浙江大联考届高三第四次联考物理试题.docx
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浙江大联考届高三第四次联考物理试题
浙江大联考
2015届高三第四次联考·物理试卷
考生注意:
1.本试卷共100分。
考试时间90分钟。
2.答题前,考生务必将密封线内的项目填写清楚。
3.请将试卷答案填在试卷后面的答题卷上。
4.交卷时,可根据需要在加注“
”标志的夹缝处进行裁剪。
5.本试卷主要考试内容:
必修1、必修2,选修3-1电场和恒定电流。
第Ⅰ卷 (选择题 共40分)
一、单项选择题:
本题共6小题。
每小题4分,共24分。
每小题只有一个选项符合题意。
1.苹果树上一个苹果成熟后从高H处自由下落,它运动到P点所用的时间恰好为整个过程所用时间的一半,不计空气阻力,则P点离地面的高度为
A. B. C. D.
2.如图所示,加装“保护器”的飞机一旦在空中发生事故失去动力时,上方的降落伞就会自动弹出。
已知降落伞展开后伞绳共计120根(图中只画出了2根伞绳),每一根与竖直方向的夹角都为30°,飞机的质量约为30吨。
忽略其他因素,当飞机处于平衡状态时,降落伞的伞绳所承受的力最接近于
A.3000NB.300N
C.6000ND.600N
3.电子束焊接机中的电子枪如图所示,阴极K的电势为φK,阳极A的电势为φA。
仅在电场力作用下,电子(电荷量为-e)从K运动到A,则
A.A、K间的电势差为φA-φK
B.电子的动能增加e(φK-φA)
C.电子的电势能增加e(φA-φK)
D.电子克服电场力做的功为e(φA-φK)
4.如图所示,汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧,弹簧下端拴一个质量为m的小球,当汽车以速度v1在水平地面上匀速行驶时弹簧长度为L1;当汽车以速率v2通过一个桥面为圆弧形凸形桥的最高点时,弹簧长度为L2。
已知弹簧劲度系数为k,设桥的半径为R,则
A.R=B.R=
C.R=D.R=
5.如图所示,一个电荷量为-Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点。
另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,运动到B点时的速度为v,且为运动过程中速度的最小值。
已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f,AB间距离为L0,静电力常量为k,则下列说法正确的是
A.点电荷乙从A点向O点运动的过程中,其加速度逐渐增大
B.点电荷乙从A点向O点运动的过程中,其电势能先增大再减小
C.OB间的距离为
D.在点电荷甲形成的电场中,AB间的电势差UAB=
6.如图所示的电路,电源电动势为E、内阻为r,电容器水平放置,闭合开关S,电容器两板中央一带电小球恰好静止,现将滑动变阻器滑片P向下移动,下列结论正确的是
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.小灯泡变亮
C.电容器C上电荷量减少
D.带电小球将保持静止
二、不定项选择题:
本题共4小题。
每小题4分,共16分。
在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确;全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。
7.某同学设计了一种静电除尘装置,如图甲所示,其中有一条长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后面板为绝缘材料,上、下面板为金属材料,上、下两面板与电压恒为U的高压直流电源相连。
带负电的尘埃被吸入矩形通道时的水平速度为v0,当碰到下板后其所带的电荷被中和,同时尘埃被收集。
将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值,称为除尘率。
不计尘埃所受的重力及尘埃之间的相互作用,要增大除尘率,则下列措施可行的是
甲 乙
A.只增大电压U
B.只增大高度d
C.只加长长度L
D.只增大尘埃被吸入的水平速度v0
8.如图所示,直线A为某电源的U-I图线,直线B为电阻R的U-I图线,下列说法正确的是
A.该电源的电动势为6V,内阻为1Ω
B.此电阻R大小为2.5Ω
C.将该电阻与电源组成一闭合电路,则电源的输出功率为10W
D.将该电阻与电源组成一闭合电路,1min内,电源内阻消耗的能量为720J
9.如图所示,在绝缘水平面上方存在着足够大的水平向右的匀强电场,带正电的小金属块以一定初动能Ek从A点开始水平向左做直线运动,经L长度到达B点,速度变为零。
此过程中,金属块损失的动能有转化为电势能。
金属块继续运动到某点C(图中未标出)时的动能和金属块在A点时的动能相同,则
A.金属块所受滑动摩擦力大小为其所受电场力大小的2倍
B.金属块所受电场力大小为其所受滑动摩擦力大小的2倍
C.金属块从A开始运动到C的整个过程中经过的总路程为3L
D.金属块从A开始运动到C的整个过程中经过的总路程为4L
10.真空中存在一个水平向左的匀强电场,电场强度大小为E,一根不可伸长的绝缘细线长度为l,细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电小球,另一端固定在O点。
把小球拉到使细线水平的位置A,由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平方向成角θ=60°的位置B时速度为零。
以下说法中正确的是
A.小球受到的重力与电场力的关系是Eq=mg
B.小球从A运动到B过程中,电场力对其做的功为qEl
C.小球在B点时,细线拉力为mg
D.小球在B点时,细线拉力为Eq
第Ⅱ卷 (非选择题 共60分)
非选择题部分共6小题,把答案填写在答题卷中的横线上或按题目要求作答。
解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
甲 乙
11.(7分)一同学做“探究求合力的方法”的实验如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验数据画出的图。
(1)本实验中必须保证两次将橡皮筋与细绳的结点O拉到同一位置,这里采用的物理研究方法是 ▲ 。
A.放大法B.等效替代法
C.数据建模法D.建立物理模型法
(2)图乙画出的F与F'两力中,实际的合力方向是 ▲ ,理论上的合力方向是 ▲ (填写“OF”或者“OF'”)。
(3)在F和F'中两者出现一个很小的偏角的原因可能是(写出一条即可):
▲ 。
12.(8分)某校物理实验兴趣小组打算通过伏安法测量一个标有“4.8V 2W”的小灯泡在不同电压下的电功率,并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线。
实验室现有下列器材可供选用:
A.电压表
(0~3V,内阻3kΩ)
B.电压表
(0~15V,内阻15kΩ)
C.电流表
(0~0.6A,内阻约1Ω)
D.电流表
(0~3A,内阻约1Ω)
E.定值电阻R2=3kΩ
F.滑动变阻器R(10Ω,2A)
G.学生电源(内阻不计)
H.开关、导线若干
(1)为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用 ▲ ,电流表应选用 ▲ (均填写序号前的字母)。
(2)为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据,则滑动变阻器采用是 ▲ ,电流表应该采用 ▲ 。
A.限流式接法B.分压式接法
C.内接法D.外接法
请在下列方框内画出满足要求的电路图。
(3)根据实验作出P-U2图象,下面的四个图象中可能正确的是 ▲ 。
13.(9分)擦黑板也许同学们都经历过,手拿黑板擦在竖直的黑板面上,或上下或左右使黑板擦与黑板之间进行滑动摩擦,将黑板上的粉笔字擦干净。
已知黑板的下边沿离地的高度为0.8m,若小黑板擦(可视为质点)的质量为0.1kg,现假定某同学用力将小黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦,手对小黑板擦的作用力与黑板面成45°向上且大小F=20N,如图所示,他所能擦到的最大高度为2.05m,g取10m/s2,不计空气阻力。
(1)求此小黑板擦与黑板之间的动摩擦因数。
(2)若该同学擦到最高位置时,小黑板擦意外脱手而沿黑板面竖直向下滑落,求小黑板擦滑到黑板下边沿的速度大小。
(3)求黑板擦从最高位置脱手后滑到地面时的动能。
14.(10分)如图所示,一质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的匀强电场中,取g=10m/s2。
(1)求匀强电场的电场强度E1的大小和方向。
(2)在t=0时刻,匀强电场的电场强度大小突然变为E2=4.0×103N/C,方向不变。
求在变化后t=0.20s时间内电场力做的功。
(3)在t=0.20s时刻突然撤掉电场,求带电微粒回到出发点时的动能。
15.(12分)如图所示,以O点为圆心,以R=0.20m为半径的圆与坐标轴的交点分别为A、B、C、D,该圆所在平面内有一匀强电场,电场强度方向与x轴正方向成θ=60°角,已知A、B、C三点的电势分别为4V、4V、-4V。
(1)求D点的电势φD。
(2)求该匀强电场的电场强度大小。
(3)将带电荷量q=2×10-6C的正电荷从B移动到D,电势能改变多少?
16.(14分)感冒药等医用药品物料配比常常要求严格精确,人工称重既繁琐又不精确,工业大规模生产中常常利用“吊斗式”电子秤根据设计实现物料的精确投放。
图甲所示的是“吊斗式”电子秤的结构图,其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器。
拉力传感器的内部电路如图乙所示,R1、R2、R3是定值电阻,R1=20kΩ,R2=10kΩ,R0是对拉力敏感的应变片电阻,其电阻值随拉力变化的图象如图丙所示。
已知料斗重G0=1×103N,没装料时Uba=0,g=10m/s2。
(1)求R3的电阻。
(2)当生产某种药品时,根据需要从振料口投放60kg原料,此刻监控上Uba电压应为多少?
(3)生产药品时,当发现监控显示Uba持续升高,应该对原料投放采取什么措施?
甲 乙 丙
2015届高三第四次联考·物理试卷
参考答案
1.A 解析:
设苹果下落的总时间为t,P点离地面的高度为h,则H=gt2,H-h=g()2,联立解得h=。
选项A正确。
2.A 解析:
设其中一根绳子的拉力为F,将该力沿水平方向和竖直方向分解,120根绳子的合力等于重力,即120×Fcos30°=mg,则F约为2886.8N。
选项A正确。
3.A 解析:
A、K间的电势差为UAK=φA-φK,选项A正确;电子动能增加e(φA-φK),选项B错误;电子电势能减少e(φA-φK),电场力做功为e(φA-φK),选项C、D错误。
4.B 解析:
汽车在水平地面上匀速行驶时,小球受力平衡,则有mg=k(L1-L0),汽车以速率v2通过桥面最高点时,有mg-k(L2-L0)=m,联立两式可得R=。
5.C 解析:
电荷乙受到的阻力不变,甲、乙靠近的过程中库仑力逐渐增大,乙在运动到B点之前,乙做加速度逐渐减小的减速运动,选项A错误;在乙向左的运动过程中电场力一直做正功,电势能一直减小,选项B错误;当速度最小时有:
f=F库=k,解得:
r=,选项C正确;乙从A运动到B的过程中,根据动能定理有:
UABq-fL0=mv2-m,所以A、B两点间的电势差UAB=,选项D错误。
6.A 解析:
滑片向下移动,则滑动变阻器接入电路的电阻变大,整个电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律,电源输出电流变小,根据U=E-Ir可知,路端电压变大,选项A正确;由于电流变小,所以灯泡应该变暗,选项B错误;由于电压表两端电压变大,在灯泡分得电压变小情况下,可知滑动变阻器得到的电压变大,根据Q=CU可知,电容器两端电荷量变大,选项C错误;由于移动滑片P之前,有q=mg,现电压变大,电容器两板间电场变强,小球所受电场力变大,因此,带电小球将向上做加速运动,选项D错误。
7.AC 解析:
尘埃做类平抛运动,到达下板的尘埃被收集,设有尘埃能够飞出除尘装置,则其竖直偏移量y=at2=t2=,要增大除尘率,必须增大尘埃在通道内的偏移量,则可以增大U、L,减小d、v0,选项A、C正确。
8.BC 解析:
本题的坐标原点为(0,3),可得内阻r=Ω=0.5Ω,选项A错误;两图线交点的坐标为(2,5),则R==2.5Ω,选项B正确;该电阻与电源组成一闭合电路后,则电路中电流为2A,路端电压为5V,所以电源输出功率P=UI=10W,选项C正确;1min电源内阻消耗的电能W=I2rt=22×0.5×60J=120J,选项D错误。
9.BD 解析:
根据题意,金属块从A运动到B的过程中,有的初动能因克服摩擦力做功而转化为内能,则有Ek=EqL,Ek=μmgL,所以Eq=2μmg,选项A错误、B正确;设B、C两点间距离为x,则Eqx-μmgx=Ek,则x=3L,可得选项C错误、D正确。
10.AD 解析:
小球在复合场中所受到的重力和电场力的合力为一恒力,可以把复合场等效为重力场,根据对称性可知,当小球处在AB轨迹的中点位置时,小球沿切线方向的合力为零,此时细线与水平方向的夹角恰为30°,根据三角函数关系可得:
Eqtan30°=mg,可知,qE=mg,选项A正确;小球从A运动到B的过程中,电场力对其做的功为W=-qEl(1-cos60°)=-qEl,选项B错误;小球到达B点时速度为零,则沿细线方向合力为零,对小球受力分析可知:
FT=qEsin30°+mgcos30°,可知FT=mg=Eq,选项C错误、D正确。
11.
(1)B (3分)
(2)OF' OF (每空1分)
(3)可能是画图出现误差,可能是弹簧秤读数误差,可能是操作过程中拉力方向并没有严格与水平面平行等。
(答对一条即可) (2分)
12.
(1)A C (每空1分)
(2)B D (每空2分) 如图所示 (1分)
(3)C (1分)
13.解:
(1)小黑板擦向上缓慢移动,处于平衡状态,它的受力情况如图所示
水平方向:
FN-Fsinθ=0 (1分)
竖直方向:
Fcosθ-mg-Ff=0 (1分)
又Ff=μFN (1分)
联立可得:
μ=0.93。
(2分)
(2)小黑板擦可看成质点,它在向下滑落的过程中与黑板间无摩擦,做自由落体运动。
由运动学公式得:
v2=2gh
即v==5m/s。
(2分)
(3)黑板擦下滑过程中机械能守恒,则滑到地面的黑板擦具有的动能Ek=mgH=2.05J。
(2分)
14.解:
(1)设电场强度的大小为E1,则有:
E1q=mg
所以E1==2.0×103N/C (1分)
电场强度的方向竖直向上。
(1分)
(2)在t=0时刻,电场强度的大小突然变为E2=4.0×103N/C,设微粒的加速度为a,在t=0.20s时间内上升的高度为h,电场力做功为W,则有:
qE2-mg=ma1 (1分)
h=a1t2 (1分)
W=qE2h (1分)
联立解得:
W=8.0×10-4J。
(1分)
(3)由
(2)中可得:
a=10m/s2,h=0.2m (1分)
设在t=0.20s时刻微粒的速度大小为v,回到出发点时的动能为Ek,则
甲
v=at (1分)
Ek=mgh+mv2 (1分)
解得:
Ek=8.0×10-4J。
(1分)
15.解:
(1)如图甲示,ABCD为正方形,则:
UBC=UAD
即φD=φA+φC-φB=-4V。
(3分)
乙
(2)电场线和等势面垂直,如图乙所示,BD沿电场线方向的距离d=BDcosθ=0.2m (2分)
B、D两点的电势差UBD=4-(-4)V=8V (1分)
所以电场强度E===40V/m。
(2分)
(3)WBD=qUBD=2×10-6×8J=1.6×10-5J (3分)
即电势能减少了1.6×10-5J。
(1分)
16.解:
(1)没装料时,根据串、并联电路规律可得R1两端的电压为:
=×12V=8V (2分)
从R-F图中可得,没装料时,料斗重1×103N,此时R0=20kΩ
所以R3两端的电压为=×12V (1分)
因为此时Uba=0,说明R1两端的电压和R3两端的电压相等,即=8V (1分)
得R3=40kΩ。
(2分)
(2)根据丙图可知,该拉力传感器承受的拉力为G0+mg=1.6×103N时,电阻R0'=23.0kΩ (2分)
此刻R3两端电压UR'3=×12V=7.62V (2分)
则Uba=-UR'3=0.38V。
(2分)
(3)根据上式分析,a点电势时刻保持不变,如果b点电势不断升高,说明投放物料太多,应该适当降低投放物料的速度。
(2分)
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