高中物理江西省师大附中高三下学期开学考试物理试题

1、学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法．下列关于物理学中的思想方法叙述正确的是(    )

A．在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想

B．伽利略在研究自由落体运动时采用了微元法

C．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法

D．法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验法

答案：A
2、美国航空航天局(NASA)于2009年2月11日晚宣布，美国一颗通信卫星10日与一颗已报废的俄罗斯卫星在太空中相撞，撞击地点位于西伯利亚上空约500英里处（约805公里）。发生相撞的分别是美国1997年发射的“铱33”卫星和俄罗斯1993年发射的“宇宙2251”卫星。前者重约560千克，后者重约900千克。假设两颗卫星相撞前都在离地805公里的轨道上做匀速圆周运动，结合中学物理的知识，下面对于两颗卫星说法正确的是（    ）

A．二者线速度均大于7.9 km/s

B．二者同方向运行，由于速度大小不同而相撞

C．二者向心力大小相等          D．二者向心加速度大小相等

答案：D
3、如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B栓牢一根轻绳，轻绳下端悬挂一重为G的物体，上端绕过定滑轮A，用水平拉力F拉轻绳，开始时∠BCA = 160°，现使∠BCA缓慢变小，直到杆BC接近竖直杆AC．在此过程中(不计滑轮质量，不计摩擦)(    )

A．拉力F大小不变           B．拉力F逐渐减小

C．轻杆B端所受轻绳的作用力大小不变

D．轻杆B端所受轻绳的作用力先减小后增大

答案：BC
4、如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球（不计两带电小球之间的电场影响），P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两极板正中央由静止开始释放，两小球沿直线运动都打到右极板上的同一点，则从开始释放到打到右极板的过程中（　　）

A．它们的运动时间的关系为t_P>t_Q                              B．它们的电荷量之比为q_p:q_Q=2:1

C．它们的动能增量之比为△E_KP:△E_KQ=2:1

D．它们的电势能减少量之比为△E_P:△E_Q=4:1

答案：BD
5、某动车组列车以平均速度v从甲地开到乙地所需的时间为t，该列车以速度v₀从甲地出发匀速前进，途中接到紧急停车命令紧急刹车，列车停车后又立即匀加速到v₀继续匀速前进，从开始刹车至加速到v₀的时间是t₀（列车刹车过程与加速过程中的加速度大小相等），若列车仍要在t时间内到达乙地，则动车组列车匀速运动的速度v₀应为（    ）

A．          B．          C．        D．

答案：C
6、如图所示，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成角与横杆固定，下端连接一小铁球，横杆右边用一根细线吊一小铁球，当小车向右做加速运动时，细线保持与竖直方向成角，若，则下列说法正确的是（    ）

A．轻杆对小球的弹力方向与细线平行  

B．轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上

C．轻杆对小球的弹力方向既不与细线平行，也不沿着轻杆方向

D．此时轻杆的形变包括拉伸形变与弯曲形变

答案：AD
7、如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道，k为轨道最低点，Ⅰ处于匀强磁场中，Ⅱ和Ⅲ处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点k的过程中，下列说法中正确的有(    )

A．在k处球b速度最大

B．在k处球c对轨道压力最大

C．球b需时最长  D．球c机械能损失最多

答案：BC
8、如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关．P是滑动变阻器R的滑动触头，U₁ 为加在原线圈两端的交变电压，I₁、I₂ 分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是（    ）

       A．保持P的位置及U₁不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小

       B．保持P的位置及U₁不变，S由a切换到b，则I₂减小

       C．保持P的位置及U₁ 不变，S由b切换到a，则I₁增大

       D．保持U₁不变，S接在b端，将P向上滑动，则 I₁减小

答案：BC
9、如图所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰好在同一直线上。从t＝0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域。用I表示导线框中的感应电流（逆时针方向为正），则下列表示I-t关系的图线中，正确的是（    ）

 

                                                        A                                  B                               C                                D

答案：D
10、如图所示，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q(可视为质点)固定在光滑绝缘斜面上的M点，且在通过弹簧中心的直线ab上．现把与Q大小相同，带电性也相同的小球P，从直线ab上的N点由静止释放，在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中(　　)

A．小球P的速度先增大后减小

B．小球P和弹簧的机械能守恒，且P速度最大时所受弹力与库仑力的合力最大

C．小球P的动能、重力势能、电势能与弹簧的弹性势能的总和增大

D．系统的机械能守恒

答案：A
11、在测定金属丝电阻率的实验中，如图所示，用螺旋测微器测得金属丝的直径d＝________mm.

答案：0.523mm
12、一个小物体竖直上抛,然后又回到抛出点,已知小物体抛出时的初动能为100 J,返回抛出点时的速度为5 m/s,若小物体竖直上抛的初动能为200 J,设空气阻力大小恒定，则小物体返回抛出点时的速度大小为_______m/s.
答案： m/s      
13、如甲图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置．（g取9.80 m/s²）

① 选出一条纸带如乙图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A．B．C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电．用分度值为1mm的刻度尺测得的各间距值已标在乙图中，在计数点A和B．B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00kg．甲同学根据乙图中的测量数据算出：当打点计时器打B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了___J；此时重锤的动能是_____J．（结果均保留三位有效数字）

② 乙同学利用他自己做实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以v²为纵轴，以h为横轴，画出了如丙图所示的图线．

(a) 图线的斜率的值近似等于______．

A．19.6        B．9.80   

C．4.90　　    D．2.45

(b) 图线未过原点O的原因是____________________________________________________．

 

答案：①1.85J       1.68J 

②(a）　B　(b) 该同学做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的开关   

14、硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用左所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中R₀为已知定值电阻，电压表视为理想电压表。

①若电压表的读数为，则I＝            

②实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a。如图，短路电流为     mA ，电动势为        V。

③ 实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，如图.当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V。则实验二中外电路消耗的电功率

为        mW（计算结果保留两位有效数字）。

答案：①          ②mA　　　2.67V　   ③0.067mW
15、如图所示，质量为m的木块静止在光滑水平面上，一质量也为m的子弹以速度v₀水平射入木块，子弹恰好未从木块中射出。设木块对子弹的阻力为恒力，其大小为F。

（1）求木块的长度L；

（2）如果其他条件不变，只是将木块固定在水平面上，以子弹射入木块时为计时起点，以t₀表示子弹运动到木块最右端的时刻，请你在下面给出的坐标系中定性画出子弹在0～t₀这段时间内的速度随时间变化的图线。（图中标出了子弹的初速度v₀和未固定木块时子弹与木块的共同速度v_共。）

解：（1）设子弹与木块的共同速度为v

                                     ①

            Q=FL=m－

            由以上各式解得

                                      ⑥

       （2）见下图

16、如图所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆，滑杆上端固定，下端悬空，为了研究学生沿杆的下滑情况，在杆的顶部装有一拉力传感器，可显示杆顶端所受拉力的大小，现有一学生（可视为质点）从上端由静止开始滑下，5 s末滑到杆底时速度恰好为零，从学生开始下滑时刻计时，传感器显示拉力随时间变化情况如图所示，g取10 m/s²，求：

（1）该学生下滑过程中的最大速率；

（2）图中力F₁的大小；

（3）滑杆的长度．

解：（1）由于人静止后受拉力F＝500 N，可知，mg＝500 N．

在0～1 s内，人受拉力F＝380 N，人做加速运动，由牛顿第二定律可得：mg－F＝ma₁，

a₁＝2．4 m/s²，v₁＝a₁t₁＝2．4 m/s．

（2）1 s～5 s内人做减速运动，a₂t₂＝a₁t₁，a₂＝0．6 m/s²，

由牛顿第二定律可得：F₁－mg＝ma₂，F₁＝530 N．

（3）L＝a₁t＋a₂t＝6 m．

17、建筑工地有一种“深坑打夯机”。工作时，电动机带动两个紧压夯杆的滚轮匀速转动可将夯杆从深为h=6.4m的坑中提上来。当夯杆底端升至坑口时，夯杆被释放，最后夯杆在自身重力作用下，落回深坑，夯实坑底。之后，两个滚轮再次压紧，夯杆再次被提上来，如此周而复始工作。已知两个滑轮边缘的线速度v恒为4m/s，每个滚轮对夯杆的正压力F=2×10⁴N,滚轮与夯杆间的动摩擦因素?=0.3,夯杆质量m=1×10³kg,坑深h=6.4m。假定在打夯过程中坑的深度变化不大,.取g=10m/s²,求：

（1）每个打夯周期中 电动机对夯杆所做的功；

（2）每个打夯周期中滑轮对夯杆间因摩擦而产生的热量；

（3）打夯周期

解：（1）夯杆上升过程中电动机带动滚轮对夯杆做功，加速上升阶段夯杆加速度　　a＝(2μF－mg)／m＝2m/s² 

位移s₁＝v²／2a＝4m， 

滚轮对夯杆做功 

W₁＝2μFS₁＝4.8×10⁴J 

匀速上升阶段滚轮对夯杆的摩擦力突变为静摩擦力，夯杆的位移 

S₂＝h－S₁＝2.4m 

摩擦力做功 

W₂＝mgS₂＝2.4×10⁴J 

所以每个打夯周期电动机对夯杆做功 

W＝W₁＋W₂＝7.2×10⁴J 

（2）夯杆加速上升阶段滚轮与夯杆间摩擦生热，加速时间 

t＝v／a＝2s 

两物间相对位移 

S_相对＝S_轮－S_杆 

＝v t－S₁ 

＝4m 

滚轮与夯杆间摩擦生热 

Q＝2μFS_相对 

＝4.8×10⁴J 

⑶夯杆离开滚轮后继续上升到最高点经历时间是t₃=v/g=0.4s，上升高度h₃=0.8m；接着自由下落h₄=7.2m，经历时间t₄=1.2s。因此打夯周期T=t₁+t₂+t₃+t₄=4.2s。

18、如图所示，电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置，其上端接一阻值为3 的定值电阻．在水平虚线、间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场、磁场区域的高度为．导体棒的质量，电阻；导体棒的质量，电阻．它们分别从图中、处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当刚穿出磁场时正好进入磁场．设重力加速度为g=10 m／s²．（不计、之间的作用，整个运动过程中、棒始终与金属导轨接触良好）

求：（1）在整个过程中、两棒克服安培力分别做的功；

（2）进入磁场的速度与进入磁场的速度之比：

（3）分别求出点和点距虚线的高度．

解：（1）因a、b在磁场中匀速运动，其安培力等于各自的重力，由功的公式得

 J

J

（2）b在磁场中匀速运动时：速度为v_b，总电阻R₁=7.5 Ω

b中的电流I_b=                            ①                                             

                                   ②                                      

同理，a棒在磁场中匀速运动时：速度为v_a，总电阻R₂=5 Ω：

                                          ③          

由以上各式得                       ④                               

（3）                                      ⑤                                      

                                                ⑥                        

                                     ⑦

                                     ⑧                               

由④⑤⑥⑦⑧得 m=1.33 m                                                        

   m=0.75 m                  

19、如图所示，在平行板电容器的两板之间，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度B₁=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0×10⁵V/m，PQ为板间中线．紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B₂=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°．一束带电量q=8.0×10^-19C的同位素正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.2m）的Q点垂直y轴射入磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°~90°之间，不计离子重力，求：

（1）离子运动的速度为多大？

（2）x轴上被离子打中的区间范围？

（3）离子从Q运动到x轴的最长时间？

（4）若只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B₂?应满足什么条件？

解：（1）：离子在两板间时有：    解得：v=5.0×10⁵m/s  

（2）当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为45°时，

到达x轴上的M点，如图所示，则：

r₁=0.2m  所以：OM=   

当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为90°时，

到达x轴上的N点，则：

r₂=0.1m       所以：ON=r₂=0.1m  

所以离子到达x轴的区间范围是0.1m≤x≤  

（3）所有离子速度都相同，当离子运动路程最长时，时间也最长，由图知当r=r₁时离子运动时间最长，则：t_m=

（4）由牛顿第二定律有：    则：  

 当r=r₁时，同位素离子质量最大： 

若质量最大的离子不能穿过直线OA，则所有离子必都不能到达x轴，由图可知使离子不能打到x轴上的最大半径：            

设使离子都不能打到x轴上，最小的磁感应强度大小为B₀，则   

               

解得  B₀==0.60T        则：B₂?≥0.60T