2013届太原市高三年级调研考试物理卷(2013.03)

2012—2013学年高三年级调研考试

物 理 试 题

说明：本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试时间120分钟，满分150分。

第I卷（选择题  共48分）

    选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分，请

将正确答案填入第Ⅱ卷前答题栏内。

1．一物体在三个共点力F1、F2、F3的作用下做匀速直线运动，现保持F1、F2不变，不改变F3的方向，只将F3的大小减为原来的一半，下列说法中正确的是

      A．物体可能做圆周运动        B．物体的动能一定变化

      C．物体一定做曲线运动        D．物体一定做匀变速直线运动

2．静止于水平地面的粗糙斜面体上放有物体m．现用水平力F推m，如图所示，在F由零逐渐 增大的过程中，物体m和斜面体始终保持相对地面静止，则

      A．物体m所受的支持力逐渐增大

      B．物体m所受的静摩擦力一定增大

      C．物体m所受的合力逐渐增加

      D．水平面对斜面体的摩擦力保持不变

3．一水平皮带传送装置如图所示，轻弹簧的一端固定在右侧的墙壁上，另一端连接一个滑块，滑块与皮带之间存在摩擦（设皮带与滑块间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力），当滑块处在皮带上时，弹簧的轴线恰好水平．现将滑块放到匀速向左运动的皮带上，在滑块接触皮带的瞬间，滑块的速度为零且弹簧正好处于原长，已知皮带足够长，则在弹簧从原长到第一次伸  长到最长的过程中，滑块的速度和加速度的变化情况是

      A．速度先增大后减小

      B．速度先增大后不变

      C．加速度一直减小

      D．加速度先减小后增大

4．北京时间2012年10月25日23时33分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火 箭，成功将第16颗“北斗”导航卫星发射升空并送入预定轨道，建成了包含多颗地球同步卫星的北斗卫星导航系统，已知地球同步卫星距地心的距离为r，运行速率为V1，其向心加速度为al；地球半径为R，近地卫星的运行速率为v2，向心加速度为a2，则

      A．         B． 

    C．       D． 

5．如图所示，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，OM是与x轴成角的一条射线．现从坐标原点O以速度vo水平抛出一个小球，小球与射线OM交于P点，此时小球的速度v与OM的夹角为a；若保持方向不变而将小球初速增大为2vo，小球与射线OM交于P'，此时小球的速度v’与OM的夹角为，则

      A．小球从O运动到P'的时间是从O到P时间的2倍

      B．夹角是a的2倍

      C．小球通过P'点的速率是4v

      D． =2OP

 6．质量为m的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，其中OA段为直线， AB段为曲线，B点后为平行横轴的直线．已知从t1时刻开始汽车的功率保持不变．整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为Ff，以下说法正确的是

      A．0一t1．时间内，汽车牵引力的数值为

      B．t1一t2时间内，汽车的功率等于 

      C．tl一t2时间内，汽车的平均速率小于

      D．汽车运动的最大速率

  7．如图所示，质量为m的滑块在沿斜面向上的恒力F= mgsin作用下，以

    一定的初速滑上倾角为的足够长的固定斜面，已知滑块与斜面间的动

    摩擦因数，取斜面底端所在平面为重力势能的参考平面，则滑

    块在从斜面底端运动至最高点的过程中，滑块与斜面摩擦而产生的热量Q，滑块的动能Ek、势能EP以及系统的机械能E随时间t、位移s变化的关系，下列图象大致正确的是

8．a、b是位于x上的两个点电荷，电荷量分别为Ql和Q2，沿x轴a、b之间各点对应的电势如图中曲线所示（取无穷远电势为零），M、N、P为x轴上的三点，P点对应图线的最低点，a、P间距离大于P、b距离．一质子以某一初速度从M点出发，仅在电场力作用下沿x轴从M点运动到N点，下列说法正确是                          

      A．P点处的电场强度为0

      B．a和b-定是等量同种电荷

      C．质子在运动过程中速率先增大后减小

      D．质子在运动过程中加速度先增大后减小

9．如图所示，以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f，ad、be、cf分别是圆O的三条直径，等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心O处产生的电场强度大小为E．现

    改变d处负点电荷的位置，下列判断正确的是

      A．移至c处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe

      B．移至b处，O处的电场强度大小减半，方向沿Oc

      C．移至e处，O处的电场强度大小减半，方向沿Of

      D．移至f处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe

10．如图所示，在倾角为的光滑斜面上有一轻质弹簧，其一端固定在斜面下端的挡板上，另一端与质量为m的物体接触（未连接）．物体静止时弹簧被压缩了x0．现用力F缓慢沿斜面向下推动物体，使弹簧在弹性限度内再被压缩2x0后保持物体静止，然后撤去F，物体沿斜面向上运动的最大距离为4．5x0，则在撤去F后到物体上升到最高点的过程中

    A．物体的动能与重力势能之和不变

    B．弹簧弹力对物体做功的功率一直增大

    C．弹簧弹力对物体做的功为4．5m

    D．物体从开始运动到速度最大的过程中克服重力做的功为

11．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时速率为1m/s．从此刻开始在与速度平行的方向上施加一水平作用力F．力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图l和图2所示，则（两图取同一正方向，取g= l0m／s2）                  

    A．滑块的质量为0．5kg

     B．滑块与水平地面间的动摩擦因数为0．05

     C．第1s内摩擦力对滑块做功为－1J

     D．第2s内力F的平均功率为1．5W

12．如图所示，粗糙水平桌面AM的右侧连接有一竖直放置、半径R= 0．3m的光滑半圆轨道MNP，桌面与轨道相切于M点．在水平半径ON的下方空间有水平向右的匀强电场，现从A点由静止释放一个质量m= 0．4kg、电荷量为q的带正电的绝缘物块，物块沿桌面运动并由M点进入半圆轨道，并恰好以最小速度通过轨道的最高点P．已知物块与水平桌面间

      的动摩擦因数为0．55，电场强度，取g=10m/s2，则

    A．物块经过M点时的速率为

    B．物块经过半圆轨道MN的中点时对轨道的压力为

     C．物块由M向P运动的过程中速率逐渐减小

    D．AM的长度为1m

第Ⅱ卷（非选择题  共102分）

13．（12分）

    为测量一个遥控电动小车的额定功率，某研究小组进行了如下实验：

    ①用天平测出电动小车的质量为0．5kg;

    ②将电动小车、纸带和打点计时器按图1安装，并将整个

装置置于水平桌面上；

    ③接通打点计时器（其打点周期为0．02s）；

    ④使电动小车以额定功率加速启动，达到最大速度一段时间后使用遥控关闭小车电源；

    ⑤待小车静止时关闭打点计时器并取下纸带．

    图2是打点计时器在纸带上打下的部分点迹．已知纸带左端与小车相连，相邻两计数间的距离如图所示，相邻两计数点间还有四个点未画出，设小车在整个运动过程中所受的阻力恒定，分析纸带数据，回答下列问题：（计算结果保留两位有效数字）

    （1）使用遥控关闭小车电源的时刻发生在      两相邻的计数点对应的时刻之间（选填代表计数点的字母）；

    （2）关闭电源后电动小车加速度的大小为    m／s2；

    （3）电动小车运动的最大速度为                 m/s；

    （4）电动小车的额定功率为               W．

14．（12分）图l为阿特武德机的示意图（不含光电门），它是早期测量重力加速

    度的器械，由英国数学家、物理学家阿特武德于1784年制成，他将质量均

    为M的重物用细绳连接后，放在光滑的轻质滑轮上，处于静止状态，再在

    一个重物上附加一质量为m的小重物，这时，由于小重物的重力而使系统

    做初速度为零的缓慢加速运动．测出其微小的加速度a，就可计算出重力

    加速度．（计算结果保留两位有效数字）

    （1）依据实验原理，重力加速度可表示为g=　　　　。

（用物理量m、M、a表示）

    （2）为测量物体下落的加速度，某同学在阿特武德机的竖直杆上的

      Q点加装了光电门，用其测量左侧物体经过光电门时的挡光时

      间△t．让物体从与杆上的另一点P同一高度处由静止下落，用

      h表示P、Q两点的高度差，用L表示左侧物体遮光部分的长度

    ①用游标为20分度的卡尺测量L时如图2所示，则L=　　　cm；

    ②某次实验中用光电门测出△t =1．85×l0－2s，则物体通过光电门时的速率v=       m/s;

    ③多次改变光电门的位置Q，每次均令物体从P点由静止开始运动，测量相应的h与△t的值，并计算出物体经过光电门时的瞬时速度v，下表是记录的几组实验数据，请根据实验数据在图3中作出v2一h的图象；

    ④由图象可求得物体下落的加速度a=     m／s2；

    ⑤若M= 1．10kg，m=0．20kg，则可得当地重力加速度的值为g=        m／s2。

15．（12分）如图，足够大的平行板电容器的两个极板AB竖直放置，两极板间的距离为d，其间电场可视为匀强电场，在两板正的O点用长为的绝缘细线悬挂一带电小球，现给电

    容器缓慢充电，小球偏向B板．当悬线与竖直方向的夹角为53°时，保持两极板间的电压不变，

    缓慢将B极板向右移动，增加两极板间的距离，直到悬线和竖直方向的夹角减小到37°．（取

    sin37°=0．6）

    （1）求B板向右移动的距离；

    （2）此后若剪断悬线，求带电小球加速度的大小和方向．

16．（12分）

    如图所示，质量为M的木块A套在粗糙的水平杆上，质量为m的小球通过绳与木块A相连，今用与水平方向成a角的斜向上的恒力F拉着小球带动木块一起向右运动，当M、m相对位置保持不变时，轻绳与水平杆间的夹角为，已知木块A与水平杆间的动磨擦因数，求：

    （1）轻绳的拉力大小；

    （2）木块A的加速度的大小，

17．（16分）如图所示，竖直固定的光滑圆弧轨道AB半径R=1．25m, BC为水平传送带与ab两动轮的切点．AB与BC水平相切于B点（未连接，圆弧轨道不影响传送带运动）．一质量为m=3kg的小滑块，从A点由静止滑下，当传送带静止时，滑块恰好能滑到C点，已知a、b两轮半径均为r= 0．4m且两轮与传送带间不打滑，滑块与传送带间的动摩擦因数=0．1，取g=10m/s2．问：

    （1）BC两点间的距离是多少？

    （2）当ab顺时针匀速转动的角速度为时，将滑块从A点由静止释放，滑块恰好能由C点水平飞出传送带，求的大小以及这一过丧中滑块与传送带间产生的内能．

18．（16分）

    如图所示，AB、CD、PS、MN各边界相互平行，垂直边界且与PS和MN分别相交于G和O'点，AB、CD、 CD、PS和PS、MN的间距分别为2L、3L和L．AB、CD间存在平行边界的匀强电场，CD、PS间无电场，PS、MN间存在固定在点的负点电荷Q形成的电场区域．带正电的粒子以初速度v0从O点沿直线飞入电场，粒子飞出AB、CD间的电场后经过CD、PS间的无电场区域后，进入PS、MN间，最后打在MN上．已知匀强电场的电场强度

    E与粒子质量m、电荷量q的关系为，负点电荷的电荷量（k为静电

    力常数），PS、MN间的电场分布不受边界的影响，不计粒子的重力，求：

    （1）粒子到达PS界面时的速度和偏转的距离；

    （2）粒子到达MN上时与点的距离。

19．（22分）如图所示，水平地面和半径R= 0．5m的半圆轨道面PTQ均光滑．质量M=1kg．长L= 4m的小车放在地面上，右端点与墙壁的距离为s=3m，小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平，现有一质量m= 2kg的滑块（可视为质点）以v0=6m／s的水平初速度滑上小车左端，带动小车向右运动，小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上，已知滑块与小车上表面的动摩擦因数= 0．2，取g=10m／s2．

    （1）求小车与墙壁碰撞时滑块的速率；

    （2）求滑块到达P点时对轨道的压力；

    （3）若圆轨道的半径可变但最低点P不变，为使滑块在圆轨道内滑动的过程中不脱离轨道，求半圆轨道半径的取值范围。