物理卷·2018届江苏省姜堰中学等“五校联考”高三上学期第一次学情监测（2017-12）

物理卷·2018届江苏省姜堰中学等“五校联考”高三上学期第一次学情监测（2017-12）

江苏省姜堰中学、如东高级中学等五校2018届高三上学期第一次学情监测 物理 一、单项选择题（本题共6小题，每小题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项是正 确的，选对的得3分，选错的或不答的得0分。）‎ ‎1.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和苹命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步.下列说法中正确的是 A.开普勒发现万有引力定律 B.卡文迪许测出静电力常量 C.法拉第发现电磁感应定律 D.牛顿发现落体运动规律 ‎2.欧洲强子对撞机在2010年初重新启动，并取得了将质子加速到1.18万亿ev的阶段成果，为实现质子对撞打下了坚实的基础.质子经过直线加速器加速后进入半径一定的环形加速器，在环形加速器中，质子每次经过位罝A时都会被加速（图甲），当质子的速度达到要求后，再将它们分成两束引导到对撞轨道中，在对撞轨道中两束质子沿相反方向做匀速圆周运动，并最终实现对撞（图乙）。质子是在磁场的作用下才得以做圆周运动的。下列说法中正确的是：‎ A.质子在环形加速器中运动吋，轨道所处位置的磁场会逐渐减小 B.质子在环形加速器中运动时，轨道所处位置的磁场始终保持不变 C.质子在对撞轨道中运动时，轨道所处位置的磁场会逐渐减小 D.质子在对撞轨道中运动时，轨道所处位置的磁场始终保持不变 ‎3.如图所示，两个截面半径均为r、质量均为m的半圆柱体A、B放在粗糙水平面上，A、B截面圆心间的距离为l.在A、B上放一个截面半径为r、质量为2m的光滑圆柱体C， A、B、C始终都处于静止状态.则 A.B对地面的压力大小为3mg B.地面对A的作用力沿AC方向 C.l越小，A、C间的弹力越小 D.l越小，地面对AB的摩擦力越大 ‎4.—物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下开始向上运动，如图甲所示.在物体运动过程中，空气阻力不计，其机械能E与位移x的关系图象如图乙所示，其中曲线上点A处的切线的斜率最大.则 A.在x1处物体所受拉力最大 ‎ B.在x2处物体的速度最大 C.在x1〜x3过程中，物体的动能一直减小 D.在0〜x2过程中，物体的加速度先增大后减小 ‎5.设相距为l，电荷量分別为+q和-q的点电荷构成电偶极子。如图所示，取二者连线方向为y轴方向，中点O为原点，建立如图所示的xoy坐标系，P点距坐标原点的距离为 r(r>>l) ， P、O两点间连线与y轴正方向的夹角为θ，设无穷远处的电势为零，P点的电势为φ，静电常数为k，下面给出的φ的四个表达式只有一个是合理的，请你分析判断合理表达式为 A. B. C. D. ‎ ‎6.如图所示，一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子，沙粒之间的动摩擦因数为μ1‎ ‎，沙子与车箱底板的动摩擦因数为μ2（μ2>μ1)，车厢的倾角用θ表示，下列 说法正确的是 A.要顺利地卸干净全部沙子，应满足tanθ<μ2‎ B.要顺利地卸干净全部沙子，成满足sinθ>μ2‎ C.只卸去部分沙子，车上还留有部分沙子，应满足tanθ>μ2>μ1‎ D.只卸去部分沙子，车上还留有部分沙子，应满足μ2>tanθ>μ1‎ 二.多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，至少有两 个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分。）‎ ‎7.美国宇航局科学家观测发现银河系内至少有500亿颗行星，若某一行星绕其中央恒星做圆周运 动周期为地球公转周期800倍，该行星到恒星距离足地球到太阳距离40倍.利用以上数据，可以求出的量有 A.恒星质量与太阳质量之比 B.行星质量与地球质量之比 C.恒星自转周期与太阳自转周期之比 D.行星公转速度与地球公转速度之比 ‎8.如图所示，MN、PQ是圆的两条相互垂直的直径，O为圆心。两个等量正电荷分别固定在M、N两点.现有一带电的粒子(不计重力及粒子对电场的影响)从P点由静止释放，粒子恰能在PQ之间做直线运动，则以下判断正确的是 A. O点的场强一定为零 B.P点的电势一定比O点的电势高 C.粒子一定带负电 D.粒子在P点的电势能一定比Q点的电势能小 ‎9.如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称。导线均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离。一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到A点。关于上述过程，下列说法正确的是 A.小球先做加速运动后做减速运动 B.小球一直做匀速直线运动 C.小球对桌面的压力先减小后增大 D.小球对桌面的压力直在增大 ‎10.如图是创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》.两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千.以下说法正确的是 A. P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向（从右向左看）‎ B.P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动 C.P向右摆动的过程中，Q会向左摆动 D.若用手左右摆动Q，P会始终保持静止 ‎11.如图所示，电路中电源的电动势为E，内阻为r， C为静电计，一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合电键S，电路稳定后，悬线与竖直方向夹角为θ，且小球处于平衡状态，则 A.静电计的指针发生了偏转 B.若将A极板向左平移稍许，电容器的电容将增大 C.若将A极板向下平移稍许，静电计指针的偏角将减小 D.保持电键S闭合，使滑动变阻器滑片向左移动，θ角不变，轻轻将细线剪断，小球将做直线运动 ‎12.倾角为37°的光滑斜面上固定一个槽，劲度系数k=20N/m、原长l0=0.6m的轻弹簧下端与轻杆相连，开始时杆在槽外的长度l=0.3m，且杆可在内移动，杆与槽间的滑动摩擦力大小Ff=6N，杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。质量m=lkg的小车从距弹簧上端L=0.6m处由静止释放沿斜面向下运动。已知弹性势能Ep=kx2，式中x为弹簧的形变量。G=10m/s2 ，sin37°=0.6。关于小车和杆的运动情况，下列说法正确的是 A.小车先做匀加速运动，后做加速度逐渐减小的变加速运动 B.小车先做匀加速运动，然后做加速度逐渐减小的变加速运动，后做速直线运动 C.杆刚要滑动时小车已通过的位移为0.9m D.杆从开始运动到完全进入槽内所用时间为0.ls 三、简答题（本大题共18分。把答案填在答题纸相应的横线上或按规定的要求在答题纸上作答。）‎ ‎13. (8分）某同学用如图1所示裝置验证机械能守恒定律。一均匀的小圆柱A用一根不可伸长的细绳拴住，绳的另一端固定于O点，将细绳拉至水平位置后由静止释放，在最低点放置一光电门， 测出小圆柱运动到最低点的挡光时间t，用游标卡尺测出小圆柱的直径d如图2所示。‎ ‎（1）小圆柱的直径d= cm；‎ ‎（2）改变细绳的长度，测出悬点到小圆柱重心的距离l，和相应通过光电门的时间∆t，以l为横坐标，‎ 以 为纵坐标(选填“∆t2”，“∆t-2”或“∆t”），通过描点作出线性图象，即可验证机械能守恒定律。若己知图线的斜率为K，当地的重力加速度的表达式g= ；‎ ‎(3)为了减少实验误差，请你就本实验器材的选择提出合理的建议__（只要提一个即可）‎ ‎14. (10分）某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0（约为2kΩ)和手机中的锂电池（电动势标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA)。实验室备有如下器材：‎ A.电压表V (量程3V，电阻Rv约为4.0kD)‎ B.电流表A1(量程100mA，电阻RA1约为5Q)‎ C.电流表A2 (量程2mA，电阻RA2约为50Ω)‎ D.滑动变阻器R1， (0〜40Ω，额定电流1A）‎ E.电阻箱R2(0〜999.9Q)‎ F.开关S—只、导线若干 ‎ ⑴为了测定电阻R0的阻值，小明设计了一电路，如图甲所示为其对应的实物图，图中的电流表 A应选 (选填“A1 ”或“A2”），请将实物连线补充完整。‎ ‎(2)为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数据作出图象，如图丙所示。若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E= _，内阻r= (用k、b和R2表示）。该实验的测量值偏小，造成此系统误差主要原因是 ‎ 四、简答论述题（本题共4小题，共60分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步 骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎15. (12分）如图所示，光滑导轨和固定在同一水平面上，两导轨间距为L，两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2.两导轨间有一边长为L/2的正方形区域abcd，该域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B；一质量为m的金厲杆与导轨接触良好并静止于ab处，现用一恒力F沿水平方向拉杆，使之由静止起向右运动，若杆出磁场前己做匀速运动，不计导轨及金属杆的电阻.求：‎ ‎(1)金属杆出磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向;‎ ‎(2)金属杆做匀速运动时的速率：‎ ‎(3)金属杆穿过整个磁场过程中R1上产生的电热。‎ ‎16. (16分）混合动力车是利用汽油及电能作为动力来源的汽车。有—质量m=1000kg的混合动力轿车，仅凭汽油动力在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P=50kw。当驾驶员看到前方60m处有超速违章监控摄像头（设限速72km/h)时，在保持发动机功率不变的情况下， 立即启动充电装罝给电池充电，运动t=3.5s后，轿车速度减为v2‎ ‎=72km/h。此过程中发动机功率的五分之一用于轿车的牵引，其余用于供给充电装罝，设该装罝能量相互转换的效率均为50%。设轿车在上述过程中所受阻力保持不变。‎ ‎(1)求轿车所受阻力的大小；‎ ‎(2)判断轿车足否会因超速违章而被拍照：‎ ‎(3)若用上述充电所获得的电能维持72km/h匀速行驶，求轿车行驶的距离。‎ ‎17.如图所示，水平传送带以v0 = 6m/s顺时针匀速转动，L=6m，右端与光滑竖直半圆弧轨道平滑对接，圆弧轨道的半径R= 0.5m ， O为圆心，最高点C正下方有一挡板OD， CD间距略大于物块大小，平台OE足够长，现将质量为m = 1kg的物块轻放在传送带的最左端A处，物块（可视为质点）与传送带间的动摩擦因数μ= 0.5，g取 10m / s2 ‎ ‎(1)求物块从A端运动到B端的时间；‎ ‎(2)试判断传送带能否将物块运送到平台上？若能，求出在C点时物块对圆弧轨道的压力大小；若不能，写出判断理由；‎ ‎(3)若传送带速度v0可以调节，求物块在平台OE上落点的区域范围。‎ ‎18. (16分）如左图，平面直角坐标系中，0≤x≤l、0≤y≤2l的矩形区域中施加一个如右图所示的交变磁场（B0和T0未知），磁场方向向里为正。一个比荷为c的带正电的粒子从原点O以 初速度v0沿+x方向入射，不计粒子重力。‎ ‎(1)若粒子从t=0时刻入射，在的某时刻从点（l， )射出磁场，求B0大小：‎ ‎(2)若B0 =，且粒子从 的任一时刻入射时，粒子离开磁场时的位置都不在y轴上，求T0的取值范围；‎ ‎ (3)若，在x>l的区域施加一个沿-x方向的匀强电场，粒子在t=0时刻入射，将在T0时刻沿+X方向进入电场，并最终从（0， 2l)沿-x方向离开磁场，求电场强度的大小以及粒子在电场中运动的路程。‎ 答案：‎ ‎13.（1）1.02 （2）∆t-2 （3）圆柱体选密度较大，体积较小的 ‎14.（1）如图；‎ A2（2） 电压表分流 ‎15：（1）设流过金属杆中的电流为I，由平衡条件得：F=BI•‎ 解得， 因R1=R2，所以流过R1的电流大小为 根据右手定则判断可知，电流方向从M到P． （2）设杆做匀速运动的速度为v，由法拉第电磁感应定律得：  杆切割磁感线产生的感应电动势大小为 E=Bv 又根据闭合欧姆定律得到E=I， 可解得 （3）设整个过程电路中产生的总电热为Q，根据能量守恒定律得：   ‎ 代入v可得 ∴ ‎ ‎16.（1）汽车牵引力与输出功率的关系P=F牵v 则F牵＝＝2×103N 匀速运动时，F阻＝F牵＝2×103N （2）在减速过程中，发动机只有P/5用于汽车的牵引，根据动能定理有： Pt−F阻L＝mv22−mv12 代入数据得，L=73.75m． 由于L＞60m，轿车会因超速而被拍照． （3）电源获得的电能为E电＝0.5×Pt＝7×104J． 由能量守恒定律，电能用于克服阻力做功E电•50%=F阻L′ 代入数据解得L′=17.5m．‎ ‎17：（1）物体的加速度：a=μg=0.5×10=5m/s2 物体加速运动的位移：x1==3.6m  所用时间：t1==1.2s 匀速运动的位移：x2=L-x1=2.4m 时间：t2==0.4s  故物体在传送带上运动的总时间：t=t1+t2=1.6s  （2）根据第（1）问，物块到达B端速度为vB=6m/s，假设能达到最高点C， BC过程，由机械能守恒定律：‎ 得：vC=4m/s 能通过最高点C的临界速度 v=m/s 因为 vC ‎＞v，所以物块能到达平台上 在C点，由牛顿第二定律得   N+mg=m 得：N=22N 由牛顿第三定律得：物块对圆轨道C点的压力大小为22N     （3）调节传送带速度v0可使物块恰能到达C点，此时 vC1=m/s 物块从C点做平抛运动，则 R=gt2 得 则平抛最小的水平位移 xmin=vC1t=m   调节传送带速度v0可使物块一直加速，设物块到达B点的最大速度vB1． 由2aL=vB12，得 vB1=m/s   BC过程，由机械能守恒得    解得 vC2=2m/s  则平抛最大的水平位移 xmax=vC2t=2m 所以物块落在平台OE上到O点距离范围是 m≤x≤2m ‎18：（1）在磁场中粒子做匀速圆周运动：qv0B0=m 由几何关系可得：R2=l2+（R-）2，解得：R=l 联立解得：B0= （2）粒子运动的半径为R=，临界情况为粒子从t=0时刻入射，并且轨迹恰好与y轴相切，如图所示． ‎ ‎ 圆周运动的周期： 由几何关系，t=内，粒子转过的圆心角为 对应运动时间：‎ 应满足：t1≥ 联立可得：T0≤ （3）运动轨迹如图． 由题，‎ 得到：T0= 在电场中根据牛顿第二定律可得：Eq=ma 根据运动学规律可得往返一次用时：△t= 应有：△t=（n+）T0‎ ‎ 可得电场强度的大小： ，（n=0，1，2…） 粒子在电场中运动的路程：，（其中n=0，1，2…）‎