[首发]安徽省淮南市第二中学2017届高三上学期第四次月考（12月）物理试题

淮南二中2016-2017学年高三物理第四次月考                                                                                                                            

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题，每小题只有一个选项正确；第7~10题，每小题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子运动的轨迹，在α粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列说法中正确的是（   ）

A．动能先增大，后减小

B．电势能先减小，后增大

C．电场力先做负功，后做正功，总功为零

D．加速度先变小，后变大

2．如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上O～x2间各点的电势分布如图乙所示，则（   ）

A．在O～x2间，场强先减小后增大

B．在O～x2间，场强方向发生了变化

C．若一负电荷从O点运动到x2点，电势能逐渐减小

D．从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在O～x2间一直做加速运动

3．如图所示，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端，已知在金属块下滑的过程中动能增加了0．7J，金属块克服摩擦力做功0．3J，重力做功1．2J，则以下判断正确的是（  ）

A．金属块带负电荷

B．电场力做功0．2J

C．金属块的机械能减少1．2J

D．金属块的电势能增加0．2J

4．如图，两质量均为m的小球，通过长为L的不可伸长轻绳水平相连，从某一高处自由下落，下落过程中绳处于水平伸直状态．在下落h高度时，绳中点碰到水平放置的光滑钉子O，重力加速度为g，则（    ）

A．轻绳与钉子相碰后的瞬间，小球的加速度大小为g

B．从轻绳与钉子相碰到小球刚到达最低点的过程，重力的功率一直减小

C．小球刚到达最低点时速度大小为

D．小球刚到达最低点时，绳子对小球的拉力大小为

5．如图所示，光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径为R的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动，现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，则（   ）

A．固定位置A到B点的竖直高度可能为2.4R

B．滑块不可能重新回到出发点A处

C．传送带速度v越大，滑块与传送带摩擦产生的热量越多

D．滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关

6．一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放，并穿过带电环，关于小球从A运动到与O对称的点A′的过程中，其加速度大小（a）、重力势能（EpG）、机械能（E）、电势能（Ep电）随位置变化的图象如图所示（取0点为坐标原点且重力势能为零，向上为h的正方向，并取无限远处电势为零）．其中一定不正确的是:

7． A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前后的位移时间图像a、b分别为A、B两球碰前的位移时间图像，c为碰撞后两球共同运动的位移时间图像，若A球质量m=2kg，则由图可知下列结论正确的是（    ）[来源:学。科。网]

A．A、B碰撞前的总动量为3kgm/s

B．碰撞时A对B所施冲量为-4Ns

C．碰撞前后A的动量变化为4kgm/s

D．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10J

8．如图所示，水平放置的平行金属板A、B间接有恒定的电压， 电荷M从极板A的左边缘、电荷N从极板B的右边缘同时沿水平方向进入板间电场（运动轨迹在同一平面内），两个电荷恰好在 板间中线上某点P相碰，点P在中线中点的右侧，若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，则下列说法中正确的是（   ）

A．电荷M的比荷等于电荷N的比荷

B．碰撞时电荷M的速度大于电荷N的速率

C．从两个电荷进入电场到两个电荷相遇，电场力对电荷M做的功大于电场力对电荷N做的功

D．两电荷在P点时，速度共线

9. 某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v－t图象，如图所示（除2 s～10 s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）．已知在小车运动的过程中，2 s～14 s时间段内小车的功率保持不变，在14 s末停止遥控而让小车自由滑行，小车的质量为1.0 kg，可认为在整个运动过程中小车所受的阻力大小不变．则下列说法正确的是 （  ）

A．小车受到的阻力大小为1.5 N

B．小车匀加速阶段的牵引力为4N

C．小车匀速行驶阶段的功率为9 W

D．小车加速过程中位移大小为42 m

10. 如图所示，空间存在一匀强电场，其方向与水平方向间的夹角为30°。A、B、C是竖直平面内的三个点，其中AB与电场垂直，BC沿水平方向，且AB=BC。一质量为m，电荷量为q的带正电小球以初速度v0从A点水平向右抛出，经过时间t小球落到C点，速度大小仍是v0，，则下列说法中正确的是（）

A．电场方向沿电场线斜向上

B．电场强度大小为E=mg/q

C．小球下落高度3gt2/4

D．此过程增加的电势能等于mg2t2/2

二、非选择题（本题共6小题，共60分。第11、12题为实验题，第13~15题为计算题）

11. （8分）测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。实验步骤如下：

①用游标卡尺测量挡光条的宽度L；用米尺测量O点到光电门A之间的距离d；

②调整轻滑轮，使细线水平；

③让滑块上的挡光条在桌面上O点的正上方并在砝码盘中加上一定的砝码，然后从O点由静止释放滑块，读出力传感器的读数F和数字毫秒计上显示的挡光条经过光电门的时间Δt；

④根据挡光条的宽度L、O点到光电门A之间的距离d、挡光条经过光电门的时间Δt，求出滑块运动时的加速度a；

⑤多次重复步骤③④，得到多组力的数据F与对应的滑块加速度a；

⑥根据上述实验数据作出a－F图象，计算滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ。

请回答下列问题：

（1）滑块的加速度a可以用d、L、Δt表示，则a的表达式为________。

（2）在此实验中________（填“要求”或“不要求”）砝码和砝码盘的总质量远小于滑块、挡光条以及力传感器的总质量。

（3）在实验步骤⑤中，我们得到多组力的数据F与对应的滑块加速度a的数据如下表所示，请在坐标纸中画出a—F图象。

（4）根据图象求出滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝________（保留两位有效数字）。

12. （8分）某同学用如图甲所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量，图中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，留下痕迹．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．图中O点是水平槽末端R在记录纸上的竖直投影点，B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且在G、R、O所在的平面内，米尺的零点与O点对齐．

（1）碰撞后B球的水平射程应取为________cm.

（2）在以下选项中，本次实验必须进行的测量是________．

A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离

B．测量A球与B球碰撞后，A球落点位置到O点的距离

C．测量A球与B球的质量

D．测量G点相对于水平槽面的高度

（3）某同学用一把有50个小等分刻度的游标卡尺测量小球的直径，由于遮挡，只能看见游标尺的后半部分，如图所示，小球的直径D＝________mm.

（4）常用的测量仪器还有螺旋测微器，若某次测量示数如图，则待测长度为________mm.

13. （13分）如图所示，在方向水平向右的匀强电场中（图中未画出），、有一固定光滑绝缘的半球形碗，碗的半径为R．有一个质量为m、电荷量为+q的小球，静止在距碗底高度为的碗内右侧表面上．

（1）求匀强电场的电场强度的大小；

（2）若将匀强电场方向变为竖直向下，求小球运动到碗底时对碗的压力大小．

（3）若将匀强电场方向变为竖直向上，试说明小球在碗内将如何运动。

14.（15分） 如图所示，质量为 、半径为 的质量分布均匀的圆环静止在粗糙的水平桌面上，一质量为 的光滑小球以水平速度 通过环上的小孔正对环心射入环内，与环发生第一次碰撞后到第二次碰撞前小球恰好不会从小孔中穿出。假设小球与环内壁的碰撞为弹性碰撞，只考虑圆环与桌面之间的摩擦，且粗糙程度各处相同。求：

①第一次碰撞后圆环的速度；

②第二次碰撞前圆环的位移；

③圆环通过的总位移。

15. （16分）如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图．在xoy平面的第一象限，存在以轴、轴及双曲线的一段（0≤≤L,0≤≤L）为边界的匀强电场区域Ⅰ；在第二象限存在以＝－L、＝－2L、＝0、＝L为边界的匀强电场区域Ⅱ．两个电场大小均为E，不计电子所受重力，电子的电荷量大小为e，则：

（1）从电场Ⅰ的边界B点处静止释放电子，电子离开MNPQ时的位置坐标；

（2）从电场I的AB曲线边界处由静止释放电子，电子离开MNPQ时的最小动能；

（3）若将左侧电场II整体水平向左移动（n≥1），要使电子从=-2L，=0处离开电场区域II，在电场I区域内由静止释放电子的所有位置。

物理月考答案

11.（1） （2）不要求； （3）如图所示；（4）0．10

【解析】

试题分析：滑块系统从O点开始做匀加速直线运动，挡光条通过光电门的速度为，由匀变速直线运动公式，2ad＝v2，加速度的表达式为；由于力传感器可以精确测量滑块系统所受的拉力，也就不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于滑块、挡光条以及力传感器的总质量这一条件；滑块系统运动的动力学方程为F－μMg＝Ma，得a＝F－μg，滑块系统的质量为图象斜率的倒数，可得M＝0．20kg，图线在F轴的截距F0＝μMg，得到μ＝0．10。

考点：测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数

12．（1）64.80（64.00～65.00 cm均可）　（2）ABC　（3） 16.96 mm　（4）6.125 mm（6.123～6.127 mm均可）

【解析】

试题分析：（1）本题利用了高度相同、小球运动时间相同，在比例式中，可以用位移代替速度，即变难测物理量为易测物理量，围绕10个落点所在的范围作最小的圆，其圆心即为平均落点xB＝64.8 cm（64.0～65.0 cm均可）．

（2）本实验应测出未放B球时，A球落点位置到O点的距离、A和B碰后A球和B球落点位置到O点的距离及A、B两球质量．

（3）设待测直径为l，由图知游标上第48格与主尺上64.00 mm重合，则l＋48×0.98=64.00，解得l=16.96 mm.

（4）根据螺旋测微器读数规则，待测长度为6 mm＋0.01×12.3 mm=6.123 mm

考点：验证动量守恒定律实验

13.答案：答：（1）匀强电场的电场强度的大小为．(4分)

（2）小球运动到碗底时对碗的压力大小为．（6分）

(3)对小球受力分析可得，小球将作初速度为0，加速度为 的匀加速直线运动

（3分）

【解析】（1）设匀强电场的电场强度为E，由几何 关系和平衡条件有：

qE=mgtan60°，

解得： ．

（2）当匀强电场方向变为竖直向下后，由动能定理得：

，

设小球运动到碗底时，碗对小球的支持力FN，则有：

，

解得：．

根据牛顿第三定律得，小球对碗底的压力为．

(3)对小球受力分析可得，小球将作初速度为0，加速度为 的匀加速直线运动

14. 答案①（5分）

② （5分）

③（5分）

【解析】

试题分析：①设第一次刚碰撞完，小球和环各自的速度大小分别为和，取向左为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有：

整理可以得到：，。

②第一次碰撞后经过时间，小球恰好未从小孔中穿出，即二者共速，均为，由运动学规律：

对圆环，由动量定理：

联立解得：

假设环在第二次碰撞前已停止，其位移由动能定理：

解得 [来源:学,科,网]

此时小球的位移，由运动学规律：

假设成立，所以在第二次碰撞前环的位移为

③多次碰撞后小球和环最终静止，设圆滑受到的摩擦力为，通过的总位移为，系统的动能全部转化为摩擦生热：

联立解得，圆环通过的总位移为：。

考点：动量守恒定律、功能关系

15．答案：（1）（-2L,0）  （5分）

（2）EeL  （6分）

（3）  （5分）

【解析】

试题分析：

（1）关于B点，其纵坐标y=L，根据，相应横坐标

当电子加速到y轴C位置时，，解得

电子以速度v进入电场区域Ⅱ，做类平抛运动

有L=vt,

解得：h=L即电子恰从P点射出，坐标为（-2L,0）

（2）设释放位置坐标为（x，y）

根据动能定理;   L=vt   ；

解得：即所有从边界AB曲线上由静止释放的电子均从P点射出

从边界AB出发到P点射出的全过程，由动能定理：Ek=Ee（x+y）

因为，所以当x=y=L/2时，动能EK有最小值Ek=EeL．

（3）设释放位置坐标为（x，y），，，，

解得：

考点：带电粒子在电场中的运动