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2016年山西省晋城市高考物理三模试卷

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2016 年山西省晋城市高考物理三模试卷
一、选择题:本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分.在每小题给出的四个选项 中,第 1-4 题只有一项符合题目要求,第 5-8 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,有选错的得 0 分. 1. B, 如图所示, 两个相同的固定斜面上分別放有一个处于静止的三角形木块 A、 它们的质量相等.

A 木块左侧面沿竖直方向,B 木块左侧面垂直于斜面,在两斜 面上分别放上一个相同的光滑球后,木块仍保持静止,则放上球后( )

A.A 木块受到的摩擦力等于 B 木块受到的摩擦力 B.A 木块受到的摩擦力小于 B 木块受到的摩擦力 C.A 木块对斜面的压力等于 B 木块对斜面的压力 D.A 木块对斜面的压力大于 B 木块对斜面的压力 2.如图所示,甲、乙两物块用轻弹簧相连,竖直放置,处于静止,现将甲物块 缓慢下压到 A 位置由静止释放,当乙刚好离开地面时,甲的加速度为 a1,速度 为 v1,再将甲物块缓慢下压到 B 的位置,仍由静止释放,则当乙刚好要离开地面 时,甲的加速度为 a2,速度为 v2,则下列关系正确的是( )

A.a1=a2,v1=v2 B.a1=a2,v1<v2

C.a1<a2,v1<v2

D.a1<a2,v1=v2

3.某带电粒子在电场中只在电场力作用下运动,其电势能与位移的关系如图所 示,则电场中的电场强度 E、粒子运动的动能 Ek、加速度 a、速度 v 与位移的关 系可能正确的是( )

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A.

B.

C.

D.

4.如图所示,a、b、c 三个线圈是同心圆,b 线圈上连接有直流电源 E 和电键 K, 则下列说法正确的是( )

A.在 K 闭合的一瞬间,线圈 a 中有逆时针方向的瞬时电流,有收缩趋势 B.在 K 闭合的一瞬间,线圈 c 中有顺时针方向的瞬时电流,有收缩趋势 C.在 K 闭合电路稳定后,再断开 K 的一瞬间,线圈 c 中有感应电流,线圈 a 中 没有感应电流 D.在 K 闭合的一瞬间,线圈 b 中有感应电动势;在 K 闭合电路稳定后,再断开 K 的一瞬间,线圈 b 中仍然有感应电动势 5.如图 1 所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 2:1,副线圈线段由理想电 压表、理想电流表、理想二极管、电阻 R 及电容器连接组成,R=55Ω,原线圈 a、 b 端接入如图 2 所示的交变电流,则下列说法正确的是( )

A.电流表的示数为

A

B.电压表的示数为 110V C.若只增大原线圈输入交流电的频率,则电流表的示数变大 D.若只增大原线圈输入交流电的频率,则电压表的示数变小 6.如图所示,A、B、C 三点在同一个竖直平面内,且在同一直线上,一小球若 以初速度 v1 从 A 点水平抛出,恰好能通过 B 点,从 A 点运动到 B 点所用时间为
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t1,到 B 点时速度与水平方向的夹角为 θ1,落地时的水平位移为 x1;若以初速度 v2 从 A 点水平抛出,恰好能通过 C 点,从 A 点运动到 C 点时速度与水平方向的 夹角为 θ2,落地时的水平距离为 x2.已知 AB 的水平距离是 BC 水平距离的 2 倍, 则( )

A.v1:v2=2:3 B.t1:t2= C.tanθ1:tanθ2=2:3

: :

D.x1:x2=

7.探索火星的奥秘承载着人类征服宇宙的梦想.假设人类某次利用飞船探测火 星的过程中,探测飞船只在万有引力作用下贴着火星表面绕火星做圆周运动时, 测得其绕行速度为 v,绕行一周所用时间为 T,已知引力常量为 G,则( A.火星表面的重力加速度为 B.火星的半径为 C.火星的密度为 D.火星的质量为 8.如图所示,边界 MN、PQ 间有竖直向下的匀强电场,PQ、EF 间有垂直于纸面 向里的匀强磁场,一质置为 m,电荷量为 q 的粒子从边界 MN 上的 O 点以水平 初速度 v0 射入电场,结果从 PQ 上的 A 点进入磁场,且粒子在磁场中运动的时间 为 ,MN 和 PQ 间、PQ 和 EF 间的距离均为 L,O 到 A 的竖直距离为 ,不计 ) )

粒子的重力,则下列结论正确的是(

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A.匀强电场的电场强度大小为 B.粒子进入磁场时速度与水平方向的夹角为 45° C.粒子在磁场中做圆周运动的半径为 D.匀强磁场的磁感强强度为 L

二、非选择题:包括必考题和选考题两部分. (一)[必考题] 9.某同学用如图甲所示的装置探究加速度 a 与合外力 f 的关系,装置中水平平 台上置有一端垫高.另一端带有滑轮的长木板,1、2 是固定在木板上的两个光 电门(与之连接的两个光电计时器没有画出) .小车上固定着用于挡光的遮光片 K.让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示的遮光片 K 通过 1、 2 光电门的挡光时间分别为 t1 和 t2.

( 1 )实验前先用游标卡尺测出遮光片的宽度,示数如图乙所示,其读数 d= mm. (2)该实验中,在改变沙桶的总质量 m 时,保持小车质量 M>>m,这样做的 目的是 . ,

(3)为了计算出小车的加速度,除了测量 d、t1 和 t2 之外,还需要测量 若上述测量量用 x 表示,则用这些物理量计算加速度的表达式为 a= .

(4)若根据实验测得的数据作出的 a﹣F 图象如图丙所示,可以看出此实验存在 较大的物差,产生误差的 主要原因是 .

10. 研究小组要测定某直流电动机正常工作时的机械功率,电动机铭牌上只有额 定电压为 10V,其它字迹不清楚.现实验室提供的器材有电流表、电压表、滑动
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变阻器(阻值较小) 、备用蓄电池,开关、若干导线、细线、重物.

(1)小组成员设计如图甲、乙两个测量电路,其中比较合理的是 或“乙”)图.

(填写“甲”

(2)根据选取的电路图完成丙图中用电动机提升重物的实物电路连接. (3)闭合电键前应将丙图中的滑动变阻器的滑片移到最 (填“左”或“右”)

端.闭合电键后移动滑动变阻器,使电压表和电流表都有明显的示数,但电动机 并未转动,读出此时电压表和电流表的示数分別为 2.0V、1.0A.继续移动滑动变 阻器的滑片,将电压表的示数调为 10.0V,这时电流表的示数为 0.4A.设电动机 内阻不随温度变化,此时电动机输出的机械功率为 重物匀速上升时速度大小为 W,若重物重为 8N,当

m/s. (结果均保留两位有效数字)

11.如图甲所示,一物块从平台上 A 点以一定的初速度 v0 向右滑去,从平台上 滑离后落到地面上的落地点离平台的水平距离为 s,多次改变初速度的大小,重 复前面的过程,根据测得的多组 v0 和 s,作出 s2﹣v02 图象如图乙所示,滑块与 平台间的动摩擦因数为 0.3,重力加速度 g=10m/s2.

(1)求平台离地的高度 h 及滑块在平台上滑行的距离 d; (2)若将物块的质量增大为原来的 2 倍,滑块从 A 点以 4m/s 的初速度向右滑 去,求物块滑离平台后落地时的速度 v′及落地点离平台的水平距离 s 的大小. 12.如图所示,电阻忽略不计的光滑平行导轨 MN、PQ 倾斜放置,倾角为 θ,间 距为 L,以垂直于导轨的虚线 a,b,c 为界,a、b 间和 c 与导轨底端间均有垂直 于导轨平面向上的均强磁场,磁感应强度均为 B,导体棒 L1,L2 放置在导轨上并
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与导轨垂直,两棒长均为 L,电阻均为 R,质量均为 m,两棒间用长为 d 的绝缘 轻杆相连,虚线 a 和 b、b 和 c 间的距离也均为 d,且虚线 c 和导轨底端间距离 足够长,开始时导体棒 L2 位于虚线 a 和 b 的中间位置,将两棒由静止释放,两 棒运动过程中始终与导轨接触并与导轨垂直, 棒 L2 刚要到达虚线 c 时加速度恰好 为零,重力加速度为 g,求: (1)由开始释放到 L2 刚要通过虚线 b 过程,通过 L1 的电荷量; (2)导体棒 L1 刚要到达虚线 c 时速度大小; (3)从开始运动到导体棒 L1 刚要到达虚线 c 整个过程中回路中产生的焦耳热.

选做题[物理-选修 3-3] 13.下列说法正确的是( )

A.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体的平均动能一定增大,压强 也必然增大 B.0℃的铁和 0℃的冰,它们的分子平均动能相同 C.大颗粒的盐磨成细盐.仍然是晶体 D.布朗运动是液体分子对悬浮固体颗粒的碰撞作用不平衡造成的 E.第二类永动机因为违反了能量守恒定律,因此是制造不出来的 14.如图甲所示,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置,管长为 L,管 里一段长 L 的水银柱封住一段长 L 的气体,大气压强为 p0,温度为 T0,现通 过降低空气温度,使水银柱下降 L.求: ①空气温度应降为多少? ②若空气温度不变,在管口加一个厚度、重力不计的活塞,给活塞加一个向下的 力,使活塞缓慢向下移动,当水银柱下降 L 时,活塞下降的距离为多少?
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选做题[物理-选修 3-4] 15.下列说法正确的是( )

A.电场总是由变化的磁场产生的 B.真空中的光速在任何惯性系中测得的数值都相同 C.照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的衍射现象 D.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄水下的景物,可使景象更淸晰 E.白光被分解为单色光的现象叫做光的色散,光在干涉、衍射及折射时都可能 发生色散 16.如图甲、乙分别是波传播路径上 M、N 两点的振动图象,已知 MN=1m.

①若此波从 M 向 N 方向传播,则波传播的最大速度为多少? ②若波传播的速度为 1000m/s,则此波的波长为多少?波沿什么方向传播?

选做题[物理-选修 3-5] 17.下列说法正确的是( )

A.由 E=mc2 可知,质量与能量是可以相互转化的 B. Bi 的半衰期是 5 天,12g Bi 经过 15 天后还有 1.5g 衰未变

C. 如果使较重的核分裂成中等大小的核, 或者把较小的核聚合成中等大小的核, 原子核的比结合能均会增加 D.现在的很多手表指针上涂有一种新型发光材料,白天吸收光子,外层电子跃
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迁到高能级轨道, 晚上向低能级跃迁放出光子,其发出的光的波长一定跟吸收的 光的波长完全一致 18.如图所示,光滑水平面上的同一直线上放着处于静止状态的光滑曲面体 B 和滑块 C,B 的质量为 3m,C 的质量为 2m,B 开始处于锁定状态,一质量为 m 的小球 A 从曲面上离地面高 h 处由静止释放, 沿曲面滚到水平面上再与滑块发生 弹性碰撞,小球滚离曲面体后,立即让曲面体解除锁定,小球被滑块反弹后再滑 上曲面体,重力加速度为 g,求: ①A 与 C 碰撞后 A 的速度大小; ②A 再次滑上曲面后能上升的最大高度.

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2016 年山西省晋城市高考物理三模试卷
参考答案与试题解析

一、选择题:本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分.在每小题给出的四个选项 中,第 1-4 题只有一项符合题目要求,第 5-8 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,有选错的得 0 分. 1. B, 如图所示, 两个相同的固定斜面上分別放有一个处于静止的三角形木块 A、 它们的质量相等.A 木块左侧面沿竖直方向,B 木块左侧面垂直于斜面,在两斜 面上分别放上一个相同的光滑球后,木块仍保持静止,则放上球后( )

A.A 木块受到的摩擦力等于 B 木块受到的摩擦力 B.A 木块受到的摩擦力小于 B 木块受到的摩擦力 C.A 木块对斜面的压力等于 B 木块对斜面的压力 D.A 木块对斜面的压力大于 B 木块对斜面的压力 【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 【分析】以小球与 A 整体为研究对象,分析 A 木块受到的摩擦力.以小球与 B B 所受的摩擦力关系. 整体为研究对象, 分析 B 木块受到的摩擦力, 从而得到 A、 分 别以 A、B 为研究对象,运用平衡条件斜面对它们的支持力,从而分析出它们对 斜面的压力关系. 【解答】解:AB、设小球的质量为 m,A、B 的质量为 M,斜面的倾角为 α.以 小球与 A 整体为研究对象,由平衡条件可得:A 木块受到的摩擦力 fA=(M+m) gsinα gsinα, 同理, 以小球与 B 整体为研究对象, 得到 B 木块受到的摩擦力 fB= (M+m) 则 fA=fB.故 A 正确,B 错误. CD、以 A 为研究对象,分析受力,如图所示,由平衡条件得: 斜面对 A 的支持力 NA=Mgcosα﹣N1sinα
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以 B 为研究对象,分析受力,由平衡条件得: 斜面对 B 的支持力 NB=Mgcosα,则得 NA<NB. 由牛顿第三定律可知,A 木块对斜面的压力小于 B 木块对斜面的压力.故 CD 错 误. 故选:A

2.如图所示,甲、乙两物块用轻弹簧相连,竖直放置,处于静止,现将甲物块 缓慢下压到 A 位置由静止释放,当乙刚好离开地面时,甲的加速度为 a1,速度 为 v1,再将甲物块缓慢下压到 B 的位置,仍由静止释放,则当乙刚好要离开地面 时,甲的加速度为 a2,速度为 v2,则下列关系正确的是( )

A.a1=a2,v1=v2 B.a1=a2,v1<v2

C.a1<a2,v1<v2

D.a1<a2,v1=v2

【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力. 【分析】当乙刚好离开地面时,弹簧弹力等于乙的重力,得出两次情况下弹簧弹 力相等,隔离对甲分析,结合牛顿第二定律分析加速度大小.根据能量守恒,抓 住压缩到 B 时, 弹簧弹性势能较大, 分析甲获得动能大小, 从而得出速度的大小. 【解答】解:对于乙,当乙刚好离开地面时有:kx=m 乙 g, 两次情况下,弹簧的弹力是一样的, 对于甲,根据牛顿第二定律得,kx+m 甲 g=m 甲 a,可知两次加速度相等,即 a1=a2, 当弹簧压到 B 时比弹簧压到 A 时弹性势能大,两次末状态弹簧的形变量相同, 弹性势能相同, 根据能量守恒得,弹簧的弹性势能转化为甲物体的动能和重力势
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能,压缩到 B 时,弹簧弹性势能减小量多,甲获得的动能大,速度大,即 v1<v2, 故 B 正确,A、C、D 错误. 故选:B.

3.某带电粒子在电场中只在电场力作用下运动,其电势能与位移的关系如图所 示,则电场中的电场强度 E、粒子运动的动能 Ek、加速度 a、速度 v 与位移的关 系可能正确的是( )

A.

B.

C.

D.

【考点】电势差与电场强度的关系;电势能. 【分析】根据功能关系得到 Ep﹣x 图象的斜率的含义,得出电场力的变化情况; 然后结合加速度的含义判断加速度随着位移的变化情况. 【解答】解:粒子仅受电场力作用,做初速度为零的加速直线运动,电场力做功 等于电势能的减小量,故:F= 场力; A、Ep﹣x 图象上某点的切线的斜率表示电场力,故电场力不变,根据 E= ,故 电场强度也不变,故 A 错误; B、根据动能定理有:F?△x=△Ek,故 Ek﹣x 图线上某点切线的斜率表示电场力, 由于电场力不变, 由功能关系可知, 电势能均匀减小, 动能均匀增大, 故 B 正确; C、Ep﹣x 图象上某点的切线的斜率表示电场力,故电场力不变,由牛顿第二定 律可知,粒子的加速度不变,故 C 错误; D、因为电场力不变,加速度不变,粒子做匀变速运动,由 vt2﹣v02=2ax 可知,v ﹣x 图象应是曲线,故 D 错误. 故选:B. ,即 Ep﹣x 图象上某点的切线的斜率表示电

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4.如图所示,a、b、c 三个线圈是同心圆,b 线圈上连接有直流电源 E 和电键 K, 则下列说法正确的是( )

A.在 K 闭合的一瞬间,线圈 a 中有逆时针方向的瞬时电流,有收缩趋势 B.在 K 闭合的一瞬间,线圈 c 中有顺时针方向的瞬时电流,有收缩趋势 C.在 K 闭合电路稳定后,再断开 K 的一瞬间,线圈 c 中有感应电流,线圈 a 中 没有感应电流 D.在 K 闭合的一瞬间,线圈 b 中有感应电动势;在 K 闭合电路稳定后,再断开 K 的一瞬间,线圈 b 中仍然有感应电动势 【考点】楞次定律. 【分析】明确电源方向,从而判断电流方向;再根据开关通断时电流的方向分析 磁场的方向; 再根据楞次定律可明确瞬时电流和线圈的趋势; 注意不论开关通断, 导线中均有感应电动势产生. 【解答】解:A、K 闭合时线圈 b 中顺时针的电流,根据右手定则可知内部有向 里增大的磁场,则 a 线圈产生阻碍原磁通量变化的电流;根据楞次定律可知,电 流方向为逆时针,线圈受到向外的安培力,故有扩张的趋势;故 A 错误; B、根据楞次定律可知,c 中感应电流为逆时针且有收缩的趋势;故 B 错误; C、在 K 闭合电路稳定后,再断开 K 的一瞬间,两线圈中均有磁通量的变化,故 线圈中均有感应电流;故 C 错误; D、在 K 闭合的一瞬间,线圈 b 中有感应电动势;在 K 闭合电路稳定后,再断开 K 的一瞬间,线圈 b 中仍然有感应电动势;故 D 正确; 故选:D.

5.如图 1 所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 2:1,副线圈线段由理想电 压表、理想电流表、理想二极管、电阻 R 及电容器连接组成,R=55Ω,原线圈 a、 b 端接入如图 2 所示的交变电流,则下列说法正确的是( )

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A.电流表的示数为

A

B.电压表的示数为 110V C.若只增大原线圈输入交流电的频率,则电流表的示数变大 D.若只增大原线圈输入交流电的频率,则电压表的示数变小 【考点】变压器的构造和原理;正弦式电流的图象和三角函数表达式. 【分析】根据二极管的性质,利用有效值的定义求解电压的有效值,由于电容器 有容抗,故无法求得流过的电流,当交流电的频率变化时,容抗会发生改变. 【解答】解: A 、原线圈两端的输入电压的有效值为 220V ,根据 可得

U2=110V,由于理想二极管反向电阻无穷的,故相当于断路,故交变电流只有半 个周期通过,根据电流的热效应可得 ,解得 ,由于流

过电流表的电流为流过电阻和电容器的电流之和,因无法求得流过电容器的电 流,故无法求得电流表的电流,故 AB 错误; C、若只增大原线圈输入交流电的频率,电容器的容抗减小,故副线圈回路中总 的电阻减小,根据 I= 可知,电流增大,故 C 正确;

D、若只增大原线圈输入交流电的频率,电压表的示数不变,故 D 错误 故选:C

6.如图所示,A、B、C 三点在同一个竖直平面内,且在同一直线上,一小球若 以初速度 v1 从 A 点水平抛出,恰好能通过 B 点,从 A 点运动到 B 点所用时间为 t1,到 B 点时速度与水平方向的夹角为 θ1,落地时的水平位移为 x1;若以初速度 v2 从 A 点水平抛出,恰好能通过 C 点,从 A 点运动到 C 点时速度与水平方向的 夹角为 θ2,落地时的水平距离为 x2.已知 AB 的水平距离是 BC 水平距离的 2 倍, 则( )

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A.v1:v2=2:3 B.t1:t2= C.tanθ1:tanθ2=2:3 【考点】平抛运动.

: :

D.x1:x2=

【分析】平抛运动落在 ABC 的连线上时,竖直方向的位移和水平方向上位移比 值一定,根据该规律求出平抛运动的时间,从而求出落在 ABC 的连线上时,速 度与水平方向的夹角相等;由此分析即可. 【解答】解:由于 A、B、C 三点在同一个竖直平面内,且在同一直线上,所以 竖直方向的位移和水平方向上位移比值一定;设 ABC 的连线与水平方向之间的 夹角为 θ,则: tanθ= ①

解得:t=





则落在 ABC 的连线上时竖直方向上的分速度 vy=gt=2v0tanθ. 设速度与水平方向的夹角为 α,有 ③

知小球到达 ABC 的连线上时,速度与水平方向的夹角与初速度无关,则小球与 水平方向的夹角相同. A、由几何关系可知,AB 自己的水平距离与 AC 之间的水平距离之比为 2:3;所 以小球到达 B 点与 C 点时,竖直方向为位移之比为: 由 y= ⑤ ④

联立②⑤得:

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所以:



联立④⑥可得:

⑦.故 A 错误;

B、联立②⑦得:

.故 B 正确;

C、由公式③知,小球到达 ABC 的连线上的 B 点与 C 点时,速度与水平方向的夹 角与初速度无关,则小球与水平方向的夹角相同,所以 tanθ1:tanθ2=1:1.故 C 错误; D、两个小球在竖直方向都做自由落体运动,所以运动的时间是相等的,水平方 向的位移:x=v0t 联立⑦⑧可得: 故选:BD ⑧ .故 D 正确.

7.探索火星的奥秘承载着人类征服宇宙的梦想.假设人类某次利用飞船探测火 星的过程中,探测飞船只在万有引力作用下贴着火星表面绕火星做圆周运动时, 测得其绕行速度为 v,绕行一周所用时间为 T,已知引力常量为 G,则( A.火星表面的重力加速度为 B.火星的半径为 C.火星的密度为 D.火星的质量为 【考点】万有引力定律及其应用. 【分析】 根据圆周运动公式求出火星半径,根据万有引力提供向心力和密度公式 求出火星的密度和质量,根据重力和万有引力相等得出火星表面的重力加速度. 【解答】解:飞船在火星表面做匀速圆周运动,轨道半径等于火星的半径,根据 ,得 ,故 B 正确; )

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根据万有引力提供向心力,有

,得火星的质量



根据密度公式得火星的密度

,故 C 正确

根据

=

,故 D 错误;

根据重力等于万有引力得, 故选:BC

,得

,故 A 错误;

8.如图所示,边界 MN、PQ 间有竖直向下的匀强电场,PQ、EF 间有垂直于纸面 向里的匀强磁场,一质置为 m,电荷量为 q 的粒子从边界 MN 上的 O 点以水平 初速度 v0 射入电场,结果从 PQ 上的 A 点进入磁场,且粒子在磁场中运动的时间 为 ,MN 和 PQ 间、PQ 和 EF 间的距离均为 L,O 到 A 的竖直距离为 ,不计 )

粒子的重力,则下列结论正确的是(

A.匀强电场的电场强度大小为 B.粒子进入磁场时速度与水平方向的夹角为 45° C.粒子在磁场中做圆周运动的半径为 D.匀强磁场的磁感强强度为 【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.
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L

【分析】粒子在电场中做类平抛运动,应用类平抛运动规律可以求出电场强度、 粒子的速度、偏转角;粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系求出粒子的 轨道半径,即可求出磁感应强度. 【解答】解:A、粒子在电场中做类平抛运动,水平方向匀速运动 方向 ,根据牛顿第二定律 qE=ma,解得 ,故 A 错误; ,竖直

B、离开电场时竖直速度

,进入磁场时速度与水平方向的夹

角 θ,

,θ=45°,故 B 正确; ,根据题意 ,故 C 错误; ,得 ,故 D 正确;

C 、粒子在磁场中的圆心角为 α ,根据 ,得 D、根据半径公式 故选:BD ,根据几何关系有

二、非选择题:包括必考题和选考题两部分. (一)[必考题] 9.某同学用如图甲所示的装置探究加速度 a 与合外力 f 的关系,装置中水平平 台上置有一端垫高.另一端带有滑轮的长木板,1、2 是固定在木板上的两个光 电门(与之连接的两个光电计时器没有画出) .小车上固定着用于挡光的遮光片 K.让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示的遮光片 K 通过 1、 2 光电门的挡光时间分别为 t1 和 t2.
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(1) 实验前先用游标卡尺测出遮光片的宽度, 示数如图乙所示, 其读数 d= mm.

10.50

(2)该实验中,在改变沙桶的总质量 m 时,保持小车质量 M>>m,这样做的 目的是 小车所受合外力大小等于 mg . (3)为了计算出小车的加速度,除了测量 d、t1 和 t2 之外,还需要测量 两光

电门之间的距离(或“小车由光电门 1 运动至光电门 2 所用时间”) ,若上述测 量量用 x 表示,则用这些物理量计算加速度的表达式为 a= (或



”)



(4)若根据实验测得的数据作出的 a﹣F 图象如图丙所示,可以看出此实验存在 较大的物差,产生误差的 主要原因是 木板倾角偏小(或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”) 【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系. 【分析】 (1)掌握游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读. (2)根据实验原理可知,只有当满足 M>>m 时沙桶的总重力才可看作小车的 合外力. (3)通过测量的 d、t1 和 t2 可以求出小车通过光电门 1、2 时的速度大小,如果 知道了小车通过光电门 1 和 2 的时间或者位移, 根据运动学公式即可求出物体的 加速度,据此可正确解答本题. (4)由图可知开始有外力时,而小车的加速度为零,说明操作过程中没有平衡 摩擦力或者平衡摩擦力不足. 【解答】解: (1)游标卡尺的主尺读数为 1cm=10mm,游标尺上第 10 个刻度和 主尺上某一刻度对齐, 所以游标读数为 10×0.05mm=0.50mm,所以最终读数为:
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10mm+0.50mm=10.50mm. (2)实验中我们认为:mg=Ma,而实际上是:mg=(M+m)a,因此只有当 M >>m 时,小车所受合外力大小等于 mg, (3)通过光电门的测量我们计算出了通过光电门 1 的速度为: 通过 2 时的速度为: 如果测量出经过 1、2 时的时间 t,根据: ,得:a= , ,

如果测出经过 1、2 时的距离 x,根据:

,得:a=



(4)由图乙可知,开始小车受合外力时,加速度却为零,因此操作过程中可能 没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足. 故答案为: (1)10.50; (2)小车所受合外力大小等于 mg; (3)两光电门之间的 距离(或“ 小车由光电门 1 运动至光电门 2 所用时间” ) ; (或



”) ; (4) 木板倾角偏小 (或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”) .

10. 研究小组要测定某直流电动机正常工作时的机械功率,电动机铭牌上只有额 定电压为 10V,其它字迹不清楚.现实验室提供的器材有电流表、电压表、滑动 变阻器(阻值较小) 、备用蓄电池,开关、若干导线、细线、重物.

(1) 小组成员设计如图甲、 乙两个测量电路, 其中比较合理的是 或“乙”)图.

乙 (填写“甲”

(2)根据选取的电路图完成丙图中用电动机提升重物的实物电路连接.
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(3)闭合电键前应将丙图中的滑动变阻器的滑片移到最

左 (填“左”或“右”)

端.闭合电键后移动滑动变阻器,使电压表和电流表都有明显的示数,但电动机 并未转动,读出此时电压表和电流表的示数分別为 2.0V、1.0A.继续移动滑动变 阻器的滑片,将电压表的示数调为 10.0V,这时电流表的示数为 0.4A.设电动机 内阻不随温度变化,此时电动机输出的机械功率为 当重物匀速上升时速度大小为 【考点】伏安法测电阻. 【分析】 (1)测电动机的效率实验,需要测出电动机的内阻,即电动机通电后不 能正常工作,电动机不转时的电流与电压,然后求出电动机内阻;然后求出电动 机正常工作时的电压与电流, 因此电压表与电流表的示数变化范围较大,据此选 择实验电路. (2)根据电路图连接实物电路图. (3)滑动变阻器采用分压接法时,为保护电路在闭合开关前滑片要置于分压电 路分压为零的位置;根据电压与电流应用电功率公式 P=UI 求出功率,应用 P=Fv 求出重物的速度. 【解答】解: (1)实验要求电压表与电流表的示数变化范围较大,滑动变阻器应 采用分压接法,故选择图乙所示电路. (2)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示: 0.64 3.7 W,若重物重为 8N,

m/s. (结果均保留两位有效数字)

(3)滑动变阻器采用分压接法,为保护电路,闭合电键前应将丙图中的滑动变 阻器的滑片移到最左端. 闭合电键后移动滑动变阻器, 电动机并未转动,读出此时电压表和电流表的示数 分別为 2.0V、1.0A,电动机内阻为:r= = =2Ω.

电动机在额定电压 10.0V 下正常工作,此时电流表的示数为 0.4A,电动机的总功
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率为:P=UI=10.0×0.4=4W, 电动机的热功率:P 热=I2r=0.42×2=0.32W, 此时电动机输出的机械功率:P 机械=P﹣P 热=4﹣0.32=3.68W≈3.7W, P 机械=Fv=Gv,重物匀速上升时的速度大小:v= = ≈0.46m/s.

故答案为: (1)乙; (2)电路图如图所示; (3)3.7;0.64.

11.如图甲所示,一物块从平台上 A 点以一定的初速度 v0 向右滑去,从平台上 滑离后落到地面上的落地点离平台的水平距离为 s,多次改变初速度的大小,重 复前面的过程,根据测得的多组 v0 和 s,作出 s2﹣v02 图象如图乙所示,滑块与 平台间的动摩擦因数为 0.3,重力加速度 g=10m/s2.

(1)求平台离地的高度 h 及滑块在平台上滑行的距离 d; (2)若将物块的质量增大为原来的 2 倍,滑块从 A 点以 4m/s 的初速度向右滑 去,求物块滑离平台后落地时的速度 v′及落地点离平台的水平距离 s 的大小. 【考点】电磁感应中的能量转化;平抛运动. 【分析】 (1)先研究滑块从 A 滑到平台边缘的过程,由动能定理求得滑块到达平 台边缘时的速度.滑块离开平台后做平抛运动,再根据平抛运动的规律得到 s2 与 v02 的关系式,分析图象的意义,求解即可. (2)对整个过程,运用动能定理求物块滑离平台后落地时的速度 v′.由动能定 理求出滑块到达平台边缘时的速度,结合平抛运动的规律求水平距离. 【解答】解: (1)设滑块滑到平台边缘时的速度为 v.根据动能定理得: ﹣μmgd= ﹣ …①

滑块离开平台后侨平抛运动,则有: h= s=vt…③
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…②

联立以上三式得:s2=

v02﹣4μhd…④ ,即: = =0.2…⑤

由图象得:图象的斜率等于 解得:h=1m 且当 s=0,

=12,代入上式④解得:d=2m

(2)由①得:v=2m/s 滑块离开平台后侨平抛运动,则有:h= 得:t= = = s…⑦ =2 m= m/s m …⑥

物块滑离平台后落地时的速度为:v′= 落地点离平台的水平距离 s 的大小为:s=vt=2×

答: (1)平台离地的高度 h 是 1m,滑块在平台上滑行的距离 d 为 2m. (2)物块滑离平台后落地时的速度 v′是 2 大小是 m. m/s,落地点离平台的水平距离 s 的

12.如图所示,电阻忽略不计的光滑平行导轨 MN、PQ 倾斜放置,倾角为 θ,间 距为 L,以垂直于导轨的虚线 a,b,c 为界,a、b 间和 c 与导轨底端间均有垂直 于导轨平面向上的均强磁场,磁感应强度均为 B,导体棒 L1,L2 放置在导轨上并 与导轨垂直,两棒长均为 L,电阻均为 R,质量均为 m,两棒间用长为 d 的绝缘 轻杆相连,虚线 a 和 b、b 和 c 间的距离也均为 d,且虚线 c 和导轨底端间距离 足够长,开始时导体棒 L2 位于虚线 a 和 b 的中间位置,将两棒由静止释放,两 棒运动过程中始终与导轨接触并与导轨垂直, 棒 L2 刚要到达虚线 c 时加速度恰好 为零,重力加速度为 g,求: (1)由开始释放到 L2 刚要通过虚线 b 过程,通过 L1 的电荷量; (2)导体棒 L1 刚要到达虚线 c 时速度大小; (3)从开始运动到导体棒 L1 刚要到达虚线 c 整个过程中回路中产生的焦耳热.

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【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;共点力平衡的条件及其应用;闭合电 路的欧姆定律;法拉第电磁感应定律. 【分析】 (1) 根据法拉第电磁感应定律结合闭合电路的欧姆定律和电荷量的计算 公式求解电荷量; (2)导体棒 L1 刚要到达虚线 c 时,线框已经匀速运动,根据共点力的平衡条件 求解速度大小; (3)从开始运动到导体棒 L1 刚要到达虚线 c 整个过程中,根据能量守恒定律求 解整个过程中回路中产生的焦耳热. 【解答】解: (1)根据法拉第电磁感应定律可得:E= 根据闭合电路的欧姆定律可得:I= , = = ; ,

根据电荷量的计算公式 q=I△t 可得:q=

(2)导体棒 L1 刚要到达虚线 c 时,线框已经匀速运动,设速度大小为 v, 此时产生的感应电动势为:E1=BLv, 根据闭合电路的欧姆定律可得:I1= ,

根据共点力的平衡条件可得:BI1L=2mgsinθ, 解得:v= ;

(3)从开始运动到导体棒 L1 刚要到达虚线 c 整个过程中,设回路中产生的焦耳 热 Q, 根据能量关系可得:2mgsinθ? 解得:Q=5mgdsinθ﹣ = .
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答: (1)由开始释放到 L2 刚要通过虚线 b 过程,通过 L1 的电荷量为 (2)导体棒 L1 刚要到达虚线 c 时速度大小为 ;



(3)从开始运动到导体棒 L1 刚要到达虚线 c 整个过程中回路中产生的焦耳热为 5mgdsinθ﹣ .

选做题[物理-选修 3-3] 13.下列说法正确的是( )

A.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体的平均动能一定增大,压强 也必然增大 B.0℃的铁和 0℃的冰,它们的分子平均动能相同 C.大颗粒的盐磨成细盐.仍然是晶体 D.布朗运动是液体分子对悬浮固体颗粒的碰撞作用不平衡造成的 E.第二类永动机因为违反了能量守恒定律,因此是制造不出来的 【考点】热力学第二定律;布朗运动. 【分析】影响气体压强的微观因素是:分子的平均动能,分子的密集程度.温度 是分子热运动平均动能的标志. 盐是晶体.布朗运动是液体分子对悬浮固体颗粒 的碰撞作用不平衡造成的.第二类永动机违反了热力学第二定律. 【解答】解:A、气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增 大, 但是气体的体积可能增大, 分子的密集程度可能减小, 则压强不一定增大. 故 A 错误. B、温度是分子平均动能的标志,铁和冰的温度相同,则它们的分子平均动能相 同.故 B 正确. C、大颗粒的盐磨成细盐仍然是晶体,故 C 正确. D、布朗运动是液体分子对悬浮固体颗粒的碰撞作用不平衡造成的.故 D 正确. E、第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它违背了热力学第二定律,因此 是制造不出来的,故 E 错误. 故选:BCD
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14.如图甲所示,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置,管长为 L,管 里一段长 L 的水银柱封住一段长 L 的气体,大气压强为 p0,温度为 T0,现通 过降低空气温度,使水银柱下降 L.求: ①空气温度应降为多少? ②若空气温度不变,在管口加一个厚度、重力不计的活塞,给活塞加一个向下的 力,使活塞缓慢向下移动,当水银柱下降 L 时,活塞下降的距离为多少?

【考点】理想气体的状态方程. 【分析】①气体发生等压变化,求出气体的状态参量,应用盖吕萨克定律可以求 出空气的温度; ②气体温度不变,发生等温变化,求出气体的状态参量,应用玻意耳定律可以求 出气体的压强,然后求出活塞下降的距离. 【解答】解:①气体的状态参量:V1= LS,T1=T0,V2=( L﹣ L)S= LS, 气体发生等压变化,由盖吕萨克定律得: = ,即: = ,解得:T2= T0;

②下部气体的状态参量:p 下 1=(p0+ L)cmHg,V 下 1= LS,V 下 2=( L﹣ L)S= LS, 由玻意耳定律得:p 下 1V 下 1=p 下 2V 下 2,即: (p0+ L)× LS=p 下 2× LS,解得:p
下2

=2(p0+ L) ,

上部分气体的状态参量:p 上 1=p0,V 上 1= LS,p 上 2=p 下 2﹣ L=2p0+ L,
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由玻意耳定律得:p 上 1V 上 1=p 上 2V 上 2,即:p0× LS=(2p0+ L)×V 上 2, 解得:V 上 2= ,空气柱的高度:h 上 2= ,

活塞向下移动的距离:d= L﹣ 答:①空气温度应降为 T0;

+ L= L﹣



②当水银柱下降 L 时,活塞下降的距离为:

L﹣



选做题[物理-选修 3-4] 15.下列说法正确的是( )

A.电场总是由变化的磁场产生的 B.真空中的光速在任何惯性系中测得的数值都相同 C.照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的衍射现象 D.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄水下的景物,可使景象更淸晰 E.白光被分解为单色光的现象叫做光的色散,光在干涉、衍射及折射时都可能 发生色散 【考点】光的干涉;电磁波的产生;光的偏振. 【分析】静止电荷可以产生电场;根据爱因斯坦的狭义相对论,真空中的光速在 任何惯性系中测得的数值都相同;增透膜采用的原理是光的干涉;偏振片可以滤 去偏振光而使水下景物更清晰. 【解答】解:A、电场也可以由电荷产生; 故 A 错误; B、根据爱因斯坦的狭义相对论,真空中的光速在任何惯性系中测得的数值都相 同,故 B 正确; C、照相机镜头上的增透膜能增强透射光是因为光照射在薄膜两表面上被反射回 去, 在叠加处由于光程差等于波长的一半使得两束反射光出现振动减弱,导致相 互抵消.即减弱了反射光从而增强光的透射能力.这是依据光的干涉现象.故 C 错误. D、由于水面形成的反射光会造成干扰,故在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄
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水下的景物,可使景象更淸晰;故 D 正确; E、多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散,光在干涉、衍射及折射 时都可以将复合光进入分解,故 E 正确; 故选:BDE.

16.如图甲、乙分别是波传播路径上 M、N 两点的振动图象,已知 MN=1m.

①若此波从 M 向 N 方向传播,则波传播的最大速度为多少? ②若波传播的速度为 1000m/s,则此波的波长为多少?波沿什么方向传播? 【考点】波长、频率和波速的关系;横波的图象. 【分析】①若此波从 M 向 N 方向传播,根据图象的信息分析 MN 间的距离与波 长的关系,得到波速的表达式,再注波传播的最大速度. ②若波传播的速度为 1000m/s,由波速公式求波长.根据 MN 间的距离与波长的 关系,判断波的传播方向. 【解答】解:①由图可知,该波的周期为 T=4×10﹣3s 当简谐波从 M 向 N 方向传播时,M、N 两点间的距离 s=(n+ )λ 则得 λ= 波速 v= = = , (n=0,1,2,3,…) m/s, (n=0,1,2,3,…) m/s.

当 n=0 时,波速最大,即最大速度为

②若波传播的速度为 1000m/s,则此波的波长为 λ=vT=4m 则 MN= λ,根据波形的平移法可知,波从 N 向 M 方向传播. 答: ①若此波从 M 向 N 方向传播,则波传播的最大速度为 m/s.

②若波传播的速度为 1000m/s,则此波的波长为 4m,波从 N 向 M 方向传播.

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选做题[物理-选修 3-5] 17.下列说法正确的是( )

A.由 E=mc2 可知,质量与能量是可以相互转化的 B. Bi 的半衰期是 5 天,12g Bi 经过 15 天后还有 1.5g 衰未变

C. 如果使较重的核分裂成中等大小的核, 或者把较小的核聚合成中等大小的核, 原子核的比结合能均会增加 D.现在的很多手表指针上涂有一种新型发光材料,白天吸收光子,外层电子跃 迁到高能级轨道, 晚上向低能级跃迁放出光子,其发出的光的波长一定跟吸收的 光的波长完全一致 【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度. 【分析】由质能方程,可知,能量与质量一一相对应,不能相互转化; 根据剩余质量和衰变前的质量关系并会进行有关运算,即公式 m=m0( ) 可求解; 不论是裂变还是聚变,导致核子相对稳定,则比结合能增大; 由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子. 【解答】解:A、由质能方程可知,质量与能量相对应,不能相互转化,A 错误; B、半衰期是 5 天,经过 15 天即 3 个半衰期后,还有 m=m0( ) = m0= ×12g=1.5g 未衰变,B 正确; C、较重的核分裂成中等大小的核,或者把较小的核合并成中等大小的核,核子 的比结合能均会增加,C 正确; D、白天吸收光子外层电子跃迁到高能轨道,晚上向低能级跃迁放出光子,其发 光的波长一定跟吸收的光的波长完全一致,D 正确; 故选:BCD. =m0?( ) 即

18.如图所示,光滑水平面上的同一直线上放着处于静止状态的光滑曲面体 B 和滑块 C,B 的质量为 3m,C 的质量为 2m,B 开始处于锁定状态,一质量为 m 的小球 A 从曲面上离地面高 h 处由静止释放, 沿曲面滚到水平面上再与滑块发生 弹性碰撞,小球滚离曲面体后,立即让曲面体解除锁定,小球被滑块反弹后再滑
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上曲面体,重力加速度为 g,求: ①A 与 C 碰撞后 A 的速度大小; ②A 再次滑上曲面后能上升的最大高度.

【考点】动量守恒定律;机械能守恒定律. 【分析】①A 下滑过程机械能守恒,应用机械能守恒定律可以求出 A 到达底端的 速度,A、C 碰撞过程机械能守恒、动量守恒,应用动量守恒定律与机械能守恒 定律可以求出速度; ②A、B 组成的系统机械能守恒、动量守恒,应用动量守恒定律与机械能守恒定 律可以求出 A 上升的高度. 【解答】解:①A 下滑过程机械能守恒,由机械能守恒定律得:mgh= mv12, A、C 碰撞过程系统动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得:mv1=2mv2 ﹣mv3, 由机械能守恒定律得: 解得:v3= v1= ; mv12= ?2mv22+ mv32,

mv3= ②A 返回过程系统动量守恒, 以向右为正方向, 由动量守恒定律得: (m+3m) v4, 由机械能守恒定律得: 解得:h′= h; ; h. mv32=mgh′+ (m+3m)v42,

答:①A 与 C 碰撞后 A 的速度大小为 ②A 再次滑上曲面后能上升的最大高度为

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2017 年 4 月 4 日

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