高三限时训练五

象山中学2013届物理限时训练（五）
班级 姓名
一、单项选择题（在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
14、请你应用已经学过的电磁学知识，判断以下说法中不正确的是( )
A 、我国上空水平飞行的客机，机翼上有微弱的电流
B 、电动机启动过程，随着转速的加快，其消耗的电功率也随之增加
C 、雷雨天，我们不可以在树下躲雨
D 、电动机可以作为发电机来提供电源 15．如图所示，重为10N 的小球套在与水平面成37°角的硬杆上，现用一垂直于杆向上、大小为20N
的力F 拉小球，使小球处于静止状态（已知sin37°=0．6，cos37°=0．8）。

则( ) A ．小球不一定受摩擦力的作用
B ．小球受摩擦力的方向一定沿杆向上，大小为6N
C ．杆对小球的弹力方向垂直于杆向下，大小为4.8N
D ．杆对小球的弹力方向垂直于杆向上，大小为12N
16. 2010年10月1日18时59分57秒，搭载着嫦娥二号卫星的长征三号
丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射，卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100公里，周期为118分钟的工作轨道，开始对月球进行探究，下列说法正确的是( ) A ．卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度大
B ．卫星在轨道Ⅲ上经过P 点的加速度比在轨道Ⅰ上经过P 点时大
C ．卫星在轨道Ⅲ上经过P 点的速度比在轨道Ⅰ上经过P 点时小
D ．卫星在轨道Ⅱ上的机械能比在轨道Ⅰ上多
17．在轨道上稳定运行的空间站中，有如图所示的装置，半径分别为r
和R （R>r ）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD 相通，宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过粗糙的CD 段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道，那么下列说法正确的是（ ）
A ．小球在CD 间由于摩擦力而做减速运动
B ．小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大
C ．如果减少小球的初速度，小球有可能不能到达乙轨道的最高点
D ．小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力
二、选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。

每小题给出的四个选项中，有的有一个选项正
确，有的有多个选项正确，选对得6分；未选全但无选错的得3分；有选错的得0分。

） 18．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t 时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P 点，
t ＋0.6s 时刻的波形如图中的虚线所示，a 、b 、
c 、P 、Q 是介质中的质点，则以下说法正确的是（ ）
A ．这列波的波速可能为50m/s
B ．质点a 在这段时间内通过的路程一定小于30cm
5
C ．质点c 在这段时间内通过的路程可能为60cm
D ．如果T =0.8s ，则当t +0.5s 时刻，质点b 、P 的位移相同
19．如图所示，两束平行细单色光a 、b ，斜射到截面是矩形的玻璃砖的一个侧面，入射点分别为O 1、
O 2，都从玻璃砖的另一平行侧面上的某点P 射出，则下列说法中正确的是（ ） A ．射出点P 不可能在过O 1、O 2的这两条法线之间 B ．单色光b 的频率一定大于a 的频率
C ．单色光a 照射到某金属表面打出的光电子的初动能，一定大于单色光b 照射到该金属表面所打出的光电子的初动能
D ．从玻璃砖射出的是一束复色光，它一定平行于入射光
20．如图所示，一正点电荷位于O 点，光滑绝缘杆MN 竖直固定在其右侧，
O ′点为杆上一点且与O 点等高。

质量为m 的带正电小球套在杆MN 上，
从杆上距O ′点高为H 的A 点静止释放。

若取O ′点为重力势能零点， 小球相对O ′点的位移为h ．位移h 、加速度a 取向下为正方向，无限远 处电势为零。

小球从A 运动到A ′（A ′与A 关于O ′对称）过程中， 加速度a 、重力势能E PG 、机械能E 、电势能E P 电随位移h 变化的图象， 可能正确的是
第II 卷
非选择题部分共10题，共174分。

21．（10分）利用图示装置可以测定油漆喷枪喷射油漆雾滴的速度。

将直径D = 40cm 的纸带环，安放在一个可以匀速转动的转台上，纸带上有一狭缝A ，A 的正对面有一条标志线。

油漆喷枪放在开有狭缝B 的纸盒里。

转台以角速度rad/s 1.2=ω稳定转动后，开始喷漆。

仅当狭缝A 和B 正对平行时，雾滴才能在纸带内侧留下痕迹。

改变喷射速度重复实验，在纸带上留下了一系列的痕迹 a 、b 、c 、d 。

将纸带取下放在刻度尺下（如下图）。

已知πωD v ≥
0，则：速度最小的雾滴所留的痕迹应为 点，该点离标志线的距离为
cm ，该喷枪喷出的雾滴的最大速度为 m/s ，若考虑空气阻力的影响，该测量值 真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。

22．（10分）用高电阻放电法测电容的实验，是通过对高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电电压为U 时，所带的电量为Q ，从而再求出待测电容器的电容C ．某同学的实验情况如下： （1）按图甲所示电路连接好实验电路；
（2）接通开关S ，调节电阻箱R 的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下这时电流表的示数I 0＝490μA 及电压表的示数U o ＝6.2V ，I 0 和U 0 分别是电容器放电的初始电流和电压；
（3）断开开关S ，同时开始计时，每隔5s 或10s 测一次电流I 的值，将测得数据填入预先设计的表格中，根据表格中的数据（10组）表示在以时间t 为横坐标、电流I 为纵坐标的坐标纸上，如图乙中用“×”表示的点．
试根据上述实验结果，在图乙中作出电容器放电的I-t 图象,并估算出该电容器两端的电压为U 0时所带的电量Q 0约为 ___________C ；该电容器的电容C 约为____________F
23．（16分） 图为某工厂生产流水线上水平传输装置的俯视图，它由传送带和转盘组成。

物品从A 处无初速放到传送带上，运动到B 处后进入匀速转动的转盘，设物品进入转盘时速度大小不发生变化，此后随转盘一起运动(无相对滑动)到C 处被取走装箱。

已知A 、B 两处的距离L =10m ，传送带的传输速度v =2.0m/s ，物品在转盘上与轴O 的距离R =4.Om ，物品与传送带间的动摩擦因数
1μ=O.25。

取g=10m/s 2。

（1）求物品从A 处运动到B 处的时间t ； （2）若物品在转盘上的最大静摩擦力可视为与滑动摩擦力大小相等，则物品与转盘间的动摩擦因数2μ至少为多大?
24．（20分） 粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x 轴平行，且沿x 轴方向的电势ϕ与坐标值x 的关系如下表格所示：
-7
C 带正电荷的滑块（可视作质点），其与水平面的动摩擦因素为0.20。

问：
甲 乙
（1）由数据表格和图像给出的信息，写出沿x 轴的电势 与x 的函数关系表达式。

（2）若将滑块无初速地放在x =0.10m 处，则滑块最终停止在何处？
（3）在上述第（2）问的整个运动过程中，它的加速度如何变化？当它位于x =0.15m 时它的加速度多大？
（4）若滑块从x =0.60m 处以初速度v 0沿-x 方向运动，要使滑块恰能回到出发点，其初速度v 0应为多大？
25.（22分）如图所示，圆心在原点、半径为R 的圆将xOy 平面分为两个区域，在圆内区域Ⅰ（r ≤R ）和圆外区域Ⅱ（r ＞R ）分别存在两个磁场方向均垂直于XOY 平面的匀强磁场；垂直于XOY 平面放置了两块平面荧光屏，其中荧光屏甲平行于X 轴放置在Y 轴坐标为-2.22R 的位置，荧光屏乙平行于Y 轴放置在X 轴坐标为3.5R 的位置。

现有一束质量为m 、电荷量为q （q ＞0）、动能为E 0的粒子从坐标为（-R ，0）的A 点沿X 轴正方向射入区域Ⅰ，最终打在荧光屏甲上，出现坐标为（0.4R, -2.2R ，）的亮点N 。

若撤去圆外磁场，粒子打在荧光屏甲上，出现坐标为（0，-2.2R ）的亮点M 。

此时，若将荧光屏甲沿Y 轴负方向平移，则亮点的X 轴坐标始终保持不变。

（不计粒子重力影响）
（1）求在区域Ⅰ和Ⅱ中粒子运动速度v 1、v 2 的大小。

（2）求在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B 1、B 2的大小和方向。

（3）若上述两个磁场保持不变，荧光屏仍在初始位置，但
从A 点沿X 轴正方向射入区域Ⅰ的粒子束改为质量为m 、电荷量为-q 、动能为3E 0的粒子，求荧光屏上的亮点的位置。

/m
/m
5
象山中学2013届物理限时训练（五）答案
14. B 15. B 16. C 17. D 18. ACD 19. ABD 20. BC
21. （1） a ； 2.50 ； （2） 24 ， 小于 ； 22．用平滑曲线连接（4分）
该电容器两端的电压为U 0时所带的电量Q 0约为 ( 8.0---9.0 )×10-3 C （3分）；
该电容器的电容C 约为 ( 1.29----1.45 )×10-3
F （3分）
24．（1）由数据表格和图像可得，电势ϕ与x 成反比关系，即 x 4
10
5.4⨯=
ϕV （2分）
（2）由动能定理
F f K W W E +=∆= 0
设滑块停止的位置为x 2，有
0)()(221=---x x mg q μϕϕ（2分） 即 0)()10
5.410
5.4(
22
4
4
=--⨯-
⨯x x mg x x q μ
代入数据有
1.0⨯10-7
0)1.0(1010.020.0)10
5.41
.0105.4(
22
4
4
=-⨯⨯-⨯-
⨯x x
可解得x 2=0.225m （舍去x 2=0.1m ）。

（2分） （3）先做加速度减小的变加速运动，后做加速度增大的变减速运动。

即加速度先减小后增大。

（2分）
当它位于x =0.15m 时，图像上该点的切线斜率表示场强大小
E =
6
5
100.215
.010
00.3⨯=⨯=
x ϕ
N/C
（1分）
滑块在该点的水平合力
01010.020.010
0.1100.27
6
=⨯⨯-⨯⨯⨯=-=-mg Eq F X μ
故滑块的加速度a=Fx/m =0 （1分） （4）设滑块到达的最左侧位置为x 1，则滑块由该位置返回到出发点的过程中
由动能定理 K f F E W W ∆=+= 0
有 0)()(121=---x x mg q μϕϕ
（1分）
代入数据有 1.0⨯10-7
0)6.0(1010.020.0)6
.0105.410
5.4(
14
1
4
=-⨯⨯-⨯-
⨯x x
可解得x 1=0.0375m （舍去x 1=0.6m ）。

（1分） 再对滑块从开始运动到返回出发点的整个过程，由动能定理 -2)(1x x mg -μ=2
0210mv -
（1分）
代入数据有 2⨯0.20⨯0.10⨯10（0.60-0.0375）=0.5⨯0.1020v 可解得22
30=
v ≈2.12m/s
（1分）
25（22分） （1）由于在磁场中运动时洛仑兹力不做功，所以在区域Ⅰ和Ⅱ中粒子运动速度大小就是在A 点入射时初始速度大小v ，由
2
012
E m v
=
可得
12v v v ===
① （2分）
（1） 粒子在区域Ⅰ中运动了四分之一圆周后，从C 点沿
y
轴
负方向进入区域Ⅱ的磁场。

如图所示，圆周运动的圆心是1O 点，半径为
（2） 1r R = ② （2分）
由
2
1v
qvB m
R
=可得
1mv B qR
qR
=
=
③ （2分）
方向垂直
xO y
平面向外。

④ （1分）
粒子进入区域Ⅱ后做半径为2r 的圆周运动，由2
22
v
qvB m
r =
可得
22
m v r qB =
⑤
圆周运动的圆心2O 坐标为（2r ，R -），圆周运动轨迹方程为
2
2
2
22
()()x r y R r +++=
将N 点的坐标（0.4R ， 2.2R -）代入上式，可得
22r R = ⑥ （2分） 利用⑤、⑥式得
222m v B qR
qR
=
=
⑦ （2分）
方向垂直xO y 平面向里。

⑧ （1分）
（3）如图所示，粒子先在区域Ⅰ中做圆周运动。

由2
0132E m v '
=
可知，运动速度为
v '=
=
类似于⑤式，半径为
31
1
m v r qB '=
==
⑨ （2分）
由圆心3O 的坐标（R -）可知，3O A 与3O O 的夹角为30。

通过分析如图的几何关系，粒子从D 点穿出区域Ⅰ的速度方向与x 轴正方向的夹角为 60
θ
=
⑩ （3分）
粒子进入区域Ⅱ后做圆周运动的半径为
42
1
m v r qB '=
== （2分）
其圆心4O 的坐标为（4(cos 60
cos 30)
R r +
，4(sin 60
sin 30)
R r +
）,即（7
2
R
，
2
R
-），说明圆心4
O 恰好在荧光屏乙上。

所以，亮点将出现在荧光屏乙上的P 点，其y
轴坐标为
42
2y r =+=
（3分）。