2016届福建省福州八中高三上学期第三次月考物理试题

考试时间：90分钟 试卷满分：100分

2015.11.10

一、单项选择（每小题5分.只有一项是符合题目要求的）

1．有4个形状完全相同的绝缘材料制成的1/4圆环，按下列图示排布，每个1/4圆环的电荷量相等且分布均匀，而所带电荷的种类如图标示。这四种排布方式中，坐标原点
处电场强度最大的是

2．水平面内有一光滑绝缘细圆环，在它某一直径的两个端点A和B固定电荷量分别为Q1、Q2的正点电荷，圆环上穿着一个带电小球q（可视为点电荷）可沿环自由滑动，如图所示。如果要使小球在P点恰能保持静止，那么PA与AB的夹角?与Q1、Q2的关系应满足

A．tan3α＝

B．tan2?＝

C．tan2?＝

D．tan ?＝

3．题图所示的是两个带不等量异号电荷的金属小球产生静电场的电场线分布。以图中带正电小球的球心为中心画一个正方形abcd，c在两个球心的中点，a在两个球心的延长上，如图所示。则下列判断正确的是

A．a点场强比c点大

B．a点电势比c点高

C．b、d两点的场强相同

D．若在b、d两点放入等量异号的试探电荷，它们的电势能相等

4．范围足够大、方向水平向右的匀强电场中，有一质量为m、电荷量为q的带负电油滴，在平行于电场线的竖直面内，从图中O点以与场强方向成37°角的速度v斜向上射出，如图所示。已知油滴运动到最高点时速度大小还等于v，重力加速度为g，则下列分析正确的是

A．最高点可能在O点的正上方

B．最高点可能在O点的右上方

C．匀强电场的电场强度E＝

D．油滴的运动轨迹可能是一段圆弧

5．题图所示的电路中，电源内阻不可忽略，当滑动变阻器滑片处在某一位置时，电流表读数I＝0.5A，电压表读数U1＝1V，读数为U2＝2V．则向右移动滑动变阻器的滑片后，三个电表可能读到的数值是

A．I＝0.6A，U1＝1.1V，U2＝1.8V

B．I＝0.6A，U1＝1.2V，U2＝1.9V

C．I＝0.4A，U1＝0.8V，U2＝2.1V

D．I＝0.4A，U1＝0.9V，U2＝2.2V

6．地球和月球连线上有一个拉格朗日点L1，任意位于该点的小物体在地球和月球引力的共同作用下，都可以刚好保持与地球和月球的相对位置不变，从而和月球一起以相同的周期绕地球运动，如图所示。有人想利用拉格朗日点L1的特性，在该点设一探月中转站，若以a1、a2、a3分别表示该中转站、月球和地球同步卫星绕地运转的向心加速度大小，则

A．a2＞a3＞a1

B．a2＞a1＞a3

C．a3＞a1＞a2

D．a3＞a2＞a1

二、多项选择（每小题6分，选不全得3分，有选错0分。）

7．玻璃生产线的最后有一台切割机，能将一定宽度但很长的原始玻璃板按需要的长度切成矩形。假设送入切割机的原始玻璃板的宽度是L＝2m，它沿切割机的轨道（与玻璃板的两侧边平行）以v1＝0.15m/s的速度水平向右匀速移动；已知割刀相对玻璃的切割速度v2＝0.2m/s，为了确保割下的玻璃板是矩形，则相对地面参考系

A．割刀运动的轨迹是一段直线

B．割刀完成一次切割的时间为10s

C．割刀运动的实际速度为0.05m/s

D．割刀完成一次切割的时间内，玻璃板的位移是1.5m

8．探月飞船“嫦娥三号”发射升空后登月过程示意如图：它先沿地月转移轨道飞向月球；在距月球表面200km（月球给它的引力已远大于地球给它的）处实施变轨，进入离月面高度为200km的环月圆机动轨道；适当时机再次变轨进入远月点高度200km、近月点高度15km的椭圆形降落轨道；然后某次经过椭圆的近月点时制动并落向月面。嫦娥三号在向月面软着陆的最后阶段，离月球表面4m高时进行了最后一次悬停，以便最后确认着陆点地形。已知嫦娥三号总质量为M，最后悬停时反推火箭的推力为F，万有引力常量为G，月球半径为R，月球自转可以忽略。根据上述信息可知

A．月球的质量为

B．嫦娥三号在机动轨道要变轨成降落轨道，应采取的操作是利用火箭加速

C．嫦娥三号沿降落轨道飞行的周期，比它沿机动轨道飞行的周期短

D．假设机动轨道和降落轨道的切点为P，则嫦娥三号沿机动轨道飞经P点（但没有实施变轨操作）时的加速度，与它沿降落轨道飞经P点时的加速度大小相等

9．用物理模型的方法研究赛车过弯道的技术。假设赛车场的一段弯道如图所示，转弯处为圆心在O点的半圆，内外半径分别为r和2r，图中直线ABB'A' 到圆心O的距离等于r。有一辆赛车（看成质点）要以图中线段AB为起点，经弯道到达线段A'B'。比较如图所示的三条路线：路线①沿赛道最内侧从B到B'，路线②沿赛道最外侧从A到A'，路线③是以BB' 的中点O' 为圆心的半圆。已知选择不同路线时，在垂直赛车速度方向上路面对轮胎的最大静摩擦大小都一样，且赛车沿每一路线行驶的全程都以过本路线中的圆弧时不打滑的最大速率匀速行驶。下列研究结果正确的是

A．若选择路线①，则赛车运动的路程最短

B．若选择路线②，则赛车的运动速率最小

C．若选择路线③，则赛车运动的时间最短

D．在三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小都相等

三、实验题（每空2分，共16分）

10．要求用如图1所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。操作时先保持m1、m2和纸带静止，给打点计时器通电后才释放该系统。图3给出的是实验中获取的一条纸带：0是纸带上的第一个点迹，1~6是每隔4个真实点迹（图中未标出）选取的一系列计数点，它们间的距离如图3标示。已知m1＝50g、m2＝150g，则（计算结果保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下记数点5时的速率v5＝ 　m/s；

（2）设某一点到0点的距离为h，打下该点时系统的速率为v，则该实验系统机械能守恒的公式为：（m1＋m2）v2 ＝

（3）从记数点0运动到5的过程，系统动能的增量△EK＝ 　J；系统势能的减少量△EP＝ 　J；

（4）若某同学用图象法处理本实验的数据，所作的图象如图2所示，h仍为计数点到0点的距离，由图中数据算出当地的重力加速度g＝ 　m/s2．

11．有同学设计用如图所示的实验装置测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ。光滑的1/4圆弧轨道AB在B点与水平固定的平板P上表面BC相切，C点在水平地面的垂直投影为C′，重力加速度大小为g。实验步骤如下：

①用天平称出物块Q的质量m；

②测出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′ 的高度h；

③将物块Q从A点静止释放，用复写纸在物块Q的落地处记录落地点；

④重复步骤③，共做10次；

⑤用圆规画一个尽量小的圆将10个落地点围住；

⑥测出圆心D到C′ 的距离s．

回答下列问题：

（1）步骤④⑤的目的是 　。

（2）物块Q与平板P间的动摩擦因数μ＝　　　　　　 。（用上述测量量表示）

（3）结果发现实验测得的μ值总是比实际值偏大（可见是系统误差），请找出造成该系统误差的可能来源 （写出一个即可）。

四、计算题

12．（16分）已知地球半径为R，地面的重力加速度为g．假设近地卫星I离地面的高度可以忽略，圆轨道卫星II离地面的高度为3R，求：

（1）卫星I和II的运行速度之比；

（2）已知两卫星绕地运行的轨道平面重合且绕行方向相同，某时刻两卫星的间距最近，以该时刻为计时起点，求：哪些时刻两卫星间的距离会最远？

13.（15分）如题图所示的绝缘轨道的倾斜段倾角
＝30°，轨道的OA段光滑，而A点以下长度足够且粗糙，与小物块C的动摩擦因数μ1＝；水平段上B点的右侧光滑，而足够长的OB段粗糙，与小物块D的动摩擦因数μ2＝0.3；轨道的OB之间有斜向右上方的匀强电场E＝×105V/m，场强方向与水平面的夹角β＝arcsin，其他区域没有电场；用与轨道同种绝缘材料制成的小物块C、D可视为质点，质量分别为mC＝4kg，mD＝1kg，它们用轻质绝缘细线跨过光滑的滑轮连在一起，分别放在轨道的倾斜和水平段上的P和Q点，此时细线正好拉直，已知B、Q间距离d＝1m，A、P间距离为2d，物块D带正电q＝1×10-4C，装置的其他部分均不带电，细绳与滑轮之间的摩擦不计，重力加速度g取10m/s2。将两物块由静止释放，求： （1）物块C第一次运动到A点时速度大小； （2）物块D运动过程中电势能变化量的最大值。

14．（15分）在粗糙的绝缘水平面上相距为6L的A、B两处，分别固定电量不等的正点电荷，两电荷的位置坐标如图（甲）所示，其中B处电荷的电量为Q．图（乙）是AB连线之间的电势?与位置x之间关系的图象：图中x＝L点为图线的最低点，x＝-2L处的纵坐标?＝?0，x＝0处的纵坐标?＝?0，x＝2L处的纵坐标?＝?0．若在x＝-2L的C点由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电物块（可视为质点），物块随即向右运动。

求：

（1）固定在A处的电荷的电量QA；

（2）小物块与水平面间的动摩擦因数μ应多大，才能使小物块恰好到达x＝2L处；

（3）若小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝，小物块运动到何处时速度最大？并求最大速度vm；

福州八中2015—2016学年高三毕业班第三次质量检查

物理 试卷参考答案及评分标准

一、单项选择（每小题5分.只有一项是符合题目要求的）

1、B　 2、A 3、B 4、C 5 、D　 6、D

二、多项选择（每小题6分，不全得3分，有选错0分。）

7、ABD 8、CD 9、ACD

三、实验题（每空2分，共16分）

10、（1）2.4 （2）（m2－m1）gh （3）0.58、0.59 （4）9.7

11、（1）通过多次实验，让落点更准确，以减小实验结果的误差；

（2）
；

（3）圆弧轨道存在摩擦，或接缝B处不平滑

12、（16分）【解析】

解答：（1）由万有引力提供向心力有：

可得线速度　
　，所以v1∶v2＝（r2∶r1）-1/2＝1∶2----------（4分）

（2）（12分）设卫星I的角速度为ω1、在卫星II的角速度为ω2，

由mg＝mω12R得：ω1＝ ----------------（4分）

由G＝mω12R得：ω2＝ω1＝ ----------------（4分）

设t时刻两卫星相距最远，则有：ω1t－ω2t＝（2n＋1）?（n＝0，1，2，……）

所以t＝（2n＋1）?（n＝0，1，2，……） ----------------（4分）

答：（1）卫星I、II的速度之比为1∶2。

（2）t＝（2n＋1）?（n＝0，1，2，……）时卫星间的距离都会最远。

13、（15分）

【解析】（1）对D进入电场受力分析可得：qEsinβ＝mDg，所以N＝0，-----（3分）所以D在OB段并不受摩擦力，设C物体到A点速度为v0，由题知释放后C物将沿斜面下滑，C物从P到A的过程，对CD系统由动能定理得：

mCg·2dsinθ－qEdcosβ＝（mC＋mD）v02－0，解得：v0＝2m/s；------（3分）

（2）由题意，C经过A点后将减速下滑至速度为0后又加速上滑，设其加速度大小为a1，向下运动的时间为t1，发生的位移为x1，对物体C：mCgsinθ－T1－μmCgcosθ＝-mCa1， ----------------（3分）对物体D：T1－qEgcosβ＝-mDa1，运动时间：t1＝
，---（3分）D从开始运动到最左端过程中：W电＝-qEcosβ（x1＋d）＝-50J，所以电势能变化量的最大值为50J； ----------------（3分）

（另解用系统能量守恒）

14 每小题5分

【解析】（1）由图（乙）得，x＝L点为图线的最低点，切线斜率为零，即合场强E合＝0 
解得QA＝4Q；（2）物块先做加速运动再做减速运动，恰好到达x＝2L处，速度vt＝0从x＝-2L到x＝2L过程中，由动能定理得：

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