江西省上饶中学2020届高三上学期期中考试物理（理科实验重点班）试卷

江西省上饶中学2020届高三上学期期中考试物理（理科实验重点班）试卷

物理试卷（理科实验、重点班）‎ 命题人：戴新华 考试时间：90分钟 分值：100分 ‎ 一、 单选题（每小题4分，共40分，1-7题为单选题，8-10题为多选题）‎ ‎1.如图所示，甲、乙、丙、丁是以时间为横轴的匀变速直线运动的图像，下列说法正确的是（ ▲  ）‎ A. 甲是a﹣t图像  B. 乙是x﹣t图像  C. 丙是v﹣t图像   D. 丁是a﹣t图像 ‎2.岳阳某些农村一大家人过春节时常用简易灶做菜，如图甲所示，将一个球形铁锅用三个轻小石块支起用柴火烧菜，铁锅边缘水平，小石块成正三角形放在水平灶台上，石块到铁锅球心的连线与竖直方向的夹角均成30°，已知锅与菜的总质量为9kg，不计铁锅与石块间的摩擦，重力加速度g=10m/s2 ， 则下列说法正确的是（ ▲  ） ‎ A. 灶台对每个石块的作用力均竖直向上     ‎ B. 灶台受到每个石块的压力为90N C. 每个石块与铁锅之间的弹力大小为 D. 灶台对每个石块的摩擦力为10N ‎3.如图所示，实线表示某匀强电场的电场线，虚线表示该电场的等势线。则下列说法中正确的是（ ▲  ）A. 1、2两点的场强不相等 B. 2、3两点的电势不相等 C. 1、2两点间的电势差等于1、3两点间的电势差 D. 电荷在1点具有的电势能一定大于其在2点具有的电势能 ‎ 4.如图所示，一水平放置在绝缘地面上的金属板，其正上方有一固定的正电荷Q，一表面绝缘的带正电小球（可视为质点且不影响Q的电场，与金属板之间无电荷交换且考虑金属板的静电感应效应），从左端以初速度v0滑上金属板的上表面，已知金属板上表面光滑，则小球在向右运动到右端的过程中（ ▲  ） ‎ A. 速度减小通过     B. 小球先减速，后加速运动 ‎ C. 小球匀速通过       D. 小球受的电场力作正功 ‎5.如图所示，在某静止点电荷产生的电场中有M、N两点，M点场强大小为EM ， 方向与MN连线的夹角为53º，N点场强大小为EN ， 方向与MN连线的夹角为37º ‎。已知sin37º=0.6，cos37º=0.8，则下列说法正确的是（ ▲  ）‎ A. 该点电荷带正电       B.  C. M点的电势高于N点     D. 一电子从M点运动到N点电势能增加 ‎6.如图所示，一根长导线弯成“n”形，通以直流电I， 正中间用不计长度的一段绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内，在电流I减小的过程中，下列叙述正确的是（ ▲ ）‎ A．金属环C中无感应电流产生 ‎ B．金属环C中有沿逆时针方向的感应电流 C．悬挂金属环C的竖直线拉力变大 ‎ D．悬挂金属环C的竖直线拉力变小 ‎7.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它下端刚好跟杯中的水银面接触，并使它组成如右图所示的电路，当开关S接通后将看到的现象是 （ ▲  ）‎ A．弹簧向上收缩 ‎ B．弹簧被拉长 ‎ C．弹簧上下跳动 ‎ D．弹簧仍静止不动 ‎ ‎8.在如图所示的电路中 为电源，其内阻为 ， 为定值电阻（ ）， 为电阻箱， 光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小， 为理想电压表， 为理想电流表，闭合开关后，下列说法正确的是（ ▲  ）‎ A. 用光照射 ，电流表示数变大         ‎ B. 用光照射 ，电压表示数变小 C. 将变阻箱 阻值变大，电流表示数变小            ‎ D. 将变阻箱 阻值变大，电压表示数变小 ‎9.“嫦娥四号”探测器成功登陆月球，创造了人类历史上三个第一：人类的探测器首次在月球背面实现软着陆，人类第一次成功完成了月球背面与地球之间的中继通信，人类第一次较近距离拍摄到月背影图像。“嫦娥四号”登陆月球前环绕月球在固定轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为r，周期为T，已知月球半径为R，引力常量为G，根据以上信息可得出（ ▲  ）‎ A. 月球的质量为          ‎ B. 月球的平均密度为 C. 月球表面的重力加速度为        ‎ D. 月球的第一宇宙速度为 ‎ ‎10、如图所示,一半径为R的均匀带正电圆环水平放置,环心为O点,在O正上方h高位置的A点与A′关于O对称。质量为m的带正电的小球从A点静止释放,并穿过带电环。则小球从A点到A′过程中加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图象可能正确的是(取O点为坐标原点且重力势能为零,加速度向下为正方向,无限远电势为零)（ ▲  ）‎ 二、实验探究题（2小题；共21分）‎ ‎11.（每空3分，共9分）气垫导轨是研究与运动有关的实验装置，也可以用来研究功能关系．如图甲所示，在气垫导轨的左端固定一轻质弹簧，轨道上有一滑块A紧靠弹簧但不连接，滑块的质量为m． （1）用游标卡尺测出滑块A上的挡光片的宽度，读数如图乙所示，则宽度d=____▲____cm； ‎ ‎（2）利用该装置研究弹簧对滑块做功的大小；某同学打开气源，调节装置，使滑块可以静止悬浮在导轨上，然后用力将滑块A压紧到P点，释放后，滑块A上的挡光片通过光电门的时间为△t，则弹簧对滑块所做的功为___▲___．（用题中所给字母表示） ‎ ‎（3）利用该装置测量滑块与导轨间的动摩擦因数；关闭气源，仍将滑块A由P点释放，当光电门到P点的距离为x时，测出滑块A上的挡光片通过光电门的时间为t，移动光电门，测出多组数据（滑块都能通过光电门），并绘出 图象．如图丙所示，已知该图线斜率的绝对值为k，则滑块与导轨间的滑动摩擦因数为___▲___．（用题中所给字母表示） ‎ ‎12.（每空3分，共12分）同学们设计了如图所示的电路来测量一个未知电源的电动势和内阻，电压表量程为6V，内阻为8kΩ，电阻箱阻值为0～9999.9Ω，实验前同学们粗测电动势约为8V。 ‎ ‎      ‎ ‎（1）实验室可供选择的定值电阻如下，为了方便测量，满足实验要求的定值电阻是__▲__。 ‎ A. 2kΩ     B. 4kΩ      C. 6kΩ        D. 8kΩ ‎（2）实验时，闭合开关S前，应先将电阻箱的电阻调到___▲__（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）。 ‎ ‎（3）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，根据记录的多组数据，作出如图乙所示的 图线。根据该图线可求得电澡的电动势E=___▲_____V，内阻r=____▲____Ω。‎ 三、计算题（4小题；共39分，要求有必要的表达式及中间运算过程，只有结果不给分）‎ ‎13.（8分）如图所示，一根足够长且粗细均匀，一端开口一端封闭的玻璃管，内有长度为d=30cm的汞柱，当开口向上竖直放置，封闭端内空气柱的长度为30cm,设外界大气压恒为75cmHg不变，现以封闭端为圆心顺时针转180°倒挂，（翻转过程中液体及气体温度始终不变且未流出）试求此时封闭部分空气柱的长度.‎ ‎ 14.(10分)如图所示，一质量为m，带电量为－q，不计重力的粒子，从x轴上的P(a,0)点以速度大小为v，沿与x轴正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴从第一象限射出。求：‎ ‎(1) 射出点的坐标；‎ ‎(2) 带电粒子在磁场中运动的时间。‎ ‎15.（10分）如图所示，一块质量为m，长为L的均质长木板放在很长的光滑水平桌面上，板的左端有一质量为m′的小物体(可视为质点)，物体上连接一根很长的细绳．某人以恒定的速度v水平拉绳，物体最多只能到达板的中点．试求：(1)当物体刚到达木板中点时木板的位移；‎ ‎(2)若木板与桌面之间有摩擦，为使物体能达到板的右端，板与桌面之间的动摩擦因数应满足什么条件？‎ ‎ · · ·E ‎ · · · ‎ ‎ · · ·‎ ‎ · a· ·‎ ‎ · ·‎ ‎ · · ·‎ ‎ · · B ‎16.（11分）如图所示，空间存在着垂直向外的水平的匀强磁场和竖直向上的匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为E.在这个场区内，有一带正电的液滴a在电场力和重力作用下处于静止．现从场中某高处h由静止释放一个带负电的液滴b(图中未画出），当它的运动方向变为水平方向时恰与a相撞，撞后两液滴合为一体，并沿水平方向做匀速直线运动．已知液滴b的质量是a质量的2倍，b所带电荷量是a所带电荷量的4倍，且相撞前a,b间的静电力忽略不计．‎ ‎（1)求两液滴相撞后共同运动的速度大小；‎ ‎(2)求液滴b开始下落时距液滴a的高度h.‎ ‎1、【答案】 D ‎ ‎【考点】S-t图象，V-t图象 ‎ ‎【解析】解：A、甲是v﹣t图像，其斜率等于加速度，可知，甲的速度均匀减小，做匀减速直线运动，故A错误．‎ B、若乙是x﹣t图像，其斜率表示速度，说明物体做匀速直线运动，故B错误．‎ C、若丙是v﹣t图像，斜率表示加速度，可知，丙做加速度减小的变加速运动，故C错误．‎ D、丁是a﹣t图像，加速度不变，说明做匀变速直线运动，故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎2、【答案】 C ‎ ‎【考点】共点力平衡条件的应用 ‎ ‎【解析】【解答】对灶台受力分析，受重力、三个石块有垂直向上的支持力，如果石头光滑也是一样的，故可以没有摩擦力；根据平衡条件，竖直方向，有：3Ncos30°=mg；解得： ； ‎ 根据牛顿第三定律，灶台对每个石块的压力为 ，是垂直向下；C符合题意，ABD不符合题意；‎ 故答案为：C ‎3、【答案】 C ‎ ‎【考点】电场强度和电场线及电势特点 ‎ ‎【解析】试题分析：A、匀强电场中的场强处处相同，则，则选项A错误。B、沿着电场线电势逐渐降低，有，则选项B错误。C、由可知， ，选项C正确。D、由，而，但电荷的电性未知， 与的大小无法比较。故选项D错误。则选C。‎ ‎4、【答案】 C ‎ ‎【考点】电场力做功 ‎ ‎【解析】【解答】ABD.金属板在正电荷的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受的电场力与金属板表面垂直，在金属板上从左向右运动的过程中，电场力不做功。‎ ‎5、【答案】 B ‎ ‎【考点】电场强度和电场线，电势差、电势、电势能 ‎ ‎【解析】【解答】A、将两个电场方向延长，交与一点O，如图： ‎ 可知，该点电荷带负电，A不符合题意；‎ B、设 ，则根据点电荷场强公式可知： ， ‎ 整理可以得到： ，B符合题意；‎ C、沿着电场线电势降低，则可知越是靠近负电荷电势越低，即M点的电势低于N点电势，C不符合题意；‎ D、一电子从M点运动到N点电场力做正功，根据功能关系可知，电势能减小，D不符合题意。‎ 故答案为：B ‎6、【答案】D ‎ ‎【考点】安培力，电磁感应定律及力学 ‎ ‎【解析】【解答】由安培定则知，弯曲成“n”导线中电流的磁场方向为：垂直纸面向里，且大小减小，由楞次定律知，感应电流方向为顺时针方向，并由左手定则知，安培力的方向背离圆心向外，由于弯曲成“n”导线，所以金属环下1/4圆弧安培力较小，因此圆环整体安培力向上，导致绳的拉力减小，故D符合题意。‎ ‎7、【答案】 C ‎ ‎【考点】安培力，左手定则 ‎ ‎【解析】本题考查对通电螺线管的理解，如图所示，通电后，弹簧的每一圈都相当于一个环形电流，且各圈 的电流绕向相同．任取其中两圈，其相邻两侧一定形成相异极性，因此互相吸引(或者，也可把任意两圈的相邻各段，看做两个同向电流而相互吸引)．弹簧的各圈互相吸引后，弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开．电路断开后，弹簧中的电流消失，磁场作用失去，弹簧在自身重力及弹力作用下下落．于是，电路又接通，弹簧又收缩……如此周而复始，弹簧上下跳动．C项正确．‎ ‎8、【答案】A,D ‎ ‎【考点】欧姆定律 ‎ ‎【解析】【解答】AB、用光照射 ，故光敏电阻的阻值减小，电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流增大，根据欧姆定律可知R1两端的电压增大，电压表示数变大，根据串联分压可知变阻箱 两端的电压减小，流过 的电流减小，根据并联分流可知流过 的电流增大，电流表示数变大，A符合题意，B不符合题意；‎ CD、将变阻箱 阻值变大，电路中的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流减小，根据欧姆定律可知R1两端的电压减小，电压表示数变小，根据串联分压可知变阻箱 两端的电压增大，流过 的电流增大，根据并联分流可知流过 的电流减小，电流表示数变小，D符合题意；‎ 故答案为：AD。‎ ‎9、【答案】 A、C ‎ ‎【考点】万有引力定律及其应用，卫星问题 ‎ ‎【解析】【解答】A.根据月球对卫星的外有引力等于向心力可得： ‎ 解得月球的质量为 A不符合题意；‎ B. 月球的平均密度为 ‎ B不符合题意；C.由 可得月球表面的重力加速度 C符合题意；‎ D. 月球的第一宇宙速度是指绕月球表面运行的卫星的速度，则月球的第一宇宙速度不等于 ，D不符合题意。‎ 故答案为：AC 10、 ‎【答案】选A、B、C。‎ ‎【解析】小球运动过程的示意图如图所示。‎ 圆环中心的场强为零,无穷远处场强也为零,则小球从A到圆环中心的过程中,场强可能先增大后减小,则小球所受的电场力先增大后减小,方向竖直向上,由牛顿第二定律得知,重力不变,则加速度可能先减小后增大;小球穿过圆环后,小球所受的电场力竖直向下,加速度方向向下,为正值,根据对称性可知,电场力先增大后减小,则加速度先增大后减小。故A是可能的,故A正确;小球从A到圆环中心的过程中,重力势能EpG ‎=mgh,小球穿过圆环后,EpG=-mgh,根据数学知识可知,B是可能的,故B正确;小球从A到圆环中心的过程中,电场力做负功,机械能减小,小球穿过圆环后,电场力做正功,机械能增大,故C是可能的。故C正确;由于圆环所产生的是非匀强电场,小球下落的过程中,电场力做功与下落的高度之间是非线性关系,电势能变化与下落高度之间也是非线性关系,所以D是不可能的。故D错误。‎ ‎11、【答案】（1）0.960（2）（3） ‎ ‎【解析】【解答】解：（1）主尺读数为：9mm；游标尺分度为0.05mm，第12个刻度对齐，故游标尺读数为：0.05×12mm=0.60mm，故宽度为：d=9+0.60=9.60mm=0.960cm．（2）滑块通过光电门已经是匀速运动了，其平均速度为： ，瞬时速度等于平均速度，故瞬时速度为： ，此时滑块动能全部由弹簧弹性势能转化而来，故弹簧做功为： ；（3）每次都有P释放，则每次弹簧弹性势能都相同，由能量转化和守恒可得： ① 解得： ② 由于 ，故 ，带入可得： 动摩擦因数为： 12、【答案】 （1）B（2）最大值（3）7.50；25.0 ‎ ‎【考点】测电源电动势和内阻 ‎ ‎【解析】【解答】（1）电源电动势为8V，而电压表量程最大为6V，则应串联一电阻扩大量程；由题意可知，量程应扩大到的原来的4/3倍略大即可；电压表内阻为8kΩ, 故应选择阻值4kΩ的电阻； ‎ 故答案为：B.（2）实验时，为了保证电源的安全，开始时应让电流最小；即电阻箱阻值应达到最大值；（3）定值电阻阻值是电压表内阻的1/2倍，则电压表与定值电阻串联电压是电压表示数的3/2倍，在闭合电路中，E=U外+Ir= U+ r，则 ；由图象可知，图象截距b= =0.2，斜率 ，解得：电源电动势E=7.50V，r=25.0Ω；‎ ‎13、【答案】L′=70cm ‎【解析】【解答】取试管中气体为研究对象，设活塞未倒置前试管中气体的压强为pB、体积为VB ， 试管倒置后气体的压强为pB′、体积为VB′，管的横截面积为S ， 有： pB=p0+h ， VB=LS ， VB′=L′S pB′=p0-h 则（p0+h ）LS=（p0-h）L′S ， ① 代入数值解得：L′=70cm ‎ ‎14、【答案】(1)(0，a)　(2)t＝ ‎【解析】(1) 根据题意知，带电粒子的运动轨迹，垂直于y轴，必然有圆心在y轴上，根据半径垂直于速度，则可确定圆心O，如图所示。‎ 由几何关系知粒子运动的半径r＝a，圆心到坐标原点的距离为：＝a故射出点坐标为(0，a)‎ ‎(2) 由qvB＝mr()2 得T＝＝，则t＝＝ ‎15、【答案】【解析】　(1)m与m′相对滑动过程中 m′做匀速运动，有：vt＝s1　①‎ m做匀加速运动，有：vt＝s2　②‎ s1－s2＝L/2　③‎ 联立以上三式解得：s2＝L/2‎ ‎(2)设m与m′之间动摩擦因数为μ1‎ 当桌面光滑时有：m′gμ1＝ma1　④‎ v2＝2a1s2　⑤‎ 由④⑤解得：μ1＝ 如果板与桌面有摩擦，因为m与桌面的动摩擦因数越大，m′越易从右端滑下，所以当m′滑到m右端两者刚好共速时该动摩擦因数最小，设为μ2‎ 对m有：ma2＝m′gμ1－(m′＋m)gμ2　⑥‎ t′＝s2′　⑦‎ v2＝2a2s2′　⑧‎ 对m′有：vt′＝s1′　⑨‎ s1′－s2′＝L　⑩‎ 联立解得：μ2＝ 所以桌面与板间的动摩擦因数μ≥ ‎16、【解析】解析:液滴在匀强磁场、匀强电场中运动．同时受到洛仑兹力、电场力和重力作用，‘‎ ‎（1）可设a液滴质量为m、电量为q,b液滴质量为2m、电量为一4q.‎ 平衡时，有qE=mg……①,a、b相撞合为一体时,质量为3m,电量为-3q,速度为v，由题意知处于平衡状态，重力3mg,电场力3qE均竖直向下，所以洛仑兹力必定竖直向上，满足3qvB=3mg+3qE……②‎ h b b a 由①、②两式，可得撞后速度v=2E/B ‎ (2)对b液滴开始时重力2mg,电场力4qE均竖直向下，所以开始向下加速，由左手定则，洛仑兹力向右,可见b液滴从初始位置沿一曲线向右下方运动，当与a相撞前b的速度已水平向右，其轨迹示意图如图所示．‎ ‎ (3)对b,从开始运动至与a相撞之前，由动能定理:we＋wG＝△EK,即(4qE＋2mg)h=½（2m）v02‎ a,b相撞时，可看做动量守恒，有2mv0=3mv 由以上几式可得v0=3E/B 再由上两式得