高三年级物理力电综合试题

第I卷（选择题，共40分）

一．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，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分。

1．在粗糙的木板上放置一质量为m的物体，现抬起木板的一端，使其绕B端转动，如图所示．其转角在0˚～90˚间变化时，则关于物体所受到的摩擦力大小为：

Ａ．摩擦力先减小后增大　　　　　　　　　　　　 Ｂ．摩擦力始终增大

Ｃ．摩擦力先增大后减小　　　　　　　　　　　　 Ｄ．摩擦力始终减小

2．物体以水平速度v₀从高处抛出，当竖直分速度为水平分速度4倍时，物体所通过的位移大小为：（不计空气阻力）

Ａ．　　　　　 Ｂ． 　　　 Ｃ．　　　　　　Ｄ．

3．质量分别为m₁、m₂的A、B两个物体叠放在光滑的水平地面上，用水平恒力F拉A时，A和B无相对滑动，如图所示，A、B间摩擦力为f₁；若改用同样的力拉B时，A和B间仍无相对滑动，A、B间摩擦力为f₂．则f₁与f₂的比值f₁∶f₂为：

Ａ．m₁∶m₂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｂ．m₂∶m₁

Ｃ．1∶2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｄ．2∶1

4．矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示.下列说法中正确的是（　 ）

A.此交流电的频率为0.2Hz

B.此交流电动势的有效值为1V

C.t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行

D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb

5．在电梯的地板上连接一根竖直的轻弹簧．弹簧上端固定一个物体，已知弹簧的劲度系数为k，物体质量为m，弹簧被压缩了x₁；当电梯开动后，某时刻弹簧又被压缩了x₂，此刻电梯的运动状态是：

Ａ．可能以的加速度加速上升　Ｂ．可能以的加速度加速上升

Ｃ．可能以的加速度减速下降　 Ｄ．可能以的加速度减速下降

6．如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A＇、B＇、C＇、D＇作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直。下列说法正确的是

A．AD两点间电势差U_AD与A A＇两点间电势差U_AA＇

B．带正电的粒子从A点沿路径A→D→D＇移到D＇点，电

场力做正功

C．带负电的粒子从A点沿路径A→D→D＇移到D＇点，电

势能减小

D．带电的粒子从A点移到C＇点，沿对角线A C＇与沿路径A→B→B＇→C＇电场力做功相同

7．如图所示的电路，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略.现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是（　　）

A.a灯变亮，b灯和c灯变暗　 B.a灯和c灯变亮，b灯变暗

C.a灯和c灯变暗，b灯变亮　　 D.a灯和b灯变暗，c灯变亮

8．把一小段长度为1m的直导线，放置在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，当通电电流为5A时，该直导线受到的安培力F为

A．F≤0.5N　　　　　　　　 B．F=0.5N

C．F≥0.5N　　　　　　　　 D．以上情况都有可能

9．如图，空间有垂直于xoy平面的匀强磁场.t=0的时刻，一电子以速度v₀经过x轴上的A点，方向沿x轴正方向.A点坐标为(，0)，其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径.不计重力影响，则以下说法正确的是（　 ）

A．电子经过y轴时，速度大小仍为v₀

B．电子在时，第一次经过y轴

C．电子第一次经过y轴的坐标为(0，)

D．电子第一次经过y轴的坐标为(0，)

10．如图所示，在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触，磁感线垂直于导轨所在平面。到导体棒向右做切割磁感线运动的过程中，M所包围的闭合线圈N内产生的电磁感应现象是

A．产生顺时针方向的感应电流

B．没有感应电流

C．产生逆时针方向的感应电流

D．以上三种情况都有可能

第Ⅱ卷（非选择题　共110分）

二．实验题（本题共2小题，共20分）．把答案填在题中的横线上或按题目要求作图．

11．（10分）（1）有一种在工厂实际使用的游标卡尺如图所示，它是普通游标卡尺的变形。它把普通游标卡尺两个卡脚改成了斜的，两个斜卡脚与主尺都成126°52′12″（图中的∠DAC=∠EBC=126°52′12″，已知tan63°26′06″=2.000），其他部分未作改动，这种卡尺专门用来测量圆柱形或球形工件的外径。两个斜脚之间不放被测工件时，游标尺的“0”刻线恰与主尺的“0”刻线对齐，两个斜脚之间放上被测圆柱形或球形工件，使工件与主尺、两斜脚都相切，即共有三个切点，如图(1)中的D、C、E。如图(1)所示的被测圆形工件的直径为_________________mm。

（2）如果用螺旋测微器测一圆形工件的读数如图(2)所示，读数为___________mm。

（3）某同学用打点计时器测定加速度，在得到的纸带上选取七个计数点（相邻两个计数点之间还有四个点未画出），如图(3)所示，图中s₁=4.81cm，s₂=5.29cm，s₃=5.76cm，s₄=6.25cm，s₅=6.71cm，s₆=7.21cm。已知打点计时器所用交流电频率为50Hz，则加速度的大小为________________m/s²（结果保留两位有效数字）。

12．（10分）13．（13分）电阻箱是实验室常用电学元件之一，请你回答以下两个问题：

⑴电阻箱各旋钮位置如图所示，该电阻箱

的阻值为　　　　　 ；

⑵请按要求利用电阻箱设计测定电压表内电阻的电路。器材：直流电源（电动势未知，内电阻忽略不计）一个，电阻箱一只，单刀单掷开关一只，单刀双掷开关一只，电流表一只（带有满足要求的多个量程，且不计内阻），待测电压表（电压表量程满足要求）一只，导线若干。

要求：

①用二种不同测量方法，测定电压表的内电阻，每种方法不必使用全部仪器，测量电路尽可能简洁；

②要求电阻箱的读数即为电压表的内阻；

③画出测量电路原理图，并简要说明测量方法（不要求写出表达式）。

方法一：原理图：　　　　　　 步骤：　　　 　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

方法二：原理图：　　　　　　  步骤：　　　 　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　

三、本题共6小题，90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．

13．（12分）“嫦娥奔月”这一古老的神话，在我们国家变为现实，我国的“嫦娥工程”月球探测计划正在紧张有序地进行着，在2007年10月24日发射第一颗探月卫星——“嫦娥一号”。月球探测第一期工程将实现四大任务，其一、获取月球表面三维立体影像；其二、分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点；其三、探测月壤厚度；其四、探测地球至月亮的空间环境。将月球探测卫星送入月球轨道采取多级推进的方式。按照方案，卫星在和运载火箭分离后，将先在围绕地球的轨道上运行3～4圈，逐步加速，最后到达地——月转移轨道的入口速度，卫星沿大椭圆轨道飞向月球。在地——月转移轨道上，为保证卫星正确进入月球附近预定的位置，需进行2～3次轨道中途修正。在月球附近，为实现卫星环绕月球运动，需对卫星进行减速，通过三次近月点制动，逐步降低轨道的近月点，最终进入距月面200公里的圆形工作轨道，开始进行科学探测活动。已知月球的半径约为1.74×10⁶m，质量约7.35×10²²kg，万有引力恒量G＝6.67×10^—11N·m²/㎏²，，。求：“嫦娥一号”在工作轨道上的运动线速度v大小及角速度ω。（保留三位有效数字）

14．（14分）在冬天，高为h＝1.25m的平台上，覆盖一层薄冰，一乘雪橇的滑雪爱好者，从距平台边缘s＝24m处以一定的初速度向平台边缘滑去，如图所示，当他滑离平台即将着地时的瞬间，其速度方向与水平地面的夹角为θ＝45°，取重力加速度g＝10m/s²。求：

（1）滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是多大；

（2）若平台上的薄冰面与雪橇间的动摩擦因素为μ＝0.05，则滑雪者的初速度是多大？

15．（15分）一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段时，司机驾车作匀速直线运动。司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道，遂鸣笛，5s后听到回声；听到回声后又行驶10s司机第二次鸣笛，3s后听到回声。请根据以上数据帮助司机计算一下客车的速度，看客车是否超速行驶，以便提醒司机安全行驶。已知此高速公路的最高限速为120km/h，声音在空气中的传播速度为340m/s。

16．（15分）如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α＝30°，导轨电阻不计。磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，两根长为L的完全相同的金属棒ab、cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨电接触良好，每根棒的质量为m、电阻为R．现对ab施加平行导轨向上的恒力F，当ab向上做匀速直线运动时，cd保持静止状态．

（1）求力F的大小及ab运动的速度大小；

（2）若施加在ab上力的大小变为2mg，方向不变，经过一段时间后ab、cd以相同的加速度沿导轨向上加速运动，求此时ab棒和cd棒的速度差(Δv＝v_ab-v_cd)．

17．（17分）如图所示，在铅版A上放一个放射源C可向各个方向射出速率为v的β射线，B为金属网，A、B连接在电路上，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器总阻值为R。图中滑动变阻器滑片置于中点，A、B间距为d，M为荧光屏（足够大），它紧挨者金属网外侧，已知β粒子的质量为m，不计β射线所形成的电流对电路的影响， 求：

（1）闭合开关S后，AB间的场强的大小是多少?

（2）β粒子到达金属网B的最长时间?

（3）切断开关S，并撤去金属网B，加上垂直纸面向内、范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，设加上B后β粒子仍能到达荧光屏。这时在竖直方向上能观察到荧光屏亮区的长度是多?

18．（17分）如图甲所示，小车B静止在光滑水平上，一个质量为m的铁块A（可视为质点），以水平速度v₀＝4.0m/s滑上小车B的左端，然后与小车右挡板碰撞，最后恰好滑到小车的中点，已知，小车车面长L＝1m。设A与挡板碰撞无机械能损失，碰撞时间可忽略不计，g取10m/s²，求：

（1）A、B最后速度的大小；

（2）铁块A与小车B之间的动摩擦因数；

（3）铁块A与小车B的挡板相碰撞前后小车B的速度，并在图乙坐标中画出A、B相对滑动过程中小车B相对地面的速度v－t图线。

参考答案及评分标准

一．选择题：（每题4分，共40分）

题号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
答案	C	B	B	D	BD	BD	B	AB	ABD	D

二．实验题：（20分）

11．（1）24.60（3分）；（2）4.600（3分）；（3）0.48（4分）。　　　　　　　　　　　　　

12．．(10分) ⑴4602.9（2分）

⑵方法一：原理图：　　　步骤：1．把变阻箱阻值调为零，闭合开关S，读出伏特表此时读数为U；

2．调节变阻箱阻值，使电压表读数变为U/2，此时电阻箱的阻值即为电压表的内阻。

方法二：原理图：　　　　  步骤：1．S₂置于2，S₁闭合读出电流表的读数为I；

　　　　　　　　　　　　　　　　  2．断开S₁，把S₂置于1，闭合S₁，调节电阻箱的阻值使电流表的读数仍为I，此时电阻箱的阻值即为电压表的内阻。

原理图各2分，步骤各2分， 其它合理方法参照给分。

三．论述、计算题：（90分）

13．（12分）设月球的质量为M，半径为R，“嫦娥一号”卫星的质量为m，距月面的高度为h。

由牛顿第二定律及万有引力定律

………………………………………………3分

得：

＝1.59×10³　m/s………………………………………………………3分

卫星的角速度为：

……………………………………………………………3分

　　　

……………………………………………3分

14．（14分）解：(1)把滑雪爱好者着地时的速度v_t分解为如右图所示的v₀、v_┴两个分量

由 　　　　得t=0.5s　……………………………………3分

则　v_┴＝gt＝5　m/s

v₀＝ v_┴tan45°＝5　m/s…………………………………………3分

着地点到平台边缘的水平距离：x＝ v₀t＝2.5m………………2分

(2)滑雪者在平台上滑动时，受到滑动摩擦力作用而减速度，由动能定理

………………………………………4分

  　　得：v＝7m/s　………………………………………………2分

即滑雪者的初速度为7m/s。　

15．（15分）解：设客车行驶速度为v₁，声速为v₂，客车第一次鸣笛时客车离悬崖的距离为L。

由题意：在第一次鸣笛到听到回声的过程中，应有： …………4分……

当客车第二次鸣笛时，客车距离悬崖的距离为……………………2分………

同理：　 即：……………………4分…

由①③两式可得： (m/s)　……………………………………………3分……

　 v₁=24.3m/s=87.5km/h，小于120km/h，故客车未超速。……………………2分

评分标准：①③式各4分，②式2分，④式3分，得出结论⑤给2分，共15分。

  16．（15分）解：（1）ab棒所受合外力为零

　　 　　　　　　　　　　　　　 1分　

cd棒合外力为零

　　　　　　　　　　　　　　　　　　1分

ab、cd棒所受安培力为

　　　　　　　　　 1分

解得：　 　　　　　　　　　　　　 2分

　　　　　　　　　　  2分

（2）当ab、cd以共同加速度运动a运动时，运用整体法由牛顿定律得到

　　　　 　　　　　　　　　　　　　2分

　　 以b棒为研究对象有

　　　　  　　　　　　　　　　　　1分

由法拉第电磁感应定律

 　　　　　　  2分　

　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　1分

上式联立解得　　 　　　　　　　　　　　　2分

17．（17分）解：（1） 由闭合电路欧姆定律得：I = 　　　 U_AB = =

由E_AB = =

（2） β粒子在两板间运动只受电场力作用，其加速度为a = = =

分析可知，沿A板方向射出的β粒子做类似平抛运动到达B板所用时间最长

根据：d = a t² 　所以 t = =

（3）β粒子垂直进入磁场只受洛伦兹力做匀速圆周运动有：evB =

得  r′=　

荧光亮斑区的上边界就是沿A板射出的β粒子所达的a点

有：(r′―d)²  +² = r′²

= =

荧光亮斑区的下边界就是β粒子轨迹与屏相切的Ｃ点（做轨迹图）

有：(r―d)²  + ² = r²

在竖直方向上亮斑区的长度为 = 2 =2 =

18．（17分）解：(1)对A、B系统，由动量守恒定律：

Mv₀＝(M＋m) v ----------------------------------------------------------（2分）　　　　　　　

得 ----------------------------------------------------------（2分）

（2）　　　 A、B系统，由动量定理，对全过程有

μmg1.5L= ------------------------------------------------（2分）

解得　 　--------------------------------------------（2分）

（3）　　　 设A、B碰撞前速度分别为v₁₀和v₂₀

对系统动量守恒　mv₀=mv₁+Mv₂

对系统能量转化和守恒μmgL=　　　　　　　 

带入数据联立方程，解得v₁₀=1+=2.732 m/s　(舍v₁₀=1－=－0.732m/s)

　　　　　　　　　    v₂₀=1－=0.423m/s　 ----------------------------　 （2分）

该过程小车B做匀加速运动，μmg=Ma_M

　　　　　　　　 a_M=m/s²

　　　　　　　　 v₂₀= a_Mt₁ 　　　 t₁=0.317s　---------------------------- （1分）　　　　　 

A、B相碰，设A、B碰后A的速度为v₁和 v₂

A、 ，对系统动量守恒　mv₀=mv₁+Mv₂

对系统机械能守恒

带入数据联立方程，解得v₁=1－=－0.732 m/s　(舍v₁=1＋ m/s)

　　　　　　　　　　　　  “－”说明方向向左

　　　　　　　  v₂=1＋=1.577m/s　----------------------------（2分）

该过程小车B做匀减速运动，－μmg=Ma_M

　　　　　　　　 a_M=－m/s²

到最终相对静止　 v＝ v₂＋a_Mt₂

　　　　　　　   t₂=0.433s　　--------（1分）　

所以 ，运动的总时间为

　　 　t=　t₁+ t₂=0.75s

　 小车B的v-t图如图所示　----------------（2分）