北大附中高三调研测试
物 理
本试卷100分。考试时间90分钟。请考生务必将选择题的答案填涂在答题卡上,在试卷上作答无效。非选择题答案写在规定的区域内,考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题的四个选项中,有的只有一个选项是正确的,有的有多个选项是正确的。将符合题目要求答案前的字母填写在答题卡相应的位置内。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。
1.用轻绳将质量为m 的物体悬挂在电梯的天花板上,电梯竖直向上做匀变速运动,加速度方向向下,大小为a (a
A .m (g +a ) B .m (g -a ) C .mg D .ma
2.如图所示,轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体A 与B ,物体B 放在水平地面上,A 、B 均静止。已知A 和B 的质量分别为m A 、m B ,绳与水平方向的夹角为θ(θ
A .物体B 受到的摩擦力可能为零
B .物体B 受到的摩擦力为m A g cos θ C .物体B 对地面的压力可能为零
D .物体B 对地面的压力为m B g -m A g sin θ
3.一个物体在多个力的作用下处于静止状态,如果仅使其中一个力的大小逐渐增大到某一个数值后,接着又逐渐恢复到原来的大小(此力的方向始终不变),在这个过程中其余各力均不变。那么,能正确描述该过程中物体速度变化情况的速度-时间图线是图中的( )
4.如图所示,三条虚线为匀强电场中的等势面,等势面b 的电势为零,相邻两个等势面之间的电势差相等。一个带正电的粒子经等势面a 上的A 点时的动能为10J 。在电场力的作用下,它运动到等势面c 上的B 点时的速度恰好为零。在它由A 点向B 点运动过程中,当这
个粒子的动能为7.5J 时,其电势能为( ) B
A .12.5J B .2.5J C .0 D .-2.5J
5.如图所示的电路中,电源的电动势为E 、内
电阻为r ,R 1、R 2为定值电阻,R 0为滑动变阻器。当变阻器上的滑动触头P 向b 端移动过程中,两只电压表的示数变化(V1的示数用U 1表示,V 2的示数用U 2表示) 的情况是( )
A .U 1变大,U 2变小 B .U 1变大,U 2变大
C .U 1变小,U 2变小 D .U 1变小,U 2变大
6.在如图(甲) 所示的图象中,直线A 是某电源的路端电压U 随其放电电流I 变化的关系图线,直线B 是电阻R 两端的电压U 随通过它的电流I 变化的关系图线。现将此电源与两只电阻R 组成如图5(乙) 所示的闭合电路,则电源的输出功率和电源的效率分别是( ) A .2.88,80% B .4.00,67%
C .2.88,67% D .4.00,80% (乙) (甲) 7.如图所示,半径为R 、表面光滑
的半球面固定于水平地面,其圆心在O 点。位于竖直面内的光滑曲线轨道的底端水平,且与球面相切于球面顶点B 。小滑块从距B 点R/2高处的A 点无初速释放。滑块的运动
情况是( )
A .先沿球面做一段圆周运动,然后离开球面下落
B .将从B 点开始作平抛运动直到落地
C .先从B 点作平抛运动,后来可能与球面相碰 D .落地时,滑块的速度大小等于3Rg
8.如图所示,轻质弹簧竖直放置在水平地面上,它的正上方有一金属块从高处自由下落,从金属块开始自由下落到下落到最低点的过程中 ( )
A .重力先做正功,后做负功
B .落到弹簧上后,金属块始终克服弹力做功
C .金属块的动能最大时,受到的弹力与其重力平衡
D .弹簧的弹性势能最大时,金属块的动能为零
9.一太阳能电池板,测得它的开路电压为900mV ,短路电流为30mA 。若将该电池板与一阻值为60Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是( )
A 、0.90V B 、0.60V C 、0.30V D 、0.10V
10.带电粒子在回旋加速器的D 形盒中运动的示意图如图所示。图中v 0表示带电粒子的初速度,v 1、v 2、v 3、…分别表示带电粒子经过加速器的两个D 形盒之间的缝隙后的速度。在粒子速度远小于光速的条件下( )
A .带电粒子在回旋加速器的D 形盒中运动时动能不变 B .带电粒子经过加速器两个D 形盒之间的缝隙
时动量增大
C .带电粒子在回旋加速器的D 形盒中运动时,周期逐渐变大
D .加速器两个D 形盒连接在高频交变电源上,高频交变电源的频率是恒定的
d 11
i
i D C B
B B B 线圈的轴线与边界重合,线圈平面与磁场垂直。规定沿abcd 的电流方向为电流A
的正方向。当线圈从图示位置开始沿图示方向匀速转动时计时,线圈内的感应电流随时间变化的图象是以下图象中的 ( )
12.静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置,其中某部分静电场的分
布如图所示。虚线表示这个静电场在xoy 平面内的一簇等势线,等势线形状相对于ox 轴、oy 轴对称。等势线的电势沿x 轴正向增加,且相邻两等势线的电势差相等。一个电子经
过P 点(其横坐标为-x 0)时,速度与ox 轴
平行。适当控制实验条件,使该电子通过电
场区域时仅在ox 轴上方运动。以下对该电子在通过电场-x 0至+x 0区域过程中运动情况的正确描述是( )
A 、电子沿ox 轴匀速运动,沿oy 轴向-y 方向做变加速运动
B 、电子运动中通过x = +x 0的位置时,速度方向与ox 轴平行
C 、电子沿ox 轴运动过程中先加速后减速
D 、电子沿oy 轴运动过程中先加速后减速
二、本题共3小题,共18分。把正确答案填在下面题目的横线上。
13.(4分)图示为某同学在研究小车的加速度与外力、质量关系的实验中,用打点计时器打出的一条纸带,纸带上标出的A 、B 、C 、D 、E 都是选中的记数点,相邻两个记数点间都有四个自然点没有画出,利用纸带旁边的刻度尺读出数据,并计算出:
(1)打C 点时纸带(或小车)的运动速度大小为v ;
(2)小车运动过程中的加速度大小为a=2。
(3)小车放在水平轨道上(未平衡摩擦阻力),受到的水平拉力为0.4N ,若小车质量是400g ,则小车受到的摩擦阻力大小是。
14.(6分)某同学用图(1)所示装置,通过半径相同的A 、B 两球的碰撞来验证动量守恒定律。图(1)中PQ 是斜槽,QR 为水平槽。实验时先使A 球从斜槽上某一固定位置G 由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A 球仍从位置G 由静止开始滚下,和B 球碰撞后,A 、B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次。图(1)中O 点是水平槽末端R 在记录纸上的垂直投影点,B 球落点痕迹如图(2)所示,其中米尺水平放置,且平行于G 、R 、O 所在的平面,米尺的零点与O 点对齐。
cm 70
(2) (1)
(1)两小球的质量应满足条件m A B 。
(2)图(1)m 、n 、s 中,B 球的落点位置是 点;碰撞后B 球的水平射程应为cm 。
(3)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?
答: (填选项号)
A .测量A 球或B 球的直径;
B .测量G 点相对于水平槽面的高度。
C .测量A 球和B 球的质量(或两球质量之比);
D .水平槽上未放B 球时,测量A 球落点位置到O 点的距离;
E .水平槽上放B 球时,测量A 球落点位置到O 点的距离;
F .A 球与B 球碰撞后,测量B 球落点位置到O 点的距离;
15.(8分)在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,某同学根据如图(1)所示电路测得数据如下表所示:
图(1)
(2) 根据上面表格中的测量数据,在图(3)的坐
标中画U ~I 图象。从图象中可以知道,实验数据中
第 组数据有误。
(3) 根据U ~I 图象求得电动势E = ,
内阻r = (均保留2位有效数字) 。
(4) 实验中产生的误差有系统误差和偶然误差
两类,该实验的系统误差主要的由
造成的。利用U ~I 图象求出电源的电动势和内阻,
其优点在于可以尽量减小 误差。
图 (3 )
三、本题共5小题,共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
16、(6分)下图是简化后跳台滑雪的雪道示意图。整个雪道由倾斜的助滑雪道AB 和着陆雪道DE ,以及水平的起跳平台CD 组成,AB 与CD 圆滑连接。运动员从助滑雪道AB 上由静止开始,在重力作用下滑到D 点水平飞出,不计飞行中的空气阻力,经2s 在水平方向飞行了60m ,落在着陆雪道DE 上。已知从B 点到D 点运动员的速度大小不变。(g 取10m/s2)求
(1)运动员在AB 段下滑到B 点的速度大小;
(2)若不计阻力,运动员在AB 段下滑过程中,下降的高度;
(3)若运动员的质量为60kg ,在AB 段下降的实际高度是50m ,此过程中其克服阻力所做的功。
17、(6分)有一个密度均匀的球体,以角速度 绕自身的对称轴旋转。若维持其表面物质不因快速旋转而被甩掉的力只有万有引力,该球体密度至少多大?
根据以上结果计算地球密度必须具有的最小值,已知万有引力恒量G = 6.67× 10-11Nm 2/kg2。
18.(10分)质量为M 的木板放在光滑水平面上,长度为L 。一个质量为m 的小木块以初速度v 0从木板左端冲上木板,如图所示。由于小木块与木板之间存在摩擦,木板随之也开始滑动。已知小木块恰好滑到木板最右端时停在木板上,木块大小可以忽略。试求:
v
(1) 木块在木板上滑动过程中产生的热;
(2) 木块与木板之间动摩擦因数 ; (3) 木块在木板上滑动的时间。
19.(12分)如图(1)所示,真空中相距d = 5cm的两块平行金属板A 、B 与电源连接(图中未画出),其中B 板接地(电势为零),A 板电势变化的规律如图2所示。将一个质量m = 2.0×10-27kg ,电量q = +1.6×10-19C 的带电粒子从紧临B 板处释放,不计重力。试求
(1)在t = 0时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子的加速度的大小;
(2)若A 板电势变化周期T =1.0×10-5s ,在 t = 0时将该带电粒子从紧临B 板处无初速释放,粒子到达A 板时动量的大小;
T T (3)A 板电势变化频率多大时,在t = 到t = 时间内,从紧临B 板处无42
初速释放该带电粒子均不能到达A 板。
A 2.5
-
(2)
(1)
20.(12分)重力可忽略不计的带正电的粒子,质量为m ,电荷量为q ,由静止开始经加速电场加速后,垂直磁场方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场中做圆周运动,圆心为O ,半径为r 。将该带电粒子的运动等效为一环形电流,环的半径等于粒子的轨道半径。
(1)求粒子在磁场中做圆周运动的线速度和等效环形电流的大小;
(2)在匀强磁场中的O 点放置一固定点电荷A ,取适当的加速电压,仍可使粒子绕O 做半径为r 的圆周运动。现使磁场反向,但保持磁感应强度B 的大小不变。改变加速电压,使粒子仍能绕O 做半径为r 的圆周运动,两次所形成的等效电流之差的绝对值为ΔI。假设两次做圆周运动的线速度分别为v 1、v 2,试用m 、q 、r 、B 、v 1(或v 2)写出两次粒子所受库仑力的表达式,确定A 所带电荷的电性,并用m 、q 、B 写出ΔI的表达式。