安徽省六校教育研究会2014届高三2月联考物理试卷(带解析)

安徽省六校教育研究会2014届高三2月联考物理试卷

一、选择题（题型注释）

1．如图所示，质量为M、半径为R、内壁光滑的半球形容器静放在粗糙水平地面上，O为球心。有一劲度系数为K的轻弹簧一端固定在半球底部O处，另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点。已知地面与半球形容器间的动摩擦因数为μ， OP与水平方向的夹角为θ＝30°．下列说法正确的是

A．小球受到轻弹簧的弹力大小为3mg

21B．小球受到容器的支持力大小为mg 2C．弹簧原长为Rmg kD．容器相对于水平面有向左的运动趋势 【答案】C 【解析】

试题分析：对小球受力分析如下图所示，弹簧弹力F沿弹簧中心轴线o'p方向，圆弧面的弹力N沿半径po方向，质量m的球保持静止，弹力F和N与小球重力三力平衡，根据30可知，三角形oo'p是等边三角形。即F与竖直反向夹角为60，而N与竖直方向夹角也是

60，根据N和F的合力竖直向上，大小等于重力mg可判断NFmg，选项AB错。

弹簧压缩的长度为xN，根据弹簧压缩后的长度o'pR可得弹簧原长kLRxRmg。选项C对。小球和容器整体静止，作为一个整体，受到两个竖直向k下的重力mg和Mg，以及地面支持力，水平方向没有运动趋势，选项D错。

考点：共点力的平衡 整体法和隔离法

2．平直公路上有一超声波测速仪B，汽车A向B做直线运动，当两者相距355m时，B发出超声波，同时由于紧急情况A刹车，当B接收到反射回来的超声波信号时，A恰好停止，此时刻AB相距335m。已知超声波的声速为340m/s，则汽车刹车的加速度大小为

2 22

A．10m/sB．20m/s C．5m/s D．无法确定 【答案】A 【解析】 试题分析：测速仪B发出的超声波信号和汽车A的刹车过程示意图如下，汽车从A到C的减速过程，超声波信号从B传到C，汽车继续减少从C到D减到0时，超声波信号从C返回到B，根据超声波信号从B到C和从C返回B的路程相等，判断汽车从A减速C和从C减速到D的时间相等，又根据匀减速末速度为0，可看做反向的匀加速直线运动，连续相等时间间隔内通过位移比为1:3:5:7„„，即得ＣＤ：ＡＣ＝1:3，根据题意可得

CDAC355m335m20m，所以CD5m，AC15m，所以BC的距离为BC355m15m340m,即汽车从C到D的时间t汽车刹车的加速度a10m/s，对照选项A对。

2340m121s，所以有CDat，340m/s2 考点：匀变速直线运动 追击相遇

3．2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空。该卫星将在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；最终在月球表面实现软着陆。若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响。则

42RA．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为 2T2R(Rh)3B．月球的第一宇宙速度为 TC．“嫦娥三号”降落月球时，通常使用降落伞减速从而实现软着陆

42(Rh)3D．物体在月球表面自由下落的加速度大小为 22RT【答案】D 【解析】

42(Rh)试题分析：卫星在运动过程中，匀速圆周运动的向心加速度a，选项A错。

T2GMm4242(Rh)3m(Rh)2，整理得月球质量M万有引力提供向心力即，月22GT(Rh)TGMmv2m，带入月球的第一宇宙速度即在月球表面做匀速圆周运动的卫星线速度，即2RR42(Rh)32(Rh)Rh球质量可得，选项B错。物体在月球表面万有引力提

RT2TRGM42(Rh)3GMmma，整理得a2供重力即。选项D对。月球表面没有空气，222RRRT降落伞不受阻力，无法减速，选项C错。

考点：万有引力与航天

4．如图所示，以O点为圆心，以R=0.20m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成θ=60°角，已知a、b、c 三点的电势分别为43V 、4V、43V，则下列说法正确的是

A．该匀强电场的场强E=403V/m B．该匀强电场的场强E=80V/m C．d点的电势为23V D．d点的电势为4V 【答案】D 【解析】

试题分析：匀强电场中任意一条线段中点电势等于两端电势的平均值，根据A43v，B4v，C43v可得原点O的电势O0v，D点电势是D4v，答案C错D对。

匀强电场中的电场线和等势面垂直，过B点和D点的等势面与电场线垂直，如下图所示，BD沿电场线方向的距离dBDcos0.2m，BD的电势差u4v(4v)8v，所以电场强

度Eu8v40v/m。对照选项AB错。 d0.2m

考点：匀强电场 5．如图a为xy平面内沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图象，图b为x=0处质点的振动图象，由图象可知，下列说法中正确的是

A．t=0时，质点p沿y轴正方向加速运动

B．t=0到t=2s内，质点P通过的路程一定是8cm C．t=2s时，质点Q运动到x=0.2m处 D．t=3s时，质点Q的加速度为零 【答案】B 【解析】

试题分析：根据图b中x=0处质点振动图像可知，t=0时刻x=0处质点竖直向上沿y轴正向运动，根据质点的振动方向和波的传播方向在波形图同一侧可判断波沿x轴负方向传播，据此判断质点P沿y轴负方向运动选项A错。根据图b质点振动周期T4s，可知在t=0到t=2s内半个周期内，通过路程为2倍振幅即 8cm选项B对。在t=0时质点Q在平衡位置向上振动，t=2s时刚好经过半个周期，Q点再次回到平衡位置向下振动，选项C错。t=3s时，质点Q运动到最低点，加速度最大，速度为0，选项D错。 考点：机械振动

6．如图，一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动（小球可视为质点），飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。O为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为R，OB与水平方向夹角为60°，重力加速度为g，则小球抛出时的初速度为

A．3gR33gR B． 223gR D．23gR 3C．

【答案】A 【解析】

试题分析：平抛运动经过B点时，合速度沿切线方向，速度合成如下图，几何关系可知

gtgt2tan30，竖直方向自由落体运动，根据几何关系可得水平方向的位移

v0v0tgtgt2gt2v0tRRcos601.5R，带入可得tan30，整理得tv0v0t1.5R3R，2g那么水平速度v01.5R33gR，对照选项A对。 t2考点：平抛运动

7．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10 : 1,b是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻R以外其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u12202sin100t(V)．下列说法中正确的是

A．t1s时，点c、d间的电压瞬时值为110V 600B．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V

C．单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小

D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小 【答案】B 【解析】

试题分析：根据原线圈电压瞬时值u12202sin100t t可判断1s点c、d600 ，

间的电压瞬时值为

示数为有效值，根据u12202sin100t1102v,选项A错。电压表测量副线圈电压，

u110可得，电压表示数为22v选项B对。单刀双掷开关与a连接，u21滑动变阻器触头P向上移动的过程中，原线圈电压不变，原副线圈匝数比不变，所以副线圈电压u2不变，电压表示数不变，滑片P向上滑动，滑动变阻器变大，副线圈电流变小，电

流表示数变小，选项C错。当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈匝数减少，根据u1n1，u2n2n1减小，副线圈电压u2增大即电压表示数变大，副线圈电阻不变，所以电流表示数也变大，

选项D错。

考点：理想变压器

二、填空题（题型注释）

三、实验题（题型注释）

8．某探究学习小组的同学试图以图中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了如图所示的一套装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、小木块、细沙．当滑块连上纸带，沙桶中不放沙子时，释放沙桶，滑块不动。要完成该实验，你认为：

（1）还需要的实验器材有 ． （2）实验时首先要做的步骤是 ，为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的条件是 ．

（3）在上述的基础上，某同学测得滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，测得此时沙和沙桶的总质量m．接通电源，释放沙桶，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1mgL112Mv2Mv12 22【解析】

试题分析：（1）根据打点计时器的纸带分析可计算出初末速度和小车对应的位移，但需要有测量长度的工具即刻度尺。要找到合外力做功，位移测量后，还要找到合外力，即沙和沙桶的重力，因此需要天平来测量质量从而计算重力。（2）实验设计中，把绳子拉力作为合力，即排除了摩擦力做功，所以实验首先要做的步骤是平衡摩擦力。对绳子拉力，我们以沙和沙桶重力来代替，事实上，绳子拉力并不等于重力，小车和沙桶做为一个整体，加速度

amgmg，绳子拉力FMa，当m远小于M时，绳子拉力近似等于沙和沙mmM1M桶重力。（3）若满足动能定理则有合外力做功等于动能变化量，即mgL112Mv2Mv12. 22

考点：验证动能定理设计探究

9．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：

A．直流电源3V（内阻可不计） B．直流电流表0～3A（内阻约0.1Ω） C．直流电流表0～600mA（内阻约0.5Ω） D．直流电压表0～3V（内阻约3kΩ） E．直流电压表0～15V（内阻约200kΩ） F．滑线变阻器（10Ω，1A） G．滑线变阻器（1kΩ，300mA）

（1）除开关、导线外，为完成实验，需要从上述器材中选用 （用字母代号）

（2）某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图所示，电路中所有元器件都是完好的，且电压表和电流表已调零。闭合开关后发现电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则可判断断路的导线是 ；若电压表示数为零，电流表的示数为0.3A，小灯泡亮，则断路的导线是 ；若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表示数不能调为零，则断路的导线是 。

（3）下表中的各组数据该同学在实验中测得的，根据表格中的数据在如图所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线。

（4）如图所示，将两个这样的灯泡并联后再与5Ω的定值电阻R0串联，接在电压恒定为4V的电路上，每个灯泡的实际功率为 （结果保留两位有效数字）。

【答案】（1）ACDF；（2分，部分对得1分）（2）d，h，g；（共3分，各1分）（3）如下图（2分）

（4）0.30W（3分）

【解析】 试题分析：（1）实验器材的选择首先是电源A，标有“3V 1.5W”的灯泡额定电压为3v所以电压表量程选择03v即可，即选择D，额定电流IP0.5A500mA，根据量程，电U流表选择C。由于要描绘伏安特性曲线，电压从0开始调节，滑动变阻器选择分压式，所以滑动变阻器选择阻值小的F。

（2）灯泡不亮，电流表示数为0电压表示数2v，说明在灯泡这条支路出现了断路，滑动变阻器与电源是接通的。根据电压表有示数，说明电压表与滑动变阻器的连接没问题，即ehcb都是通路，所以断路的只能是d.若电流表的示数为0.3A，小灯泡亮，说明灯泡电路是通路，即bcde是通路，电压表没有示数，说明电压表与电路连接有断路，所以只能是h断路。若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表示数不能调为零，说明滑动变阻器的连接方式不是分压式，而是限流式，也就是说滑动变阻器串联在电路中，所以断路的是g。

（3）描点作图见答案。注意不是直线，随电压增大功率增大温度升高，电阻变大。IU斜率变小。

（4）结合上一问所描述的伏安特性曲线，设灯泡电流为I，对应的电压为U，则有

U4v2I5，结合图像得I0.3A，U1v，所以功率pUI0.30w。

考点：描绘小灯泡伏安特性曲线实验探究分析

四、计算题（题型注释） 10．（14分）如图所示，在倾角θ=37的固定斜面上放置一质量M=1kg、长度L=3m的薄平板AB．平板的上表面光滑，其下端B与斜面底端C的距离为16m．在平板的上端A处放一质量m=0.6kg的滑块，开始时使平板和滑块都静止，之后将它们无初速释放．设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为=0.5，求滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差

002

Δt．（sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s）

【答案】t2s 【解析】

试题分析：对薄板，沿斜面方向由于Mgsin37(mM)gcos37，故滑块在薄板上滑动时，薄板静止不动．

对滑块：在薄板上滑行时加速度a1gsin376m/s， （2分） 到达B点时速度 v2a1L6m/s 2（2分）

2滑块由B至C时的加速度 a2gsin37－gcos372m/s （2分） 设滑块由B至C所用时间为t，

1LBCvta2t22则，解得t2s （2分）

对薄板，滑块滑离后才开始运动，加速度a3gsin37－gcos372m/s， （2分）

2滑至C端所用时间为t'，则LBC1a3t2，解得t4s （2分） 2滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差为：ttt2s （2分） 考点：牛顿运动定律 匀变速直线运动 11．（16分）如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨M、N水平固定，长为L、阻值为R0的金属棒ab垂直于导轨放置，可紧贴导轨滑动。导轨右侧连接一对水平放置的平行金属板AC，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计。轨道处的磁场方向竖直向下，金属板AC间的磁场方向垂直纸面向里，两磁场均为匀强磁场且磁感应强度大小均为B。当ab棒以速度v0向右匀速运动时，一电量大小为q的微粒以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板的方向进入板间恰好做匀速圆周运动。试求：

（1）AC两板间的电压U； （2）带电微粒的质量m；

（3）欲使微粒不打到极板上，带电微粒的速度v应满足什么样的条件．

(RR0)d2gRBLv0RqBLv0【答案】（1）U （2）m （3）v 或

RR0(RR0)gd2RLv0(RR0)(L2d2)gv 2RLv0【解析】

试题分析：（1）棒ab向右运动时产生的电动势为： BLv0 （1分） AC间的电压即为电阻R的分压，由分压关系可得：

UERE （或：I，UIR） （1分）

RR0RR0URBLv0（1分）

RR0解得： （2）带电粒子在板间做匀速圆周运动，则重力与电场力平衡 有：qUmg （2分） d解得：mRqBLv0 （1分）

(RR0)gd（3）粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得：

v2qvBm （2分）

r若粒子恰从C板右边缘离开，运动轨迹如图所示，由几何关系可得：

L(r1-d)r2221 所以：1L2d2r （2分）

2d(R+R0)(L2+d2)g解得： v1= （1分）

2RLv0如粒子恰从C板左边缘离开，则有：r2d （2分） 2

(RR0)d2g解得：v2 （1分）

2RLv0故带电粒子的速度大小v应满足的条件：

(RR0)d2g(RR0)(L2d2)gv 或 v （2分）

2RLv02RLv0考点：电磁感应 带电粒子在复合场中的运动

12．（20分）如图所示，光滑绝缘水平面的上方空间被竖直的分界面MN分隔成两部分，左侧空间有一水平向右的匀强电场，场强大小E1mg，右侧空间有长为R＝0.114m的绝缘q轻绳，绳的一端固定于O点，另一端拴一个质量为m小球B在竖直面内沿顺时针方向做圆周运动，运动到最低点时速度大小vB＝10m/s（小球B在最低点时与地面接触但无弹力）。在MN左侧水平面上有一质量也为m，带电量为q的小球A，某时刻在距MN平面L位置由静止释放，恰能与运动到最低点的B球发生正碰，并瞬间粘合成一个整体C。（取g＝10m/s）

2

（1）如果L＝0.2m，求整体C运动到最高点时的速率。（结果保留1位小数）

（2）在（1）条件下，整体C在最高点时受到细绳的拉力是小球B重力的多少倍？（结果取整数）

（3）若碰后瞬间在MN的右侧空间立即加上一水平向左的匀强电场，场强大小E223E1，当L满足什么条件时，整体C可在竖直面内做完整的圆周运动。（结果保留1位小数）

3.4ms （2）18倍 （3）L0.8m或L12.8m 【答案】（1）vc【解析】

试题分析：（1）对A球，从静止到碰B的过程由动能定理：E1qL解得：vA12mvA 22gL2100.22ms （2分）

A、B碰撞由动量守恒，有：mvBmvA2mvC

解得共同速度：vC4ms，方向向左 （2分）

，由机械能守恒： 设整体C在最高点速度为vc

2mg2R1122 2mvc2mvc223.4ms (2分) vc2vc（2）由牛顿第二定律，在圆周运动最高点：T2mg2m

R解得受到的拉力：T  18mg 即为小球B重力的18倍。 （2分）

（3）MN右侧空间加上一水平向左的匀强电场E2后，整体C受到重力和电场力的合力为：

F(2mg)2(qE2)24mg， (1分)

设合力方向与竖直方向间的夹角为，合力作为等效重力，如图，则有 tanqE23，所以，600 (1分) 2mg P和Q即为等效的最低点和最高点

整体C做完整圆周运动的条件是：在Q点即等效最高点绳的拉力满足：FT0 设此时整体C在Q点的速度为v0，

2v0即：4mg2m 得：v02gR （2分）

R设整体C在最低点的速度大小为v1，由动能定理：

-4mgR(1+cos600)=1122mv0-2mv12 22v13.0ms （2分）

A、B碰撞由动量守恒，有：mvBmvA2mv1 （1分）

若碰后整体C方向向左，取最小v13.0m/s，得：vA14.0ms

由vA12gL 得：L0.8m （2分）

若碰后整体C方向向右，取最小v13.0m/s 得：vA216ms 由vA22gL 得：L12.8m （2分）

所以，L满足的条件是：L0.8m或L12.8m （1分） 考点：圆周运动 动量守恒定律 动能定理

五、作图题（题型注释）

六、简答题（题型注释）