2015马鞍山三模(物理)

2015届高三毕业班马鞍山三模物理试题

14．研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，而地球的质量保持不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比 A．线速度变小 B．角速度变大 C．向心加速度变大 D．距地面的高度变小

15．如图所示，竖直放置的等螺距螺线管高为h，该螺线管是用长为l的硬质直管（内径远小于h）弯制而成。一光滑小球从上端管口由静止释放，关于小球的运动，下列说法正确的是

A．小球到达下端管口时的速度大小与l有关 B

．小球到达下端管口时重力的功率为C

D．小球在运动过程中受管道的作用力大小不变

16．一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开x

始计时，其t的图象如图所示，则

tA．质点做匀速直线运动，速度为0.5 m/s B．质点做匀加速直线运动，加速度为0.5 m/s2 C．质点在1 s末速度为1.5 m/s

D．质点在第1 s内的平均速度0.75 m/s

17．如图所示，xOy坐标平面在竖直面内，y轴正方向竖直向上，空间有垂直于xOy平面的匀强磁场（图中未画出）。一带电小球从O点由静止释放，运动轨迹如图中曲线所示。下列说法中正确的是 A．轨迹OAB可能为圆弧

B．小球在整个运动过程中机械能增加

C．小球在A点时受到的洛伦兹力与重力大小相等 D．小球运动至最低点A时速度最大，且沿水平方向

18. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波形如图所示，此时刻后介质中的P质点回到平衡位置的最短时间为0.2s，Q质点回到平衡位置的最短时间为1s，已知t=0时刻P、Q两质点对平衡位置的位移相同，则

A．该简谐波的周期为1.2s B．该简谐波的波速为0.05m/s

C．t=0.8s时，P质点的加速度为零 D．经过1s，质点Q向右移动了1m

19. 对于真空中电量为Q的静止点电荷而言，当选取离点电荷无穷远处的电势为零时，离点电荷距离为r处电势为

kQ

（k为静电力常量）。如图所示，一质量为m、电量为q可视r

为点电荷的带正电小球用绝缘丝线悬挂在天花板上，在小球正下方的绝缘底座上固定一半径为R的金属球，金属球接地，两球球心间距离为d。由于静电感应，金属球上分布的感应电荷的电量为q′。则下列说法正确的是（ ）

Rq dR

q B．金属球上的感应电荷电量q

dR

kqq

C．绝缘丝线中对小球的拉力大小为mg2

dkqq

D．绝缘丝线中对小球的拉力大小mg2

d

A．金属球上的感应电荷电量q

20．某同学设计的“电磁弹射”装置如图所示，足够长的光滑金属导轨（电阻不计）水平固定放置，间距为l，磁感应强度大小为B的磁场垂直于轨道平面向下。在导轨左端跨接电容为C的电容器，另一质量为m、电阻为R的导体棒垂直于导轨摆放。先断开电键S，对电容器充电，使其带电量为Q，再闭合电键S，关于该装置及导体棒的运动情况下列说法正确的是

A．要使导体棒向右运动，电容器的b极板应带正电 B．导体棒运动的最大速度为

QBl

22

mCBl

C．导体棒运动过程中，流过导体棒横截面的电量为Q

QB2l2

D．导体棒运动过程中感应电动势的最大值为

m

第Ⅱ卷 非选择题 （180分）

21.（18分）

I. 某实验小组用如图甲所示装置测量木板对木块的摩擦力所做的功。实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动。图乙是重物落地后打点计时器打出的纸带，纸带上的小黑点是计数点，相邻的两计数点之间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。

(1)可以判断纸带的________(填“左端”或“右端”)与木块连接。根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下A点、B点时木块的速度vA、vB，其中vA＝________m/s。(结果保留两位有效数字)

(2)要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功WAB，还应测量的物理量是________。(填入物理量前的字母)

A．木板的长度l B．木块的质量m1 C．木板的质量m2 D．重物的质量m3 E．木块运动的时间t F．AB段的距离xAB

(3)在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式WAB＝________。（用vA、vB和第(2)问中测得的物理量的字母表示）

II. 某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。

(1)实验步骤如下；

A．分别将R1和R2的阻值调至最大 B．合上开关S1

C．调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数I1如图甲所示，则I1＝ μA

D．合上开关S2

E．反复调节R1和R2的阻值，使G2的指针偏转到满刻度的一半，G1的示数仍为I1，此时电阻箱R2的示数r如图乙所示，则r＝ Ω

甲 乙

(2)仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比_____(选填“偏大”“偏小”或“相等”)；

(3)若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出需在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS＝________。（用I、I1、r表示）

22. （14分）

2

如图所示，一木箱静止、在长平板车上，某时刻平板车以a = 2.5m/s的加速度由静止开始向前做匀加速直线运动，当速度达到v = 9m/s时改做匀速直线运动，己知木箱与平板车之间的动脒擦因数μ= 0.225，箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动静擦力相等（g取10m/s2）。求：

（1）车在加速过程中木箱运动的加速度的大小 （2）木箱做加速运动的时间和位移的大小

（3）要使木箱不从平板车上滑落，木箱开始时距平板车右端的最小距离。

23. （16分）

如图甲所示，在真空中，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。在磁场左侧有一对平行金属板M、N，两板间距离也为R，板长为L，板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上。置于O1处的粒子发射源可连续以速度v0沿两板的中线O1O2发射电荷量为q、质量为m的带正电的粒子（不计粒子重力），MN

两板不加电压时，粒子

经磁场偏转后恰好从圆心O的正下方P点离开磁场；若在M、N板间加如图乙所示交变电压UMN，交变电压的周期为

L

，t=0时刻入射的粒子恰好贴着N板右侧射出。求 v0

（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小 （2）交变电压电压U0的值

（3）若粒子在磁场中运动的最长、最短时间分别为t1 、t 2 ,则它们的差值t为多大？

甲

乙

24. （20分）

如图所示，一质量为m、长为L的木板A静止在光滑水平面上，其左侧固定一劲度系数为k的水平轻质弹簧，弹簧原长为l0，右侧用一不可伸长的轻质细绳连接于竖直墙上。现使一可视为质点小物块B以初速度v0从木板的右端无摩擦地向左滑动，而后压缩弹簧。设B的质量为λm，当1时细绳恰好被拉断。已知弹簧弹性势能的表达式Epk为劲度系数，x为弹簧的压缩量。求： （1）细绳所能承受的最大拉力的大小Fm

（2）当1时，小物块B滑离木板A时木板运动位移的大小sA （3）当λ＝2时，求细绳被拉断后长木板的最大加速度am的大小

（4）为保证小物块在运动过程中速度方向不发生变化，λ应满足的条件

12

kx，其中2

2015年马鞍山市三模理综物理试题参考答案及评分标准

21．I. (1) 右端；0.72 （每空2分） (2) B；

122m1(vAvB) （每空2分） 2

II. (1) 25.0；508 （每空2分） (2) 相等 （3分） (3) 22. （14分）

I1r

（3分）

II1

解：（1）设木箱的最大加速度为a，根据牛顿第二定律mgma （2分） 解得a2.25m/s22.5m/s2 （1分）

则木箱与平板车存在相对运动，所以车在加速过程中木箱的加速度为2.25m/s2（1分） （2）设木箱的加速时间为t1，加速位移为x1 。 t1

v9m/s

4s （2分） 2a2.25m/s

v292

x118m （2分）

2a22.25

（3）设平板车做匀加速直线运动的时间为t2，则

t2

v93.6s （2分） a2.5

达共同速度平板车的位移为x2则

v292

x2v(t1t2)9(43.6)19.8m （2分）

2a22.5

要使木箱不从平板车上滑落，木箱距平板车末端的最小距离满足

xx1x219.8181.8m （2分）

解：(1)当UMN=0时粒子沿O2O3方向射入磁场轨迹如图⊙

O1，设其半径为R1 。 由几何关系得：R1=R （

2分）

（2）在t=0时刻入射粒子满足：

（3）经分析可知所有粒子经电场后其速度仍为v0， 偏转角为。

由几何知识可知四边形QOPO4为菱形，故

120 （1分）

。

由几何知识可知SOPO5为菱形，故60

（1分）

解：⑴细绳恰好被拉断时，B的速度为0，细绳拉力为Fm，设此时弹簧的压缩量为x0，则有：

kx0Fm （1分）

由能量关系，有：

1212

mv0kx0 （1分）

22

解得：Fmv （2分）

⑵细绳拉断后小物块和长木板组成的系统动量守恒，有：0mvAmvB （1分） 则小物块滑离木板时木板二者的位移关系为：SASB （1分） 又SASBLl0x0 （1分）

解得：sA

1(Ll0v （1分） 2⑶当2时设细绳被拉断瞬间小物块速度大小为v1，则有：

11122

(2m)v0(2m)v12kx0 （1分） 222

细绳拉断后，小物块和长木板之间通过弹簧的弹力发生相互作用，当弹簧被压缩至最短时，长木板的加速度最大，此时小物块和长木板的速度相同，设其大小为v，弹簧压缩量为x，则由动量守恒和能量守恒有：(2m)v1(2mm)v （1分）

1112(2m)v0(2mm)v2kx2 （1分） 222

对长木板，有：kxmam （1分）

解得：am

（2分） ⑷由题意，1时，细绳不会被拉断，木板保持静止，小物块向左运动压缩弹簧后必将反向运动。

1时，小物块向左运动将弹簧压缩x0后细绳被拉断，设此时小物块速度大小为u1

由能量关系，有：

11122(m)v0(m)u12kx0 （1分） 222

此后在弹簧弹力作用下小物块做减速运动。设弹簧恢复原长时小物块速度恰减小为零，此时木板的速度为u2，则有： (m)u10mu2 （2分）

11212

(m)u12kx0mu2 （1分） 222

解得：2 （1分）

所以为保证小物块在运动过程中速度方向不发生变化，λ应满足的条件为：2 （1分）

2015届高三毕业班马鞍山三模物理试题

14．研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，而地球的质量保持不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比 A．线速度变小 B．角速度变大 C．向心加速度变大 D．距地面的高度变小

15．如图所示，竖直放置的等螺距螺线管高为h，该螺线管是用长为l的硬质直管（内径远小于h）弯制而成。一光滑小球从上端管口由静止释放，关于小球的运动，下列说法正确的是

A．小球到达下端管口时的速度大小与l有关 B

．小球到达下端管口时重力的功率为C

D．小球在运动过程中受管道的作用力大小不变

16．一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开x

始计时，其t的图象如图所示，则

tA．质点做匀速直线运动，速度为0.5 m/s B．质点做匀加速直线运动，加速度为0.5 m/s2 C．质点在1 s末速度为1.5 m/s

D．质点在第1 s内的平均速度0.75 m/s

17．如图所示，xOy坐标平面在竖直面内，y轴正方向竖直向上，空间有垂直于xOy平面的匀强磁场（图中未画出）。一带电小球从O点由静止释放，运动轨迹如图中曲线所示。下列说法中正确的是 A．轨迹OAB可能为圆弧

B．小球在整个运动过程中机械能增加

C．小球在A点时受到的洛伦兹力与重力大小相等 D．小球运动至最低点A时速度最大，且沿水平方向

18. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波形如图所示，此时刻后介质中的P质点回到平衡位置的最短时间为0.2s，Q质点回到平衡位置的最短时间为1s，已知t=0时刻P、Q两质点对平衡位置的位移相同，则

A．该简谐波的周期为1.2s B．该简谐波的波速为0.05m/s

C．t=0.8s时，P质点的加速度为零 D．经过1s，质点Q向右移动了1m

19. 对于真空中电量为Q的静止点电荷而言，当选取离点电荷无穷远处的电势为零时，离点电荷距离为r处电势为

kQ

（k为静电力常量）。如图所示，一质量为m、电量为q可视r

为点电荷的带正电小球用绝缘丝线悬挂在天花板上，在小球正下方的绝缘底座上固定一半径为R的金属球，金属球接地，两球球心间距离为d。由于静电感应，金属球上分布的感应电荷的电量为q′。则下列说法正确的是（ ）

Rq dR

q B．金属球上的感应电荷电量q

dR

kqq

C．绝缘丝线中对小球的拉力大小为mg2

dkqq

D．绝缘丝线中对小球的拉力大小mg2

d

A．金属球上的感应电荷电量q

20．某同学设计的“电磁弹射”装置如图所示，足够长的光滑金属导轨（电阻不计）水平固定放置，间距为l，磁感应强度大小为B的磁场垂直于轨道平面向下。在导轨左端跨接电容为C的电容器，另一质量为m、电阻为R的导体棒垂直于导轨摆放。先断开电键S，对电容器充电，使其带电量为Q，再闭合电键S，关于该装置及导体棒的运动情况下列说法正确的是

A．要使导体棒向右运动，电容器的b极板应带正电 B．导体棒运动的最大速度为

QBl

22

mCBl

C．导体棒运动过程中，流过导体棒横截面的电量为Q

QB2l2

D．导体棒运动过程中感应电动势的最大值为

m

第Ⅱ卷 非选择题 （180分）

21.（18分）

I. 某实验小组用如图甲所示装置测量木板对木块的摩擦力所做的功。实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动。图乙是重物落地后打点计时器打出的纸带，纸带上的小黑点是计数点，相邻的两计数点之间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。

(1)可以判断纸带的________(填“左端”或“右端”)与木块连接。根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下A点、B点时木块的速度vA、vB，其中vA＝________m/s。(结果保留两位有效数字)

(2)要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功WAB，还应测量的物理量是________。(填入物理量前的字母)

A．木板的长度l B．木块的质量m1 C．木板的质量m2 D．重物的质量m3 E．木块运动的时间t F．AB段的距离xAB

(3)在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式WAB＝________。（用vA、vB和第(2)问中测得的物理量的字母表示）

II. 某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。

(1)实验步骤如下；

A．分别将R1和R2的阻值调至最大 B．合上开关S1

C．调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数I1如图甲所示，则I1＝ μA

D．合上开关S2

E．反复调节R1和R2的阻值，使G2的指针偏转到满刻度的一半，G1的示数仍为I1，此时电阻箱R2的示数r如图乙所示，则r＝ Ω

甲 乙

(2)仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比_____(选填“偏大”“偏小”或“相等”)；

(3)若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出需在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS＝________。（用I、I1、r表示）

22. （14分）

2

如图所示，一木箱静止、在长平板车上，某时刻平板车以a = 2.5m/s的加速度由静止开始向前做匀加速直线运动，当速度达到v = 9m/s时改做匀速直线运动，己知木箱与平板车之间的动脒擦因数μ= 0.225，箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动静擦力相等（g取10m/s2）。求：

（1）车在加速过程中木箱运动的加速度的大小 （2）木箱做加速运动的时间和位移的大小

（3）要使木箱不从平板车上滑落，木箱开始时距平板车右端的最小距离。

23. （16分）

如图甲所示，在真空中，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。在磁场左侧有一对平行金属板M、N，两板间距离也为R，板长为L，板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上。置于O1处的粒子发射源可连续以速度v0沿两板的中线O1O2发射电荷量为q、质量为m的带正电的粒子（不计粒子重力），MN

两板不加电压时，粒子

经磁场偏转后恰好从圆心O的正下方P点离开磁场；若在M、N板间加如图乙所示交变电压UMN，交变电压的周期为

L

，t=0时刻入射的粒子恰好贴着N板右侧射出。求 v0

（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小 （2）交变电压电压U0的值

（3）若粒子在磁场中运动的最长、最短时间分别为t1 、t 2 ,则它们的差值t为多大？

甲

乙

24. （20分）

如图所示，一质量为m、长为L的木板A静止在光滑水平面上，其左侧固定一劲度系数为k的水平轻质弹簧，弹簧原长为l0，右侧用一不可伸长的轻质细绳连接于竖直墙上。现使一可视为质点小物块B以初速度v0从木板的右端无摩擦地向左滑动，而后压缩弹簧。设B的质量为λm，当1时细绳恰好被拉断。已知弹簧弹性势能的表达式Epk为劲度系数，x为弹簧的压缩量。求： （1）细绳所能承受的最大拉力的大小Fm

（2）当1时，小物块B滑离木板A时木板运动位移的大小sA （3）当λ＝2时，求细绳被拉断后长木板的最大加速度am的大小

（4）为保证小物块在运动过程中速度方向不发生变化，λ应满足的条件

12

kx，其中2

2015年马鞍山市三模理综物理试题参考答案及评分标准

21．I. (1) 右端；0.72 （每空2分） (2) B；

122m1(vAvB) （每空2分） 2

II. (1) 25.0；508 （每空2分） (2) 相等 （3分） (3) 22. （14分）

I1r

（3分）

II1

解：（1）设木箱的最大加速度为a，根据牛顿第二定律mgma （2分） 解得a2.25m/s22.5m/s2 （1分）

则木箱与平板车存在相对运动，所以车在加速过程中木箱的加速度为2.25m/s2（1分） （2）设木箱的加速时间为t1，加速位移为x1 。 t1

v9m/s

4s （2分） 2a2.25m/s

v292

x118m （2分）

2a22.25

（3）设平板车做匀加速直线运动的时间为t2，则

t2

v93.6s （2分） a2.5

达共同速度平板车的位移为x2则

v292

x2v(t1t2)9(43.6)19.8m （2分）

2a22.5

要使木箱不从平板车上滑落，木箱距平板车末端的最小距离满足

xx1x219.8181.8m （2分）

解：(1)当UMN=0时粒子沿O2O3方向射入磁场轨迹如图⊙

O1，设其半径为R1 。 由几何关系得：R1=R （

2分）

（2）在t=0时刻入射粒子满足：

（3）经分析可知所有粒子经电场后其速度仍为v0， 偏转角为。

由几何知识可知四边形QOPO4为菱形，故

120 （1分）

。

由几何知识可知SOPO5为菱形，故60

（1分）

解：⑴细绳恰好被拉断时，B的速度为0，细绳拉力为Fm，设此时弹簧的压缩量为x0，则有：

kx0Fm （1分）

由能量关系，有：

1212

mv0kx0 （1分）

22

解得：Fmv （2分）

⑵细绳拉断后小物块和长木板组成的系统动量守恒，有：0mvAmvB （1分） 则小物块滑离木板时木板二者的位移关系为：SASB （1分） 又SASBLl0x0 （1分）

解得：sA

1(Ll0v （1分） 2⑶当2时设细绳被拉断瞬间小物块速度大小为v1，则有：

11122

(2m)v0(2m)v12kx0 （1分） 222

细绳拉断后，小物块和长木板之间通过弹簧的弹力发生相互作用，当弹簧被压缩至最短时，长木板的加速度最大，此时小物块和长木板的速度相同，设其大小为v，弹簧压缩量为x，则由动量守恒和能量守恒有：(2m)v1(2mm)v （1分）

1112(2m)v0(2mm)v2kx2 （1分） 222

对长木板，有：kxmam （1分）

解得：am

（2分） ⑷由题意，1时，细绳不会被拉断，木板保持静止，小物块向左运动压缩弹簧后必将反向运动。

1时，小物块向左运动将弹簧压缩x0后细绳被拉断，设此时小物块速度大小为u1

由能量关系，有：

11122(m)v0(m)u12kx0 （1分） 222

此后在弹簧弹力作用下小物块做减速运动。设弹簧恢复原长时小物块速度恰减小为零，此时木板的速度为u2，则有： (m)u10mu2 （2分）

11212

(m)u12kx0mu2 （1分） 222

解得：2 （1分）

所以为保证小物块在运动过程中速度方向不发生变化，λ应满足的条件为：2 （1分）