河北省衡水市冀州中学2016届高三物理下学期寒假开学考试试题

2015 — 2016 学年度高三开学考试试题

理科综合能力测试物理部分

14. 某质点由静止开始做加速度逐渐减小的加速直线运动,经时间 t ,物体达到最大速度 v ,在这段时间内关于质点的位移大小 x ,下列说法正确的是（ ）

15. 如图所示,木板 P 下端通过光滑铰链固定于水平地面上的 O 点,物体 A 、 B 叠放在木板上且处于静止状态,此时物体 B 的上表面水平。现使木板 P 绕 O 点缓慢旋

转到虚线所示位置,物体 A 、 B 仍保持静止,与原位置的情况相比（ ） A.A 对 B 的作用力减小 B.B 对 A 的支持力减小 C. 木板对 B 的支持力减小 D. 木板对 B 的摩擦力增大

16. 如图所示,两个质量分别为 m 1 、 m 2 的物块 A 和 B 通过一轻弹簧连接在一起并放置于水平传送带上,水平轻绳一端连接 A ,另一端固定在墙上, A 、 B 与传送带间动摩擦因数均为 μ 。传送带顺时针方向转动,系统达到稳定后,突然剪断轻绳的瞬间,设 A 、 B 的加速度大小分别为 aA 和 a B ,(弹簧在弹性限度内,重力加速度为 g )则（ ）

17. 两颗互不影响的行星 P 1 、 P 2 ,各有一颗近地卫星 S 1 、 S 2 绕其做匀速圆周运动。图中纵轴表示行星周围空间某位置的引力加速度 a ,横轴表示某位置到行星中心距离r 平方的倒

数, a -

关系如图所示,卫星 S 1 、 S 2的引力加速度大小均为 a0 。则（ ）

A.S 1 的质量比 S 2 的大 B.P 1 的质量比 P 2 的大 C.P 1 的第一宇宙速度比 P 2 的小

D.P 1 的平均密度比 P 2 的大

18. 如图所示,长为 L 的枕形导体原来不带电, O 点是其几何中心。将一个带正电、电量为 Q 的点电荷放置在距导体左端 R 处,由于静电感应,枕形导体的 a 、 b 端分别出现感应电荷, k 为静电力常量,则( )

A. 导体两端的感应电荷在 O 点产生的场强大小等于 0

B. 导体两端的感应电荷在 O 点产生的场强大小等于

C. 闭合 S ,有电子从枕形导体流向大地 D. 导体 a 、 b 端电势满足关系

19. 如图所示,长为 L 的轻质硬杆 A 一端固定小球 B ,另一端固定在水平转轴 O 上。 现使轻杆 A 绕转轴 O 在竖直平面内匀速转动,轻杆 A 与竖直方 向夹角 α 从 0° 增加到 180° 的过程中,下列说法正确的是( ) A. 小球 B 受到的合力的方向始终沿着轻杆 A 指向轴 O B. 当 α =90° 时小球 B 受到轻杆 A 的作用力方向竖直向上 C. 轻杆 A 对小球 B 做负功 D. 小球 B 重力做功的功率不断增大

20. 如图所示,理想变压器原副线圈匝数比为 1∶10 ,原线圈接通交流电源,理想电压表 V 示数为 22V ,理想电流表 A 1 示数为 5A ,副线圈串联了电阻可忽略的熔断器、理想电流表 A 2 以及虚线框内的某用电器,电路处于正常工作状态,下列说法正确的是( )

A. 熔断器的熔断电流应该大于 0.5A

B. 原副线圈的电流频率之比为 1∶10

C. 若虚线框内接入电容器,电容器的耐压值至少是220

V

D. 若虚线框内接入电动机且正常工作,可知电动机内阻为 440Ω ,电流表 A 2 示数为 0.5A

21. 如图所示,在倾角为 30° 的斜面上固定一电阻不计的光滑平行金属导轨,其间距为 L ,下端接有阻值为 R 的电阻,导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为 B ,方向与斜面垂直(图中未画出)。质量为 m ,阻值大小也为 R 的金属棒 ab 与固定在斜面上方的劲度系数为 k 的绝缘弹簧相接,弹簧处于原长并被锁定。现解除锁定的同时使金属棒获得沿斜面向下的速度 v0 ,

1

从开始运动到停止运动的过程中金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为 g ,在上述过程中( )

A. 开始运动时金属棒与导轨接触点间电压为 B. 通过电阻 R 的最大电流一定是

C. 通过电阻 R 的总电荷量为

D. 回路产生的总热量小于

第 Ⅱ 卷 (共 174 分)

三、非选择题 (包括必考题和选考题两个部分,第 22 题 - 第 32 题为必考题,每个考题考生都必须作答。第 33 题 - 第 40 题为选考题,考生根据要求作答) (一)必考题 (129 分)

22. ( 6 分)某同学为了测定木块与小车之间的动摩擦因数,设计了如下的实验: ① 用弹簧秤测量带凹槽的木块重力,记为 F N 1 ; ② 将力传感器 A 固定在水平桌面上,测力端通过轻质水 平细绳与木块相连,木块放在较长的平板小车上。水平 轻质细绳跨过定滑轮,一端连接小车,另一端系沙桶,

不断地缓慢向沙桶里倒入细沙,直到小车运动起来,待传感器示数稳定后,记录此时数据 F 1 ; ③ 向凹槽中依次添加重力为 0.5 N 的砝码,改变木块与小车之间的压力 F N ,重复操作 ② ,数据记录如下表:

试完成:

(1 )在实验过程中,是否要求长木板必须做匀速直线运动? (填 “是”或“否”)

(2 )为了充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:

Δf1 = F 5 - F 1 =0.83 N ,Δf2 = F 6 - F 2 =0.78 N ,Δf3 = F 7 -F 3 =0.80 N ,请你给出第四

个差值:

Δf4 = = 。

(3 )根据以上差值,可以求出每增加 0.50 N 砝码时摩擦力增加Δf。Δf用Δf1 、Δf2 、Δf3 、Δf4 表示的式子为:Δf= ,代入数据解得Δf= N 。

(4 )木块与木板间的动摩擦因数 μ = 。

23. ( 9 分)某实验小组想通过实验研究水果电池的电动势和内电阻。他们制作了一个苹果电池进行研究,了解到水果电池的内电阻可能比较大,因此设计了一个如图所示的实物电路进行测量。

(1 )请按图中所示实物图在方框内画出电路图 (电源用 “”表示)。

(2 )测定水果电池的电动势和内阻,所用的器材有: ① 苹果电池 E :电动势约为 1V ; ② 电压表 V :量程 1V ,内阻 R V =3kΩ ; ③ 电阻箱 R :最大阻值 9999Ω ; ④ 开关 S ,导线若干。 (3 )实验步骤如下:

① 按电路图连接电路 (为电路安全,先将电阻箱的电阻调到最大值);

② 闭合开关 S ,多次调节电阻箱,记下电压表的示数 U 和电阻箱相应的阻值R ,并计算出对应

2

的的值,如下表所示;

③ 以

为纵坐标,

为横坐标,将计算出的数据描绘在坐标纸内,做出

图线;

④ 计算得出水果电池的电动势和内阻。 请回答下列问题:

ⅰ. 实验得到的部分数据如上表所示,其中当电阻箱的电阻 R =2000Ω 时电压表的示数如图所示。读出数据,完成上表。

答: ① , ② 。

ⅱ. 请根据实验数据在图中做出

图线

ⅲ. 根据图线求得该水果电池的电动势 E = V ,内阻r = Ω 。

24. ( 14 分)质量为 m =2kg 的物块静置于水平地面上,现对物块施加水平向右的力 F ,力 F 随时间变化的规律如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数 μ =0.2 ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力, g 取 10m / s2

,求:

(1 ) 4s 后撤去力 F ,物体还能继续滑动的时间 t (2 )前 4s 内力 F 的平均功率

25. ( 18 分)如图 a 所示,灯丝 K 可以连续逸出不计初速度的电子,在 KA 间经大小为U 的加速电压加速后,从 A 板中心小孔射出,再从 M 、 N 两极板的正中间以平行极板的方向进入偏转

电场。 M 、 N 两极板长为 L ,间距为 。如果在两板间加上如图 b 所示的电压 U MN ,电

子恰能全部射入如图所示的匀强磁场中。不考虑极板边缘的影响,电子穿过平行板的时间极短,穿越过程可认为板间电压不变,磁场垂直纸面向里且范围足够大,不考虑电场变化对磁场的影响。已知电子的质量为 m ,电荷量为 e ,不计电子的重力及它们之间的相互作用力。求: (1 )偏转电场电压 U MN 的峰值 (2 )已知 在时刻射入偏转电场的电子恰好能返回板间,求匀强磁场的磁感应强度 B 的

大小

(3 )从电子进入偏转电场开始到离开磁场的最短时间是多少

3

(二)选做题:共 45 分。请考生从给出的 3 道物理题、 3 道化学题和 2 道生物题中每科任选一题做答,并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡上选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。 33. 【物理———选修 3-3 】( 15 分)

(1 )( 5 分)下列说法正确的是 。 (填正确答案标号。选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A. 分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小 B. 布朗运动就是气体或液体分子的无规则运动

C. 食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性 D. 高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故 E. 即使科技再进步,第二类永动机也不可能制成

(2 )( 10 分)如图所示,一根粗细均匀的细玻璃管开口朝上竖直放置,玻 璃管中有一段长为 h =24cm 的水银柱封闭了一段长为 x 0 =23cm 的空 气柱,系统初始温度为 T 0 =200K ,外界大气压恒为 P 0 =76cmHg 。 现将玻璃管开口封闭,将系统温度升至 T =400K ,结果发现管中水银 柱上升了 2cm 。若空气可以看作理想气体,求升温后玻璃管内封闭的 上下两部分空气的压强分别为多少?

34. 【物理———选修 3-4 】( 15 分)

(1 )( 5 分)一列简谐机械横波沿 x 轴正方向传播,波速为 2m / s 。某时刻波形如图所示, a 、 b 两质点的平衡位置的横坐标分别为 xa =2.5m , x b =4.5m ,则下列说法中正确的是 (填正确答案标号。选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4分,选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分)

A. 质点 b 振动的周期为 4 s

B. 平衡位置 x =10.5m 处的质点 (图中未画 出)与 a 质点的振动情况总相同

C. 此时质点 a 的速度比质点 b 的速度大 D. 质点 a 从图示开始在经过 1 / 4 个周期的时 间内通过的路程为 2cm

E. 如果该波在传播过程中遇到尺寸小于 8m 的障碍物,该波可发生明显的衍射现象 (2 )( 10 分)如图所示,一个立方体玻璃砖的边长为 a ,折射率 n =1.5 ,立方体中心有一个小气泡。为使从立方体外面各 个方向都看不到小气泡,必须在每个面上都贴一张纸片, 则每张纸片的最小面积是多少?

35. 【物理———选修 3-5 】( 15 分)

(1 )( 5 分)氢原子的能级如图所示,已知可见光的光子能量范 围 约 为 1.62~3.11eV 。下 列说 法 正 确 的 是 。 (填正确答案标号。选对 1 个得 2 分,选对2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分, 最低得分为 0 分) A. 一个处于 n =2 能级的氢原子,可以吸收一个能量 为 4eV 的光子

B. 大量氢原子从高能级向 n =3 能级跃迁时,发出的 光是不可见光

C. 大量处于 n =4 能级的氢原子,跃迁到基态的过程中 可以释放出 6 种频率的光子

D. 氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子 的能量可能大于 13.6eV

E. 用能量为 10eV 和 3.6eV 的两种光子同时照射大量处于基态的氢原子,有可能使个别氢原子电离

(2 )( 10 分)置于光滑水平面上的 A 、 B 两球质量均为 m ,相隔一定距离,两球之间存在恒定斥力作用,初始时两球均被锁定而处于静止状态。现同时给两球解除锁定并给 A 球一冲量 I ,使之沿两球连线射向 B 球, B 球初速为零。在之后的运动过程中两球始终未接触,试求:

4

① 两球间的距离最小时 B 球的速度;

② 两球间的距离从最小值到刚恢复到初始值过程中斥力对 A 球做的功。

物理试题答案

14．C 15．B 16．C 17．B 18．B 19．AC 20．AC 21．ACD 2.5 3.0 1(V?1) U

22．(6分，每空1分) (1) 否 (2) F8－F4=0.79N (没写单位也给分)

(3) ?f??f1??f2??f3??f416 0.2N( 或0.20N) (没写单位也给分) (4) 0.4( 0.40)

23．(9分) (1)如下图所示（1分）

（电阻箱的符号表示不正规的酌情给分）

ⅰ．① 0.37( 或0.370)，② 2.7（每空1分） ⅱ．如下图所示（2分）

2.0 或

1.5 0 1 12 3 4 5 6 R(10?4??1) iii．①0.9~1.1 ②1.8?103~2.2?103 ( 本题在范围内即可，有效数字没有要求)（每空2分）

24．（14分）解： (1)物块与地面之间最大静摩擦力fm??mg?4N，在第1s内物体静止不动

（2分）

第1~3s内物块做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律aF1?1??mgm?2ms2（1分） 3s末物块的速度v1?a1t1?4ms（1分）

第3~4s内物块做匀速直线运动，撤去外力后a22??g?2ms（2分） 继续滑行时间t?v1a?2s（2分） 2(2)设第1~3s内与第3~4s内物块的位移分别为x1、x2

x1?12at211?4m（1分） x2?v1t2?4m（1分）

5

前4s内力F做功大小为W?F1x1?F2x2?48J（2分）

前4s内力F的平均功率P?Wt?12W （2分）

25．（18分）解：(1)电子在经过加速电场过程中，根据动能定理可得

eU?12mv20① （2分）

由题意可知在偏转电压出现峰值时进入的电子恰好沿极板边缘飞出电场

36L?12at2② （1分） a?eUm ③ （1分） m33LL?v0t ④ （1分）

联立上式可得Um?23U ⑤（1分） (2) 设在t?T4时刻进入偏转电场的电子离开电场时速度大小为v，v与v0之间夹角为θ，

tan??eUm?L32 ⑥所以θ=300

（2分） m33Lv?03v0=vcosθ ⑦ （1分）

2电子垂直进入磁场洛伦兹力充当向心力evB?mvR ⑧（2分） 根据几何关系2Rcos??33L ⑨（1分）

解得 B?62mUL3e或B?24mUL2e ⑩（结果正确的其它表示方法同样得分） （2

分）

(3)电子在偏转电场中运动历时相等，设电子在磁场中圆周运动周期为T，经N板边缘飞出的电子在磁场中运动时间最短， v在磁场中飞行时间为TMθ3 v0T?2?Rvv 联立①④⑦⑨可得 0O1t?Lminv?T （2分） Nv003v（其它表示方法同样得分） O2 tmmin?L2eU(1??93) （结果正确的其它表示方法同样得分）（2分）

33．（15分） (1)（5分）ACE

(2)（10分）解：设升温后下部空气压强为P，玻璃管横截面积为S，对下部气体有

(P0?Ph)x0SP(x0?2)ST? （4分） 0T代入数据得P=184cmHg （3分） C r

上部气体压强Pˊ=P-Ph=160cmHg （3分）

a/2 34．（15分） (1)（5分）AB E

(2)（10分）解：设纸片的最小半径为r，玻璃砖的临界角为C，则

sinC?1n （2分） r?a2tanC （3分） 解得 r?a?a（3分） 2n2?156

则最小面积 S??r2??a25 （2分）

35．（15分） (1)（5分）ABC

(2)（10分）解：①对A物体由动量定理可得I?mv0 （1分） 两球间的距离最小时两球等速，根据系统动量守恒mv0?2mv（2分） 得v?I2m （1分） ②从初始状态到二者距离达到与初始状态相等过程中，设二者位移大小均为l，根据动量守恒定律定律mv0?mv1?mv2 （2分） 对A由动能定理可得?Fl?12mv2?12mv210 （1分） 对B由动能定理可得Fl?12mv22?0 （1分） （写出类似弹性碰撞的方程即前后两个时刻的动能不变也给分） 可得v1?0 v2?v0 （1分） 两球距离从最小值到刚恢复到初始值过程中斥力对A球做的功

W12122mv1?2mv??I2A?8m （1分）

7

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4pag.html