天津市2015届高三物理第五次联考试题.doc

天 津 大 联 考2015届高三第五次联考理科综合(物理部分)理科综合共300分,考试用时150分钟。物理试卷分为第卷(选择题)和第卷两部分,第卷1至2页,第卷3至4页,共120分。答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号涂写在答题卡上,并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时,考生务必将第卷的答案涂写在答题卡上,答在试卷上的无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。祝各位考生考试顺利!第卷(选择题共48分)考生注意:1.每题选出答案后,用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。2.本卷共8题,共48分。一、单项选择题(每小题6分,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)1.关于带电粒子在匀强磁场中所受的洛伦兹力,下列说法正确的是A.洛伦兹力的方向可以不垂直于带电粒子的运动方向B.洛伦兹力力的方向总是垂直于磁场的方向C.洛伦兹力的大小与带电粒子的速度方向和磁场方向的夹角无关D.仅将带电粒子的速度减半,洛伦兹力的大小变为原来的两倍2.如图所示,水平光滑U形金属导轨固定放置在磁感应强度的大小为B的竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为L。一电阻为R的金属棒ab垂直放在导轨上,某时刻金属棒ab的速度为v0。导轨的电阻不计,则电路中的热功率为A. B.C. D.3.如图所示,在倾角=30°的光滑斜面上,垂直斜面放置一根导体棒,导体棒通以图示的电流。匀强磁场方向垂直于斜面斜向上(图中未画出),当磁感应强度B1=1 T时,导体棒恰好静止于斜面上。g取10 m/s2,若将磁感应强度改为B2=0.4 T,则导体棒沿斜面运动的加速度大小为 A.1 m/s2B.2 m/s2C.3 m/s2D.4 m/s24.高速公路由于路面损坏进行了重修,对于同一辆车,重修后与路面的阻力是其未重修时与路面阻力的1.5倍。已知AB段路面进行了重修,BD段路面未重修。一辆汽车以额定功率行驶,在AB段和CD段做匀速直线运动,在BC段做变速直线运动,则A.汽车在AB段和CD段的速度之比为23B.汽车在AB段和CD段的速度之比为32C.汽车在BC段做匀加速直线运动D.汽车在BC段做匀减速直线运动5.如图甲所示是一台交流发电机的构造示意图,产生交变电流的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示。发电机线圈电阻为1 ,外接电阻为4 ,则A.该交变电流的频率为0.25 HzB.电压表的示数为4 VC.在t=0.01 s时刻,电路中电流的瞬时值为1 AD.若线圈转速变为原来的2倍,此时耐压值为5 V的电容器与外接电阻并联而不会被烧坏二、不定项选择题(每小题6分,共18分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,选错或不答的得0分)6.按照俄航天署制定的2016至2025年航天计划,俄罗斯将在2018年开始建造月球基地所需的部件以及用于基地建设的专用设备,为未来开发月球奠定基础。如果发射一颗与月球在同一轨道上且距离月球较远的人造地球卫星,则A.该卫星与月球的速度大小相等B.该卫星与月球的运行周期相同 C.该卫星若想追上月球,必需一直加速D.因为与月球在同一轨道,该卫星有可能与月球相撞7.如图所示,灯泡A、B与固定电阻的阻值相同,均为R;L是自感系数较大的线圈,其直流电阻也为R。下列说法正确的是A.开关S闭合时,A灯立刻变亮,B灯逐渐变亮B.开关S闭合时,A、B灯均立刻变亮C.开关S断开时,A、B灯均逐渐熄灭D.开关S断开时,A灯立刻熄灭,B灯逐渐熄灭8.电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制造的用来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表。如图所示为电磁流量计的示意图,匀强磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B;当管中的导电液体流过时,测得管壁上a、b两点间的电压为U,单位时间(1 s)内流过管道横截面的液体体积为流量(m3),已知管道直径为D,则A.管中的导电液体流速为B.管中的导电液体流速为C.管中的导电液体流量为D.管中的导电液体流量为第卷(非选择题共72分)非选择题部分共4小题,把答案填写在答题卷中的横线上或按题目要求作答。解答题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。9.(18分)(1)(4分)质量m=5 kg的小球系于弹簧的一端,套在光滑竖直圆环上,弹簧的另一端固定在环上的A点,环半径R=0.5 m,弹簧原长l0=R=0.5 m。当球从图中位置C滑至最低点B时,测得此时小球的速度大小v=2 m/s,弹簧的弹力为50 N,重力加速度g=10 m/s2,则球在B点时弹簧的弹性势能Ep=J,圆环对小球的作用力大小为N。 (2)(6分)某同学在学完“力的合成”后,想在家里做实验“验证力的平行四边形定则”。他从学校的实验室里借来两个弹簧秤,按如下步骤进行实验。在竖直墙上贴一张白纸用来记录弹簧秤弹力的大小和方向;在一个弹簧秤的下端悬挂一装满水的水杯,记下静止时弹簧秤的示数F;将一根大约30 cm长的细线从杯带中穿过,再将细线两端分别拴在两个弹簧秤的挂钩上。在靠近白纸处用手对称地拉开细线,使两个弹簧秤的示数相等,在白纸上记下细线的方向,弹簧秤的示数如图甲所示,则弹簧秤的示数为N; 在白纸上按一定标度作出两个弹簧秤的弹力的图示,如图乙所示,根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F',合力F'=N; 若,就可以验证力的平行四边形定则。 (3)(8分)在测定“电池的电动势和内阻”实验中,有如下实验器材:A.待测干电池(电动势约为1.5 V,内阻小于1.0 )B.电流表(量程03 mA,内阻r1=10 )C.电流表(量程00.6 A,内阻r2=0.1 )D.滑动变阻器R1(阻值范围020 ,允许通过的最大电流为3 A)E.滑动变阻器R2(阻值范围0500 ,允许通过的最大电流为0.6 A)F.定值电阻R0(980 )G.开关和导线若干某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了图甲中的(a)、(b)两个参考实验电路,其中合理的是图所示的电路;在该电路中,为操作方便且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选(填写字母代号)。 图乙为该同学根据(1)中选出的合理实验电路测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表的示数,I2为电流表的示数),则由图线可得被测电池的电动势E=V(保留两位小数),内阻r=(保留一位小数)。 10.(16分)轻质细线吊着一质量m=1.5 kg、边长L=2 m、匝数n=10的正方形线圈,线圈的总电阻r=5 。边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化的规律如图乙所示,从t=0开始经t0时间细线开始松弛,g=10 m/s2。求:(1)在t0时间内线圈的电功率。(2)t0的值。11.(18分)如图所示,M、N为纸面内两平行光滑导轨,间距为L,处于垂直于纸面向外的匀强磁场中。匀强磁场的磁感应强度为B。轻质金属杆ab与导轨垂直,并沿导轨做匀速直线运动,金属杆运动过程中始终与导轨接触良好,导轨右端与定值电阻连接。P、Q为平行板电容器,两极板间距为d,极板的长度为l,上下两极板分别与定值电阻两端相连。有一带正电的粒子,其质量为m,电荷量为q,粒子从两极板正中央以速度v0沿平行于极板的方向进入两极板之间,恰能从平行板电容器上极板的边缘离开电容器。已知轻质杆和定值电阻的阻值分别为r(有效电阻)和R,其余电阻不计,带电粒子的重力不计。则:(1)轻质杆应沿什么方向运动?(2)轻质杆速度应为多大?12.(20分)如图所示,边长L=0.2 m的正方形abcd区域(含边界)内,存在着垂直于区域纸面向内、大小为5.0×10-2 T的匀强磁场B。带电平行金属板MN、PQ间形成了边长l=0.1 m的正方形匀强电场E(不考虑板外其他区域的电场)区域,且电场区域与磁场区域的上边、左边对齐。两板右端N、Q间有一绝缘挡板EF,EF中间有一小孔O。在M和P的中间位置有一离子源S,能够正对孔O不断发射出各种速率的带负电离子,离子的电荷量均为q=3.2×10-18 C,质量均为m=6.4×10-26 kg。(不计离子的重力,不考虑离子之间的相互作用,离子打到金属板或挡板上后将不反弹)(1)为使速率为2×106 m/s的离子能从O孔射出,则金属板间的电压U为多大?哪个是正极板?(2)为使离子能从bc边界射出,则板间所加的电压范围是什么?(3)在电压取题(2)中满足条件的最小值的情况下,紧贴磁场边缘cd的内侧,从c点沿cd方向入射一电荷量也为q、质量也为m的带正电离子,要保证磁场中能够发生正、负离子的相向正碰(碰撞时两离子的速度方向恰好相反),求该正离子入射的速率。2015届高三第五次联考理科综合(物理部分)参考答案1.B解析:洛伦兹力方向既垂直于带电粒子的运动方向,又垂直于磁场的方向,选项A错误、B正确;洛伦兹力的大小与带电粒子的速度方向和磁场方向的夹角都有关系,将带电粒子的速度减半,洛伦兹力的大小也减半,选项C、D错误。2.A解析:电路中的热功率等于安培力的功率,安培力F=BIL,I=,E=BLv0,联立可得F=,安培力的功率P=Fv0=,选项A正确。3.C解析:当磁感应强度B1=1 T时,导体棒受重力、支持力、安培力作用而处于平衡状态,有mgsin =B1IL,当磁感应强度改为B2=0.4 T之后,有mgsin -B2IL=ma,解得a=3 m/s2,选项C正确。4.A解析:汽车以额定功率行驶,P=Fv=f阻v,速度与阻力成反比,汽车在AB段和CD段的速度之比为23,选项A正确、B错误;汽车在BC段做加速运动,但牵引力是变力,不是匀加速运动,选项C、D错误。5.C解析:由题图乙可知,交流电的周期T=0.04 s,所以频率为25 Hz,选项A错误;电压表的示数为有效值U=2 V,选项B错误;在t=0.01 s时刻,感应电动势为最大值5 V,电路中电流的瞬时值I=1 A,选项C正确;若转速变为原来的2倍,由Em=nBS可得,最大值变为10 V,外接电阻两端的电压最大值为8 V, 耐压值为5 V的电容器会烧坏,选项D错误。6.AB解析:万有引力充当向心力,则有G=m,G=mr,可得v=,T=2,该卫星与月球的速度大小相等、运行周期相同,选项A、B正确;该卫星若想追上月球,可以先减速,再加速,选项C错误;因为与月球在同一轨道,速度大小相同,该卫星不可能与月球相撞,选项D错误。7.AC解析:开关S闭合时,根据通电自感的特点,A灯立刻变亮,B灯逐渐变亮,选项A正确、B错误;开关S断开时,根据断电自感的特点,A、B灯均逐渐熄灭,选项C正确、D错误。8.AD解析:根据法拉第电磁感应定律,有U=BDv,管中的导电液体流速v=,选项A正确、B错误;管中的导电液体流量Q=v×t×S=v××()2,故Q=,选项C错误、D正确。9.(1)27.540(每空2分)(2)3.00(2分)5.2±0.2(2分)F'在竖直方向且数值与F近似相等(2分)(3)(a)D(每空2分)1.48(1.47也正确)0.8(每空2分)10.解:(1)由法拉第电磁感应定律得:E=n=n=2.5 V(3分)线圈中的电流I=0.5 A(2分)线圈的电功率P=EI=1.25 W。(3分)(2)分析线圈受力可知,当细线松弛时有:F安=nI=mg(2分) 解得=3 T(2分)由题中图乙知:=1+0.5t0(2分)解得:t0=4 s。(2分)11.解:(1)粒子在电场中受到的电场力方向向上,说明Q极板电势高于P极板电势。流经轻质杆的电流方向由a到b,根据右手定则,可得轻质杆向右运动。(4分)(2)粒子在匀强电场中做类平抛运动,有:l=v0t(3分)=t2(3分)轻质杆ab切割磁感线产生的感应电动势E=BLv(2分)根据闭合电路欧姆定律得:I=(2分)P、Q间的电压U=IR(2分)解得v=。(2分)12.解:(1)穿过孔O的离子在金属板间需满足:qvB=q(3分)解得U=1×104 V(2分)且MN为正极板。(1分)(2)离子穿过孔O后在磁场中做匀速圆周运动,有:qv'B=qqv'B=m(2分)可得U'=R(2分)从bc边射出的离子,其临界轨迹见图甲中的最大半径R1=0.1 m,最小半径R2=0.075 m(2分)故9.375×102 V<U'1.25×103 V。(1分)(3)当U取最小值时,离子轨迹见图甲中的,半径为R2=0.075 m发生正碰,即两离子的轨迹应相切,见图乙,设从c进入磁场的离子运动的半径为r,速率为v1,则有(r-R2)2=+(r-l)2(2分)得r=0.2 m(1分)又qv1B=m(2分)代入数据解得v1=5×105 m/s。(2分)- 7 -