2014届河南长葛第三实验中学高三上学期第一次考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

在“探究弹性势能的表达式”的活动中，为计算弹簧弹力所做功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”。下面几个实例中应用到这一思想方法的是(   )

A．由加速度的定义，当非常小，就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度

B．在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系

C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加

D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用有质量的点来代替物体，即质点

2. 难度：中等

某一质点运动的位移x随时间t变化的图象如图所示，则

A．在10s末时，质点的速度最大

B．在0~10s内，质点所受合外力的方向与速度方向相反

C．在8s和12s时，质点的加速度方向相反

D．在20s内，质点的位移为9m

3. 难度：中等

如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是

A．b点场强大于d点场强

B．b点电势高于d点电势

C．试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能

D．a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差

4. 难度：中等

如图5所示，物块A静止在水平放置的固定木板上，若分别对A施加相互垂直的两个水平拉力F₁和F₂作用时（F₁＜F₂），A将分别沿F₁和F₂的方向匀加速滑动，其受到的滑动摩擦力木小分别为F_f1和F_f2，其加速度大小分别为a₁和a₂；若从静止开始同时对P施加F₁和F₂，其受到的滑动摩擦力大小为F_f3，其加速度大小为a₃，关于以上各物理量之间的关系，判断正确的是（    ）

A．a₃＝a₁＝a₂      B．a₃＞a₂＞a₁       C．F_f3＞F_f1＝F_f2             D．F_f1＝F_f2＞F_f3

5. 难度：中等

如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V₁、V₂示数为U₁、U₂，示数变化的绝对值分别为和，电流表的示数为I，电流表示数变化的绝对值为，下列说法中正确的是（    ）

A．小灯泡L₁、L₂变暗，L₂变亮

B．小灯泡L₃变暗，L₁、L₂变亮

C．

D．变大，不变

6. 难度：中等

如图所示是由电源E、灵敏电流计G、滑动变阻器R和平行板电容器C组成的电路，开关S闭合．在下列四个过程中，灵敏电流计中有方向由a到b电流的是

A．将滑动变阻器R的滑片向右移动

B．在平行板电容器中插入电介质

C．减小平行板电容器两极板间的距离

D．减小平行板电容器两极板的正对面积

7. 难度：中等

在汶川地震的抗震救灾中，我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统发挥了巨大作用，该系统具有导航、定位等功能，“北斗”系统中两颗质量不相等的工作卫星沿同一轨道绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图所示，若卫星均沿顺时针方向运行，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，∠AOB＝60°，则以下判断不正确的是(   )

A.这两颗卫星的加速度大小相等

B.卫星1向后喷气就一定能追上卫星2

C.卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为

D.卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做功为零

8. 难度：中等

一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子，沙粒之间的动摩擦因数为μ₁，沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ₂，车厢的倾角用θ表示(已知μ₂>μ₁)，下列说法正确的是(　　)

A．要顺利地卸干净全部沙子，应满足tanθ＞μ₂

B．要顺利地卸干净全部沙子，应满足sinθ＞μ₂

C．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ₂＞tanθ＞μ₁

D．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ₂>μ₁>tanθ

9. 难度：中等

回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示．D₁和D₂是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上．位于D₁圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速．当质子被加速到最大动能E_k后，再将它们引出．忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是

A．若只增大交变电压U，则质子的最大动能E_k会变大

B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短

C．若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子

D．质子第n次被加速前后的轨道半径之比为∶

10. 难度：中等

如图所示，两光滑导轨相距为L，倾斜放置，与水平地面夹角为θ，上端接一电容为C的电容器。导轨上有一质量为m长为L的导体棒平行地面放置，导体棒离地面的高度为h，磁感强度为B的匀强磁场与两导轨所决定的平面垂直，开始时电容器不带电。将导体棒由静止释放，整个电路电阻不计，则（     ）

A．导体棒先做加速运动，后作匀速运动

B．导体棒一直做匀加速直线运动，加速度为

C．导体棒落地时瞬时速度

D．导体棒下落中减少的重力势能转化为动能，机械能守恒

二、实验题

11. 难度：中等

（6分）.为了测量一个阻值较大的末知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（0-9999W），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K₂，闭合K₁，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为，记录电流值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K₁，闭合K₂，此时电流示数为，记录电流值。由此可得被测电阻的阻值为______W。

经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差。为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图（b）所示的实验电路，实验过程如下：

断开K₁，闭合K₂，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K₂，闭合K₁，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为_________，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R₀。由此可测出R_x＝__________。

12. 难度：中等

（9分）现要用如图所示的装置探究“加速度与物体受力的关系”。小车所受拉力和及其速度可分别由拉力传感器和速度传感器记录下来。速度传感器安装在距离L= 48.0cm的长木板的A、B两点。

（1）实验主要步骤如下：

①将拉力传感器固定在小车上；

②平衡摩擦力，让小车在没有拉力作用时能做   ___________   运动；

③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；

④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率v_A、v_B；

⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。

（2）下表中记录了实验测得的几组数据，是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a =   ____   。表中的第3次实验数据应该为a=   ____   m/s²（结果保留三位有效数字）。

次数	F（N）	（m^2/s^2）	a（m/s^2）
1	0.60	0.77	0.80
2	1.04	1.61	1.68
3	1.42	2.34
4	2.62	4.65	4.84
5	3.00	5.49	5.72

（3）如图所示的坐标纸上已经绘出了理论上的a-F图象。请根据表中数据，在坐标纸上作出由实验测得的a-F图线。

（4）对比实验结果与理论计算得到的两个关系图线，分析造成上述偏差的主要原因是               。

三、计算题

13. 难度：中等

（8分）如图所示，在京昆高速公路266 km处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪，可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度．若B为测速仪，A为汽车，两者相距355 m，此时刻B发出超声波，同时A由于紧急情况而急刹车，当B接收到反射回来的超声波信号时，A恰好停止，且此时A、B相距335 m，已知声速为340 m/s。

（1）求汽车刹车过程中的加速度；

（2）若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h~110km/h，则该汽车刹车前的行驶速度是否合法？

14. 难度：中等

 （8分）有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R₀是一个阻值为400Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。试分析：

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300
电阻R/Ω	300	280	260	240	220	200	180

（1）利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式

（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为多少牛顿？

（3）通过寻求压力与电流表中电流的关系，说明该测力显示器的刻度是否均匀？

15. 难度：中等

(10分)如图10所示，半径为R的四分之一圆弧形支架竖直放置，圆弧边缘C处有一小定滑轮，绳子不可伸长，不计一切摩擦，开始时，m₁、m₂两球静止，且m₁＞m₂，试求：

(1)m₁释放后沿圆弧滑至最低点A时的速度．

(2)为使m₁能到达A点，m₁与m₂之间必须满足什么关系．

(3)若A点离地高度为2R，m₁滑到A点时绳子突然断开，则m₁落地点离A点的水平距离是多少？

16. 难度：中等

(10分)如图所示，水平方向的匀强电场场强为E，场区宽度为L，竖直方向足够长，紧挨着电场的是垂直于纸面向外的两个匀强磁场区域，其磁感应强度分别为B和2B。一个质量m，电荷量为q的带正电粒子，其重力不计，从电场的边界MN上的a点由静止释放，经电场加速后进入磁场，经过时间穿过中间磁场，进入右边磁场后能按某一路径再返回到电场的边界MN上的某一点b，途中虚线为场区的分界面。求：

(1)中间场区的宽度d；

(2)粒子从a点到b点所经历的时间；

(3)当粒子第n次返回电场的MN边界时与出发点之间的距离。

17. 难度：中等

（12分）．如图所示，水平面上有一个动力小车，在动力小车上竖直固定着一个长度L₁、宽度L₂的矩形线圈，线圈匝线为n，总电阻为R，小车和线圈的总质量为m，小车运动过程所受摩擦力为f。小车最初静止，线圈的右边刚好与宽为d（d﹥L₁）的有界磁场的左边界重合。磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度为B。现控制动力小车牵引力的功率，让它以恒定加速度a进入磁场，线圈全部进入磁场后，开始做匀速直线运动，直至完全离开磁场，整个过程中，牵引力的总功为W。

（1）求线圈进入磁场过程中，感应电流的最大值和通过导线横截面的电量。

（2）求线圈进入磁场过程中，线圈中产生的焦耳热。

（3）写出整个过程中，牵引力的功率随时间变化的关系式。