山东省德州市武城二中高三物理下学期第一次月考试卷(含解析)

2015-2016学年山东省德州市武城二中高三（下）第一次月考物理试
卷
二、选择题（本题包括8小题，每小题6分，共计48分，其中1-4为单选题，5-8小题为多选题，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．在物理学发展史上，伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献．以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是（）
A．两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明：物体受力越大则速度就越大
B．两物体从同一高度做自由落体运动，较轻的物体下落较慢
C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方
D．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明：静止状态才是物体不受力时的“自然状态”
2．如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，斜面体与墙不接触，整个系统处于静止状态．则（）
A．水平面对斜面体没有摩擦力作用
B．水平面对斜面体有向左的摩擦力作用
C．斜面体对水平面的压力等于（M+m）g
D．斜面体对水平面的压力小于（M+m）g
3．探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空，飞行试验器飞抵距月球6万千米附近进入月球引力影响区，开始月球近旁转向飞行，最终进入距月球表面h=200km的圆形工作轨道．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则下列说法正确的是（）
A．飞行试验器绕月球运行的周期为2π
B．在飞行试验器的工作轨道处的重力加速度为（）2g
C．飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为
D．由题目条件可知月球的平均密度为
4．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场垂直纸面分布在半径为R的圆内，一带电粒子沿半径方向从a点射入，从b点射出，速度方向改变了60°；若保持入射速度不变，而使磁感应强度变为B，则粒子飞出场区时速度方向改变的角度为（）
A．90° B．45° C．30° D．60°
5．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=10Ω，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d 两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是（）
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V
B．当单刀双掷开关与a连接且t=0.01s时，电流表示数为零
C．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变小
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz
6．如图所示，两个固定的等量正点电荷相距为4L，其连线中点为O，以O为圆心、L为半径的圆与两正点电荷间的连线及连线的中垂线分别交于a、b和c、d，以O为坐标原点、垂直ab向上为正方向建立Oy轴．取无穷远处电势为零，则下列判断正确的是（）
A．a、b两点的场强相同
B．Oy轴上沿正方向电势随坐标y的变大而减小
C．将一试探电荷+q自a点由静止释放，若不计电荷重力，试探电荷将在a、b间往复运动D．Oy轴上沿正方向电场强度的大小随坐标y的变大而增大
7．如图所示，两根平行长直金属轨道，固定在同一水平面内，间距为d，其左端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．一质量为m的导体棒ab垂直于轨道放置，且与两轨道接触良好，导体棒与轨道之间的动摩擦因数为μ，导体棒在水平向右、垂直于棒的恒力F作用下，从静止开始沿轨道运动距离l时，速度恰好达到最
大（运动过程中导体棒始终与轨道保持垂直）．设导体棒接入电路的电阻为r，轨道电阻不计，重力加速度大小为g，在这一过程中（）
A．导体棒运动的平均速度为
B．流过电阻R的电荷量为
C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于回路产生的电能
D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于导体棒增加的动能
8．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为m 的小物体接触（未连接），如图中O点，弹簧水平且无形变．用水平力F缓慢向左推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，如图中B点，此时物体静止．撤去F后，物体开始向右运动，运动的最大距离距B点为3x0，C点是物体向右运动过程中弹力和摩擦力大小相等的位置，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．则（）
A．撤去F时，弹簧的弹性势能为3μmgx0
B．物体先做加速度逐渐变小的加速运动，再做加速度逐渐变大的减速运动，最后做匀减速运动
C．从B→C位置物体弹簧弹性势能的减少量大于物体动能的增加量
D．撤去F后，物体向右运动到O点时的动能最大
二、（必做+选做）
9．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．
（1）滑块通过B点的瞬时速度可表示为；
（2）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△E k= ，系统的重力势能减少量可表示为
△Ep=，在误差允许的范围内，若△E k=△E p则可认为系统的机械能守恒；（3）在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2﹣d图象如图2所示，并测得M=m，则重力加速度g= m/s2．
10．为了测量某种材料制成的电阻丝R x的电阻率，提供的器材有：
A．电流表G，内阻R g=120Ω，满偏电流I g=3mA
B．电流表A，内阻约为1Ω，量程为0～0.6A
C．螺旋测微器，刻度尺
D．电阻箱R0（0～9999Ω，0.5A）
E．滑动变阻器R（5Ω，1A）
F．电池组E（6V，0.05Ω）
G．一个开关S和导线若干
某同学进行了以下操作：
（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”档时发现指针偏转角度过大，他应该换用档（填“×1”或“×100”），进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图1所示．
（2）把电流表G与电阻箱串联改装成量程为6V的电压表使用，则电阻箱的阻值应调为R0= Ω．
（3）请用改装好的电压表设计一个测量电阻R x阻值的实验，根据提供的器材和实验需要，请将图2中电路图补画完整．
（4）电阻率的计算：测得电阻丝的长度为L，电阻丝的直径为d．电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2，请用已知量和测量量的字母符号（各量不允许代入数值）写出计算电阻率的表达式ρ=．
11．如图所示，绝缘水平面上的AB区域宽度为d，带正电、电量为q的小滑块以大小为v0
的初速度从A点进入AB区域，当滑块运动至区域的中点C时，速度大小为v C=v0，从此
刻起在AB区域内加上一个水平向左的匀强电场，电场强度E保持不变，并且AB区域外始终不存在电场．
（1）求滑块受到的滑动摩擦力大小；
（2）若加电场后小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等，求滑块离开AB区域时的速度；（3）要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长，电场强度E应满足什么条件？并求这种情况下滑块离开AB区域时的速度．
12．如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s1，s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R．以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板．质量为m，带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场．粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计．
（1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小v；
（2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；
（3）当M，N间的电压不同时，粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同，求打在D上经历的时间的范围．
【物理选修3-3】
13．下列说法正确的是（）
A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
B．外界对物体做功，物体内能一定增加
C．温度越高，布朗运动越显著
D．饱和汽压与体积有关，与温度无关
E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
14．如图所示，竖直放置的气缸开口向下，活塞a 和活塞b将长为L的气室中的气体分成体积比为1：2的A、B两部分，温度均为127℃，系统处于平衡状态．当气体温度都缓慢地降到27℃时系统达到新的平衡，不计活塞a的厚度及活塞与气缸间的摩擦．求活塞a、b移动的距离．（设外界大气压强不变）
2015-2016学年山东省德州市武城二中高三（下）第一次月考物理试卷
参考答案与试题解析
二、选择题（本题包括8小题，每小题6分，共计48分，其中1-4为单选题，5-8小题为多选题，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．在物理学发展史上，伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献．以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是（）
A．两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明：物体受力越大则速度就越大
B．两物体从同一高度做自由落体运动，较轻的物体下落较慢
C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方
D．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明：静止状态才是物体不受力时的“自然状态”
【考点】作用力和反作用力．
【专题】定性思想；推理法；受力分析方法专题．
【分析】两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明：物体受的力越大速度就越大，不符合伽利略、牛顿的观点．伽利略、牛顿认为重物与轻物下落一样快、力不是维持物体运动的原因．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方，符合伽利略、牛顿的惯性理论．根据伽利略、牛顿的观点判断选项的正误．
【解答】解：A、力越大，物体运动的速度越大，是亚里士多德的观点，不是伽利略、牛顿的观点．故A错误；
B、伽利略、牛顿认为重物与轻物下落一样快，所以此选项不符合他们的观点．故B错误．
C、人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，人保持起跳时车子的速度，水平速度将车子的速度，所以将落在起跳点的后方．符合伽利略、牛顿的惯性理论．故C正确．
D、此选项说明力是维持物体运动的原因，是亚里士多德的观点，不是伽利略、牛顿的观点．故D错误．
故选：C
【点评】本题要对亚里士多德的观点和伽利略、牛顿的观点关于力和运动关系的观点有了解．可以根据牛顿的三大定律进行分析．
2．如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，斜面体与墙不接触，整个系统处于静止状态．则（）
A．水平面对斜面体没有摩擦力作用
B．水平面对斜面体有向左的摩擦力作用
C．斜面体对水平面的压力等于（M+m）g
D．斜面体对水平面的压力小于（M+m）g
【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
【专题】共点力作用下物体平衡专题．
【分析】以斜面体和小球整体为研究对象受力分析，根据平衡条件求斜面体受到的支持力和摩擦力．
【解答】解：以斜面体和小球整体为研究对象受力分析，
水平方向：f=Tcosθ，方向水平向右，故AB错误；
竖直方向：N=（m+M）g﹣Tsinθ，可见N＜（M+m）g，根据牛顿第三定律：斜面体对水平面的压力N′=N＜（M+m）g故C错误D正确；
故选：D．
【点评】本题采用整体法分析问题较简单，作出力图结合平衡条件分析即可．采用整体法时球与斜面间的作用力不用分析．
3．探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空，飞行试验器飞抵距月球6万千米附近进入月球引力影响区，开始月球近旁转向飞行，最终进入距月球表面h=200km的圆形工作轨道．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则下列说法正确的是（）
A．飞行试验器绕月球运行的周期为2π
B．在飞行试验器的工作轨道处的重力加速度为（）2g
C．飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为
D．由题目条件可知月球的平均密度为
【考点】万有引力定律及其应用；向心力．
【专题】定量思想；推理法；万有引力定律的应用专题．
【分析】根据万有引力与星球表面重力相等列出等式，根据牛顿第二定律得出飞行试验器在工作轨道上的加速度；
飞行器绕月运行时万有引力提供圆周运动向心力列出等式求解；
根据万有引力提供向心力，推导出线速度求解；
根据密度定义求解．
【解答】解：令月球质量为M，在月球表面重力与万有引力相等有：
可得：GM=gR2
A、飞行器绕月运行时万有引力提供圆周运动向心力有：，r=R+h
解得：飞行试验器绕月球运行的周期为：，故A错误；
B、飞行试验器工作轨道处的重力加速度为：，故B正确；
C、，故C错误；
D、月球的密度为：，故D错误；
故选：B．
【点评】万有引力提供圆周运动向心力和万有引力与星球表面重力相等是解决此类问题的主要入手点，关键是掌握相关公式及公式变换．
4．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场垂直纸面分布在半径为R的圆内，一带电粒子沿半径方向从a点射入，从b点射出，速度方向改变了60°；若保持入射速度不变，而使磁感应强度变为B，则粒子飞出场区时速度方向改变的角度为（）
A．90° B．45° C．30° D．60°
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．
【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．
【分析】带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得到轨迹半径表达式，分析出磁感应强度变为B时轨迹半径与原来轨迹半径的关系，结合轨迹求解．
【解答】解：带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动，由 qvB=m，得：r=
当磁感应强度由B变为B时，轨迹半径变为原来的r，即：r′=r．
设粒子原来速度的偏向角为α，B变化后速度的偏向角为β．根据几何关系有：
tan=，
tan=
又α=60°
则得：β=90°
所以粒子飞出场区时速度方向改变的角度为90°．
故选：A．
【点评】带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题，关键是画出粒子圆周的轨迹，往往用数学知识求轨迹半径与磁场半径的关系
5．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=10Ω，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d 两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是（）
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V
B．当单刀双掷开关与a连接且t=0.01s时，电流表示数为零
C．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变小
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz
【考点】变压器的构造和原理．
【专题】交流电专题．
【分析】根据图象可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论．
【解答】解：由图象可知，电压的最大值为311V，交流电的周期为2×10﹣2s，所以交流电的频率为f==50Hz，
A、交流电的有效值为220V，根据电压与匝数程正比可知，副线圈的电压为22V，故A正确；
B、电流表示数为电流的有效值，不随时间的变化而变化，所以电流表的示数为I=A=2.2A，
故B错误．
C、当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的匝数变小，所以副线圈的输出的电压要变大，电阻R上消耗的功率变大，原线圈的输入功率也要变大，故C错误；
D、变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为50Hz，故D错误；
故选：A．
【点评】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．
6．如图所示，两个固定的等量正点电荷相距为4L，其连线中点为O，以O为圆心、L为半径的圆与两正点电荷间的连线及连线的中垂线分别交于a、b和c、d，以O为坐标原点、垂直ab向上为正方向建立Oy轴．取无穷远处电势为零，则下列判断正确的是（）
A．a、b两点的场强相同
B．Oy轴上沿正方向电势随坐标y的变大而减小
C．将一试探电荷+q自a点由静止释放，若不计电荷重力，试探电荷将在a、b间往复运动D．Oy轴上沿正方向电场强度的大小随坐标y的变大而增大
【考点】电场的叠加；电势差与电场强度的关系．
【专题】定性思想；推理法；电场力与电势的性质专题．
【分析】根据点电荷场强公式E，运用矢量合成的平行四边形定则求出连线中垂线上各个点的合场强．
解答本题关键是作出y轴所在处的电场强度方向，根据顺着电场线方向电势降低，判断电势高低．根据电场线的疏密判断场强大小．
【解答】解：
A、根据两等量正点电荷电场特点，a、b两点的电场强度大小相同，方向相反，故A错误；
B、根据点电荷电场强度公式，结合矢量的合成法则，则有Oy轴上沿正方向的电场强度方向沿着y轴正方向，那么电势随坐标y的变大而减小，故B正确；
C、将一试探电荷+q自a点由静止释放，若不计电荷重力，试探电荷在O点左边受到向右的电场力，而在O点右边时，受到向左的电场，则将在a、b间往复运动，故C正确；
D、根据点电荷电场强度公式E=，结合矢量的合成法则可知，Oy轴上沿正方向电场强度
的大小先增大后减小，故D错误．
故选：BC．
【点评】本题关键是要明确两个等量同种电荷连线的中垂线上的场强分布情况和电势分布情况，关键在于掌握电场线的物理意义：电场线的疏密表示电场强度的大小，电场线的方向表
示电势的高低，作出电场线，就能判断电势的高低，注意掌握点电荷电场强度公式E=，
结合矢量的合成法则是解题的关键．
7．如图所示，两根平行长直金属轨道，固定在同一水平面内，间距为d，其左端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．一质量为m的导体棒ab垂直于轨道放置，且与两轨道接触良好，导体棒与轨道之间的动摩擦因数为μ，导体棒在水平向右、垂直于棒的恒力F作用下，从静止开始沿轨道运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中导体棒始终与轨道保持垂直）．设导体棒接入电路的电阻为r，轨道电阻不计，重力加速度大小为g，在这一过程中（）
A．导体棒运动的平均速度为
B．流过电阻R的电荷量为
C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于回路产生的电能
D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于导体棒增加的动能
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；安培力．
【专题】电磁感应与电路结合．
【分析】导体在恒力作用下向左先做加速运动后做匀速运动，此时速度达到最大，根据平衡条件和安培力的表达式F A=求解最大速度．由q=求解电量．根据功能关系分析：
恒力F做的功与安培力做的功之和与动能变化量的关系，以及恒力F做的功与摩擦力做的功之和与动能的变化量的关系．
【解答】解：
A、杆匀速运动时速度最大．设杆的速度最大值为v，此时杆所受的安培力为F A=BId=B
d=，而且杆受力平衡，则有F=F A+μmg，解得，v=，由于杆做变速运动，因此平均速度不可能为．故A错误．
B、流过电阻R的电荷量为 q==．故B正确．
C、D、根据动能定理得：恒力F做的功、摩擦力做的功、安培力做的功之和等于杆动能的变化量，而摩擦力做负功，安培力也做负功，则知恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量，恒力F做的功与摩擦力做的功之和大于杆动能的变化量．故C错误，D正确．故选：BD
【点评】本题是收尾速度问题，从力和能两个角度分析，关键掌握两个经验公式：安培力表达式F A=，感应电量表达式q=，选择题可以直接运用，不过计算题要有推导的过程．
8．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为m 的小物体接触（未连接），如图中O点，弹簧水平且无形变．用水平力F缓慢向左推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，如图中B点，此时物体静止．撤去F后，物体开始向右运动，运动的最大距离距B点为3x0，C点是物体向右运动过程中弹力和摩擦力大小相等的位置，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．则（）
A．撤去F时，弹簧的弹性势能为3μmgx0
B．物体先做加速度逐渐变小的加速运动，再做加速度逐渐变大的减速运动，最后做匀减速运动
C．从B→C位置物体弹簧弹性势能的减少量大于物体动能的增加量
D．撤去F后，物体向右运动到O点时的动能最大
【考点】功能关系；牛顿第二定律．
【专题】定量思想；寻找守恒量法；功能关系能量守恒定律．
【分析】研究物体从B向右运动到最右端的过程，由能量守恒求撤去F时弹簧的弹性势能．通过分析物体的受力情况，来确定其运动情况：撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力大小不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动．再结合功能关系分析即可．【解答】解：A、撤去F后一直到物体停止运动的过程，根据能量守恒得：弹簧的弹性势能E p=μmg•3x0=3μmgx0，故A正确；
B、撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于摩擦力，合力向右，弹力减小，合减小，则加速度减小．后来弹力小于摩擦力，合力向左，弹力减小时，合力增大，加速度增大．则做加速度逐渐变小的加速运动，再做加速度逐渐变大的减速运动，物体离开弹簧后做匀减速运动．故B正确；
C、从B→C物体做加速运动，动能增大，由能量守恒可知，弹簧弹性势能的减少量等于物体动能的增加量和产生的内能之和，所以弹簧弹性势能的减少量大于物体动能的增加量，故C 正确；
D、物体向右运动过程中，加速度为零时，速度最大，故到C点时的动能最大，故D错误．故选：ABC
【点评】本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键，要抓住加速度与合外力成正比，即可得到加速度是变化的．对于物体弹簧弹性势能的减少量与物体动能的增加量间的关系通常应用动能定理结合功能关系解决．
二、（必做+选做）
9．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．
（1）滑块通过B点的瞬时速度可表示为；。