安徽省江南十校2015届高三物理上学期期末大联考试题(含解析)

安徽省江南十校联考2015届高三（上）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共7小题，每小题6分，满分42分）1．光滑水平面上有一质量为2kg的物体，在五个恒定的水平共点力作用下处于平衡状态，现同时撤去大小分别为10N和20N的两个水平力而余力保持不变，关于此后该物体运动的说法中正确的是（）A．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5m/s2B．可能做匀减速直线运动，加速度大小可能是2m/s2C．一定做匀变速运动，加速度大小可能是12m/s2D．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小可能是10m/s2考点：牛顿第二定律．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：撤去大小分别为15N和10N的两个力，其余的力保持不变，则知其余力的合力范围，由牛顿第二定律求出物体加速度的范围．物体一定做匀变速运动，当撤去的两个力的合力与原来的速度方向相同时，物体可能做匀减速直线运动．恒力作用下不可能做匀速圆周运动．解答：解：根据平衡条件得知，余下力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反，则撤去大小分别为20N和10N的两个力后，物体的合力大小范围为10N≤F合≤30N，物体的加速度范围为：5m/s2≤a≤15m/s2．A、若物体原来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动．故A错误．B、物体的加速度范围为：5m/s2≤a≤15m/s2；故B错误；C、由于撤去两个力后其余力保持不变，故合力恒定，一定做匀变速运动，加速度大小可能是12m/s2；故C正确；D、由于撤去两个力后其余力保持不变，恒力作用下不可能做匀速圆周运动．故D错误；故选：C．点评：本题中物体原来可能静止，也可能做匀速直线运动，要根据物体的合力与速度方向的关系分析物体可能的运动情况．2．男子跳高的世界纪录是2.45米，由古巴运动员索托马约尔于1993年7月27日在萨拉曼萨（卡）创造，不计空气阻力，对索托马约尔跳高过程的描述，下列说法正确的是（）A．跳过2.45m的高度时他的速度为零B．起跳时地面对他的支持力做正功C．起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力D．起跳以后上升过程他处于完全失重状态考点：功的计算；牛顿运动定律的应用-超重和失重．专题：功的计算专题．分析：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g．解答：解：A、到达最高点，竖直方向速度为零，但水平速度不为零，故A错误．B、在小芳起跳时，地面要给人一个向上的支持力，支持力的大小大于人的重力的大小，人才能够有向上的加速度，向上运动，支持力做正功，所以B正确．C、压力和支持力一是相互作用力，故支持力等于他对地面的压力，C错误；D、在小明下降过程，只受重力的作用，有向下的重力加速度，是处于完全失重状态，所以D 正确．故选：BD．点评：本题主要考查了对超重失重和相互作用等基本知识的理解，注意人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力或悬挂物的拉力变了．3．水平面上一质量为m的物体，在水平力F作用下开始加速运动，力F的功率P保持恒定，运动过程所受的阻力f大小不变，物体速度最终达到稳定值v m，F作用过程物体的速度v的倒数与加速度a的关系图象如图所示，仅在已知功率P的情况下，根据图象所给的信息（）A．可求出m，f和v m B．不能求出mC．不能求出f D．可求出加速运动时间考点：功率、平均功率和瞬时功率．专题：功率的计算专题．分析：当加速度为零时，物体做匀速运动，此时刻的牵引力等于阻力，速度为最大值；由功率的计算公式可得p=Fv，而F﹣f=ma，联立可得，有图象可得斜率和截距解答：解：ABC、当加速度为零时，物体做匀速运动，此时刻的牵引力等于阻力，速度为最大值；由功率的计算公式可得p=Fv，而F﹣f=ma，联立可得，有图象可得斜率为，为截距，因此可求出m，f和v m，故A正确；D、物体做变加速运动，加速运动的时间不可求，故D错误．故选：A．点评：关键整理出速度v的倒数与加速度a的关系式，结合体想解决．4．（6分）如图所示，平行板电容器与电动势为E的电流电源连接，上级板A接地，一带负电油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下级板B竖直向下移动一小段距离，则（）C=E=C=E=5．（6分）如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为θ=30°，物体A，B通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，P为固定在斜面上且与斜面垂直的光滑挡板，物体A，B的质量分别为m和4m，开始时用手托住物体A，滑轮两边的细绳恰好伸直，且左边的细绳与斜面平行，弹簧处于原长状态，A距离地面高度为h，放手后A从静止开始下降，在A下落至地面前的瞬间，物体B恰好对挡板无压力，空气阻力不计，下列关于物体A的说法正确的是（）6．（6分）在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abdc的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动（如图甲所示），产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（），，，故E=，，7．（6分）质量分别为m=1kg和M=2kg的两物块叠放在光滑水平桌面上，两物块均处于静止状态，从某时刻（t=0）开始，对放在下面的质量为m的物块施一水平推力F，已知推力F随时间t变化的关系为F=6t，量物块之间的动摩擦因数为μ=0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，下列结论正确的是（）s内其平均作用力=定理可得，t=x=二、非选择题8．（8分）某兴趣小组设计出如图甲所示的实验装置探究小车的加速度跟合外力的关系，图中与小车左端相连的是测力传感器，小车放置在表面各处粗糙程度相同的水平长木板上，按甲图装配好实验器材，先测出小车运动时所受摩擦阻力，逐渐向沙桶中添加细沙粒，当观察到小车刚开始运动时，记下传感器的最大示数为F0，可认为摩擦阻力为F0．（1）将小车放回初位置并用手按住，继续向沙桶中添加一定量的沙粒，记下传感器的示数F1，接通频率外为50Hz的交流电源，使打点计时器工作，然后释放小车，打出一条纸带，再继续在桶中添加沙粒，多次重复实验，打出多条纸带，图乙为某次实验打出的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个计时点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6六个计数点，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离（单位：cm），分别标注在相应计数点的下方，则小车的加速度a= 0.756 m/s2，（结果保留三位有效数字）（2）算出各次小车的加速度和合力F（F=F1﹣F0），获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系图象，纸带与打点计时器间的摩擦可忽略，图中可能正确的是AD ．（3）写出一条提高实验结果准确程度有益的建议：控制桶和砂的总质量应远小于小车和传感器的总质量．（=0.756m/s9．（10分）有个一螺线圈，为测量它的两个接线柱间绕制的均匀金属丝的长度，现提供下列器材：A．待测螺线管L：绕制螺线管金属丝的电阻率ρ=5.0×10﹣7Ω•m，其总阻值R L大约100Ω；B．螺旋测微器C．微安表量程I g=500μA，内阻R g=100Ω；D．电阻箱R：阻值范围0﹣99999.9Ω；E．电源E：电动势有3V和9V两种可供选择，内阻较小；F．电键两个（S1和S2），导线若干．（1）实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示，其读数为d= 0.390±0.001mm．（2）已将提供的器材连成了如图乙所示的测金属丝电阻R L的电路，根据该实验电路的测量原理，为了更准确的测R L，应选择E中电动势为9 V的电源．（3）若测得的金属丝直径用d表示，测电阻时，先闭合S1，调R使微安表指针满偏，再闭合S2时微安表示数用I表示，则由已知量和测得量的符号表示金属丝的长度l=．（4）本实验测R L有系统误差，其测量值大于真实值．（选填“大于”、“小于”）=；S=）10．（14分）探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，在该轨道的P处通过变速在进入地月“转移轨道”，在快要到达月球时，对卫星再次变速，卫星被月球引力“俘获”后，成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道”上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测．已知“工作轨道”周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其它天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响．（1）要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应增大速度还是减小速度？（2）求探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小；（3）求月球的第一宇宙速度．，，解以上二式可得月球的第一宇宙速度．所以有：由以上两式解得：）探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小为）月球的第一宇宙速度为11．（16分）如图所示，倾角为θ=37°的固定斜面与足够长的水平面平滑对接，一劲度系数k=18N/m的轻质弹簧的上端固定于斜面顶端，另一端固连在一质量m=1kg的光滑小球A，跟A 紧靠的物块B（质量也为m）与斜面间的动摩擦因数μ1=0.75，且最大摩擦力等于滑动摩擦力，与水平面间的动摩擦因数μ2=0.1，图中施加在B上的力F=18N，方向沿斜面向上，A和B均处于静止状态，且斜面对B恰无摩擦力，当搬除力F后，A和B一起沿下面下滑到某处时分离，分离后A一直在斜面上运动，B继续沿斜面下滑，已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2．（1）A和B分离后A能否再回到出发点？请简述理由．（2）A和B分离时B的速度为多大？（3）求B最终停留的位置．m•sin）分离后由动能定理得：12．（20分）如图所示，在直角坐标系xOy平面的y轴左侧区域，存在方向沿y轴负向的匀强电场（y轴为其右边界），场强E=1.0×4V/m．在y轴的右侧等腰三角形OMN区域内，存在一磁感应强度B=6.0T、方向垂直xOy平面向里的匀强磁场，其右边界MN与y轴平行，且间距d=5.0m，∠NOM=120°，一质量m=1.0×10﹣8kg，电荷量q=1.6×10﹣6C的粒子，从电场中的P（﹣，0.6）点以初速度v0沿x轴正向抛出，刚好经坐标原点O以与x轴成30°角的方向射入磁场，不计粒子重力．（1）求粒子从P点抛出时的初速度v0的大小．（2）若粒子从第二象限某位置沿x轴正向抛出后，均能经坐标原点O沿与x轴成30°角的方向射入磁场，再从磁场区以内与边界垂直的方向射出，求粒子抛出的所有可能位置．考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在复合场中的运动专题．分析：（1）粒子在电场中做类平抛运动，设粒子经过O点时速度为v，应有v0=v•cos30°．根据牛顿第二定律和运动学公式结合，可求解v0．（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，qvB=m，可得到y与R的关系式．粒子经坐标原点O时速度偏向角为30°，可得到tan30°===，从而得出粒子抛出位置的坐标必满足的方程．据题粒子磁场边界垂直射出有两种情况：一是从边界OM 垂直射出，一是从边界OM垂直射出，由几何关系得到R的值，从而可得到粒子抛出的所有可能位置．解答：解：（1）设粒子经过O点时速度为v，竖直分速度为v y，由题意可知：v0=v•cos30°…①=2ay…②a=…③v=2v y …⑤由②③④得：v=…⑤所以由①得：v0=•cos30°=•=2.4×103m/s（2）设粒子在电场中的抛出位置为（x、y），射入磁场中做圆周运动的半径为R，根据洛伦兹力提供向心力，得：qvB=m…⑥由⑤⑥可得：y===7.2×10﹣2R2…⑦因粒子经坐标原点O时速度偏向角为30°，则tan30°===，即粒子抛出位置的坐标必满足方程：y=﹣x…⑧于是得抛出位置的横坐标为：x=﹣×10﹣2R2…⑨分两种情况讨论：Ⅰ、当粒子从边界MN垂直射出磁场时：R=2d=10m将R值代入⑨式得抛出位置的横坐标：x=﹣mⅡ、当粒子从边界OM垂直射出磁场，且运动轨迹恰与边界MN相切，由几何知识求得：R==m将R值代入⑨式得抛出位置的横坐标：x=﹣m综上所得，要使粒子从磁场边界垂直射出，粒子抛出的位置必须在直线 y=﹣x上，区间范围为：x=﹣m或﹣m≤x＜0．答：（1）粒子从P点抛出时的初速度v0的大小是2.4×103m/s．（2）要使粒子从磁场边界垂直射出，粒子抛出的位置必须在直线 y=﹣x上，区间范围为：x=﹣m或﹣m≤x＜0．点评：粒子在电场中类平抛运动研究的方法是运动的分解法，在磁场中要明确洛伦兹力提供向心力，运用几何知识得到轨迹半径，关键要能运用数学知识得到抛出位置坐标的参数方程．。