1、 20182019 学年度第一学期第一次月考高三物理（选修）试卷（考试时间 100 分钟 满分 120 分）一、单项选择题本题共 6 小题，每小题 3 分，共计 18 分每小题只有一个选项符合题意1.竹蜻蜓是我国古代发明的一种儿童玩具，人们根据竹蜻蜓的原理设计了直升机的螺旋桨.如图所示，一小孩搓动质量为 20g 的竹蜻蜓，松开后竹蜻蜓能上升到二层楼房顶处.搓动过程中手对竹蜻蜓做的功可能是( )A.0.2J B.0.6J C.1.0J D.2.5J 2.“天宫、蛟龙、天眼、悟空、墨子”等重大科技成果写进十九大报告，航天科技成果丰硕，天宫二号在离地面 393km 的圆形轨道上飞行，慧眼空间科学卫星
2、在离地面 550km 的圆形轨道上飞行.若天宫二号与慧眼卫星的质量相同，环绕地球运行均可视为匀速圆周运动，则( )A.慧眼卫星运行时向心加速度比天宫二号小B.慧眼卫星运行的周期比天宫二号小C.慧眼卫星运行时机械能比天宫二号小D.慧眼卫星运行时速度比天宫二号大3.光滑平面上一运动质点以速度 v 通过原点 O， v 与 x 轴正方向成 角(如图)，与此同时对质点加上沿 x 轴正方向的恒力 Fx和沿 y 轴正方向的恒力 Fy，则( )A.因为有 Fx，质点一定做曲线运动B.如果 FyFx，质点向 y 轴一侧做曲线运动C.质点不可能做直线运动D.如果 FxFycot ，质点向 x 轴一侧做曲线运动4.
3、如图所示，倾角为 的光滑斜面固定在水平面，斜面上放有两个质量均为 m 的可视为质点的小物体甲和乙，两小物体之间用一根长为 L 的轻杆相连，乙离斜面底端的高度为 h.甲和乙从静止开始下滑，不计物体与水平面碰撞时的机械能损失，且水平面光滑.在甲、乙从开始下滑到甲进入水平面的过程中( )A.当甲、乙均在斜面上运动时，乙受三个力作用B.甲进入水平面的速度大小为 32singhLEp甲 xA 乙 xA A BOEpAEpBxA xB xC.全过程中甲的机械能减小了 1sin2mgLD.全过程中轻杆对乙做负功5.如图甲所示，直线 AB 是某孤立点电荷电场中的一条电场线，一个电子仅在电场力作用下沿该电场线从
4、 A 点运动到 B 点，其电势能随位置变化的关系如图乙所示.设 A、 B 两点的电势分别为 A、 B，电子在 A、B 两点的动能分别为 EkA、 EkB.则关于该孤立点电荷的位置及电势、电子动能大小的说法正确的是( ) A.孤立点电荷带负电，位于 B 点的右侧， A B， EkAEkBB.孤立点电荷带正电，位于 A 点的左侧， A B， EkAEkBD.孤立点电荷带负电，位于 A 点的左侧， A B， EkAEkB6.一半径为 R 的半球面均匀带有正电荷 Q，电荷 Q 在球心 O 处产生的场强大小 ，方02kQER向图所示.把半球面分为表面积相等的上、下两部分，如图甲所示，上、下两部分电荷在球
5、心 O 处产生电场的场强大小分别为 E1、 E2;把半球面分为表面积相等的左、右两部分，如图乙所示在左右两部分电荷在球心 O 处产生电场的场强大小分别为 E3、 E4则( )A. B.124kQER24kQRC. D.3E二、多项选择题本题共 5 小题，每小题 4 分，共计 24 分每小题有多个选项符合题意全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，选错或不答的得 0 分7.如图所示，一小铁球用细线悬挂于天花板上，静止时线垂在桌边缘，悬线穿过一光盘的中间小孔.手推光盘沿桌边以速度 v 匀速运动，当光盘由图中 A 位置运动到 B 位置过程中，当悬线与竖直方向夹角为 ，此时铁球( )A.竖直方向
6、速度大小为 vcosB.竖直方向速度大小为 vsinC.速度大小为 vtanD.速度大小为 21sinv8.如图所示，一小球以速度 v0从倾角为 的斜面底端斜向上抛出，落到斜面上的 M 点且速度水平向右.现将该小球以 2v0的速度从斜面底端朝同样方向抛出，落在斜面上的 N 点.下列说法正确的是( )A.落到 M 和 N 两点时间之比为 1:2B.落到 M 和 N 两点速度之比为 1:1C.M 和 N 两点距离斜面底端的高度之比为 1:2D.落到 N 点时速度方向水平向右9.如图所示， A、 B 两点固定两个等量异种点电荷+ Q 和- Q， O 点为 AB 连线的中点， OD 是 AB连线的中垂
7、线， BC 与 OD 平行， AO=BO=BC.下列说法正确的是( )A.D 点的场强方向由 D 指向 CB.将一负电荷由 O 点移到 D 点，电场力做负功C.将一正电荷由 D 点移到 C 点，正电荷的电势能降低D.-Q 在 O 点和 C 点产生的场强大小相等，方向相互垂直10.如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量均为 m 的两个物体 A 和 B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为 RA=r， RB=2r，与盘间的动摩擦因数 相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是( )A.此时绳子张力为 3mgB.此时圆盘的角速
8、度为 2grC.此时 A 所受摩擦力方向沿半径指向圆外D.此时烧断绳子， A 仍相对盘静止， B 将做离心运动11.如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地进入电场线水平向右的加速电场 E1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场 E2发生偏转， 最后打在屏上整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用， 那么( )A.偏转电场 E2对三种粒子做功一样多B.三种粒子打到屏上时的速度一样大C.三种粒子运动到屏上所用时间相同voMND.三种粒子一定打到屏上的同一位置三、简答题：本题 2 小题，共计 20 分12.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系.(1)按图甲所示将实验仪器安
9、装好，同时平衡 ，确定方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是点否做 运动;(2)当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为 W0.当用 4 条、6 条、8条完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次、第 4 次实验时，橡皮筋对小车做的功记为 2W0、3 W0、4 W0每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出.关于该实验，下列说法正确的是( );A.打点计时器可以用直流电源供电，电压为 46VB.实验中使用的若干条橡皮筋的原长可以不相等C.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D.利用每次测出的小车最大速度 vm和橡皮筋做的
10、功 W， 依次作出 W-vm、 W-vm2、 W-vm3W2-vm W3-vm的图像，得出合力做功与物体速度变化的关系(3)图乙给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得 O 点到 A、 B、 C、 D、 E 各点的距离分别为OA=5.65cm， OB=7.12cm， OC=8.78cm， OD=10.44cm， OE=12.10cm.已知相邻两点打点时间间隔为 0.02s，则小车获得的最大速度 vm= m/s. 13. (1)某同学想利用图甲所示装置，验证滑块与钩码组成 的系统机械能守恒，该同学认为只要将摩擦力平衡掉 就可以了.你认为该同学的想法选填
11、(“正确”或“不正确”) ，理由是： . (2)另一同学用一倾斜的固定气垫导轨来验证机械能守恒定律.如图乙所示，质量为 m1的滑块(带遮光条)放在 A 处，由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m2的钩码相连，导轨 B 处有一光电门，用 L 表示遮光条的宽度， x 表示 A、 B 两点间的距离， 表示气垫导轨的倾角， g 表示当地重力加速度.气泵正常工作后，将滑块由 A 点静止释放，运动至 B，测出遮光条经过光电门的时间t，该过程滑块与钩码组成的系统重力势能的减小量表示为 ，动能的增加量表示为 ；若系统机械能守恒，则 与 x 的关系式为 = (用题中已知量表示).21t21t实验时测得 m1=475g
12、， m2=55g，遮光条宽度L=4mm，sin =0.1，改变光电门的位置，滑块每次均从 A点释放，测量相应的 x 与 t 的值，以 为纵轴， x 为横轴，21t作出的图像如图所示，则根据图像可求得重力加速度 g0为 m/s2(计算结果保留两位有效数字)，若 g0与当接地重力加速度 g 近似相等，则可验证系统机械能守恒.四、计算题：本题共 4 小题，满分 62 分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位14 （15 分）如图所示，一带电荷量为 q、质量为 m 的小物块处于一倾角为 37的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平
13、向右的匀强电场中，小物 块恰好静止.重力加速度取 g，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)水平向右电场的电场强度的大小；(2)若将电场强度减小为原来的 ，小物块的加速度是多大；12(3)电场强度变化后小物块下滑距离 L 时的动能.15.（16 分）如图所示，两平行金属板 A、 B 长 l8 cm，两板间距离 d8 cm， A 板比 B 板电势高 300 V，即 UAB300 V。一带正电的粒子电量为 q10 10 C，质量为 m10 20 kg，从 R 点沿电场中心线垂直电场线飞入电场，初速度 v0210 6 m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面 MN、 PS 间的无电场区域后，
14、进入固定在中心线上 O 点的点电荷 Q 形成的电场区域(设界面 PS 右边点电荷的电场分布不受界面的影响)。已知两界面 MN、 PS 相距为 L12 cm，粒子穿过界面 PS 后被点电荷 Q 施加的电场力俘获，从而以 O 点为圆心做匀速圆周运动，最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏 EF 上(静电力常量 k910 9 Nm2/C2，粒子重力不计，tan 37 ，tan 53 )。求：34 43(1)粒子穿过界面 MN 时偏离中心线 RO 的距离 h；(2)粒子穿过界面 MN 时的速度 v；(3)粒子穿过界面 PS 时偏离中心线 RO 的距离 Y；16. （15 分）如图所示，一轨道由半径为 2m
15、 的 1/4 竖直圆弧轨道 AB 和长度可调的水平直轨道 BC 在 B 点平滑连接而成.现有一质量为 0.2kg 的小球从 A 点无初速释放，经过圆弧上 B点时，传感器测得轨道所受压力大小为 3.6N，小球经过 BC 段所受的阻力为其重力的 0.2倍，然后从 C 点水平飞离轨道，落到水平地面上的 P 点， P、 C 两点间的高度差为 3.2m.小球运动过程中可视为质点且不计空气阻力.(1)求小球运动至 B 点时的速度大小;(2)求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功;(3)为使小球落点 P 与 B 点的水平距离最大，求 BC 段的长度.17. （16 分）如图所示， AB 是倾角 =45的倾斜轨
16、道， BC 是一个水平轨道(物体经过 B 处时无机械能损失)， AO 是一竖直线， O、 B、 C 在同一水平面上.竖直平面内的光滑圆形轨道最低点与水平面相切于 C 点，已知 A、 O 两点间的距离 h=1m， B、 C 两点间的距离 d=2m，圆形轨道的半径 R=1m.一质量 m=2kg 的小物体，从与 O 点水平距离 x0=3.6m 的 P 点水平抛出，恰好从 A 点以平行斜面的速度进入倾斜轨道，最后进入圆形轨道.小物体与倾斜轨道 AB、水平轨道 BC 之间的动摩擦因数都是 =0.5，g 取 10m/s2)(1)求小物体从 P 点抛出时的速度 v0和 P 点的高度 H(2)求小物体运动到圆
17、形轨道最高点 D 时，对圆形轨道的压力; (3)若小物体从 Q 点水平抛出，恰好从 A 点以平行斜面的速度进入倾斜轨道，最后进入圆形轨道，且小物体不能脱离轨道，求 Q、 O 两点的水平距离 x 的取值范围.江苏省启东中学 20182019 学年度第一学期第一次月考高三物理（选修）试卷一、单项选择题1.D 2.A 3.D 4.C 5.A 6.C二、多项选择题7.BD 8.AD 9.CD 10.ABC 11.AD三、简答题12.(1)摩擦力 匀速 （2）CD (3)0.8313.(1)不正确，有摩擦力做功就不满足机械能守恒的条件(2)重力势能的减少量表示为 Ep=m2gx-m1gxsin ;动能的
18、增加量为212122()sin)(Lmtgxxt9.9m/s 2四、计算题：14. (1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力(如图所示)，则FNsin 37 qEFNcos 37 mg由可得 E .3mg4q(2)若电场强度减小为原来的 ，则12E ，3mg8qmgsin 37 qEcos 37 ma，可得 a0.3 g.(3)电场强度变化后小物块下滑距离 L 时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理得：mgLsin 37 qE Lcos 37 Ek0可得 Ek0.3 mgL答案 (1) (2) 0.3 g (3)0.3 mgL3mg4q15、解析 (1)设粒子在两极板间运动时加速
19、度为 a，运动时间为 t，则： t (1 分)lv0h at2(1 分)12a (2 分)qEm qUABmd解得： h ( )20.03 m3 cm(1 分)qUAB2md lv0(2)粒子的运动轨迹如图所示设粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为 vy，则：vy at (1 分)qUABlmdv0解得： vy1.510 6 m/s (1 分)所以粒子从电场中飞出时的速度为：v 2.510 6 m/s(1 分)设粒子从电场中飞出时的速度方向与水平方向的夹角为 ，则：tan (1 分)vyv0 34解得： 37(1 分)(3)带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动，由相似三角形知识得： (2 分)
20、hYl2l2 L解得： Y0.12 m12 cm(1 分)(4)粒子做匀速圆周运动的半径为：r 0.15 m(1 分)Ycos 又： m (2 分)k|Q|qr2 v2r解得：| Q|110 8 C (1 分)故： Q110 8 C(1 分)答案 (1)3 cm (2)2.510 6 m/s，方向与水平方向成 37角斜向下 (3)12 cm (4)110 8 C16. 解析: (1)在 B 点,由牛顿运动定律 , ,解得 vB=4m/s.2BNFmgR(2)小球从 A 到 B 的过程,有重力和摩擦力做功,设克服摩擦力做功为 Wf,由动能定理,解得 Wf=2.4J.210fmgRv(3)设到 C
21、 点时的速度为 vc.B 至 C 的过程,由动能定理得 ,离开 C 后做平抛运动,运动时间为221BCBkmgLv,所以, B 至 P 的水平距离为 ,2hg 2145cCchvg由二次函数的单调性可得,当 vc=1.6m/s 时, B 至 P 的水平距离最大,由此可得 LBC=3.36m17. 解析:(1)小物块由 P 点到 A 点做平抛运,运动时间为 t,由平抛运动规律有;解得 ；代入数据可得: v0=6m/s;20 01,tan45ygtxvtHhgv0vgxH=2.8m.(2)小物块到达 A 点的速度 ,从 A 点到圆轨道最高点 D 的过程中,由动能定理得02A,在 D 点有221(2
22、)cosinDAhmgRhgmgdv2DNvFmgR代入数据解得 FN=24N;由牛顿第三定律得,小物块在圆最高点对轨道的压力为 24N,方向竖直向上(3)要保证小物体不脱离轨道,有以下两种情况:设 O、 Q 两点水平距离为 x1,小物块恰能通过最高点 D.有 ;由(1)可得小21DvmgR物块达到 A 点时速度 ;由动能定理得112Avg,代入数据解得 x1=3m.2211(2)cosinDAhmgRhmdv设 O、Q 两点水平距离为 x2,小物块恰能到达与圆心等高点.由(1)可得小物块达到 A点时速度 ;由动能定理得22Avgx 21cosinAhmggdmv据解得 x2=1.5m;设 O、 Q 两点水平距离为 x3,小物块恰能到达圆轨道处.由(1)可得小物块达到 A 点时速度 ;由动能定理得 ;33Avg 231cosinhghgdv代入数据解得 x3=0.5m;小物块能进入圆轨道且不脱离轨道, O、 Q 的距离 x3=0.5m x2=1.5m综上所述,Q、O 两点的水平距离 x 的取值范围为 0.5mx1.5m 或 x3m.答案:(1)6m/s 2.8m (2)24N (3) 0.5mx1.5m 或 x3m
