河北省石家庄市第九十一中学高三物理测试题含解析

河北省石家庄市第九十一中学高三物理测试题含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 如图4所示，水平地面上的物体A，在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是
（）
A．物体A可能只受到三个力的作用
B．物体A一定受到四个力的作用
C．物体A受到的滑动摩擦力大小为
D．物体A对水平地面的压力的大小一定为 []
参考答案：
BC
2. 如图7所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动。

运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N。

动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。

则下列计算结果中正确的是（）
A．绳子自由端受到的拉力大小是100N
B．人对地面的压力为400N
C．人对地面的压力为250N
D．绳子自由端运动速度是0.06m/s 参考答案：
B
3. 如图甲所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L。

在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B。

一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度V匀速穿过磁场区域。

取沿a b c d a的感应电流方向为正，则图乙中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是
参考答案：
D
4. 如图所示，在直线MN上有一个点电荷，A、B是直线MN上的两点，两点的间距为L，场强大小分别为E和2E.则（）
A．该点电荷一定在A点的右侧
B．该点电荷一定在A点的左侧
C ．A 点场强方向一定沿直线向左
D ．A 点的电势一定低于B 点的电势 参考答案： A
5. 如图所示，将长木板置于水平桌面上，其左端适当垫高，在长木板的右半部分平整地铺上一块布
料，小车以适当的初速度释放后，用打点计时器记录了小车的运动情况，如图乙所示（纸带上各点间的距离可由刻度尺读出）。

已知长木板左端与桌面间的高度差为4cm ，木板长度为80cm ，重力加速度g=10m/s2。

由以上信息可知小车在布料上运动时的阻力与在木板上运动时的阻力之比为
甲
乙
A ．5.5
B ．7.5
C ．11
D ．15
参考答案：
C
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 一电子以4×106 m/s 的速度沿与电场垂直的方向从A 点水平垂直于场 强方向飞入，并从B 点沿与场强方向成150°的方向飞出该电场，如图所示，则A 、B 两点的电势差为________V ．(电子的质量为9.1×10－31 kg ，电荷量为－1.6×10－19 C)
参考答案： －136.5
7. 一个质量为m 、直径为d 、电阻为R 的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量By 的大小只随高度变化，其随高度y 变化关系为（此处k 为比例常数，且），其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上，在下落过程中金属圆环所在的平面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为
某一数值，称为收尾速度．俯视观察，圆环中的感应电流方向为 （顺时针，逆时针）；圆环收尾速度的大小为 ．
参考答案：
顺时针 ;
8. 09年湛江二中月考）（5分）利用油膜法可以粗测阿伏加德罗常数，若已知一滴油的
体积为V ，它在液面上展成的单分子油膜面积为S ，假如这种油的摩尔质量为μ，密度为ρ，并把油分子看成小球状，则阿伏加德罗常数可表示为 。

参考答案：
答案：6μS 3/πρV 3
9. 如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，一个质量为m 的质点在外力F 的作用下，从坐标原点O 由静止沿直线ON 斜向下运动，直线ON 与y 轴负方向成θ角（θ＜π/4）。

则F 大小至少为 ；若F ＝mg tan θ，则质点机械能大小的变化情况是 。

参考答案：
答案：mgsin θ，增大、减小都有可能
解析：该质点受到重力和外力F 从静止开始做直线运动，说明质点做匀加速直线运动，如图中显示当F 力的方向为a 方向（垂直于ON ）时，F 力最小为mgsin θ；若F ＝mgtan θ，即F 力可能为b 方向或c 方向，故F 力的方向可能与运动方向相同，也可能与运动方向相反，除重力外的F 力对质点做正功，也可能做负功，故质点机械能增加、减少都有可能。

10. 如图所示，某车沿水平方向高速行驶，车厢中央的光源发出一个闪光，闪光照到了车厢的前、后壁，则地面上的观察者认为该闪光
________(填“先到达前壁”“先到达后壁”或“同时到达前后壁”)，同时他观察到车厢的长度比静止时变________(填“长”或“短”)了．
参考答案：
先到达后壁短
11. 如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，半圆弧导线框的直径为d，电阻为R。

使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生的感应电流大小为_________。

现使线框保持图中所示位置，让磁感应强度大小随时间线
性变化。

为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率
的大小应为_________。

参考答案：
；
12. 利用如图所示的电路可以测定电压表的内阻，其中滑动变阻器R很小。

不改变滑动变阻器R滑动触头位置，当电阻箱R0的阻值为10kΩ时，电压表正好满偏；当电阻箱R0的阻值为30kΩ时，电压表正好半偏。

则电压表的内阻R V = kΩ．
参考答案：
答案：10
13. 高三年级的一同学在科技创新大赛中根据所学物理知识设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，如图（a）所示，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。

它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化引起电流变化达到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机就工作，拍摄违规车辆。

光控开关未受到该种光照射就自动断开，衔铁不被吸引，工作电路中的指示灯发光。

（1）（2分）要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到________光（选填“红”、“绿”或“黄”）时自动闭合；
（2）（4分）已知控制电路电源电动势为6V，内阻为1Ω，继电器电阻为9Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁会被吸引。

则只有质量超过___________kg的车辆违规时才会被记录。

（重力加速度取10m/s2）
参考答案：
1）红（2）400kg
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （8分）在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。

中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。

1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在。

（1）中微子与水中的发生核反应，产生中子（）和正电子（），即中微子
+→+
，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是。

（填写选项前的字母）
A.0和0
B.0和1
C.1和
0 D.1和1
（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即+2
已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31
㎏，反应中产生的每个光子的能量约为 J.
正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是。

参考答案：
（1）A； (2)；遵循动量守恒
解析：（1）发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0，A项正确。

（2）产生的能量是由于质量亏损。

两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由，故一个光子的能量为，带入数据得=J。

正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒。

15. 如图所示，将一个斜面放在小车上面固定，斜面倾角θ=37°，紧靠斜面有一质量为5kg的光滑球，取重力加速度g＝10 m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，则：试求在下列状态下：
(1)小车向右匀速运动时，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？
(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？
(3)小车至少以多大的加速度运动才能使小球相对于斜面向上运动。

参考答案：
(1)0 ，50N (2)25N ，30N (3)7.5m/s2
【详解】(1)小车匀速运动时，小球随之一起匀速运动，合力为零，斜面对小球的弹力大小为0，竖直方向上小车对小球的弹力等于小球重力，即：
否则小球的合力不为零，不能做匀速运动.
(2)小车向右以加速度a1=3m/s2做匀加速直线运动时受力分析如图所示，有：代入数据解得：N1=25N，N2=30N
(3)要使小球相对于斜面向上运动，则小车对小球弹力为0，球只受重力和斜面的弹力，受力分析如图，有：
代入数据解得：
答：(1)小车向右匀速运动时，斜面对小球的弹力为0和小车对小球的弹力为50N
(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是N1=25N，N2=30N.
(3)小车至少以加速度向右运动才能使小球相对于斜面向上运动。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （12分）如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。

已知：静电分析器通道的半径为R，均匀辐射电场的场强为E。

磁分析器中有垂直纸面向外的
匀强磁场，磁感强度为B。

问：
（1）为了使位于A处电量为q、质量为m的离子，从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，加速电场的电压U应为多大？
（2）离子由P点进入磁分析器后，最终打在乳胶片上的Q点，该点距入射点P多远？
参考答案：
解析：
（1）离子在加速电场中加速，根据动能定理有
① (2分)
离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有
② (2分)
解得③ (2分)
（2）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
④（3分）
由②④式得
17. （20分）（1）为了清理堵塞河道的冰凌，空军实施了投弹爆破，飞机在河道上空高H处以速度v0水平匀速飞行，投掷下炸弹并击中目标。

求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小。

（不计空气阻力）
（2）如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半。

内壁上有一质量为m的小物块。

求
①当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；
②当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度。

参考答案：
解析：⑴炸弹作平抛运动，设炸弹脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离为x,
联立以上各式解得
设击中目标时的竖直速度大小为v y，击中目标时的速度大小为v
联立以上各式解得
⑵①当筒不转动时，物块静止在筒壁A点时受到的重力、摩擦力和支持力三力作用而平衡，由平衡条件得
摩擦力的大小
支持力的大小
②当物块在A点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，物块在筒壁A点时受到的重力和支持力作用，它们的合力提供向心力，设筒转动的角速度为有
由几何关系得
联立以上各式解得
18. （18分）探究某种笔的弹跳问题时，把笔分为轻质弹簧、内芯和外壳三部分，其中内芯和外壳质量分别为m和4m.笔的弹跳过程分为三个阶段：
①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面
（见图a）；
②由静止释放，外壳竖直上升至下端距桌面高度为h1时，与
静止的内芯碰撞（见图b）；
③碰后，内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度为h2处（见图c）。

设内芯与外壳的撞击力远大于笔所受重力、不计摩擦与空气阻力，重力加速度为g。

求：（1）外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小；
（2）从外壳离开桌面到碰撞前瞬间，弹簧做的功；
（3）从外壳下端离开桌面到上升至h2处，笔损失的机械能。

参考答案：
解析：
设外壳上升高度h1时速度为V1，外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小为V2，
(1)对外壳和内芯，从撞后达到共同速度到上升至h2处，应用动能定理有
(4mg＋m)( h2－h1)＝(4m＋m)V22，解得V2＝；
（2）外壳和内芯，碰撞过程瞬间动量守恒，有4mV1＝(4mg＋m)V2，
解得V1＝，
设从外壳离开桌面到碰撞前瞬间弹簧做功为W，在此过程中，对外壳应用动能定理有W－4mgh1＝(4m)V12，
解得W＝mg；
（3）由于外壳和内芯达到共同速度后上升高度h2的过程，机械能守恒，只是在外壳和内芯碰撞过程有能量损失，损失的能量为＝(4m)V12－(4m＋m)V22，
联立解得＝mg(h2－h1)。