安徽省巢湖市无为县开城中学2015届高三(上)第四次月考物理试卷解析版

2014-2015学年安徽省巢湖市无为县开城中学高三（上）第四次月考物理试卷一、选择题（每小题6分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1．（6分）（2014秋•西湖区校级期末）下列有关研究物理问题的思想或方法的描述错误的是（）A．在探究加速度与力、质量的关系时，利用了控制变量的思想方法B．物理学中引入“质点”的模型时，采用了理想化方法C．物理学中建立“加速度”的概念时，采用了等效法D．伽利略研究力与运动的关系时，采用了理想实验法考点：物理学史．专题：常规题型．分析：解答本题应掌握：在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量法；物理学中引入“质点”的模型时，采用了理想化方法；伽利略在研究力与运动关系时利用了理想实验法．解答：解：A、在探究加速度与力、质量的关系时，利用了控制变量的思想方法，故A正确；B、物理学中引入“质点”的模型时，采用了理想化方法，故B正确；C、物理学中建立“加速度”的概念时，采用了比值定义法，故C错误；D、伽利略研究力与运动的关系时，采用了理想实验法，故D正确；本题选错误的，故选：C．点评：高中物理学习的过程中会遇到许多物理分析方法，这些方法对学习物理有很大的帮助．故在理解概念和规律的同时，注意物理方法的积累．2．（6分）（2014秋•西湖区校级期末）在如图所示的位移（x）﹣时间（t）图象和速度（v）﹣时间（t）图象中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的（）A．在图示时间内丙、丁两车在t2时刻相距最远B．0～t1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程C．甲车做曲线运动，乙车做直线运动D．0～t2时间内丙、丁两车的平均速度相等考点：匀变速直线运动的图像．专题：运动学中的图像专题．分析：在位移﹣时间图象中，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，斜率表示速度，图象的交点表示位移相等，平均速度等于位移除以时间；在速度﹣时间图象中，斜率表示加速度，图象与时间轴围成的面积表示位移．解答：解：A、在v﹣t图象中，由图象与时间轴围成的面积表示位移可知：丙、丁两车在t2时刻面积差最大，所以相距最远，故A正确；B、在x﹣t图象中，纵坐标的变化量表示位移，切线的斜率表示速度，可知0～t1时间内，甲乙都沿正方向运动，位移相等，又都是做单向直线运动，所以两车路程相等，故B错误．C、位移图象只能表示物体做直线运动的情况，故C错误．D、0～t2时间内，丙的位移小于丁的位移，时间相等，而平均速度等于位移除以时间，所以丙的平均速度小于丁车的平均速度，故D错误．故选：A．点评：要求同学们能根据图象读出有用信息，注意位移﹣时间图象和速度﹣时间图象的区别，难度不大，属于基础题．3．（6分）（2014秋•赫山区校级期末）如图电路中，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为（）A．电压表示数增大，电流表示数减少B．电压表示数减少，电流表示数增大C．两电表示数都增大D．两电表示数都减少考点：闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：动态变化分析问题一般按照“局部→整体→局部”的顺序，分析总电阻变化→总电流变化→总电压变化，再分析局部电压、电流、功率的变化进行．对于电流表读数来说，由于滑动变阻器的电流、电压和电阻都在变化，不好确定，可从总电流的变化和R2电流变化确定．解答：解：当滑动变阻器的滑片P向a滑动时，接入电路的电阻增大，与R2并联的电阻增大，外电路总电阻R总增大，总电流I减小，路端电压U=E﹣Ir增大，电压表读数增大；并联部分的电阻增大，分担的电压增大，U2增大，流过R2的电流I2增大，电流表的读数IA=I﹣I2，则减小．故A正确，BCD错误．故选：A．点评：电路动态变化分析是常见的题型，容易犯的错误是认为支路电阻增大，并联总电阻减小．本题中变阻器的电压、电流和电阻都是变化的，技巧是研究干路电流和另一支路电流变化情况来确定4．（6分）（2014秋•西湖区校级期末）如图所示，一个小球质量为m，静止在光滑的轨道上，现以水平力击打小球，使小球能够通过半径为R的竖直光滑轨道的最高点C，则水平力对小球所做的功至少为（）A．mgRB．2mgRC．2.5mgRD．3mgR考点：动能定理的应用；向心力．专题：动能定理的应用专题．分析：根据牛顿第二定律求出小球通过最高点C的最小速度，通过动能定理求出水平了对小球做功的最小值．解答：解：小球恰好到达最高点C时，做功最少，小球恰好达到最高点C，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：mg=m，解得：vC=，从小球静止到小球运动到最高点过程中，由动能定理得：W﹣mg•2R=mvC2﹣0，解得：W=2.5mgR，故C正确；故选：C．点评：本题考查了牛顿第二定律和动能定理的综合运用，知道小球越过最高点的临界情况，通过动定理进行求解．5．（6分）（2014秋•无为县校级月考）如图甲所示，物体受水平推力的作用在粗糙的水平面上做直线运动．通过力的传感器和速度传感器监测到推力F，物体速度V随时间t的变化规律如图乙所示，取g=10m/s2，则（）A．物体的质量m=1.0kgB．前2s内物体平均速度1m/sC．前2S内推力F做功的平均功率为1.5WD．前3s内物体克服摩擦力做的功为2.0J考点：功率、平均功率和瞬时功率；匀变速直线运动的图像．分析：解决本题的关键是理解速度图象的斜率的含义：速度图象的斜率代表物体的加速度．速度的正负代表物体运动的方向解答：解：A、由速度时间图象可以知道在2﹣3s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N，在1﹣2s的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以a==2m/s2，由牛顿第二定律可得F﹣f=ma，所以m==kg=0.5kg，所以A错误；B、第二秒内物体的位移是x=at2=×2×1=1m，平均速度为，故B错误；C、在第一秒内物体没有运动，只在第二秒运动，F也只在第二秒做功，F的功为W=Fx=3×1J=3J，所以前2S内推力F做功的平均功率为=W=1.5W，所以C正确．D、前三秒内的位移为摩擦力做的功W=fx=﹣2×4J=﹣8J，所以D错误；故选：C．点评：对于速度图象类的题目，主要是要理解斜率的含义：斜率代表物体的加速度；速度正负的含义：速度的正负代表物体运动的方向；速度图象与时间轴围成的面积的含义：面积代表物体的位移．6．（6分）（2013秋•镇雄县校级期末）将一正电荷从无限远移入电场中M点，静电力做功W1=6×10﹣9J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无限远处，静电力做功W2=7×10﹣9J，则M、N两点的电势φM、φN，有如下关系（）A．φM＜φN＜0B．φN＞φM＞0C．φN＜φM＜0D．φM＞φN＞0考点：电势；电势差与电场强度的关系．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据电场力做功与电荷电势能变化的关系，由电场力做功情况分析电荷电势能的变化，判断电势高低．解答：解：正电荷从无穷处移向电场中M点，电场力做功为W1=6×10﹣9J，电荷的电势能减小，由电势能公式Ep=qφ，知M点的电势小于无穷远的电势，即φM＜0．负电荷从电场中N点移向无穷远处，静电力做功W2=7×10﹣9J，电势能减小，电势升高，则N点的电势小于无穷远的电势，即φN＜0．由于两电荷电量相等，从无限远处移入电场中N点电场力做功较大，N点与无穷远间的电势差较大，则N点的电势低于M点的电势，即得到φN＜φM＜0．故选：C点评：本题也可以画出电场线，标出M、N两点在电场线上大致位置，再判断电势的高低．7．（6分）（2014秋•无为县校级月考）如图所示的U﹣I图象中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知（）A．R的阻值为2ΩB．电源电动势为3V，内阻为0.5ΩC．电源的输出功率为3.0wD．电源内部消耗功率为1.5w考点：电功、电功率；路端电压与负载的关系．专题：恒定电流专题．分析：由图象Ⅰ可知电源的电动势为3.0V，短路电流为2.0A；由图象Ⅱ可得外电路电阻R为1.5Ω，两图象的交点坐标即为电阻R和电源构成闭合回路时的外电压和干路电流．解答：解：A、由图象Ⅱ可知，外电阻R==Ω=1.5Ω，故A错误．B、由图象Ⅰ可知，电源电动势E=3.0V，短路电流I短=2.0A，电源内阻r==Ω=1.5Ω，故B错误．C、由两图象的交点坐标，可得电源的路端电压为1.5V，干路电流为1.0A，电源的输出功率为P=UI=1.5×1.0W=1.5W，故C错误．D、由两图象的交点坐标，可得电阻两端的电压为1.5V，流过电阻的电流为1.0A，电阻消耗的功率为P=UI=1.5×1.0W=1.5W，故D正确．故选：D．点评：根据U﹣I图象Ⅰ正确读出电源的电动势和短路电流，根据U﹣I图象正确读出外电路两端的电压和流过电阻的电流，是解决此类问题的出发点．二、非选择题8．（6分）（2012•镇江模拟）图甲中游标卡尺的读数是2.98cm，图乙中螺旋测微器的读数是5.680mm．考点：刻度尺、游标卡尺的使用；螺旋测微器的使用．专题：实验题．分析：解决本题的关键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．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．解答：解：1、游标卡尺的主尺读数为：2.9cm，游标尺上第8个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为8×0.1mm=0.8mm=0.08cm，所以最终读数为：2.9cm+0.08=2.98cm．2、螺旋测微器的固定刻度为5.5mm，可动刻度为18.0×0.01mm=0.180mm，所以最终读数为5.5mm+0.180mm=5.680mm．故答案为：2.98，5.680．点评：对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进行有关测量．9．（12分）（2014秋•无为县校级月考）某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0（约为2kΩ）和手机中的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）．实验室备有如下器材：A．电压表V（量程3V，电阻RV约为4.0kΩ）B．电流表A1（量程100mA，电阻RA1约为5Ω）C．电流表A2（量程2mA，电阻RA2约为50Ω）D．滑动变阻器R1（0～40Ω，额定电流1A）E．电阻箱R2（0～999.9Ω）F．开关S一只、导线若干（1）为了测定电阻R0的阻值，小明设计了一电路，如图甲所示为其对应的实物图，图中的电流表A应选A2（选填“A1”或“A2”），将实物连线补充完整后．电流表应采用内接（选填“内接”或“外接”），滑动变阻器采用分压（选填“限流式”或“分压式”）接法．（2）为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图乙所示的电路图．根据测量数据作出﹣图象，如图丙所示．若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E=，内阻r=（用k、b和R2表示）．该实验的测量值偏小，造成此系统误差主要原因是电压表分流，．考点：测定电源的电动势和内阻；伏安法测电阻．专题：实验题．分析：（1）根据通过待测电阻的最大电流选择电流表；为准确测量电阻阻值，应测多组实验数据，根据待测电阻阻值与滑动变阻器最大阻值间的关系确定滑动变阻器的接法；根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法，然后连接实物电路图．（2）由闭合电路的欧姆定律求出与的关系式，根据该关系式求出电源的电动势与内阻；由于电压表的分流作用使测量值偏小．解答：解：（1）电压表量程是3V，通过待测电阻的最大电流I===0.0015A=1.5mA，因此电流表应选电流表A2（量程2mA，电阻RA2约为50Ω）；待测电阻R0阻值约为2kΩ，滑动变阻器R1（0～40Ω，额定电流1A）与电阻箱R2（0～999.9Ω）最大阻值均小于待测电阻阻值，变阻器采用限流接法时待测电阻电压与电流变化范围较小，不能测多组实验数据，为测多组实验数据，减小实验误差，滑动变阻器应采用分压接法；==40，==2，＞，电流表应该采用内接法，实物电路图如图所示．（2）由图乙所示电路可知，E=U+Ir=U+r，则=+，因此图象的纵轴截距b=，电动势E=，图象的斜率k=，则电源内阻r=kE=；由图乙所示可知，由于电压表分流，使实验的测量值偏小．故答案为：（1）A2；电路图如图所示；（2）；；电压表的分流．点评：根据待测电阻与滑动变阻器阻值间的关系确定滑动变阻器的接法，根据待测电阻阻值与电表内阻间的关系确定电流表的接法是正确连接实物电路图的前提与关键．10．（14分）（2011秋•许昌校级期中）如图所示，直流电动机和电炉并联后接在直流电路上，电源的内阻r=4Ω，电炉的电阻R1=36Ω，电动机绕线的电阻R2=2Ω．当开关S断开时，电源内电路消耗的热功率P=25W；当S闭合时，干路中的电流I=7A求：（1）电源的电动势E．（2）S闭合后电动机的机械功率．考点：电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：（1）S断开时，电阻R1直接接到电源上，根据P=I2r即可求解干路电流，再根据闭合电路欧姆定律即可求解电动势；（2）S闭合后，根据闭合电路欧姆定律求出路端电压，根据串并联电路的电流关系求出通过电动机的电流，再根据P'=UI'﹣I2•R2求出输出功率．解答：解：（1）S断开时，电路中电流记为Ⅰ，则P=I2r解得：I===2.5A，电源电动势为E=I（R1+r）=2.5×（36+4）=100V；（2）S闭合后路端电压记为U，则U=E﹣Ir=100﹣7×4=72V通过电动机的电流记为I′，则I′=I﹣=7﹣=5A电动机的输出功率记为P′，则P′=UI′﹣I2•R2=72×5﹣25×2=310W答：（1）电源的电动势E=100V．（2）S闭合后电动机的机械功率是310W点评：本题考查处理非纯电阻电路问题的能力．对于电动机正常时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立．11．（20分）（2014秋•无为县校级月考）如图所示，半径R=1m的光滑绝缘的圆弧与水平绝缘的传送带相切且相接与B点，传送带的顺时针运行，速度恒为v0=1m/s，长L=2.875m．在整个空间中加上水平向左的匀强电强E=2×104V/m，现将质量m=1kg，电量q=+1.0×10﹣4C的滑块从A点（A点与圆心O点等高）无初速度释放．已知滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1，g=10m/s2，试求：（1）滑块滑到B点时的速度大小？（2）滑块在传送带上运动时间？（3）滑块在传送带上运动摩擦生的热Q？考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系．专题：电场力与电势的性质专题．分析：（1）根据机械能守恒定律求出小滑块到达底端B时的速度大小．（2）根据牛顿第二定律求出匀减速运动的加速度，结合速度位移公式求出滑块在传送带上向右运动的距离，由运动学公式求两次的时间（3）结合运动学公式求出发生的相对路程大小，结合Q=Ffx相求出产生的热量．解答：解：（1）由A到B：mgR﹣EqR=mvB2，解得：vB=4（m/s）（2）因为vB＞v0，所以a1==3（m/s2），方向向左当共速时所用时间为t1，t1==1（s）物体位移x1==2.5（m）＜2.875m，然后物体以a2减速运动a2==1（m/s2），方向水平向左物体到C用时t2，解得t2=0.5s；t2=1.5s（舍去）t=t1+t2=1.5s（3）相对路程△X1=x1﹣V0t1=1.5m△X2=V0t2﹣x2=0.125mQ=μmg（△X1+△X2）=1.625J答：（1）滑块滑到B点时的速度大小4（m/s）（2）滑块在传送带上运动时间1.5s（3）滑块在传送带上运动摩擦生的热1.625J点评：本题综合考