物理（创新班）卷·2018届湖南省株洲市南方中学、醴陵一中高二12月联考（2016-12） 9页

南方中学、醴陵一中2016年下学期高二年级联考 物理(理科创新班)试题 总分：110分 时量：90分钟 考试时间2016年12月9 日 由 株洲市南方中学 醴陵市第一中学 联合命题 姓名： 考号： ‎ 注意：请将所有答案写在答题卡上，写在试卷上无效！‎ 一、单项选择题(9*4分=36分)‎ ‎1、如图所示的情况中，a、b两点的电场强度和电势均相同的是（　　）‎ A．甲图：离点电荷等距的a、b两点 B．乙图：两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的a、b两点 C．丙图：两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距的a、b两点 D．丁图：带电平行金属板两板间分别靠近两板的a、b两点 ‎2、在如图所示的电路中，电源的内阻为r，现闭合开关S，将滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是（　　）‎ A．灯泡L变亮 B．电压表读数变小 C．电流表读数变小 D．电容器C上的电荷量减少 ‎3、如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m、电荷量为+q的物块从A点由静止开始下落，加速度为g，下落高度H到B点后与一轻弹簧接触，又下落 h后到达最低点C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由A点运动到C点过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A．该匀强电场的电场强度为 B．带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为 C．带电物块电势能的增加量为mg（H+h）‎ D．弹簧的弹性势能的增加量为 ‎4、如图所示，空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电量为﹣q质量为m的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ，在小球以后的运动过程中，下列说法正确的是( )‎ A．小球下滑的最大速度为 B．小球下滑的最大加速度为am=gsinθ C．小球的加速度一直在减小 D．小球的速度先增大后减小 ‎5、如图所示，带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，且同时到达P点。a、b两粒子的质量之比为( )‎ A．1∶2 B．2∶1 ‎ C．3∶4 D．4∶3‎ ‎6、2016年9月25日，天宫二号由离地面的圆形运行轨道，经过“轨道控制”上升为离地的圆形轨道，“等待”神州十一号的来访。已知地球的质量为M，地球的半径为R，引力常量为G。根据以上信息可判断( )‎ A.天宫二号在圆形轨道上运行的速度大于第一宇宙速度 B.天宫二号在圆形轨道上运行的速度大于轨道上的运行速度 C.天宫二号在轨道上的运行周期为 D.天宫二号由圆形轨道,进入圆形轨道运行周期变小 ‎7、如图，在光滑的水平面上，叠放着两个质量分别为m、M的物体（m＜M），用一水平恒力作用在m物体上，两物体相对静止地向右运动。现把此水平力作用在M物体上，则以下说法正确的是( )‎ A．两物体间的摩擦力大小不变 B．m受到的合外力与第一次相同 C．M受到的摩擦力增大 D．两物体间可能有相对运动 ‎8．如图所示，两个小球a、b质量为mb=2ma=2m，用细线相连并悬挂于O点，现给小球a施加一个拉力F使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角θ为45。，则力F的大小不可能是( )‎ A. B.2 C. D. 3‎ ‎9、军事演习中，M点的正上方离地H高处的蓝军飞机以水平速度v1‎ 投掷一颗炸弹攻击地面目标,反应灵敏的红军的地面高炮系统同时在M点右方地面上N点以速度v2斜向左上方发射拦截炮弹，两弹恰在M、N连线的中点正上方相遇爆炸，不计空气阻力，则发射后至相遇过程( )‎ A．两弹飞行的轨迹重合 B．初速度大小关系为v1 = v2‎ C．拦截弹相对攻击弹做匀速直线运动 D．两弹相遇点一定在距离地面3H/4高度处 二、多项选择题（每小题至少有一个正确答案，都对得4分、少选得2分，错选、不选得0分。6*4分=24分）‎ ‎10、如图所示，倾角为30°的斜面体置于水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的滑轮O（可视为质点）。A的质量为m，B的质量为4m，开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动，将A由静止释放，在其下摆过程中斜面体始终保持静止。则在绳子到达竖直位置之前，下列说法正确的是( ) ‎ A．物块B受到摩擦力一直沿着斜面向上B．物块B受到摩擦力先减小后增大 C．绳子的张力一直增大 D．地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右 ‎11、如图所示，圆心在O点、半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上，Oc与Oa的夹角为60°，轨道最低点a与桌面相切．一轻绳两端系着质量为m1和m2的小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道边缘c的两边，开始时，m1位于c点，然后从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦．则（　　）‎ A．在m1由c下滑到a的过程中，两球速度大小始终相等 B．m1在由c下滑到a的过程中重力的功率先增大后减小 C．若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，则m1=2m2‎ D．若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，则m1=3m2‎ ‎12、如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成．当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出．已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W．关于该电吹风，下列说法正确的是（　　）‎ A．电热丝的电阻为55Ω B．电动机的电阻为Ω C．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000J D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J ‎13、如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置．在管子的底部固定一电荷量为Q（Q＞0）的带电体．在距离底部点电荷为h2的管口A处，有一电荷量为q（q＞0）、质量为m的小球自静止释放，在距离底部点电荷为h1‎ 的B处速度恰好为零．现让一个电荷量为q、质量为2m的小球仍在A处自静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则该小球（　　）‎ A．运动到B处的速度为零 B．在下落过程中加速度大小先变小后变大 C．向下运动了位移x=h2﹣时速度最大 D．小球向下运动到B点时的速度为 ‎14、如图，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的上方P点固定一个正点电荷Q，P点与细管在同一竖直平面内．一带电量为﹣q的小球位于管的顶端A点，PA连线水平，q≪Q．将小球由静止开始释放，小球沿管到达底端C点．已知B是AC中点，PB⊥AC，小球在A处时的加速度为a．不考虑小球电荷量对电场的影响，则( )‎ ‎ A．A点的电势低于B点的电势 ‎ B．B点的电场强度大小是A点的4倍 ‎ C．小球从A到C的过程中电势能先增大后减小 ‎ D．小球运动到C处的加速度为g﹣a ‎15、如图所示，扇形区域AOC内有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S．某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有部分粒子从边界OC射出磁场．已知∠AOC=60°，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于（T为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间不可能为( )‎ ‎ A． B． C． D．‎ 三、实验题（本大题2小题，每空2分，共12分）‎ ‎16．某同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。下图是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据，可以算出小车的加速度a= m/s2。（结果保留三位有效数字）‎ ‎17. 在研究性课题的研究中，某课题小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件来进行研究，一是电阻Rx（约为2kΩ），二是手机中常用的锂电池（电动势E标称值为3.4V，允许最大放电电流为100mA）。在操作台上还准备了如下实验器材：‎ A．电压表V（量程4V，内阻RV约为10kΩ） ‎ B．电流表A1（量程100mA，内阻RA1约为5Ω）‎ C．电流表A2（量程2mA，内阻RA2约为50Ω）‎ D．滑动变阻器R（0－40Ω,额定电流1A）‎ E．电阻箱R0（0－999.9Ω ） ‎ F．开关S一只、导线若干 ‎ ‎（1）为了测定电阻Rx的阻值，小组的一位成员，设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂电池，则电流表应该选用 （选填“A1”或“A2”）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值__ __真实值（填“大于”或“小于”）。‎ ‎（2）小组的另一位成员，设计了如图乙所示的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。‎ ‎①该同学闭合开关S，调整电阻箱的阻值为R1时，读出电压表的示数为U1；电阻箱的阻值为R2时，读出电压表的示数为U2，可求得该电池的电动势，其表达式为E=  。‎ ‎②为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，可以改变电阻箱阻值，取得多组数据，画出图象为一条直线，则该图像的函数表达式为：  ，由图可知该电池的电动势E= V。（结果保留两位有效数字）‎ 四、计算题（本大题共4小题，共38分，解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤）‎ ‎18、一物体做匀减速直线运动，一段时间t（未知）内通过的位移大小为x1，紧接着的t时间内通过的位移大小为x2，此时，物体仍然在减速运动，求再经过多少位移物体速度刚好减为零。‎ ‎19.如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0垂直射入场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中，射出电场的即时速度的方向与初速度方向成30°角．在这过程中，不计粒子重力．求：‎ ‎(1)该粒子在电场中经历的时间；‎ ‎(2)粒子在这一过程中的电势能增量．‎ ‎20．如图所示，Ⅰ区存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B1=0.4T．电场的方向竖直向下，电场强度E1=2.0×105V/m，两平板间距d1=20cm；Ⅱ、Ⅲ区为对称的1/4圆弧为界面的匀强磁场区域，磁场垂直纸面方向，对应磁感应强度分别为B2、B3；Ⅳ区为有界匀强电场区域，电场方向水平向右，电场强度E2=5×105V/m，右边界处放一足够大的接收屏MN，屏MN与电场左边界的距离d2=10cm．一束带电量q=8.0×10﹣19C，质量m=8.0×10﹣26 kg的正离子从Ⅰ区左侧以相同大小的速度v0‎ ‎（未知）沿平行板的方向射入Ⅰ区，恰好能做直线运动，穿出平行板后进入Ⅱ或Ⅲ区的磁场区域，且所有粒子都能从同点O射出，进入Ⅳ区后打在接收屏MN上．（不计重力），求：‎ ‎（1）正离子进入Ⅰ区时的速度大小v0‎ ‎（2）Ⅱ、Ⅲ区的磁感应强度B2、B3的大小与方向 ‎（3）正离子打在接收屏上的径迹的长度．‎ ‎21、如图所示的xOy平面上，以坐标原点O为圆心的四分之一圆形区域MON内分布着磁感应强度为B=2.0×10-3T的匀强磁场，其中M、N点距坐标原点O为，磁场方向垂直纸面向里。坐标原点O处有一个粒子源，不断地向xOy平面发射比荷为=5×107 C／kg的带正电粒子，它们的速度大小都是v=1×105m／s，与x轴正方向的夹角分布在0～90°范围内。‎ ‎(1)求平行于x轴射入的粒子，出射点的位置及在磁场中的运动时间；‎ ‎(2)求恰好从M点射出的粒子，从粒子源O发射时的速度与x轴正向的夹角；‎ ‎(3)若粒子进入磁场前经加速使其动能增加为原来的2倍，仍从O点垂直磁场方向射入第一象限，求粒子在磁场中运动的时间t与射入时与x轴正向的夹角的关系．‎ 物理(理科创新班)参考答案 一、二、选择题(15*4分=60分)‎ ‎1．B 2.C 3.D 4.B 5.C 6.C 7.B 8.B 9.C ‎10.BCD 11.BC 12.AD 13.BD 14.ABD 15,.AB 三、实验题(每空2分,共12分)‎ ‎16.0.343‎ ‎17.‎ ‎ 3.3V 四、计算题（共38分）‎ ‎18.（8分） 据题意，在第一个t时间内从A运动到C位移为x1‎ 该段时间内平均速度为中间时刻B的瞬时速度，即————————1分 在第二个t时间内从C运动到E位移为x2‎ 该段时间内平均速度为中间时刻D的瞬时速度，即—————————1分 则由B到D，物体运动时间为t，加速度大小为———————2分 由D到E，物体运动时间为，物体运动到E的速度———1分 物体经过E点继续减速直到静止，根据匀变速直线运动速度位移关系有：-1分 解得：，————————————————————————2分 ‎19. （10分）解析：(1)分解末速度vy＝v0tan 30°，--------1分 在竖直方向vy＝at，--------1分 a＝，--------1分 联立三式可得t＝；--------1分 ‎(2)射出电场时的速度v＝＝v0，-------2分 由动能定理得电场力做功W＝mv2－mv02＝mv02，-------2分 根据W＝Ep1－Ep2-------1分 得ΔEp＝－W＝－mv02. -------1分 答案：(1)　(2)－mv02‎ ‎ ‎ ‎20解：（1）在磁场I区域，正离子做直线运动可知，离子所受电场力与洛伦兹力平衡即：‎ qv0B1=qE1-------1分 由此得离子速度=5×105m/s；-------1分 ‎（2）由数学知识可知，只有正离子在II或III区域内做匀速圆周运动的半径等于该区域磁场半径时，才能使所有离子汇聚于O点。由此可得B2=B3-------1分 据洛伦兹力提供圆周运动向心力有-------1分 可得：=0.5T-------1分 根据左手定则可知，B2垂直纸面向外，B3垂直纸面向里；-------1分 ‎（3）正离子从O点射出进入IV区域的电场，其中速度垂直OO′的正离子会在电场中做类平抛运动而打在屏上最远点M，设最远点M离O′的距离为l，则有：‎ qE2=ma-------1分 ‎-------1分 l=v0tm代入数据可解得l=0.1m-------1分 所以屏上轨迹的总长度L=2l=0.2m．-------1分 答：（1）正离子进入Ⅰ区时的速度大小v0为5×105m/s；‎ ‎（2）Ⅱ、Ⅲ区的磁感应强度B2、B3的大小为0.5T与方向分别垂直纸面向外和垂直纸面向里；‎ ‎（3）正离子打在接收屏上的径迹的长度为0.2m．‎ ‎21. （1）平行于x轴射入的粒子，轨迹如图所示，设出射点为P，‎ 由得: ‎ ‎ -------1分 有几何关系可知：，，则 为等腰直角三角形 ‎，； ‎ 故P点坐标为(1m,1m), -------1分 运动时间为 -------1分 ‎（2）由几何关系可知：，-------1分,为等腰直角三角形-------1分 ‎,则 -------1分 ‎ (3) 由，可知：,， -------1分 若粒子从M点出射时,为正三角形，‎ 圆心角，出射角；-------1分 若粒子从弧MN上射出时，弦长均为，圆心角均为，运动时间均为：， ‎ 故时： -------1分 若粒子从边OM出射时，如图，,‎ 运动时间， ‎ 故时： -------1分