湖北省沙市中学2017届高三上学期第六次双周练物理试题

湖北省沙市中学2017届高三上学期第六次双周练物理试题

www.ks5u.com 一、选择题（共10题，1-6单选，7-10多选，每题5分，共50分）‎ ‎1．库仑定律是电磁学的基本定律。1766年英国的普里斯特利通过实验证实了带电金属空腔不仅对位于空腔内部的电荷没有静电力的作用，而且空腔内部也不带电。他受到万有引力定律的启发，猜想两个点电荷（电荷量保持不变）之间的静电力与它们的距离的平方成反比。1785年法国的库仑通过实验证实了两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比。下列说法正确的是 A．普里斯特利的实验表明，处于静电平衡状态的带电金属空腔内部的电势为零 B．普里斯特利的猜想运用了“对比”的思维方法 C．为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的距离的平方成反比，库仑制作了库仑扭秤装置 D．为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，库仑精确测定了两个点电荷的电荷量 ‎【答案】C 考点：考查了物理研究方法，物理学史 ‎【名师点睛】平时学习应该注意积累对物理学史的了解，知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一 ‎2．如图所示，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点水平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 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︰3‎ C．球1和球2抛出时初速度之比为︰1‎ D．球1和球2运动时的加速度之比为1︰2‎ ‎【答案】C 考点：考查了平抛运动规律的应用 ‎【名师点睛】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度确定运动的时间，通过水平位移求出初速度之比．根据动能定理求出动能的增加量之比．‎ ‎3．如图所示，A、B带等量异种电荷，PQ为A、B连线的中垂线，R为中垂线上的一点，M、N分别为AR、BR的中点，则下列判断中正确的是 A．M、N两点电场强度相同 B．M、N两点电势相等 C．负电荷由无限远移到M点时，电势能一定增加 D．从R处由静止释放一个负电荷，它将向右做直线运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：画出等量异种电荷的电场线如图 考点：考查了等量异种电荷电场分布规律 ‎【名师点睛】本题关键要掌握等量异种电荷的电场线和等势面的分布情况，通过分析电场力做功情况，判断电势能的变化．‎ ‎4．如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B1，P为磁场边界上的一点。相同的带正电荷粒子，以相同的速率从P点射入磁场区域，速度方向沿位于纸面内的各个方向。这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的。若将磁感应强度的大小变为B2，结果相应的弧长变为圆周长的，不计粒子的重力和粒子间的相互影响，则等于 A． B． C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：设圆的半径为r，磁感应强度为时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为M，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，，如图所示：‎ 考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，‎ ‎5．如图所示，在半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场区域的上方有一水平放置的感光板MN。从磁场区域最左端Q垂直磁场射入大量的电荷量为q、质量为m、速率为v的粒子，且速率满足，最后都打在了感光板上。不考虑粒子间的相互作用力和粒子的重力，关于这些粒子，下列说法中错误的是 A．这些粒子都带正电 B．对着圆心入射的粒子，其射出方向的反向延长线一定过圆心 C．只有对着圆心入射的粒子，射出后才垂直打在感光板MN上 D．沿不同方向入射的粒子射出后均可垂直打在感光板MN上 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：粒子向上偏转，受到向上的洛伦兹力，根据左手定则可得粒子带正电，A正确；因为速率满足 ‎，即，所以粒子在磁场中运动的半径，所以对着圆心入射的粒子的轨迹如图所示 其射出方向的反向延长线一定过圆心，并且出射方向垂直感光板MN，B正确；因为粒子运动半径和圆的半径相同，所以运动轨迹圆心，区域圆心，射入点和出射点四个点组成一个菱形，并且出射点与运动圆心的连线与出射方向垂直，而出射点与运动圆心的连线和入射点与区域圆心的连线平行，又知道入射点与区域圆心的连线和MN平行，所以出射点与运动圆心的连线平行MN，故出射方向一定垂直于MN，即沿不同方向入射的粒子射出后均可垂直打在感光板MN上，C错误D正确；‎ 考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】本题中关键是根据牛顿第二定律列式求解出轨迹圆的轨道半径恰好等于磁场区域圆的半径，会发现轨迹圆圆心、区域圆圆心、两个圆的交点总是构成菱形，从而得到粒子最后都是垂直打在感光板上．‎ ‎6．如图所示，在粗糙水平面上有甲、乙两木块，与水平面间的动摩擦因数均为，质量分别为m1和m2，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来，开始时两木块均静止且弹簧无形变。现用一水平恒力向左推木块乙，直到两木块第一次达到加速度相同时，下列说法正确的是 A．此时甲的速度可能等于乙的速度 B．此时两木块之间的距离为 C．此阶段水平力F做的功等于甲、乙两木块动能增加量与弹性势能增加量的总和 D．此阶段甲、乙两木块各自所受摩擦力的冲量大小相等 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：现用一水平恒力向左推木块乙，直到两木块第一次达到加速度相同时， 在此过程中，乙的加速度减小，甲的加速度增大，所以此时甲的速度小于乙的速度，故A错误；对系统运用牛顿第二定律得，隔离对甲分析，有，解得，根据胡克定律得，则两铁块的距离为，故B正确；根据能量守恒得此阶段水平力F做的功等于甲乙两物块动能增加量与弹性势能增加量和与水平面摩擦产生的热量的总和，故C错误；由于甲乙两物块各自所受摩擦力大小不一定相等，此阶段甲乙两物块各自所受摩擦力的冲量大小不一定相等，故D错误；‎ 考点：考查了牛顿第二定律，冲量，能量守恒 ‎【名师点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，注意整体法和隔离法的运用，掌握能量守恒的应用和冲量的定义．‎ ‎7．2015年2月天宇上演“木星冲日”，“木星冲日”是指太阳、地球、木星排列成一条直线，从地球上看木星与太阳方向正好相反，冲日前后，木星距离地球最近，也最明亮，是观测木星的最佳时机。已知木星的公转半径约为地球公转半径的5.2倍，下列说法正确的是 A．2016年天宇一定会再次上演“木星冲日”‎ B．2016年天宇不会上演“木星冲日”，2017年一定会上演“木星冲日”‎ C．木星的公转周期约为9年 D．太星的公转周期约为12年 ‎【答案】AD 考点：考查了万有引力定律的应用 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，知道周期与轨道半径的关系，并能灵活运用．‎ ‎8．下列几幅图的有关说法中正确的是 A．原子中的电子绕原子核高率运转时，运行轨道的半径是任意的 B．发现少数α粒子发生了较大偏转，因为原子的全部正电荷集中在很小的空间范围 C．光电效应实验说明了光具有粒子性 D．射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷 ‎【答案】BC 考点：光电效应、玻尔理论、粒子散射实验、洛伦兹力方向的判断 ‎【名师点睛】根据玻尔理论分析电子的轨道的半径是特定的；少数粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间；光电效应说明了光具有粒子性；根据左手定则可知，射线甲带负电；‎ ‎9．如图所示，将质量M=1 kg的重物B悬挂在轻绳的一端，并放置在倾角为30°、固定在水平地面的斜面上，轻绳平行于斜面，B与斜面间的动摩擦因数。轻绳跨过质量不计的光滑定滑轮，其另一端系一质量m =0.5 kg的小圆环A。圆环套在竖直固定的光滑直杆上，滑轮中心与直杆的距离为L=4 m。现将圆环A从与定滑轮等高处由静止释放，不计空气阻力，直杆和斜面足够长，取g= 10 m/s2。下列判断正确的是 A．圆环下降的过程中，轻绳的张力大小始终等于10 N B．圆环能下降的最大距离为 C．圆环速度最大时，轻绳与直杆的夹角为30°‎ D．若增加圆环质量使m=l kg，再重复题述过程，则圆环在下降过程中，重力做功的功率一直在增大 ‎【答案】BD 考点：考查了共点力平衡条件，机械能守恒，功率的计算 ‎【名师点睛】根据物体的加速度的变化，结合牛顿第二定律分析联立的变化；以两个物体组成的系统为研究对象，只有重力对系统做功，其机械能守恒．当M和m受力恰好平衡时，速度最大，由平衡条件和机械能守恒定律求解最大速度．当两个物体的速度到达零时，m下滑的距离最大，再由机械能守恒定律求解最大距离．‎ ‎10．如图所示，在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域，若该三角形的两直角边长均为2L，则下列关于粒子运动的说法中正确的是 A．若该粒子的入射速度为，则粒子一定从CD边射出磁场，且距点C的距离为L B．若要使粒子从CD边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为 C．若要使粒子从CD边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为 D．该粒子以不同的速度入射时，在磁场中运动的最长时间为 ‎【答案】ABD 考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，‎ 二、实验题（共两大题，16分）‎ ‎11．在研究机械能守恒定律时，将小球从距光滑斜轨底面h高处由静止释放，使其沿竖的光滑圆形轨道（半径为R）的内侧运动，如图所示。‎ ‎①若h =2R，小球 通过圆形轨道最高点（填“可能”或“不能”）。‎ ‎②选取合适的高度h，使小球能通过圆形轨道最高点。此时若仅增大小球质量，则小球 通过圆形轨道最高点（填“能”“不能”或“不一定能”）。‎ ‎③心球通过圆形轨道最低点时，对轨道的压力 重力（填“大于”“小于”或“等于”）。‎ ‎【答案】①不能；②能；③大于 ‎【名师点睛】本题的突破口是小球恰好能通过最高点，关键抓住重力等于向心力求出最高点的速度．对于光滑轨道，首先考虑能否运用机械能守恒，当然本题也可以根据动能定理求解．‎ ‎12．为了响应“地球一小时”的活动，某校学生组织了一次自制水果灯比赛，小明同学自制的橙子电池成功点亮了一个LED小灯泡（如图甲所示）。在实验成功前，小明为了测量橙子电池怕电动势和内阻进行了多次实验，他设计的电路图如图乙所示。‎ ‎ ‎ 若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：‎ A．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻R1=1Ω）‎ B．灵敏电流表A2（量程为0～0.6mA，内阻R2=800Ω）‎ C．灵敏电流表A3（量程为0～600μA，内阻未知）‎ D．变阻箱(0～9999Ω)‎ ‎（1）为了能尽可能准确测定“橙子电池”的电动势和内阻，实验中电流表应选择 （填器材前的字母代号）。‎ ‎（2）小明同学测出了多组数据并记录在下表。‎ 他应该作R－I图像，还是作图像？ 。‎ ‎（3）请将小明获得的数据在图丙中作出图象 ‎（4）则由图线可以得到被测水电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（结果均保留两位有效数字）‎ ‎【答案】（1）B（2）图像（3）如图所示（4）0.84～091 2.0×102～3.0×102‎ 考点：测定电源电动势和内阻实验 ‎【名师点睛】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I图象处理等多方面内容的考查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查 三、计算题（共4题，44分）‎ ‎13．一小球从距游泳池底3.2m的高处由静止释放（忽略空气阻力），如果池中无水经0.8s触底。为了防止小球与池底的剧烈撞击，须在池中注入一定深度的水。已知小球触碰池底的安全限速为1m/s，小球在在水中受到水的阻力（设不随水深变化而改变）是重力的4.5倍，取g= 10 m/s2，求：‎ ‎（1）注水前小球落到池底的速度？‎ ‎（2）池中注水深度至少为多少？‎ ‎【答案】（1）8m/s （2）0.7m 考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用 ‎【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力 ‎14．“太空粒子探测器”是由加速装置、偏转装置和收集装置三部分组成的，其原理可简化如下：如图所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心圆，圆心为O，外圆的半径R1=l m，电势=25 V，内圆的半径R2=0.5 m，电势=0，内圆内有磁感应强度大小B=1×l0－2 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，收集板MN与内圆的一条直径重合，假设太空中漂浮着质量m=1×10－10 kg、电荷量q=2×l0－4C的带正电粒子，它们能均匀地吸附到外圆面上，并被加速电场从静止开始加速，进入磁场后，发生偏转，最后打在收集板MN上并被吸收（收集板两侧均能吸收粒子），不考虑粒子的碰撞和粒子间的相互作用。‎ ‎（1）求粒子到达内圆时速度的大小；‎ ‎（2）分析外圆上哪些位置的粒子进入磁场后在磁场中运动的总时间最长，并求该最长时间。‎ ‎【答案】（1）1×l04m/s（2）贴着收集板左端上表面进入磁场的粒子和贴着收集板右端下表面进入磁场的粒子运动时间最长，‎ 而 解得 同理可知，从收集板右端贴着收集板下表面进入磁场的粒子在磁场中运动的时间也为所以，外圆面上收集板左端贴着收集板上表面进入磁场的粒子和收集板右端贴着收集板下表面进入磁场的粒子在磁场中运动的总时间最长，最长时间为 考点：考查了带电粒子在电场中的加速，在磁场中的运动 ‎【名师点睛】‎ 带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理．对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径 ‎15．如图所示，将弹簧平放在绝缘水平面上，其左端固定，自然伸长时右端在O点，O点则水平面光滑，右侧粗糙。水平面上OO'与AA'之间区域（含边界）存在与竖直方向的夹θ=37°、斜向右上方的匀强电场，电场强度E=5×103 N/C。现将一质量m=2kg、电荷量g=4×l0－3C的带正电小物块从弹簧右端O点无初速度释放，物块在A点滑上倾角θ=37°的斜面。已知O、A间的距离为4.9 m，斜面AB的长度为，物块与OA段水平面间的动摩擦因数，物块与斜面间的动摩擦因数。（物块可视为质点且与弹簧不连接，物块通过A点时速率无变化，取g= 10 m/s2，sin37°=0.6，cos 37°=0.8）‎ ‎（1）求物块沿斜面向上滑行的时间；‎ ‎（2）若用外力将物块向左压缩弹簧至某一位置后由静止释放，且电场在物块进入电场区域运动0.4s后突然消失，物块恰能到达B点，求外力所做的功。‎ ‎【答案】（1）0.58s（2）49J 假设物块在斜面上速度可减为零，且该过程在斜面上发生的位移为x，‎ 有 解得，假设成立由，解得 考点：考查了带电物体在电场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同．先分析受力情况再分析运动状态和运动过程（平衡、加速、减速，直 线或曲线），然后选用恰当的规律解题．解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化 的观点，选用动能定理和功能关系求解 ‎16．如图所示，平面直角坐标系石盼位于竖直平面内，M是一块平行于x轴的挡板，与y轴交点的坐标为（），右端无限接近虚线POQ上的N点，粒子若打在挡板上会被挡板吸收。虚线POQ与x轴正方向的夹角为60°，其右侧区域I内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，挡板上方区域Ⅱ内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为2B，挡板下方区域Ⅲ内存在方向沿x轴正方向的匀强电场。O点有两个质量均为m、电荷量分别为+q的粒子a和－q的粒子b，以及一不带电的粒子c.粒子重力不计，q>0。‎ ‎（1）若粒子a从O点以速率v0沿y轴正方向射入区域Ⅲ，且恰好经过N点，求场强大小E；‎ ‎（2）若粒子b从O点沿x轴正方向射入区域I，且恰好经过N点，求粒子b的速率vb；‎ ‎（3）若粒子b从O点以(2)问中速率沿x轴正方向射入区域I的同时，粒子c也从O点以速率vc沿OQ方向匀速运动，最终两粒子相遇，求vc的可能值。‎ ‎【答案】（1）（2）若粒子b由轨迹①到达N点，；若粒子b由轨迹②到达N点，（3）i．若粒子b由轨迹①到达N1点和粒子c相遇，则；ii．若粒子b由轨迹②经区域Ⅱ到达各个交点和粒子c相遇，；iii.若粒子b由轨迹②经区域I到达各个交点和粒子c相遇，‎ ‎（2）如图甲所示：粒子b在磁场中做匀速圆周运动。‎ i．若粒子b由轨迹①到达N点，由几何知识有ON=2R1cos30°，ON=L 解得R1‎ 根据洛伦兹力提供向心力，有 解得 ii．若粒子b由轨迹②到达N点，由，‎ 得，，即 由几何知识有，，‎ 得，解得 ii．若粒子b由轨迹②经区域Ⅱ到达各个交点和粒子c相遇，粒子c运动的位移大小为nL ‎，对应的时间为2nt，‎ iii.若粒子b由轨迹②经区域I到达各个交点和粒子c相遇，粒子c运动的位移大小为nL，对应的时间为(2n-3)t，‎ 考点：考查了带电粒子在组合场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理．对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径 ‎ ‎