物理卷·2017届河北省定州中学高三（承智班）下学期周练（4-9）（2017-04）

物理卷·2017届河北省定州中学高三（承智班）下学期周练（4-9）（2017-04）

河北定州中学2016-2017学年第二学期 高三承智班物理周练试题（4.9）‎ 一、选择题 ‎1．如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠竖直墙壁，右侧靠一质量为M2的物块．今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始下落，与半圆槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是( )‎ ‎ ‎ A. 小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 B. 小球在槽内运动的B至C过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统冲车方向动量守恒 C. 小球离开C点以后，将做竖直上抛运动 D. 小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统机械能守恒 ‎2．在光滑水平面上，有一个粗细均匀的边长为L的单匝正方形闭合线框abcd，在水平外力的作用下，从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过匀强磁场，如图甲所示，测得线框中产生的感应电流的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示 ‎ ‎ A. 线框开始运动时ab边到磁场左边界的距离为 B. 线框边长与磁场宽度的比值为3:8‎ C. 离开磁场的时间与进入磁场的时间之比为 D. 离开磁场的过程中外力做的功与进入磁场的过程中外力做的功相等 ‎3．如图，第一次，小球从粗糙的圆形轨道顶端A由静止滑下，到达底端B的速度为v1，克服摩擦力做功为W1；第二次，同一小球从底端B以v2冲上圆形轨道，恰好能到达A点，克服摩擦力做功为W2，则 ‎ ‎ A. v1可能等于v2‎ B. W1一定小于W2‎ C. 小球第一次运动机械能变大了 D. 小球第一次经过圆弧某点C的速率小于它第二次经过同一点C的速率 ‎4．用等长的绝缘细线把一个质量为1.0kg的小球a悬挂天花板上M、N两点，a带有Q=1.0×10-5C的正电荷。两线夹角为120°，a的正下方0.3m处放一带等量异种电荷的小球b，b与绝缘支架的总质量为2.0kg，两线上的拉力大小分别为F1和F2。（k=9×109Nm2/C2，取g=10m/s2）则( )‎ ‎ ‎ A. 支架对地面的压力大小为30.0N B. 两线上的拉力大小F1=F2=20.0N C. 将b水平右移，使M、a、b在同一直线上，此时两线上的拉力大小F1=12.5N，F2=10.0N D. 将b移到无穷远处，两线上的拉力大小F1=F2=20.0N ‎5．如图所示，固定的竖直光滑U型金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计。初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1＝，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0。在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列说法正确的是( )‎ ‎ ‎ A. 初始时刻导体棒受到的安培力大小F＝‎ B. 初始时刻导体棒加速度的大小a＝2g＋‎ C. 导体棒往复运动，最终将静止时弹簧处于压缩状态 D. 导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q＝mv02＋‎ ‎6．如图是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图．M、N是两个共轴圆筒的横截面，外筒N的半径为R，内筒的半径比R小得多，可忽略不计．筒的两端封闭，两筒之间抽成真空，两筒以相同角速度ω绕其中心轴线匀速转动．M筒开有与转轴平行的狭缝S，且不断沿半径方向向外射出速率分别为v1和v2的分子，分子到达N筒后被吸附，如果R、v1、v2保持不变，ω取某合适值，则以下结论中正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A. 当时（n为正整数），分子落在不同的狭条上 B. 当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上 C. 只要时间足够长，N筒上到处都落有分子 D. 分子不可能落在N筒上某两处且与S平行的狭条上 ‎7．如图所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正，外力F向右为正。则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图象正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎8．圆心为O、半径为R的半圆的直径两端，各固定有一根垂直圆平面的长直导线a、b，两导线中通有大小分别为2I0和I0且方向相同的电流。已知长直导线产生的磁场的磁 感应强度，其中k为常数、I为导线中电流、r为点到导线的距离。则下列说法中正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A. 圆心O点处的磁感应强度的方向由a指向b B. 在直径ab上，磁感应强度为0的点与b点距离为 C. 在半圆上一定存在“磁感应强度方向平行于直径ab”的位置 D. 在半圆上一定存在“磁感应强度方向沿半圆切线方向”的位置 ‎9．一个半径为5m的圆形蓄水池装满水，水面与地面相平，在池的中心上空离水面3m处吊着一盏灯，一个身高1.8m的人离水池边缘多远的距离恰能看到灯在水中的像( )‎ A．1.8m B．2.5m C．3m D．5m ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎10．如图所示，在一次空地演习中，离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P，反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截。设拦截系统与飞机的水平距离为s，不计空气阻力。若拦截成功，则v1，v2的关系应满足 ( )‎ ‎ ‎ A. v1＝v2‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎11．电荷量为q1和q2的两点电荷分别固定在x轴上的O、C两点，规定无穷远处电势为零，一带正电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能缉随x的变化关系如图所示。其中，试探电荷在B、D两点处的电势能均为零；在DJ段中H点处电势能最大。则 ‎ ‎ A. q1的电荷量小于q2的电荷量 B. G点处电场强度的方向沿x轴正方向 C. 若将一带负电的试探电荷自G点释放，仅在电场力作用下一定能到达D点 D. 若将一带负电的试探电荷从D点移到J点，电场力先做正功后做负功 ‎12．由两种不同材料拼接成的直轨道ABC，B为两种材料的分界线，长度AB>BC。先将ABC按图1方式搭建成倾角为θ的斜面，让一小物块（可看做质点）从斜面顶端由静止释放，经时间t小物块滑过B点；然后将ABC按图2方式搭建成倾角为θ的斜面，同样将小物块从斜面顶端由静止释放，小物块经相同时间t滑过B点。则小物块 ‎ ‎ A. 与AB段的动摩擦因数比与BC段的动摩擦因数大 B. 两次滑到B点的速率相同 C. 两次从顶端滑到底端所用的时间相同 D. 两次从顶端滑到底端的过程中摩擦力做功相同 ‎13．如图，理想变压器的原、副线圈电路中接有四只规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压恒为U0的交变电源上。当S断开时，L1、L2、L3三只灯泡均正常发光；若闭合S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则 ‎ ‎ A. 灯泡L1变亮 B. 灯泡L2变亮 C. 灯泡L3亮度不变 D. 灯泡L4正常发光 ‎14．P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与 r2的反比关系，它们左端点横坐标相同，则 ( )‎ ‎ ‎ A. P1的平均密度比P2的大 B. P1的第一宇宙速度比P2的小 C. s1的向心加速度比s2的大 D. s1的公转周期比s2的大 ‎15．如图所示，总质量为M带有底座的足够宽框架直立在光滑水平面上，质量为m的小球通过细线悬挂于框架顶部O处，细线长为L，已知M>m，重力加速度为g，某时刻m获得一瞬时速度，当m第一次回到O点正下方时，细线拉力大小为 ‎ ‎ A. mg B. C. D. ‎ ‎16．在电荷量为Q的点电荷激发电场空间中，距Q为r处电势表达式为，其中k为静电力常量，取无穷远处为零电势点，今有一电荷量为Q的正点电荷，固定在空间中某处，一电荷量为q，质量为m的负点电荷绕其做椭圆运动，不计负点电荷重力。Q位于椭圆的一个焦点上，椭圆半长轴长为a，焦距为c，该点电荷动能与系统电势能之和表达式正确的是 A. B. C. D. ‎ ‎17．2016年12月17号是我国发射“悟空”探测卫星一周年，为人类对暗物质的研究，迈出又一重大步伐。假设两颗质量相等的星球绕其中心转动，理论计算的周期与实际观测周期有出入，且（n>1），科学家推测，在以两星球球心连线为直径的球体空间中均匀分布着暗物质，设两星球球心连线长度为L，质量均为m，据此推测，暗物质的质量为 A. B. C. D. ‎ ‎18．我国的“天链一号”卫星是地球同步卫星，可为中低轨道卫星提供数据通讯，如图为“天链一号”卫星a、赤道平面内的低轨道卫星b、地球的位置关系示意图，O为地心，地球相对卫星a、b的张角分别为θ1和θ2(θ2图中未标出)，卫星a的轨道半径是b的4倍，己知卫星a、b绕地球同向运行，卫星a的周期为T，在运行过程中由于地球的遮挡，卫星b会进入卫星a通讯的盲区，卫星间的通讯信号视为沿直线传播，信号传输时间可忽略。下列分析正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A. 卫星a，b的速度之比为2:1‎ B. 卫星b的周期为T/ 8‎ C. 卫星b每次在盲区运行的时间为 D. 卫星b每次在盲区运行的时间为 ‎19．如图，质量为M=3kg的小滑块，从斜面顶点A静止没ABC下滑，最后停在水平面D点，不计滑块从AB面滑上BC面，以及从BC面滑上CD面的机械能损失。已知：AB=BC=5m，CD=9m，θ=53°，β=37°，重力加速度g=10m/s2，在运动过程中，小滑块与接触面的动摩擦因数相同。则 ‎ ‎ A. 小滑块与接触面的动摩擦因数μ=0.5‎ B. 小滑块在AB面上运动时克服摩擦力做功，等于在BC面上运动克服摩擦力做功 C. 小滑块在AB面上运动时间大于小滑块在BC面上的运动时间 D. 小滑块在AB面上运动的加速度a1与小滑块在BC面上的运动的加速度a2之比是5/3‎ ‎20．‎ ‎ ‎ A. MN对Q的弹力大小逐渐减小 B. P、Q间的弹力先增大后减小 C. 桌面对P的摩擦力先增大后减小 D. P所受桌面的支持力保持不变 ‎ ‎ ‎ ‎ 二、计算题 ‎21．‎ 如图所示，两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B.导体棒a与b的质量均为m，电阻值分别为Ra＝R，Rb＝2R.b棒放置在水平导轨上足够远处，a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放．运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g.‎ ‎ ‎ ‎(1)求a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向；‎ ‎(2)求最终稳定时两棒的速度大小；‎ ‎(3)从a棒开始下落到最终稳定的过程中，求b棒上产生的内能．‎ ‎22．如图所示，质量且足够长的木板静止在水平面上，与水平面间动摩擦因数。现有一质量的小铁块以的水平速度从左端滑上木板，铁块与木板间动摩擦因数。重力加速度。求：‎ ‎ ‎ ‎（1）铁块刚滑上木板时，铁块和木板的加速度分别多大？‎ ‎（2）木板的最大速度多大？‎ ‎（3）从木板开始运动至停止的整个过程中，木板与地面摩擦产生的热量是多少？‎ 参考答案 ‎1．BD ‎【解析】试题分析：‎ 小球从A→B的过程中，半圆槽对球的支持力沿半径方向指向圆心，而小球对半圆槽的压力方向相反指向左下方，因为有竖直墙挡住，所以半圆槽不会向左运动，可见，该过程中，小球与半圆槽在水平方向受到外力作用，动量并不守恒，而由小球、半圆槽和物块组成的系统动量也不守恒；从B→C的过程中，小球对半圆槽的压力方向向右下方，所以半圆槽要向右推动物块一起运动，因而小球参与了两个运动：一个是沿半圆槽的圆周运动，另一个是与半圆槽一起向右运动，小球所受支持力方向与速度方向并不垂直，此过程中，因为有物块挡住，小球与半圆槽在水平方向动量并不守恒，但是小球、半圆槽和物块组成的系统水平方向动量守恒，小球运动的全过程，水平方向动量也不守恒，选项A错误，选项B正确；‎ 当小球运动到C点时，它的两个分运动的合速度方向并不是竖直向上，所以此后小球做斜上抛运动，即选项C错误；‎ 因为小球在槽内运动过程中，速度方向与槽对它的支持力始终垂直，即支持力不做功，且在接触面都是光滑的，所以小球、半圆槽。物块组成的系统机械能守恒，故选项D正确。‎ 故选：BD ‎2．AB ‎【解析】由乙图知，线框做初速度为零的匀加速直线运动，在磁场外运动时间2s，位移为x；进入磁场用时2s，位移为L，所以，故A正确；在磁场知运动的时间也是2s，所以在磁场知运动的位移，磁场的宽度，所以B正确；由乙图知，进入与离开磁场过程线框中电流大小不同，所以线框受安培力大小不等，再根据F-BIL=ma 知，两个过程拉力大小不等，而位于位移相同，所以做的功不同，故D错误；设加速度为a，进入磁场过程 ‎： ，V1=2a，t1=2s；离开磁场过程： ，V2=6a，求得，所以C错误。‎ ‎3．BD ‎【解析】从A下滑到B： ，从B上滑到A ‎： ，可得，所以A错误；小球的两次运动，都有阻力做负功，机械能都减小了，故C错误；取特殊位置，某点C，取在B点，可知，小球第一次经过圆弧某点C的速率小于它第二次经过同一点C的速率，故D错误；设小球与圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，根据，所以下滑时小球与轨道间弹力小于上滑过程中小球与轨道间弹力，再由知，下滑过程受摩擦力大小小于上滑过程受摩擦力大小，所以W1一定小于W2，B正确。‎ ‎4．BC ‎【解析】对B和支架受力分析，受竖直向下的重力，a对b的库仑力，地面的支持力，由平衡条件可求支持力，所以A错误；对a由平衡条件知，故B正确；将b水平右移，使M、a、b在同一直线上，此时两球的距离变为，所以有，解得F1=12.5N，F2=10.0N，所以C正确；将b移到无穷远处，库仑力为零，则F1=F2=mg=10.0N，所以D错误。‎ ‎5．BC ‎【解析】由题意知，导体棒的初速度为v0，产生的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律得：E=BLv0，设初始时刻回路中产生的电流为I，由闭合电路的欧姆定律得： ，设初始时刻导体棒受到的安培力为F，由安培力公式得：F=BIL 联立上式得， ，所以A错误；初始时刻，弹簧处于伸长状态，棒受到重力、向下的安培力和弹簧的弹力，所以：ma=mg+kx+F，得：‎ ‎，故B正确；从初始时刻到最终导体棒静止的过程中，导体棒减少的机械能一部分转化为弹簧的弹性势能，另一部分通过克服安培力做功转化为电路中的电能；当导体棒静止时，棒受到重力和弹簧的弹力，受力平衡，所以弹力的方向向上，此时导体棒的位置比初始时刻降低了，故C正确；导体棒直到最终静止时，棒受到重力和弹簧的弹力，受力平衡，则：mg=kx2，得： ．由于x1=x2，所以弹簧的弹性势能不变，由能的转化和守恒定律得：mg（x1+x2）+Ek=Q解得： ，所以D正确。‎ ‎6．A ‎【解析】由题意知，微粒从M到N运动的时间t=R∕v，在此时间内筒转过的角度，微粒以不同飞速度运动，两次运动时间内筒转过的角度不是相差2π的整数倍，即当时（n为正整数），分子落在不同的狭条上，所以A正确；D错误；若相差2π的整数倍，则落在一处，即当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上，所以B错误；若微粒运动的时间为筒转动周期的整数倍，微粒只能到达筒上固定的位置，所以C错误。‎ ‎7．D ‎【解析】当线框运动L时开始进入磁场，磁通量开始增加，当全部进入磁场时达到最大，此后向外的磁通量增加，总磁通量开始减少，当运动到2.5L时，磁通量最小，故A错误；‎ 当线框进入第一个磁场时，由E=BLv可知，E保持不变，而开始进入第二个磁场时，两端同时切割磁感线，电动势应为2BLv，故B错误；‎ 因安培力总是与运动方向相反，故外力应一直向右，故C错误；‎ 外力的功率P=Fv，因速度不变，而线框在第一个磁场时，电流为定值，外力也为定值；两边分别在两个磁场中时，有B的分析可知，电流加倍，故安培力加倍，功率加倍，此后从第三个磁场中离开时，安培力应等于第一个磁场中的安培力，故D正确。‎ ‎8．BD ‎【解析】根据右手定则可判断电流a在O点的磁场方向竖直向下，电流B在O点磁场方向竖直向上，由磁感应强度知，电流a在O处产生的磁感应强度比电流b的大，故叠加后O点磁场方向竖直向下，故A错误；设在直径ab上，磁感应强度为0的点与b点距离为r，‎ ‎，解得，所以B正确；在半圆上任取一点P，电流a在P点的磁感应强度为，电流b在P点的磁感应强度为，设该处磁感应强度B的方向与aP的夹角为α，则，设aP与ab的夹角为β，则，所以，故B的方向不可能与ab平行，一定存在BD 方向沿半圆切线方向的位置，所以C错误；D正确。‎ ‎9．C ‎【解析】水池面相当于平面镜，作反射光光路图如图所示.若人在某位置时恰能通过水池的边缘看到灯在水中的像，这时光源发出的光恰好通过水池边缘反射入人的眼睛.‎ ‎ ‎ 解：由反射定律可知，由几何分析得：△SBO∽△DCO，故有h/H＝x/r 故x＝hr/H＝1.8×5/3＝3 m ‎10．D ‎【解析】试题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．两炮弹相遇，在竖直方向上的位移之和等于H，在这段时间内飞机发射的导弹的水平位移为s，根据两个关系求出的关系 两炮弹相遇，在竖直方向上的位移之和等于H．飞机发射炮弹的竖直位移，拦截导弹的竖直位移，根据，有，所以运行的时间，此时飞机发射导弹的水平位移为s，有．所以，故两导弹的速度关系为，D正确．‎ ‎11．D ‎【解析】由 知正电荷的电势能变化和电场的电势变化相同.‎ A、B、由图知无穷远处的电势为0，B点的电势为零，由于沿着电场线电势降低，所以O点的电荷q1带正电，C点电荷q2带负电，由于B点距离O比较远而距离C比较近，所以q1电荷量大于q2的电荷量．故A正确；B、沿着电场线电势逐渐降低可知G点的场强沿x轴负方向，选项B错误。C、带负电的试探电荷在G点受x正方向的电场力，故沿x正向加速运动，选项C错误.D、负电荷从D点到J点的电场力先沿x正向后沿x负向，故电场力先做正功后做负功，选项D正确。故选D.‎ ‎【点睛】电势为零处，电场强度不一定为零．电荷在电场中与电势的乘积为电势能．电场力做功的正负决定电势能的增加与否．‎ ‎12．D ‎【解析】Ａ、第一种情况：从Ａ到Ｂ过程， ，第二种情况从Ｃ到Ｂ的过程，，因为AB>BC，所以，即物块与AB段的动摩擦因数比与BC段的动摩擦因数小，选项Ａ错误．Ｂ、据题意两次做匀加速直线运动，可知位移大的平均速度大，末速度同样大，故第一次到Ｂ的速率更大些，选项Ｂ错误。D、由，则两次摩擦力做功相等，故D正确。Ｃ、两个过程摩擦力做功相等，重力做功相等，根据动能定理可知，两次滑块中物块到达底端速度相等v，则第一种，第二种，因BC

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