天津市南开中学2013届高三第四次月考试题43

天津南开中学2013届高三第四次月考

物理试卷

一、选择题（共15小题，每小题4分，共60分）

1. 如图，矩形物体甲和丙在水平外力F的作用下静止在乙物体上，物体乙静止在水平面上。现减小水平外力，三物体仍然静止，则下列说法中正确的是

A. 物体乙对物体甲的摩擦力一定减小 B. 物体丙对物体甲的压力一定减小 C. 物体乙对地面的摩擦力一定减小 D. 物体丙对物体甲的摩擦力可能减小

2. 如图，将质量为m＝0.1kg的物体用两个完全一样的竖直弹簧固定在升降机内，当升降机以4m/s2的加速度加速向上运动时，上面弹簧对物体的拉力为0.4N；当升降机和物体都以8m/s2的加速度向上运动时，上面弹簧的拉力为

A. 0.6N B. 0.8N C. 1.0N D. 1.2N 3. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波在某时刻（设该时间为t＝0时刻）的波形如图所示，在0.7s末，质点P恰好第二次到达波峰，则下列说法正确的是（ ）

A. 该列波的传播速度是10m/s B. 在0.9s末，质点Q第一次到达波峰

C. 如果x＝5m处就是波源，则它刚开始起振的方向是y轴的正方向 D. 当质点Q到达波峰时，质点P到达波谷

62T的水平匀强磁场中，25?线圈面积S＝0.5m2，内阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度??10?rad/s匀速转动。

4. 如图，匝数为100匝的矩形线圈abcd处于磁感应强度B?线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12V，12W”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是

1

A. 通过灯泡的交变电流的频率是50Hz B. 变压器原、副线圈匝数之比为10：1 C. 矩形线圈中产生的电动势的最大值为120V

D. 若将灯泡更换为“12V，24W”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速 5. 在某星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，若忽略其它力的影响，设物体只受该星球引力作用，该物体上升的最大高度为h，已知该星球的直径为d，万有引力恒量为G，则可推算出这个星球的质量为（ ）

22v0dA. 4Gh22v0dB.

8Gh22v0dC.

2Gh222v0dD.

Gh6. 2011年11月3日，“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“神舟九号”交会对接。变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为R1、R2，线速度大小分别为v1、v2。则

v1等于 v2

A.

R13 3R2 B.

R2 R1R22C. 2

R1 D.

R2 R17. 如图所示，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，斜面上的带电金属块沿斜面滑下。已知在下滑的过程中，金属块动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，下列判断中正确的是

A. 金属块带负电

B. 金属块克服电场力做功8J D. 金属块的电势能减少4J

C. 金属块的机械能减少12J

8. 如图所示，真空中有A、B两个等量异种点电荷，O、M、N是AB连线的垂线上的三个点，且AO＞OB。一带正电的试探电荷仅受电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，设M、N两点的场强大小分别为EM、EN，电势分别为?M、?N。下列判断中正确的是：

A. 点电荷B一定带正电

2

B. EM小于EN C.

?M大于?N

D. 此试探电荷在M处的电势能小于在N处的电势能

9. 如图，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（ ）

A. 电压表读数减小 B. 电流表读数减小 C. 质点P将向上运动 D. R3上消耗的功率逐渐增大

10. 一束带电粒子以同一速度，并从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如图。粒子q1的轨迹半径为r1，粒子q2的轨迹半径为r2，且r2?2r1,q1、q2分别是它们的带电量，则

q1q2:?2:1 m1m2qqB. q1带负电、q2带正电，比荷之比为1:2?1:2

m1m2qqC. q1带正电、q2带负电，比荷之比为1:2?2:1

m1m2qqD. q1带正电、q2带负电，比荷之比为1:2?1:1

m1m211. 动能相同的A、B两球（mA?mB）在光滑的水平面上相向运动，当两球相碰后，其

A. q1带负电、q2带正电，比荷之比为中一球停止运动，则可判定（ ）

A. 碰撞前A球的速度小于B球的速度 B. 碰撞前A球的动量大于B球的动量

C. 碰撞前后A球的动量变化大于B球的动量变化 D. 碰撞后，A球的速度一定为零，B球朝反方向运动

12. 如图所示，一个小球（视为质点）从H＝12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R＝4m的竖直圆环，且圆环动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时的速度为零，则h之值不可能为（10m/s2，所有高度均相对B点而言）（ ）

3

A. 12m B. 10m C. 8.5m D. 7m 13. 在光滑水平桌面上有一边长为l的正方形线框abcd，bc边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg，三角形腰长为l，磁感应强度垂直桌面向下，abef在同一直线上，其俯视图如图所示，线框从图示位置在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区，线框中感应电流i及拉力F随时间t的变化关系可能是（以逆时针方向为电流的正方向，时间单位为l/v）

14. 如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态。地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F。剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力

A. 小于N B. 等于N

C. 等于N＋F D. 大于N＋F

15. 如图（a），一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移s的关系如图（b）（g?10m/s），则下列结论正确的是

2

4

A. 物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态 B. 弹簧的劲度系数为7.5N/cm C. 物体的质量为3kg D. 物体的加速度大小为5m/s2

二、填空题（每题4分，共12分）

16. 质量为m的汽车行驶在平直的公路上，在运动中所受阻力恒定。当汽车的加速度为a、速度为v时，发动机的功率是P1，则当功率是P2时，汽车行驶的最大速率为 。 17. 一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端。已知小物块的初动能为E，它返回斜面底端的速度大小为V，克服摩擦阻力做功为E/2。若小物块冲上斜面的初动能变为2E，则返回斜面底端时的动能为 ；速度大小为 。

18. 正方形导线框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为k。导体框质量为m、边长为L，总电阻为R，在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为 ，导体框中感应电流做功的功率为 。

三、计算题（共28分）

19. 如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R＝1.0m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L＝0.5m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点。一可视为质点的物块，其质量m＝0.2kg，与BC间的动摩擦因数?1?0.4。工件质量M＝0.8kg，与地面间的动摩擦因数?2?0.1。（取g＝10m/s2）

（1）若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h。

（2）若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动。

①求F的大小

②当速度v＝5m/s时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离。

20. 如图所示，xOy为空间直角坐标系，PQ与y轴正方向成θ＝30°角。在第四象限和第一象限的xoQ区域存在磁感应强度为B的匀强磁场，在poy区域存在足够大的匀强电场，电场方向与PQ平行，一个带电荷量为＋q，质量为m的带电粒子从－y轴上的A（0，－L）

5

点，平行于x轴方向射入匀强磁场，离开磁场时速度方向恰与PQ垂直，粒子在匀强电场中经时间t后再次经过x轴，粒子重力忽略不计。求：（1）从粒子开始进入磁场到刚进入电场的时间t＇；

（2）匀强电场的电场强度F的大小。

21. 如图所示，一边长L＝0.2m，质量m1＝0.5kg，电阻R＝0.1Ω的正方形导体线框abcd,与一质量为m2＝2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界为d1＝0.8m，磁感应强度B＝2.5T，磁场宽度d2＝0.3m，物块放在倾角θ＝53°的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5。现将物块由静止释放，经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动。（g取10m/s，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）求：

2

（1）线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小? （2）线框刚刚全部进入磁场时动能的大小? （3）整个运动过程线框中产生的焦耳热为多少？

6

【试题答案】

一、选择题（每题4分，共60分）：

1. C 2. A 3. ABD 4. B 5. B 6. B 7. C 8. AC 9. A 10. C 11. ABD 12. ABD 13. BD 14. D 15. D 16.

P2?v

P1?mav17. E、2V

2418. F/m，kL/R

19. 解：（1）物块从P点下滑经B点至C点的整个过程，根据动能定理得 mgh??1mgL?0 代入数据得

h?0.2m

②

（2）①设物块的加速度大小为a，P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为?， 由几何关系可得

cos??R?h R ③

根据牛顿第二定律，对物体有 mgtan??ma 对工件和物体整体有

④ ⑤

F??2(M?m)g?(M?m)a

联立②③④⑤式，代入数据得

⑥

②设物体平抛运动的时间为t，水平位移为x1，物块落点与B间的距离为x2，由运动学公式可得

F?8.5N

h?12gt 2 x1?vt

x2?x1?Rsin?

⑦ ⑧ ⑨ ⑩ （1分） （1分）

联立②③⑦⑧⑨式，代入数据得

x2?0.4m 由几何关系得R?L

20. 解：（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，则

v2qvB?m

RqBL联立得v?

m2?R又有T?

v

（1分）

5T （1分） 12Rtan30?由M到A?做匀速直线运动的时间t2? （1分）

v所以粒子从开始进入磁场到刚进入电场的时间 t??t1?t2

粒子在磁场中运动时间 t1?

7

联立以上各式得t??(5??23)m

6qB

（1分）

（2）在电场中做类平抛运动

MN?vt

1A?N?at2

2qEa?

m

（1分） （1分）

由几何关系得A?N?A?N??N?N

L 2cos?N?N?MNtan?

2Lm联立得 E?2(?qBtan?) 2qtcos?A?N??把??30°代入得

（1分） （1分）

E?2L(4m?3qBt) 3qt2 （1分）

21. 解：（1）由于线框匀速出磁场，则

对m2有：m2gsin???m2gcos??T?0对m1有：T?m1g?BIL?0

BLv Rmg(sin???cos?)?m1gR?2m/s 联立可得：v?222BL又因为I?（2）从线框刚刚全部进入磁场到线框ad边刚要离开磁场，由动能定理得

(m2gsin???m2gcos?)(d2?L)?m1g(d2?L)?

8

1(m1?m2)v2?EK 2将速度v代入，整理可得线框刚刚全部进入磁场时，线框与物块的动能和为EK?4.5J

??所以此时线框的动能为EKm1EK?0.9J

m1?m2（3）从初状态到线框刚刚完全出磁场，由能的转化与守恒定律可得

1(m1?m2)v2 2将数值代入，整理可得线框在整个运动过程中产生的焦耳热为：Q?1.5J (m2gsin???m2gcos?)(d1?d2?L)?m1g(d1?d2?L)?Q?

9

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