高三物理限时练习 （八） （2012-12-22）
一、选择题：本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，至少
有一个选项是符合题目要求的。全部全对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错的，得0分。
1．在建立物理概念过程中，学会像科学家那样运用物理思想，使用科学方法，往往比记住物理概念的词句或公式更重要。在高中物理学习内容中，运动合成、力的分解、平均速度这三者所体现的共同的科学思维方法是
A．比值定义 B．控制变量 C．等效替代 D．理想模型 2．（2012北京高考卷）．处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动．将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值 A．与粒子电荷量成正比 B．与粒子速率成正比 C．与粒子质量成正比 D．与磁感应强度成正比 3.如图所示的电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左移动，下列结论正确的是（ ）
A．电流表读数变小，电压表读数变大 B．小电泡L变亮 C．电容器C上电荷量减小 D．电源的总功率变大
4．如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是（ ） A．棒中的电流变大，θ角变大 B．两悬线等长变短，θ角变小 C．金属棒质量变大，θ角变大 D．磁感应强度变大，θ角变小
5．在一次救灾行动中，直升机悬停在空中向地面无初速投放救灾物品，
物品从空中无初速释放后竖直下落的速度-时间图像如图所示，则下列说法正确的是 A．物品在0-t1时间内处于失重状态 B．t1-t2时间内，物品只受重力作用
C．物品在下落过程中的0-t1时间内所受的空气阻力越来越大 D．t1-t2时间内，物品做匀加速直线运动
6．近日由于日本的购岛闹剧导致中日关系恶化，有关钓鱼岛的争端t1 再起。很多爱国青年提议，若日本发射卫星失败落入中国领海或领土，中国将根据国际有关协议将其拦截击落。如图所示，假设日本自A点发射卫星P，在到达B点前已经失去动力，最终将沿曲线BC落下来。设卫星P到达B点时的速度大小为vB，加速度大小为aB，重力势能为EPB。某卫星Q的运行圆轨道与曲线ABC相切于B点，卫星Q的
环绕速度大小为v，向心加速度大小为a，重力势能为EP，不计空气阻力，则下列式子的大小关系正确的是
A．vB＜ v B．aB＝ a C．EPB＜ EP D．vB＞7.9 km/s 7．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图。若用外力先使 MN保持竖直，然后缓慢地水平向右平移，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止。在此过程中，下列说法中正确的是
A．Q所受的合力逐渐减小 B．MN对Q的弹力逐渐增大
C．P、Q间的弹力先增大后减小 D．以上说法均不正确
8．如图所示：MN PQ为光滑的金属导轨，匀强磁场垂直于导轨平面，导轨的M、P端接有一平行板电容器。金属杆EF横跨在导轨上并与导轨接触良好，且以某一速度向右匀速运动。现将一块电介质插入平行板中，则下列说法中正确的是：
A．插入的过程中电容器的带电量增加。
M ??E ??N B．插入的过程中EF的速度增大。
????C．插入的过程中EF的速度减小。
D．插入的过程中EF的速度不变。
P
????F Q
9．假设空间某一静电场的电势?随x变化情况如图所示，根据图中信息可以确定下列说法中正确的是
A．空间各点场强的方向均与x轴垂直
B．电荷沿x轴从O移到x1的过程中，一定不受电场力的作用
C．正电荷沿x轴从x2移到x3的过程中，电场力做正功，电势能减小
D．负电荷沿x轴从x4移到x5的过程中，电场力做负功，电势能增加
10、如图所示，在升降级内固定一光滑的斜面体，一轻质弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板上，另一端与质量为m的物块A相连，弹簧与斜面平行。整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中（ ） A．物块A的重力势能增加量一定等于mgh
B．物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和 C．物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和
D．物块A与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧拉力做功和
二．实验题（本题共2小题。每空2分，共18分，把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。） 11．（1）图中游标卡尺的读数是 ▲ mm．
（2）用如图丙所示的实验装置验证m1 、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始
下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图丁给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图丁所示．已知m1= 50g 、m22=150g ，取g=9.8m/s，则（结果保留两位有效数字）
丙
戊
丁
第10(2)题图
①在纸带上打下记数点5时的速度v = m/s；
②在0~5过程中系统动能的增量△EK = J，系统势能的减少量△EP = ▲ J； ③若某同学作出v2/2?h图象如图戊所示，则当地的重力加速度g′= ▲ m/s2． 12．电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将一辆旧电动自行车电瓶充满电，取下四块电池，分
别标为A、B、C、D，测量它们的电动势和内阻。
E S ⑴用多用表直流电压50V挡测量每块电池的电动势。测量A 电池A时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为 V。
⑵用图乙所示电路测量A、B、C、D四块电池的电动势ER0
R 和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5Ω。改变电阻箱的阻乙
值R，测出对应的电流I，根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的1RI?图线，如图丙。由图线C可知电池C的电动势E= V；内阻r= Ω。
⑶分析图丙可知，当前状态电池 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)对电动自
行车供电性能较优。
1I/A-1 D 1.5 B A 1.0 C 0.5 -10
-5 O 5 10 R/
甲
丙
三、计算题：本大题共5小题，共42分。把解答写在答题纸中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．如图所示，在水平面上行驶的小车内，细线跨过光滑的定滑轮，两端分别系一小球A和一木块B。当小车向右加速时，系着小球的细线与竖直方向的夹角为370
，系木块的细线仍竖直，小球和木块都相对车厢静止。已知小球的质量m=2kg，木块的质量M=4kg，g=10m/s2，sin370=0.6，cos370
=0.8；求： （1）小车的加速度以及细线上的拉力；
（2）车厢底面对木块的作用力（大小和方向）；
14.已知万有引力常量为G，地球半径为R，同步卫星距地面的高度为h，地球的自转周期为T，地球表面的重力加速度为g。某同学根据以上条件，提出一种估算地球赤道表面的物体随地球自转的线速度大小的方法：地球赤道表面的物体随地球作圆周运动，由牛顿运动定律有GMmR2?mv2R又因为地球上的物体的重力约等于万有引力，有mg?GMmR2由以上两式得
:v?gR
⑴ 请判断上面的结果是否正确。如不正确，说明理由并给出正确的解法和结果。 ⑵ 求地球质量
⑶ 求同步卫星线速度
15．（12分）如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R，下端与光滑绝缘水平面平滑连结，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中。一质量为m 、带电荷量为+q的物块（可视为质点），从水平面上的A点以初速度?.0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C，场强大小为E（E小于mgq）
（1）试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功；
（2）证明物块离开轨道落回水平面过程的水平距离与强大小E无关，且为一常量。
16．（12分）如图所示，半径为R的圆形区域内存在着垂直其平面向里的匀强磁场（图中未画）。离圆心L处有一足够大的光屏MN。一质量为m、电荷量为q的带电粒子以速度v沿OP方向射入磁场中结果在磁场中运动了1/4圆周射出磁场。
（1）求磁感应强度B
（2）若粒子速度大小方向都不变，入射点改为a，a点的位置如图。求带电粒子在磁场中运动的时间t
（3）若粒子速度大小方向都不变，入射点改为a，a点的位置如图。求带电粒子打在屏上的位置F与P点间的距离。
17（12分）用同种材料制成倾角为α=37°的斜面和长水平面，斜面长2.5m且固定，斜面与水平面之间有一段很小的弧形连接。一小物块从斜面顶端
以初速度v0沿斜面向下滑动，若初始速度v0=2.0m/s，小物块
运动2.0s后停止在斜面上。减小初始速度v0，多次进行实验，记录下小物块从开始运动到最终停下的时间t，作出相应的t-v0图象如图所示。求：
（1）小物块在斜面上下滑的加速度。 （2）小物块与该种材料间的动摩擦因数。
（3）某同学认为，若小物块初速度v0=3m/s，则根据图象可以推知小物块从开始运动到最终停下的时间为3s。以上说法是否正确？若正确，请给出推导过程；若不正确，请说明理由，并解出正确的结果。
附加题（20分）载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为M N B＝kI/r， 式中常量k＞0，I为电流强度，r为距导线的距 a b 离。在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针 方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所 d c 示。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0。当MN通以强度为I1的电流时，两细线内的张力均减小为T1，当MN内电流强度变为I2时，两细线内的张力均大于T0。 （1）分别指出强度为I1、I2的电流的方向；
（2）求MN分别通以强度为I1、I2的电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比； （3）当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求I3。
高三物理限时练习 （八）答案
1.C 2.D 3.A 4. A 5.AC 6.AB 7.B 8.AC 9.D 10.CD
11．（每空2分，共12分）(1)7.2
(2) ①2.4 ②0.58 0.59 ③9.7
12.(1)11.1 （11.0都可以） （2分） (2) 12 1 （4分） (3) C （2分）
14以上结果是不正确的。因为地球赤道表面的物体随地球作圆周运动的向心力并不是物体所
受的万有引力，而是万有引力与地面对物体支持力的合力。
正确解答如下：地球赤道表面的物体随地球自转的周期为T，轨道半径为R，所以线速
度大小为v?2?RT ）
（2）①可估算地球的质量M，设同步卫星的质量为m，轨道半径为r=R+h，周期等于地球自转的周期为T，由牛顿第二定律有 GMm(R?h)2?m(2?2T)(R?h)
可得M?4?2(R?h)3GT2
②或可估算同步卫星运行时线速度的大小v'，由①知地球同步卫星的周期为T，万有引力
提供向心力GMmv'2(R?h)2?mR?h
对地面上的物体有GMmR2?mg
所以得v'?RgR?h
215．（1）mg?qE?m?CR （2分）
qE2R?mg2R?Wf?12m?212C?2m?0 （2分）
W15f?2m?20?2(qE?mg)R （2分） （2）2R?12(g?qE2m)t （2分）
s??ct （2分）
s = 2R （2分） 16．解：（1）Bqv=mv2r （2分）
r=R （1分） N
解得：B=
mvqR （1分）
b c ╮θ （2）经分析知：abcO为平行四边形（菱形）， a ? 30o 带电粒子在磁场中运动的圆心角??600，（1分）
v ? O └ P
t?T? （2分）
L 2?， t??m3Bq （2分） M
（3）有几何知识：θ=60o （1分）
PF=R+Ltan60o=R+3L （2分）
17.解答与评分标准：
（1） （1分）=-1.0m/s2 ， （1分）
加速度的方向沿斜面向上 （1分） （2）牛顿第二定律：
垂直斜面方向 FN=mgcosα ； （1分） 平行于斜面方向 μFN - mgsinα=ma （1分）
解出 （1分）
（3）不正确。因为随着初速度v0的增大，小物块会滑到水平面上，规律将不再符合图象中的正比关系 （1分） 设小物块在斜面上滑行位移s1=2.5m时的速度减为v1， 则v1=
=
=2m/s （1分）
小物块在斜面上滑行时间t1= （1分）
小物块在水平面上滑行，牛顿定律：-μmg=ma′ （1分）
解出a′=-μg=-
m/s2 （1分）
小物块在水平面上滑行时间t2=
运动总时间t总= t1+ t2=（1+0.23）s=1.23s 附加题答案. （1）I1方向向左，I2方向向右，
=0.23s （1分）
11
（2）当MN中通以电流I时，线圈所受安培力大小为F＝kIiL（－），F1:F2＝I1:I2，
r1r2
（3）2T0＝G，2T1＋F1＝G，F3＋G＝G/ga，I1:I3＝F1:F3＝（T0－T1）g /（a－g）T0，I3＝（a－g）T0I1/（T0－T1）g，