辽宁省丹东市四校协作体2011届高三物理第二次联合考试

用心 爱心 专心 1 辽宁省丹东市四校协作体辽宁省丹东市四校协作体 20112011 届高三第二次联合考试物届高三第二次联合考试物 理理 试试 题题 满分值 110 分 考试时间 90 分钟 第 卷 选择题 共 48 分 一 选择题 本题共 12 小题 每小题 4 分 共 48 分 在每小题给出的四个选项中 有的小 题只有一个选项是正确的 有的小题有多个选项是正确的 全部选对的得 4 分 选不全 的得 2 分 有选错或不答的得 0 分 1 在地质 地震 勘探 气象和地球物理等领域的研究中 需要精确的重力加速度 g 值 g 值可由实验精确测定 近年来测 g 值的一种方法叫 对称自由下落法 它是将测 g 归于 测长度和时间 以稳定的氦氖激光为长度标准 用光学干涉的方法测距离 以铷原子钟 或其他手段测时间 能将 g 值测得很准 具体做法是 将真空长直管沿竖直方向放置 自其中 O 点向上抛小球又落到原处的时间为 T2 在小球运动过程中经过比 O 点高 H 的 P 点 小球离开 P 点到又回到 P 点所用的时间为 T1 测得 T1 T2和 H 可求得 g 等于 A B 8H T2 2 T2 1 4H T2 2 T2 1 C D 8H T2 T1 2 H 4 T2 T1 2 2 如图所示 平行板电容器 AB 两极板水平放置 A 在上方 B 在下方 现将其和二极管串联接在电源上 已知 A 和电 源正极相连 二极管具有单向导电性 一带电小球沿 AB 中心水平射入 打在 B 极板上的 N 点 小球的重力不能 忽略 现通过上下移动 A 板来改变两极板 AB 间距 两极 板仍平行 则下列说法正确的是 A 若小球带正电 当 A B 间距增大时 小球打在 N 的右侧 B 若小球带正电 当 A B 间距减小时 小球打在 N 的左侧 C 若小球带负电 当 A B 间距减小时 小球可能打在 N 的右侧 D 若小球带负电 当 A B 间距增大时 小球可能打在 N 的左侧 3 如图所示 质量为 m1和 m2的两个物体用细线相连 在大小 恒定的拉力 F 作用下 先沿水平面 再沿斜面 斜面与水平 面成 角 最后竖直向上运动 则在这三个阶段的运动中 细线上张力的大小情况是 A 由大变小 B 由小变大 C 始终不变 D 由大变小再变大 4 如图所示 一粒子源位于一边长为 a 的正三角形 ABC 的中点 O 处 可以在三角形所在的 平面内向各个方向发射出速度大小为 v 质量为 m 电荷量为 q 的带电粒子 整个三角 形位于垂直于 ABC 的匀强磁场中 若使任意方向射出的带电粒子均不能射出三角形区 域 则磁感应强度的最小值为 A B N 用心 爱心 专心 2 A mv qa B 2mv qa C 2 3mv qa D 4 3mv qa 5 如图所示光滑管形圆轨道半径为 R 管径远小于 R 小球 a b 大小相同 质量均为 m 其直径略小于管径 能在管 中无摩擦运动 两球先后以相同速度 v 通过轨道最低点 且当小球 a 在最低点时 小球 b 在最高点 以下说法正确的 是 A 当小球 b 在最高点对轨道无压力时 小球 a 比小球 b 所 需向心力大 5mg B 当 v 时 小球 b 在轨道最高点对轨道无压力 5gR C 速度 v 至少为 才能使两球在管内做圆周运动 5gR D 只要 v 小球 a 对轨道最低点的压力比小球 b 对轨道最高点的压力都大 6mg 5gR 6 如图所示 用一块金属板折成横截面为 形的金属槽放置在磁感应强度为 B 的匀强磁场 中 并以速率 v1向右匀速运动 从槽口右侧射入的带电微粒的速率是 v2 如果微粒进入 槽后恰能做匀速圆周运动 则微粒做匀速圆周运动的轨道半径 r 和周期 T 分别为 A B v1v2 g 2 v2 g v1v2 g 2 v1 g C D v1 g 2 v1 g v1 g 2 v2 g 7 如图 一物体 m 在沿斜面向上的恒力 F 作用下 由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加 速直线运动 经时间 t 力 F 做功为 60J 此后撤去恒力 F 物体又经 t 时间回到出发点 若以地面为零势能点 则下列说法不正确的是 A 物体回到出发点时的动能是 60J B 开始时物体所受的恒力 F 2mgsin C 撤去力 F 时 物体的重力势能是 45J D 动能与势能相同的位置在撤去力 F 之前的某位置 8 在地面附近 存在着一有界电场 边界 MN 将某空间分成上下两个区域 在区域 中有竖直向上的匀强电场 在区域 中离边界某一高度由静止释放一质量为 m 的带电 小球 A 如图甲所示 小球运动的 v t 图象如图乙所示 已知重力加速度为 g 不计空 气阻力 则 A 在 t 2 5s 时 小球经过边界 MN B 小球受到的重力与电场力之比为 3 5 用心 爱心 专心 3 C 在小球向下运动的整个过程中 重力做的功与电场力做的功大小相等 D 在小球运动的整个过程中 小球的机械能与电势能总和先变大再变小 9 在如图所示的电路中 R1 R2 R3均为可变电阻 当开关 S 闭合后 两平行金属板 MN 中有一带电液滴正好处于静止状态 为使带电液滴向上加速运动 可采取的措施是 A 增大 R1 B 减小 R2 C 减小 R3 D 增大 MN 间距 10 如图所示 质量为 m 带电荷量为 q 的 P 环套在固定的水平长直绝缘杆上 整个装置 处在垂直于杆的水平匀强磁场中 磁感应强度大小为B 现给环一向右的初速 度 v0 则 v0 mg qB A 环将向右减速 最后匀速 B 环将向右减速 最后停止运动 C 从环开始运动到最后达到稳定状态 损失的机械能是 mv 1 22 0 D 从环开始运动到最后达到稳定状态 损失的机械能是 mv m 2 1 22 0 1 2 mg qB 11 摆线是数学中众多迷人曲线之一 它是这样定义的 一个圆沿一直线无滑动地滚动 则 圆上一固定点所经过的轨迹称为摆线 在竖直平面内有 xOy 坐标系 空间存在垂直 xOy 平面向里的匀强磁场 磁感应强度为 B 一质量为 m 电荷量为 q 的小球从坐标原点 由静止释放 小球的轨迹就是摆线 小球在 O 点速度为 0 时 可以分解为一水平向右的 速度 v0和一水平向左的速度 v0两个分速度 如果 v0取适当的值 就可以把摆线分解成 以 v0的速度向右做匀速直线运动和从 O 点向左速度为 v0的匀速圆周运动两个分运 动 设重力加速度为 g 下列式子正确的是 A 速度 v0所取的适当值应为 mg qB B 经过 t 第一次到达摆线最低点 m qB C 最低点的 y 轴坐标为 y 2m2g q2B2 D 最低点的 y 轴坐标为 y m2g q2B2 12 如图所示 在足够大的光滑水平面上放有两个质量相等的物块 A 和 B 其中物块 A 连接 一个轻弹簧并处于静止状态 物块 B 以水平初速度 v0向着物块 A 运动 物块 B 与弹簧 相互作用过程中 两物块始终保持在同一条直线上运动 下列图象分别描绘了此过程 A B 两物块的速度 v 动能 Ek及所受弹力 F 随时间 t 的变化规律 能正确表示其关系的 是 用心 爱心 专心 4 A B C D 第 卷 非选择题 共 62 分 二 填空题 本题共 5 小题 每小题 4 分 共 20 分 13 如图所示 A B 两物体的质量分别为 mA和 mB 且 mA mB 整个系统处于静止状态 小 滑轮的质量和一切摩擦均不计 如果绳的一端由 Q 点缓慢地向左移到 P 点 整个系统重 新平衡后 物体 A 的高度 填 升高 降低 或 不变 和两滑轮间绳与水平方 向的夹角 填 变大 变小 或 不变 14 一电子质量为 9 1 10 31kg 以 4 106m s 的速度沿与电场垂直的方向从 A 点水平垂直于 场强方向飞入 并从 B 点沿与场强方向成 150 的方向飞出该电场 如图所示 则 A B 两点的电势差为 V 15 如图所示 R1 30 R4 20 电源电压恒为 30V 现安培表示数为 0 75A 若把电 键闭合 则伏特表的示数减少 1 3 滑片 P 位置不变 则 R2的阻值为 R3的阻 值为 16 跳绳是一种健身运动 设某运动员的质量是 50kg 他 1min 跳绳 180 次 假定在每次跳 用心 爱心 专心 5 跃中 脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的 则该运动员跳绳时克服重力做功 2 5 的平均功率是 取 g 10m s2 17 竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在如图所示的匀强磁场中 B 1 1T 管道半径 R 0 8m 其直径 POQ 在竖直线上 在管口 P 处以 2m s 的速度水平射入一个带电小 球 可视为质点 其电荷量为 10 4C g 取 10m s2 小球滑到 Q 处时的速度大小为 若小球从 Q 处滑出瞬间 管道对它的弹力正好为零 小球的质量为 三 计算题 本题共 4 小题 共 42 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要的演算 步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单 位 18 6 分 一轻弹簧的左端固定在墙壁上 右端自由 一质量为 m 的滑块从距弹簧右端 L0 的 P 点以初速度 v0 正对弹簧运动 如下图所示 滑块与水平面的动摩擦因数为 在与 弹簧碰后反弹回来 最终停在距 P 点为 L1的 Q 点 求 在滑块与弹簧碰撞过程中弹簧 最大压缩量为多少 19 12 分 如图所示 在竖直平面内有范围足够大 场强方向水平向左的匀强电场 在虚 线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场 磁感应强度大小为B 一绝缘 形杆由两段 直杆和一半径为 R 为半圆环组成 固定在纸面所在的竖直平面内 PQ MN 与水平面平 行且足够长 半圆环 MAP 在磁场边界左侧 P M 点在磁场界线上 NMAP 段是光滑的 现有一质量为 m 带电量为 q 的小环套在 MN 杆上 它所受到的电场力为重力的 倍 现在 M 右侧 D 点由静止释放小环 小环刚好能到达 P 点 求 1 2 1 D M 间的距离 x0 2 上述过程中小环第一次通过与 O 等高的 A 点时弯杆对小环作用力的大小 3 若小环与 PQ 杆的动摩擦因数为 设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 现 用心 爱心 专心 6 将小环移至 M 点右侧 5R 处由静止开始释放 求小环在整个运动过程中克服摩擦 力所做的功 20 12 分 如图甲所示 竖直面 MN 的左侧空间存在竖直向上的匀强电场 上 下及左侧 无边界 一个质量为 m 电荷量为 q 的可视为质点的带正电的小球 以大小为 v0的速 度垂直于竖直面 MN 向右做直线运动 小球在 t 0 时刻通过电场中的 P 点 为使小球能 在以后的运动中竖直向下通过 D 点 P D 间距为 L 且它们的连线垂直于竖直平面 MN D 到竖直面 MN 的距离 DQ 等于 L 经过研究 可以在电场所在的空间叠加如 图乙所示的随时间周期性变化的 垂直于纸面向里的磁场 g 10m s2 求 1 场强 E 的大小 2 如果磁感应强度 B0为已知量 试推出满足条件 t1的表达式 3 进一步的研究表明 竖直向下的通过 D 点的小球将做周期性运动 则当小球运动 的周期最大时 求出磁感应强度 B0及运动的最大周期 T 的大小 并在图中定性地画 出小球运动一个周期的轨迹 只需要画出一种可能的情况 用心 爱心 专心 7 21 12 分 如图甲所示 水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车 管的底部有一 质量 m 0 2g 电荷量 q 8 10 5C 的小球 小球的直径比管的内径略小 在管口所在 水平面 MN 的下方存在着垂直纸面向里 磁感应强度 B1 15T 的匀强磁场 MN 面的上 方还存在着竖直向上 场强 E 25V m 的匀强电场和垂直纸面向外 磁感应强度 B2 5T 的匀强磁场 现让小车始终保持 v 2m s 的速度匀速向右运动 以带电小球刚经过场的 边界 PQ 为计时的起点 测得小球对管侧壁的弹力 FN随高度 h 变化的关系如图乙所 示 g 取 10m s2 不计空气阻力 求 1 小球刚进入磁场 B1时的加速度大小 a 2 绝缘管的长度 L 3 小球离开管后再次经过水平面 MN 时距管口的距离 x 用心 爱心 专心 8 3 答案 C 解析 设细线上的张力为 F1 要求 F1 选受力少的物体 m1为研究对象较好 此外还 必须知道物体 m1的加速度 a 要求加速度 a 则选 m1 m2整体为研究对象较好 在水平面上运动时 F1 m1g m1a F m1 m2 g m1 m2 a 联立 解得 F1 m1F m1 m2 在斜面上运动时 F1 m1gsin m1gcos m1a F m1 m2 gsin m1 m2 gcos m1 m2 a 联立 解得 F1 m1F m1 m2 同理可得 竖直向上运动时 细线上的张力 F1仍是 m1F m1 m2 4 答案 D 解析 如图所示带电粒子不能射出三角形区域的最小半径是 r tan30 a 由 1 2 a 2 3 12 qvB m得 最小的磁感应强度是 B v2 r 4 3mv qa 5 答案 BD 解析 小球在最高点恰好对轨道没有压力时 小球 b 所受重力充当向心力 用心 爱心 专心 9 mg m v0 小球从最高点运动到最低点过程中 只有重力做功 小球的机械能 v2 0 RgR 守恒 2mgR mv mv2 解以上两式可得 v B 项正确 小球在最低点时 1 22 0 1 25gR F向 m 5mg 在最高点和最低点所需向心力的差为 4mg A 项错 小球在最高点 v2 R 内管对小球的支持力可以提供向心力 所以小球通过最高点的最小速度为零 再由机械 能守恒定律可知 2mgR mv 2 解得 v 2 C 项错 当 v 时 小球在最低点 1 2gR5gR 所受支持力 F1 mg 由最低点运动到最高点 2mgR mv mv2 小球对轨道 mv2 R 1 22 1 1 2 压力 F2 mg m 解得 F2 m 5mg F1 F2 6mg 可见小球 a 对轨道最低点压力 v2 1 R v2 R 比小球 b 对轨道最高点压力都大 6mg D 项正确 8 答案 BC 解析 由速度图象可知 带电小球在区域 与区域 中的加速度之比为 3 2 由牛顿 第二定律可知 所以小球所受的重力与电场力之比为 3 5 B 正确 小球 mg F mg 3 2 在 t 2 5s 时速度为零 此时下落到最低点 由动能定理可知 重力与电场力的总功为 零 故 C 正确 因小球只受重力与电场力作用 所以小球的机械能与电势能总和保持不 变 D 错 9 答案 B 解析 由题意知带电液滴带负电 带电液滴原来处于静止状态 则电场力与重力平 衡 为了让带电液滴向上加速运动 只要增大电场力即可 减小 R2或增大 R3 都可使 电场力增大 B 项正确 若增加两板间距 电场强度减小 带电液滴将向下加速运动 用心 爱心 专心 10 不符合题意 10 答案 AD 解析 环在向右运动过程中受重力 mg 洛伦兹力 F 杆对环的支持力 摩擦力作用 由于 v0 qv0B mg 在竖直方向有 qvB mg FN 在水平方向存在向左的摩擦力 mg qB 作用 所以环的速度越来越小 当 FN 0 时 Ff 0 环将作速度 v1 的匀速直线运 mg qB 动 A 对 B 错 从环开始运动到最后达到稳定状态 损失的机械能为动能的减少 即 mv m 2 故 D 对 C 错 正确答案为 A D 1 22 0 1 2 mg qB 13 答案 升高 角不变 解析 系统静止时 与动滑轮接触的那一小段绳子受力情况如右图所示 同一根绳子 上的拉力 F1 F2总是相等的 它们的合力 F 与 F3是一对平衡力 以 F1 F2为邻边所作 的平行四边形是菱形 故 mBg 2mAgsin 绳的端点由 Q 点移向 P 点时 由于 mA mB 的大小不变 故 不变 因此 B 下降 A 上升 14 答案 136 5 解析 设电子射入电场时的速度为 vA 射出电场时的速度为 vB 从图可知 vB 2vA 根据动能定理 有 vA sin30 W eUAB W mv mv 1 22 B 1 22 A 由式 得 eUAB mv mv mv 1 22 B 1 22 A 3 22 A 用心 爱心 专心 11 所以 UAB V 3mv2 A 2e 3 9 1 10 31 4 106 2 1 6 10 19 2 136 5V 15 答案 60 20 解析 设电路两端的总电压为 U 与伏特表并联电阻的阻值为 Rx 电键断开时 流过 R1的电流为 I1 电路中的总电流为 I 电键闭合时 流过 R1的电流为 I1 电路中的总电 流为 I 电键断开时 R4两端的电压为 U4 IR4 0 75 20V 15V 电阻 R1两端的电 压为 U1 U U4 30V 15V 15V 流过 R1的电流为 I1 U1 R1 15 30A 0 5A 流过 R2的电流为 I2 I I1 0 75A 0 5A 0 25A 电阻 R2的阻值为 R2 U2 I2 U1 I2 15 0 25 60 伏特表示数为 U示 I1Rx 电键闭合时 U示 I1 Rx 由题意可知 U示 U示 U示 解得 I1 I1 A 电阻 R1两端的电 1 1 3 2 3 2 3 1 3 压为 U1 I1 R1 30V 10V 通过电阻 R2的电流为 I2 U1 R2 10 60A A R4 1 3 1 6 两端的电压为 U4 U U1 30V 10V 20V 电路中的总电流为 I U4 R4 20 20A 1A 通过 R3的电流为 I3 I I1 I2 1A A A 0 5A 电 1 3 1 6 阻 R3的阻值为 R3 U1 I3 10 0 5 20 17 答案 6m s 1 2 10 5kg 解析 小球在管道中受重力 洛伦兹力和轨道的作用力 而只有重力对小球做功 由 动能定理得 mg 2R mv mv 解得 vQ 6m s 1 22 Q 1 22 P4gR v2 P 在 Q 处弹力为零 则洛伦兹力和重力的合力提供向心力 有 qvQB mg m v2 Q R 解得 m 1 2 10 5kg 用心 爱心 专心 12 18 答案 L0 v20 4 g L1 2 解析 设弹簧最大压