. 该带电粒子的电势能不断增加
D. 该电场可能是真空中一孤立点电荷产生的电场
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场线与等势面垂直且指向电势降低的方向,又因粒子所受电场力指向轨迹凹侧且与电场方向共线,故该粒子所受电场力与场强方向相反,故粒子带负电,故A错误;
BC.粒子所受电场力与速度方向成钝角,故电场力做负功,电势能不断增加,粒子做减速运动,且从P点运动到Q点等势面越来越密集,场强越来越大,加速度越来越大,故粒子做加速度增加的减速运动,故B错误,C正确;
D.孤立点电荷的等势面是以点电荷为圆心的同心圆,故该电场不可能是真空中一孤立点电荷产生的电场,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场,D是AB边的中点,一质量为m、电荷量为的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场,不考虑带电粒子受到的重力,则下列说法正确的是( )
A. 粒子可能从B点射出
B. 若粒子垂直于BC边射出,则粒子做匀速圆周运动的半径为
C. 若粒子从C点射出,则粒子在磁场中运动的时间为
D. 若粒子从AB边射出,则粒子的速度越大,其在磁场中运动的时间越短
【答案】C
【解析】
【详解】B.粒子垂直于BC边射出,其运动轨迹如图甲所示
则粒子做匀速圆周运动的半径等于D点到BC边的距离,可得,故B错误;
C.粒子从C点射出,其运动轨迹如图乙所示
根据几何关系可得
解得
粒子运动轨迹对应的圆心角的正弦值为
可得θ=60°
粒子在磁场中运动的时间为,故C正确;
D.由洛伦兹力提供向心力得
解得
若粒子从AB边射出,则粒子的速度越大,轨迹半径越大,如下图所示
粒子从AB边射出时的圆心角相同,其在磁场中运动的时间相同,故D错误;
A.根据D选项的分析,可知由于BC边的限制,粒子不能到达B点,故A错误。
故选C。
7. 如图所示,质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上,现给物块一个初速度使它在木板上向右滑行,木板与地面间动摩擦因数为μ1,物块与木板间动摩擦因数为μ2,已知木板始终处于静止状态,那么下列说法正确的是( )
A. 物块受到的摩擦力大小为μ1mg
B. 物块对木板的摩擦力方向水平向左
C. 地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力
D. 地面对木板的摩擦力大小一定是
【答案】C
【解析】
【详解】A.物块对木板的压力大小等于物块的重力mg,物块受到的滑动摩擦力大小为μ2mg,故A错误;
B.木板相对于物块的运动方向向左,则物块对木板的滑动摩擦力方向水平向右,故B错误;
C.物块对木板的滑动摩擦力方向水平向右,木板静止,由平衡条件得,地面给木板向左的静摩擦力,故C正确;
D.因为木板始终处于静止状态,所以木板受到的是静摩擦力,不一定等于,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面,斜面上有一带电金属块沿斜面下滑。已知在金属块下滑的过程中动能增加了12J,金属块克服摩擦力做功8J,重力做功24J,则以下判断正确的是( )
A. 金属块带正电荷
B. 金属块的机械能减少12J
C. 金属块克服电场力做功8J
D. 金属块的电势能减少4J
【答案】AB
【解析】
【详解】ACD.由动能定理得
解得
金属块克服电场力做功4J,电势能增加4J,又电场线方向向右,则金属块带正电。故A正确,CD错误;
B.金属块的机械能的变化量
则金属块的机械能减少12J。故B正确。
故选AB。
9. 如图所示,AB 为固定的光滑圆弧轨道,O为圆心,AO水平,BO竖直,轨道半径为R,当地重力加速度为g,将质量为m的小球(可视为质点)从A点由静止释放,经时间t到达B,在小球从A点运动到B点的过程中( )
A. 小球所受合力的冲量水平向右
B. 小球所受支持力的冲量大小是
C. 小球受到的重力做的功为0,重力的冲量不为0
D. 小球受到的支持力的冲量为0,支持力做的功也是0
【答案】AB
【解析】
【详解】A.动量的变化量方向水平向右,根据动量定理可知合力的冲量水平向右,故A正确;
B.根据机械能守恒有
可得动量的变化
重力的冲量,方向竖直向下,根据动量定理
作出矢量方向三角形,可得支持力的冲量大小,故B正确;
CD.在整个运动过程中只有重力做功,根据可知重力的冲量不为0;支持力方向与速度垂直,可知支持力不做功,但是支持力的冲量不为0,故CD错误。
故选AB。
10. 图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是( )
A. 甲图中要使粒子获得的最大动能增大,可以增大D形盒的半径
B. 乙图中击中光屏同一位置的粒子比荷一定不同
C. 丙图是霍尔元件通过如图所示电流和加上如图磁场时N侧带的一定是负电荷
D. 丁图长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场,若流量Q恒定,则前后两个金属侧面的电压与a、b无关而与c有关
【答案】AD
【解析】
【详解】A.在回旋加速度器中,由洛伦兹力充当向心力有
可得
即
可知,在回旋加速度所处磁场一定的情况下,粒子射出回旋加速度的最终速度跟D形盒的半径有关,动能就越大,因此甲图中要使粒子获得的最大动能增大,可以增大D形盒的半径,故A正确;
B.粒子经过质谱仪速度选择器时,只有满足
粒子才能被选择,可得
显然,经过质谱仪的速度选择器区域的粒子速度v都相同,经过偏转磁场时击中光屏同一位置的粒子在偏转磁场中做圆周运动的轨迹半径R相等,根据牛顿第二定律有
可得
由此可知,打在同一位置的粒子的比荷都相同,故B错误;
C.在霍尔元件中,因载流子带负电,而电流的方向为正电荷定向移动的方向,可知带负电的载流子移动方向与电流方向相反,根据左手定则可知,带负电的载流子在洛伦兹力的作用下向着霍尔元件的N侧偏转,使N侧带上负电;如果载流子带正电,N侧带上正电,故C错误;
D.经过电磁流量计的带电粒子会在洛伦兹的作用下向着前后两个侧面偏转,前后两个侧面产生电势差,从而形成电场,当前后两个侧面带上足够多的电荷后将形成稳定的电场,此时满足
其中v表示液体的流速,即此时两侧电压达到最大值,则有
联立可得
而流量
解得
则前后两个金属侧面的电压与a、b无关,但与c有关,故D正确。
故选AD。
二、实验题(11题6分,12题10分)
11. 如图1所示为小朋友玩的不倒翁玩具,某兴趣小组想测量该不倒翁重心的位置, 设计如图 2 所示实验,轻质细绳上端连接一力传感器,可测摆绳上的张力,力传感器连接电脑可描绘出的关系如图 3 所示,忽略空气阻力。
(1)该单摆的周期与的大小关系为___________;
A. B. C.
(2)该兴趣小组的同学测量了摆线长度,改变摆线长并测出对应的周期,绘制(纵轴)关于(横轴)变化的图线,图线的纵截距大小为,斜率为,则重力加速度___________,不倒翁重心到它顶端的距离___________。
【答案】(1)C (2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
最高点绳子拉力最小,最低点绳子拉力最大,所以,即
故选C。
【小问2详解】
[1][2]设不倒翁重心到不倒翁顶部的距离为,由单摆周期
可得
图像的纵截距的大小为,可得不倒翁重心到它顶部的距离
斜率为
可得重力加速度
12. 为测量电源的电动势和内阻,某小组同学设计了图甲所示的实验电路,电路中的各个器材元件及其参数为:电池组(电动势约5V)、电流表(量程2A)、电阻箱R1(0~99.9Ω)、滑动变阻器R2(0~10Ω)、开关三个及导线若干。
(1)实验步骤如下:
a、在闭合开关前,调节电阻R1或R2至最大值,之后闭合开关S,再闭合S1或S2(根据b步骤判断);
b、调节电阻_________(选填“R1”或“R2”),得到一系列电阻值R和电流I的数据;
c、断开开关,整理实验仪器。
图乙中的实线是由实验数据绘出的图像,电源电动势E =_________V,内阻r =_________Ω(计算结果保留2位有效数字);
(2)考虑到电流表实际并非理想电表,则真实的图像更接近图乙中的_________虚线(选填“①”“②”或“③”)。
【答案】(1) ①. R1 ②. 5.0 ③. 3.0
(2)③
【解析】
【小问1详解】
[1]滑动变阻器与电阻箱均能改变接入电路的阻值大小,但是只有电阻箱能够读数,所以选择。
[2][3]根据电路图接法写出闭合电路欧姆定律,为
整理可得
与图像对比后可知,斜率
截距
可解得
【小问2详解】
若考虑电流表的内阻,则表达式变为
可知图像的斜率与不考虑电流表内阻相比是不变的,而截距的大小比真实值更大,所以真实的情况更接近③。
三、解答题(13题10分、14题12分、15题16分,15题要做出粒子运动必要轨迹。)
13. 如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.8m的光滑四分之一圆形轨道,BC段为高为h=5m的竖直轨道,CD段为水平轨道。一质量为0.1kg的小球由A点从静止开始下滑到B后离开B点做平抛运动,重力加速度g取10。求:
(1)小球到达B点时对圆形轨道压力大小;
(2)小球离开B点后,在CD轨道上的落地点到C的水平距离s。
【答案】(1)3N (2)4m
【解析】
【小问1详解】
小球由点从静止开始下滑到点的过程,由动能定理得
解得
在点由牛顿第二定律可得
解得,则由牛顿第三定律可得到点对圆形轨道的压力为。
【小问2详解】
小球离开点后做平抛运动,竖直方向有
解得
水平方向有
14. 如图甲所示,一列简谐横波沿直线向右传播,传播方向上、两质点的距离,、两质点的振动情况如图乙所示。求:
(1)该波可能的波速;
(2)该波的最大波长。
【答案】(1);(2)4m
【解析】
【详解】(1)该波的周期
该波从质点传播至质点的时间
又
解得
(2)该波可能的波长
解得
当时,波长最大,故
15. 如图所示,一个质量为、带负电荷粒子的电荷量为、不计重力的带电粒子从轴上的点以速度沿与轴成的方向射入第一象限内的匀强磁场中,恰好垂直于轴射出第一象限。已知。
(1)求匀强磁场的磁感应强度的大小;
(2)让大量这种带电粒子同时从轴上的点以速度沿与轴成0到的方向垂直磁场射入第一象限内,求轴上有带电粒子穿过的区域范围;
(3)为了使该粒子能以速度垂直于轴射出,实际上只需在第一象限适当的地方加一个垂直于平面、磁感强度为的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个矩形区域内,试求这矩形磁场区域的最小面积。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)粒子运动轨迹半径设为,如图所示
根据几何关系可得
解得
由洛伦兹力提供向心力可得
解得
(2)粒子从轴上之间射出,设点纵坐标为为轨迹圆的直径,如图所示,由几何关系得
解得
可知轴上有带电粒子穿过的区域范围为
(3)为了使该粒子能以速度垂直于轴射出,实际上只需在第一象限适当的地方加一个垂直于平面、磁感强度为的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个矩形区域内,粒子在此磁场中运动时,根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
如图所示,由几何关系可得矩形磁场区域的最小面积为
解得
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哈师大青冈实验中学2005-2006学年度12月份考试
高三物理试题
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要 求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 将甲乙两物体从同一高度由静止释放,已知甲物体的重力是乙的3倍,空气阻力忽略不计,则( )
A. 甲一定先落地
B. 乙一定先落地
C. 甲、乙同时落地
D. 乙可能先落地
2. 2025年11月3日11时47分,我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭,成功将遥感四十六号卫星发射升空。在卫星加速升空的过程中,下列相关物理量属于矢量的是( )
A. 时间 B. 路程 C. 速率 D. 加速度
3. 如图,质量为m的A球与质量为2m的B球在光滑的水平面上,现让A球以速度v向右运动与静止的B球发生正碰,取向右为正方向。则碰后A球的速度不可能为( )
A. B. C. 0 D.
4. 如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,当棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为。如果仅改变下列某一个条件,能使棒再次平衡时角不变的是( )
A. 棒中的电流变大 B. 两悬线等长变短
C. 金属棒质量变大 D. 磁感应强度变大
5. 如图所示,图中虚线是某一电场区域的等势面分布,各等势面上的电势值已在图中标出。实线为某一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,从P点运动到Q点。关于该段运动过程,下列描述正确的是( )
A. 该粒子可能带正电
B. 粒子做加速度增加的加速运动
C. 该带电粒子的电势能不断增加
D. 该电场可能是真空中一孤立点电荷产生的电场
6. 如图所示,边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场,D是AB边的中点,一质量为m、电荷量为的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场,不考虑带电粒子受到的重力,则下列说法正确的是( )
A. 粒子可能从B点射出
B. 若粒子垂直于BC边射出,则粒子做匀速圆周运动的半径为
C. 若粒子从C点射出,则粒子在磁场中运动的时间为
D. 若粒子从AB边射出,则粒子的速度越大,其在磁场中运动的时间越短
7. 如图所示,质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上,现给物块一个初速度使它在木板上向右滑行,木板与地面间动摩擦因数为μ1,物块与木板间动摩擦因数为μ2,已知木板始终处于静止状态,那么下列说法正确的是( )
A. 物块受到的摩擦力大小为μ1mg
B. 物块对木板的摩擦力方向水平向左
C. 地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力
D. 地面对木板的摩擦力大小一定是
8. 如图所示,在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面,斜面上有一带电金属块沿斜面下滑。已知在金属块下滑的过程中动能增加了12J,金属块克服摩擦力做功8J,重力做功24J,则以下判断正确的是( )
A. 金属块带正电荷
B. 金属块的机械能减少12J
C. 金属块克服电场力做功8J
D. 金属块的电势能减少4J
9. 如图所示,AB 为固定的光滑圆弧轨道,O为圆心,AO水平,BO竖直,轨道半径为R,当地重力加速度为g,将质量为m的小球(可视为质点)从A点由静止释放,经时间t到达B,在小球从A点运动到B点的过程中( )
A. 小球所受合力的冲量水平向右
B. 小球所受支持力的冲量大小是
C. 小球受到的重力做的功为0,重力的冲量不为0
D. 小球受到的支持力的冲量为0,支持力做的功也是0
10. 图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是( )
A. 甲图中要使粒子获得的最大动能增大,可以增大D形盒的半径
B. 乙图中击中光屏同一位置的粒子比荷一定不同
C. 丙图是霍尔元件通过如图所示电流和加上如图磁场时N侧带的一定是负电荷
D. 丁图长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场,若流量Q恒定,则前后两个金属侧面的电压与a、b无关而与c有关
二、实验题(11题6分,12题10分)
11. 如图1所示为小朋友玩的不倒翁玩具,某兴趣小组想测量该不倒翁重心的位置, 设计如图 2 所示实验,轻质细绳上端连接一力传感器,可测摆绳上的张力,力传感器连接电脑可描绘出的关系如图 3 所示,忽略空气阻力。
(1)该单摆的周期与的大小关系为___________;
A. B. C.
(2)该兴趣小组的同学测量了摆线长度,改变摆线长并测出对应的周期,绘制(纵轴)关于(横轴)变化的图线,图线的纵截距大小为,斜率为,则重力加速度___________,不倒翁重心到它顶端的距离___________。
12. 为测量电源的电动势和内阻,某小组同学设计了图甲所示的实验电路,电路中的各个器材元件及其参数为:电池组(电动势约5V)、电流表(量程2A)、电阻箱R1(0~99.9Ω)、滑动变阻器R2(0~10Ω)、开关三个及导线若干。
(1)实验步骤如下:
a、在闭合开关前,调节电阻R1或R2至最大值,之后闭合开关S,再闭合S1或S2(根据b步骤判断);
b、调节电阻_________(选填“R1”或“R2”),得到一系列电阻值R和电流I的数据;
c、断开开关,整理实验仪器。
图乙中的实线是由实验数据绘出的图像,电源电动势E =_________V,内阻r =_________Ω(计算结果保留2位有效数字);
(2)考虑到电流表实际并非理想电表,则真实的图像更接近图乙中的_________虚线(选填“①”“②”或“③”)。
三、解答题(13题10分、14题12分、15题16分,15题要做出粒子运动必要轨迹。)
13. 如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.8m的光滑四分之一圆形轨道,BC段为高为h=5m的竖直轨道,CD段为水平轨道。一质量为0.1kg的小球由A点从静止开始下滑到B后离开B点做平抛运动,重力加速度g取10。求:
(1)小球到达B点时对圆形轨道压力大小;
(2)小球离开B点后,在CD轨道上的落地点到C的水平距离s。
14. 如图甲所示,一列简谐横波沿直线向右传播,传播方向上、两质点的距离,、两质点的振动情况如图乙所示。求:
(1)该波可能的波速;
(2)该波的最大波长。
15. 如图所示,一个质量为、带负电荷粒子的电荷量为、不计重力的带电粒子从轴上的点以速度沿与轴成的方向射入第一象限内的匀强磁场中,恰好垂直于轴射出第一象限。已知。
(1)求匀强磁场的磁感应强度的大小;
(2)让大量这种带电粒子同时从轴上的点以速度沿与轴成0到的方向垂直磁场射入第一象限内,求轴上有带电粒子穿过的区域范围;
(3)为了使该粒子能以速度垂直于轴射出,实际上只需在第一象限适当的地方加一个垂直于平面、磁感强度为的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个矩形区域内,试求这矩形磁场区域的最小面积。
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