炎德·英才大联考湖南师大附中2015届高三月考试卷(一)

物　理

命题人：高三物理备课组　审题人：高三物理备课组

本试题卷分选择题和非选择题两部分，共6页．时量90分钟，满分110分．

第Ⅰ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．其中1～7小题只有一个选项正确，8～12小题至少有一个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，错选或不选得0分．将选项填写在答题卷上)

1．甲、乙两个物体从同一地点、沿同一直线同时做直线运动，其v－t图象如图所示，则(C)

A．1 s时甲和乙相遇

B．0～6 s内甲乙相距最大距离为1 m

C．2～6 s内甲相对乙做匀速直线运动

D．4 s时乙的加速度方向反向

2．如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面、水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接．下图中v、a、Ff和x分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程，它们随时间变化的图象正确的是(C)

3．如图所示，一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑．已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾角为α，则B与斜面之间的动摩擦因数是(A)

A.tan α B.cot α

C．tan α D．cot α

4．北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能．如图所示，北斗导航系统中的两颗工作卫星均绕地心做匀速圆周运动，且轨道半径均为r，某时刻工作卫星1、2分别位于轨道上的A、B两个位置，若两卫星均沿顺时针方向运行，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力，下列判断错误的是(D)

A．这两颗卫星的加速度大小相等，均为

B．卫星1由A 位置运动到B位置所需的时间是

C．卫星1由A位置运动到B位置的过程中万有引力不做功

D．卫星1向后喷气就一定能够追上卫星2

5．如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距为2L.现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加的力的最小值为(C)

A．mg B.mg

C.mg D.mg

6．速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中S0A＝S0C，则下列说法正确的是(B)

A．甲束粒子带正电，乙束粒子带负电

B．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷

C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于

D．若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2

7．甲图是某电场中的一条竖直方向的电场线，A、B是这条电场线上的两点，若将一带负电的小球从A点自由释放，小球沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如乙图，比较A、B两点电势φ的高低和电场强度E的大小，并比较该小球在A、B两点的电势能Ep大小和电场力F大小，可得(C)

A．φA＞φB B．EA＜EB

C．EpA＞EpB D．FA＜FB

8．如图所示电路中，电源内电阻为r，R1、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表．闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片向左滑动，电流表和电压表示数变化量的大小分别为ΔI、ΔU，下列结论正确的是(AD)

A．电流表示数变大，电压表示数变小

B．电阻R1被电流表短路

C.＞r

D.＜r

9．A、D分别是斜面的顶端、底端，B、C是斜面上的两个点，AB＝BC＝CD，E点在D点的正上方，与A等高．从E点以一定的水平速度抛出质量相等的两个小球，球1落在B点，球2落在C点，关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程(BC)

A．球1和球2运动的时间之比为2∶1

B．球1和球2动能增加量之比为1∶2

C．球1和球2抛出时初速度之比为2∶1

D．球1和球2运动时的加速度之比为1∶2

10．如图所示，以O为圆心、MN为直径的圆的左半部分内有垂直纸面向里的匀强磁场，三个不计重力、质量相同、带电量相同的带正电粒子a、b和c以相同的速率分别沿aO、bO和cO方向垂直于磁场射入磁场区域，已知bO垂直MN，aO、cO和bO的夹角都为30°，a、b、c三个粒子从射入磁场到射出磁场所用时间分别为ta、tb、tc，则下列给出的时间关系可能正确的是(AD)

A．tatb>tc

C．ta＝tb

11．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5︰1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法正确的是(CD)

A．图乙中电压的有效值为220 V

B．电压表的示数为44 V

C．R处出现火警时电流表示数增大

D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大

12．如图所示，一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路．线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示．图线与横、纵轴的交点坐标分别为t0和B0.导线的电阻不计．在0至t1时间内，下列说法正确的是(BD)

A．R1中电流的方向由a到b通过R1 B．电流的大小为

C．线圈两端的电压大小为 D．通过电阻R1的电荷量

第Ⅰ卷答题卡

题　号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12



答　案

C

C

A

D

C

B

C

AD

BC

AD

CD

BD



第Ⅱ卷　非选择题(共62分)

二、实验题(本题共2小题，共15分．将答案填写在答题卷中)

13．(9分)“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图(a)所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F.通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图(b)所示．

(1)图线__①(3分)__(选填“①”或“②”) 是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；

(2)在轨道水平时，小车运动的阻力Ff＝__0.5(3分)__N；

(3)(单选)图(b)中，拉力F较大时，a－F图线明显弯曲，产生误差．为避免此误差可采取的措施是__C(3分)__．高 考 资 源 网

A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动

B．在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量

C．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力

D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验

14. (6分)有一电流表A，量程为1 mA，内阻r1约为100 Ω，要求测量其内阻．可选用器材有：电阻箱R1，最大阻值为99 999.9 Ω；滑动变阻器甲，最大阻值为10 kΩ；滑动变阻器乙，最大阻值为2 kΩ；电源E，电动势约为6 V，内阻不计；开关2个，导线若干．采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：

①断开S1和S2，将R调到最大；

②合上S1，调节R使A表满偏；

③保持R不变，合上S2，调节R1使A表半偏，此时可以认为A表的内阻r1＝R1.

在上述可供选择的器材中，可变电阻R应该选择__甲(3分)__(选填“甲”或“乙”)；认为内阻r1＝R1，此结果与r1的真实值相比__偏小(3分)__(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)．

三、计算题(本题共4小题，解答须写出必要的文字说明，规律公式，只有答案没有过程计0分，请将解题过程书写在答卷中．其中15题8分，16、17题各12分，选考题15分，共47分)

15．(8分)2014年8月3日我国云南鲁甸发生里氏6.5级地震，为救援灾区人民，要从悬停在空中的直升机上投放救灾物资，每箱救灾物资的质量为20 kg，设箱子承受的地面冲击力大小为1 000 N，箱子与地面的作用时间为0.5 s，已知当地的重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力，试求：

(1)与地面作用时，箱子的加速度是多少？

(2)为保证救灾物资安全落地，飞机投放物资时的高度不应超过多少米？

【解析】(1)在箱子与地面作用的过程中，a＝＝40 m/s2(3分)

(2)箱子刚触地时的速度为v＝at＝20 m/s(2分)

在自由落体过程中h＝＝20 m(3分)

16．(12分)如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m(不计重力)，从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ＝45°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，求：

(1)两板间电压的最大值Um；

(2)CD板上可能被粒子打中区域的长度s；

(3)粒子在磁场中运动的最长时间tm.

【解析】(1)M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，所以圆心在C点，如图所示，CH＝QC＝L(1分)

故半径r1＝L，又因为qv1B＝m(2分)

且qUm＝mv，所以Um＝(2分)

(2)设粒子在磁场中运动的轨迹与CD板相切于K点，此轨迹的半径为r2，设圆心为A，在△AKC中：sin 45°＝，解得r2＝(－1)L，即KC＝r2＝(－1)L(3分)

所以CD板上可能被粒子打中的区域的长度s＝HK，即s＝r1－r2＝(2－)L(2分)

(3)打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长，均为半个周期，所以tm＝＝(2分)

17．(12分)如图所示，斜面倾角为θ，在斜面底端垂直斜面固定一挡板，轻质弹簧一端固定在挡板上，质量为M＝1.0 kg的木板与轻弹簧接触但不拴接，弹簧与斜面平行且为原长，在木板右上端放一质量为m＝2.0 kg的小金属块，金属块与木板间的动摩擦因数为μ1＝0.75，木板与斜面粗糙部分间的动摩擦因数为μ2＝0.25，系统处于静止状态．小金属块突然获得一个大小为v1＝5.3 m/s、方向平行斜面向下的速度，沿木板向下运动．当弹簧被压缩x＝0.5 m到P点时，金属块与木板刚好达到相对静止，且此后运动过程中，两者一直没有发生相对运动．设金属块从开始运动到与木块达到相同速度共用时间t＝0.75 s，之后木板压缩弹簧至最短，然后木板向上运动，弹簧弹开木板，弹簧始终处于弹性限度内，已知sin θ＝0.28、cos θ＝0.96，g取10 m/s2，结果保留二位有效数字．

(1)求木板开始运动瞬间的加速度；

(2)求弹簧被压缩到P点时的弹性势能是多少？

(3)假设木板在由P点压缩弹簧到弹回到P点过程中不受斜面摩擦力作用，木板离开弹簧后沿斜面向上滑行的距离？

【解析】(1)对金属块，由牛顿第二定律可知加速度大小为

a＝μ1gcos θ－gsin θ＝4.4 m/s2，沿斜面向上(1分)

木板受到金属块的滑动摩擦力F1＝μ1mgcos θ＝14.4 N，沿斜面向下(1分)

木板受到斜面的滑动摩擦力

F2＝μ2(M＋m)gcos θ＝7.2 N，沿斜面向上(1分)

木板开始运动瞬间的加速度a0＝＝10 m/s2，沿斜面向下(1分)

(2)设金属块和木板达到共同速度为v2，对金属块，应用速度公式有

v2＝v1－at＝2.0 m/s(1分)

在此过程中分析木板，设弹簧对木板做功为W，其余力做功为Ma0x，

对木板运用动能定理得：Ma0x＋W＝Mv(1分)

解得W＝－3.0 J，说明此时弹簧的弹性势能Ep＝3.0 J(1分)

(3)金属块和木板达到共速后压缩弹簧，速度减小为0后反向弹回，设弹簧恢复原长时木板和金属块的速度为v3，在此过程中对木板和金属块，由能量的转化和守恒得：

Ep－(F2＋Mgsin θ＋mgsin θ)x＝(M＋m)v－(M＋m)v(2分)

木板离开弹簧后，设滑行距离为s，由动能定理得：

－(M＋m)g(μ2cos θ＋sin θ)s＝－(M＋m)v(2分)

解得s＝0.077 m(1分)

18．【物理——选修3－3】 (15分)

(1)(6分)下列说法正确的是__B__．

A．布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动

B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用

C．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体

D．氢气和氮气的温度相同时，它们分子的平均速率相同

(2)(9分)气缸长为L＝1 m(气缸厚度可忽略不计)，固定在水平面上，气缸中有横截面积为S＝100 cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，已知当温度为t＝27 ℃、大气压强为p0＝1×105 Pa时，气柱长为L0＝0.4 m．现用水平拉力向右缓慢拉动活塞，求：

①若拉动活塞过程中温度保持为27 ℃，活塞到达缸口时缸内气体压强；

②若活塞到达缸口时拉力大小为500 N，求此时缸内气体温度为多少摄氏度．

【解析】布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，选项B正确，A错误；多晶体不具有规则几何形状，选项C错误；氢气和氮气的温度相同时，它们分子的平均动能相同，选项D错误．

(2)①活塞刚到缸口时，L2＝1 m

p1SL0＝p2SL2(2分)

得p2＝0.4×105 Pa(1分)

②温度升高活塞刚到缸口时，L3＝1 m

p3＝p0－＝0.5×105 Pa(2分)

＝(2分)

T3＝＝ K＝375 K(1分)

t3＝(375－273)℃＝102 ℃(1分)

19．【物理——选修3－4】 (15分)

(1)(6分)在均质弹性绳中有一振源S，它以5 Hz的频率上下做简谐运动，振幅为5 cm，形成的波沿绳向左、右两边传播．从振源开始振动计时，t时刻的波形如图所示，质点P右边的绳还未振动，S左边的波形没有画出，则__BD__．

A．该波的波速为60 cm/s

B．波源S开始振动的方向向下

C．图中的质点Q在t时刻处在波谷

D．在t＝0至t＝1.0 s时间内质点P运动的路程为70 cm

(2)(9分)如图所示，在桌面上方有一倒立的玻璃圆锥，顶角∠AOB＝120°，顶点O与桌面的距离为4a，圆锥的底面半径R＝a，圆锥轴线与桌面垂直．有一半径为R的圆柱形平行光垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率n＝，求光束在桌面上形成的光斑的面积．

【解析】(1)该波的频率f＝5 Hz，周期T＝0.2 s，由图知该波在t＝T＝0.3 s时间内，波传播了12 cm，则波速v＝ cm/s＝ m/s＝40 cm/s，选项A错误，此时P点的振动方向向下，则波源的起振方向向下，选项B正确；由对称性知x＝－6 cm处质点t时刻处于波峰，选项C错误；在t＝0至t＝1.0 s时间内，即Δt＝1 s，质点P已振动0.7 s，运动的路程为×4A＝×4×5 cm＝70 cm，选项D正确