湖南省长沙市雅礼中学2014届高三第八次月考物理试题

湖南省长沙市重点中学2014届高三第八次月考

理科综合  物理试题 2014.4.

二、选择题(本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14～18小题只有一项符合题目要求，第19～21小题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分)

14. 火车在平直轨道上以平均速度v从A地到达B地历时t，现火车以速度v’由A匀速出发，中途刹车停止后又立即起动加速到v’然后匀速到达B，刹车和加速过程都是匀变速运动，刹车和加速的时间共为t’，若火车仍要用同样时间到达B地，则速度v’的大小应为（                            ）

A．v t／（t－t’）          B．v t／（t＋t’） 

C．2v t／（2 t－t’）      D．2v t／（2 t＋t’）

【答案】C

15.如图所示为一有界匀强电场，场强方向为水平方向(虚线为电场线)，一带负电粒子以某一角度θ从电场a点斜向上方射入，沿直线运动到b点，则可知(　　)

A．电场中a点的电势低于b点的电势

B．粒子在a点的动能与电势能之和与在b点时的动能与电势能之和相等

C．粒子在a点时的动能小于在b点时的动能，在a点时的电势能大于在b点时的电势能

D．粒子在a点时的动能大于在b点时的动能，在a点时的电势能小于在b点时的电势能

【答案】D

16．如图，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道。甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处，下列说法正确的有(　　)

A．甲的切向加速度始终比乙的大

B．甲、乙在同一高度的速度相同

C．甲、乙在同一时刻总能到达同一高度

D．甲比乙先到达B处

【答案】D

17．如图所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0＝r，滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是(　　)

A．电源的输出功率先变小后变大

B．电源的输出功率先变大后变小

C．滑动变阻器消耗的功率变小

D．定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小

【答案】C

18．在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开C时，物块A运动的距离为d，速度为v.则此时(　　)

A．物块B满足m2g sin θ＝kd

B．物块A加速度为

C．物块A重力的功率为m2g sin θv

D．弹簧弹性势能的增加量为Fd－m1gd sin θ－m1v2

【答案】D

19．为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心、半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1.随后登陆舱脱离飞船，变轨到离该星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则下列说法正确的是(     )

A．该星球的质量为M＝

B．登陆舱在半径为r1与半径为r2的轨道上运动时的速度大小之比为＝

C．该星球表面的重力加速度为g＝

D．登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的周期为T2＝T1

【答案】BD

20.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是10∶1，原线圈输入交变电压u=100sin50πt（V），在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻R，电容器并联在电阻R两端，电阻阻值R=10Ω，关于电路分析，下列说法中正确的是：（    ）

A.电流表示数是1A                

B.电流表示数是A

C.电阻R消耗的电功率为10W      

D.电容器的耐压值至少是V

【答案】CD

21.如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b，相距为d，ab间的电场强度为E，今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变成水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域，bc宽度也为d，所加电场大小为E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小等于，重力加速度为g，则下列关于粒子运动的有关说法中正确的是：（     ）

A.粒子在ab区域中做匀变速运动，运动时间为

B.粒子在bc区域中做匀速圆周运动，圆周半径r=2d

C.粒子在bc区域中做匀速圆周运动，运动时间为

D.粒子在ab、bc区域中运动的总时间为

【答案】ABD

第Ⅱ卷　(非选择题，共174分)

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第40题为选考题，考生根据要求作答。

(一)必考题(11题，共129分)

22．(6分)在一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数。已知铁块A的质量mA=1 kg，金属板B的质量mB=0.5 kg。用水平力F向左拉金属板B，使其一直向左运动，稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示，则A、B间的摩擦力Ff=______N，A、B间的动摩擦因数μ=        。（g取10 m/s2）。该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1 s，可求得拉金属板的水平力F=         N

【答案】2.50 （2分）  0.25 （2分） 3.50 （2分）

23．（9分）如图甲所示，为测量电源电动势和内电阻的实验电路图，某同学按电路连好实验器材并进行测量，记录数据如下表：

⑴请在图乙中画出U–I图像（写在答卷页上相应的区域），并根据图线求出电动势E=   V(保留两位有效数字)，内电阻r=      Ω(保留一位有效数字)。

⑵若实验室没有合适的电压表，某同学用老师提供的多用电表测量电压，实验时多用电表黑表笔应连接图甲中的        (填a或b)，某次测量时多用表档位开关置于直流电压2.5Ｖ档，示数如图丙所示，此时电源路端电压为         Ｖ。

【答案】⑴U－I图如图（2分）；      1.5（2分）；       0.9（2分）

            ⑵ b；1.25         （3分）

24．(13分) 质量为m＝1.0 kg的小滑块(可视为质点)放在质量为M＝3.0 kg的长木板的右端，木板上表面光滑，木板与地面之间的动摩擦因数为μ＝0.2，木板长L＝1.0 m．开始时两者都处于静止状态，现对木板施加水平向右的恒力F＝12 N，如图所示，经一段时间后撤去F.为使小滑块不掉下木板，试求：用水平恒力F作用的最长时间．(g取10 m/s2)

解析：撤力前后木板先加速后减速，设加速过程的位移为x1，加速度为a1，加速运动的时间为t1；减速过程的位移为x2，加速度为a2，减速运动的时间为t2.由牛顿第二定律得

撤力前：F－μ(m＋M)g＝Ma1    (2分)

解得a1＝ m/s2            (1分)

撤力后：μ(m＋M)g＝Ma2      (2分)

解得a2＝ m/s2            (1分)

x1＝a1t12，x2＝a2t22             (2分)

为使小滑块不从木板上掉下，应满足x1＋x2≤L  (2分)

又a1t1＝a2t2                     (2分)

由以上各式可解得t1≤1 s

即作用的最长时间为1 s.              (1分)

25.(19分)如图甲所示，表面绝缘、倾角=30的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=0.55m。一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数=/3，重力加速度g取10 m/s2。

(1)求线框受到的拉力F的大小；

(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小；

(3)已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0-(式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小)，求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。

解析：

(1)由v-t图象可知，在0～0.4s时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v1=2.0m/s，所以在此过程中的加速度a==5.0m/s2                                                               (1分)

由牛顿第二定律有F-mgsin - mgcos=ma                       (2分)

解得F=1.5 N                                                (1分)

(2)由v-t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动，产生的感应电动势

E=BLv1                       (1分)

通过线框的电流I==                 (1分)

线框所受安培力F安=BIL               (1分)

对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件有F=mgsin+μmgcos+  (2分)

解得B=0.50T                  (1分)

(3)由v-t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度D=0.40m                                                                                                                                 (1分)

线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动，到达档板时的位移为s-D=0.15m   (1分)

设线框与挡板碰撞前的速度为v2，由动能定理，有

-mg(s-D)sin-μmg(s-D)cos=         (1分)

解得v2==1.0 m/s               (1分)

线框碰档板后速度大小仍为v2，线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等，即mgsinθ=μmgcosθ=0.50N，因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动，ab边刚进入磁场时的速度为v2=1.0 m/s；进入磁场后因为又受到安培力作用而减速，做加速度逐渐变小的减速运动，设线框全部离开磁场区域时的速度为v3

由v＝v0-得v3= v2 -=-1.0 m/s，

因v3<0，说明线框在离开磁场前速度已经减为零，这时安培力消失，线框受力平衡，所以线框将静止在磁场中某位置。                                                                                                                             (1分)

线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热Q1=I2Rt==0.40 J        (1分)

线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热Q2==0.05 J           (2分)

所以Q= Q1+ Q2=0.45 J                      (1分)

(二)选考题：共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并将所选题目的题号写在相应位置上。注意所做题目的题号必须与所选题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

33．【物理—选修3—3】（15分）

(1) （5分）如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是(　　)

  A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力

  B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力

  C．当r等于r2时，分子间的作用力的合力为零

  D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功

（2）（10分）如下图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面的面积S=0.01m2,中间用两个活塞A与B封住一定质量的理想气体,A、B都可沿圆筒无摩擦地上、下滑动,但不漏气,A的质量可不计、B的质量为M,并与一劲度系数k=5×103N/m的较长的弹簧相连．已知大气压强p0=1×105Pa,平衡时,两活塞间的距离l0=0.6m．现用力压A．使之缓慢向下移动一定距离后,保持平衡．此时,用于压A的力F=5×102N．求: （假定气体温度保持不变．）

(1) 此时两活塞间的距离。

(2)活塞A向下移的距离。

(3)大气压对活塞A和活塞B做的总功。

【解析】

（1）BC                         （5分）

（2）（1）活塞A受压向下移动的同时,活塞B也向下移动．已知达到平衡时,F=5×102N．

P=P0+F/S=1.5×105Pa            （2分）

P0 l0s=pls       l=0.4m         （2分）

(2) 当气体的压强为p0时,弹簧受B的作用而有一定的压缩量,当气体的压强变为p0+F/S时,弹簧增加的压缩量就是B向下移动的距离x,由胡克定律:

                           F=kx              x=0.1m                       （2分）

设A向下移动的距离为y,    l = l0+x- y        得: y=0.3m       （2分）

 (3)   W=P(l-l0 )s =200J                      （2分）

34．【物理—选修3-4】（15分）

（1）（5分）如右图为一列简谐横波的波形图，其中虚线是t1=0.01s时的波形，实线是t2=0.02s时的波形，已知t2−t1=。关于这列波，下列说法中正确的是

A．该波的传播速度可能是600m/s

B．从t1时刻开始，经0.1s质点P通过的路程为0.8m

C．若该波波源从0点沿x轴正向运动，则在x=200m处的观测者接收到的波的频率将大于25Hz

D．遇到宽约3m的障碍物时，该波能发生明显的衍射现象

（2）（10分）如图所示，ABC为直角三棱镜，BC边长为16 cm，AB边长为32 cm．有一束很强的细光束OP射到BC边上，入射点P为BC的中点，OP与BC的夹角为30°，该光束从P点进入棱镜后再经AC面反射沿与AC平行的MN方向射出，其中M为AC边上的一点，AM=8cm．则棱镜的折射率是多少？

【解析】

（1）CD          （5分）

（2）先根据题意作出光路图     （2分）

利用几何知识：过M点做AC的垂线，

∠A=300,MN=4,MN/BC=AN/AC,AN=cm 

得AC=16cm,得CN=12       2分）

△PCO∽△MON,MN/PC=NO/OC,

得OC=8cm,又PC=8cm,所以∠CPO=600

600对应的折射角为300．                   （2分）

再由折射率定义：  = =    （4分）

35.【物理—选修3-5】（15分）

（1）（5分）下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　　）      

A、图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一

B、图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的

C、图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子

D、图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性

（2）（10分）一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射。到达最高点时速度为v，炮弹在最高点爆炸成两块。其中一块沿原轨道返回，质量为m/2，求爆炸过程中系统增加的机械能。

【解析】

（1）AB           （5分）

（2）爆炸后沿原轨道返回，则该炸弹速度大小为v，方向与原方向相反，（2分）

 爆炸过程动量守恒，   （2分）  

解得   （2分）

 爆炸过程重力势能没有改变,爆炸后系统增加的机械能

                 （2分）

=2mv2                                         （2分）