河北省衡水市武邑中學(xué)2019屆高三物理下學(xué)期第一次質(zhì)檢試題（含解析）一、單選題（本大題共4小題，共24分）1.直線電流周圍空間各點(diǎn)的磁場強(qiáng)度的關(guān)系式為，其中i為直線電流強(qiáng)度的大小，x為空間各點(diǎn)到直線電流的垂直距離。在空間放置兩相互平行的直導(dǎo)線，其間距為a，現(xiàn)在兩導(dǎo)線中通有大小與方向均相同的電流，規(guī)定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向外為正方向，則在0a之間的合磁感應(yīng)強(qiáng)度隨x的變化規(guī)律符合下列圖像中的a. b. c. d. 【答案】a【解析】【分析】根據(jù)右手螺旋定則可得知電流方向與磁場方向的關(guān)系，電導(dǎo)線周圍有磁場存在，磁場除大小之外還有方向，所以合磁場通過矢量疊加來處理?！驹斀狻扛鶕?jù)右手螺旋定則可得左邊通電導(dǎo)線在兩根導(dǎo)線之間的磁場方向垂直紙面向外，右邊通電導(dǎo)線在兩根導(dǎo)線之間的磁場方向垂直紙面向里，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場越弱，在兩根導(dǎo)線中間位置磁場為零。由于規(guī)定b的正方向即為垂直紙面向外，所以a正確，bcd錯誤。故選：a。【點(diǎn)睛】由于電流大小相等，方向相同，所以兩根連線的中點(diǎn)磁場剛好為零，從中點(diǎn)向兩邊移動磁場越來越強(qiáng)，左邊的磁場垂直紙面向里，右邊的磁場垂直紙面向外。2.航天事業(yè)在不斷地發(fā)展，各國對探索太空的奧秘都已產(chǎn)生了濃厚的興趣，尤其是對適合人類居住的星球的探索。經(jīng)過長時(shí)間的觀測，終于在太陽星系外發(fā)現(xiàn)了一顆適合人類居住的星球a，通過研究發(fā)現(xiàn)星球a的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的2倍，直徑約為地球直徑的2倍。則a. 星球a的自轉(zhuǎn)周期一定比地球的自轉(zhuǎn)周期小b. 同一物體在星球a表面的重力約為在地球表面重力的14倍c. 星球a衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度與地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度近似相等d. 如果星球a的衛(wèi)星與地球的衛(wèi)星分別以相同的軌道半徑運(yùn)行，則兩衛(wèi)星的線速度大小一定相等【答案】c【解析】【分析】根據(jù)星球a的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的2倍，直徑約為地球直徑的2倍，星球a的自轉(zhuǎn)周期一定比地球的自轉(zhuǎn)周期小，同一物體在星球a表面的重力約為在地球表面重力的多少倍可知，本題考查“萬有引力定律研究天體運(yùn)動”，利用萬有引力定律和圓周運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行求解?！驹斀狻縜項(xiàng)：由于無法確定a星球與地球的同步衛(wèi)星的半徑，所以無法確定兩者的自轉(zhuǎn)周期的關(guān)系，故a錯誤；b項(xiàng)：由公式mg=gmmr2可得：g=gmr2 ，所以gag=mamr2ra2=214=12，故b錯誤；c項(xiàng)：由公式gmmr2=mv2r可得：v=gmr所以vav=mamrra=1，故c正確；d項(xiàng)：由公式v=gmr可知，因m不同，則v不同，則d錯誤。故選：c?！军c(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力等于重力這一理論，并能靈活運(yùn)用，知道重力加速度的大小與中心天體的質(zhì)量和半徑有關(guān)，而線速度與半徑有關(guān)。3.兩個(gè)等量同種電荷固定于光滑水平面上,其連線中垂線上有a、b、c三點(diǎn),如圖1所示。一個(gè)電荷量為2c,質(zhì)量為1kg的小物塊從c點(diǎn)靜止釋放,其運(yùn)動的vt圖象如圖2所示,其中b點(diǎn)處為整條圖線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線)。則下列說法正確的是（ ）a. 由c點(diǎn)到a點(diǎn)的過程中，電勢逐漸升高b. 由c到a的過程中物塊的電勢能先減小后變大c. b點(diǎn)為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點(diǎn)，場強(qiáng)e=1 v/md. ab兩點(diǎn)的電勢差uab=4v【答案】c【解析】試題分析：a、據(jù)兩個(gè)等量的同種正電荷，其連線中垂線上電場強(qiáng)度方向由o點(diǎn)沿中垂線指向外側(cè)，故由c點(diǎn)到a點(diǎn)的過程中電勢逐漸減小，故a錯誤；b、從速度時(shí)間圖象可知帶電粒子的速度增大，電場力做正功，電勢能減小，故b正確；c、從速度時(shí)間圖象可知帶電粒子在b點(diǎn)的加速度最大為am=2m/s2，所受的電場力最大為 fm=mam=2n，據(jù)e=f/q知，b點(diǎn)的場強(qiáng)最大為1n/c，故c正確；d、從速度時(shí)間圖象可知a、b兩點(diǎn)的速度分別為va=6m/s，vb=4m/s，再根據(jù)動能定理得:quab=12mvb212mva2=10j，解得uab=-5v，故d錯誤故選c考點(diǎn)：電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系；電勢差【名師點(diǎn)晴】明確等量同種電荷電場的特點(diǎn)是解本題的關(guān)鍵，要知道v-t圖切線的斜率表示加速度，由動能定理求電勢差是常用的方法4.2017年11月21日，我國以“一箭三星”方式將吉林一號視頻04、05、06星成功發(fā)射。其中吉林一號04星的工作軌道高度約為535km，比同步衛(wèi)星軌道低很多，同步衛(wèi)星的軌道又低于月球的軌道，其軌道關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是（ ）a. 吉林一號04星的發(fā)射速度一定小于7.9km/sb. 同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球的角速度大c. 吉林一號04星繞地球運(yùn)行的周期比同步衛(wèi)星的周期大d. 所有衛(wèi)星在運(yùn)行軌道上完全失重，重力加速度為零【答案】b【解析】a、第一宇宙速度是7.9km/s，衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，故a錯誤；b、衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：gmmr2=m2r，故=gmr3，同步衛(wèi)星離地球較近，同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球的角速度大，故b正確；c、衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：gmmr2=m(2t)2r，故t=42r3gm，吉林一號04星離地球較近，吉林一號04星繞地球運(yùn)行的周期比同步衛(wèi)星的周期小，故c錯誤；d、所有衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動，在運(yùn)行軌道上完全失重，但重力加速度不為零，故d錯誤；故選b?！军c(diǎn)睛】衛(wèi)星越低越快、越高越慢，第一宇宙速度是在地球表面附近發(fā)射人造衛(wèi)星所需的最小速度，也是近地衛(wèi)星的環(huán)繞最大速度。二、多選題（本大題共4小題，共24分）5.黑光燈是滅蛾殺蟲的一種環(huán)保型設(shè)備，它發(fā)出的紫色光能夠引誘害蟲飛近黑光燈，然后被黑光燈周圍的交流高壓電網(wǎng)“擊斃”。圖示是高壓電網(wǎng)的工作電路，其輸入電壓為有效值是220v的正弦交流電，經(jīng)變壓器輸出給電網(wǎng)使用。已知空氣的擊穿電場的電場強(qiáng)度為3000v/cm，要使害蟲瞬間被擊斃至少要1000v的電壓。為了能瞬間擊斃害蟲而又防止空氣被擊穿而造成短路，則（ ）a. 變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最小值為5011b. 變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最大值為1150c. 電網(wǎng)相鄰兩極間距離須大于13cmd. 電網(wǎng)相鄰兩極間距離的最大值為3cm【答案】c【解析】ab、根據(jù)理想變壓器的原理： n1n2=u1穿u2穿，由題意，為防止短路： n1n2u1穿u2穿，聯(lián)立得： n1n22201000=1150，故變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最小值為1150，故ab錯誤；cd、高壓電網(wǎng)相鄰兩極板間的擊穿電壓，即變壓器次級線圈的電壓：u2穿=ed，電網(wǎng)相鄰兩極間距離d=u2穿e=10003000cm=13cm，故c正確，d錯誤；故選c。6.如圖所示，兩根間距為l、足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面上，導(dǎo)軌上橫放著兩根電阻均為r的相同導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成矩形回路。導(dǎo)體棒ab中點(diǎn)與一端固定的輕質(zhì)彈簧連接，彈簧勁度系數(shù)為k,整個(gè)裝置置于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b的勻強(qiáng)磁場中。導(dǎo)體棒cd在水平向右的外力作用下以大小為v0的速度向右勻速運(yùn)動，導(dǎo)軌及接觸電阻不計(jì)，當(dāng)導(dǎo)體棒ab穩(wěn)定時(shí)，下列說法正確的是（ ）a. 回路中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流b. 回路中的感應(yīng)電流為blv0rc. 外力的功率為b2l2v02rd. 彈簧被拉伸的長度為b2l2v02kr【答案】ad【解析】cd向右運(yùn)動過程中，回路abcd中的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可得感應(yīng)電流方向?yàn)閐cabd，即逆時(shí)針方向的電流，a正確；在ab穩(wěn)定時(shí)，即靜止，cd棒向右切割磁感線運(yùn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e=blv0，回路中感應(yīng)電流大小為i=e2r=blv02r，b錯誤；因?yàn)閏d做勻速直線運(yùn)動，所以受到的安培力和拉力等大反向，故f=f安=bil=b2l2v02r，故拉力f的功率為p=fv0=b2l2v022r，c錯誤；對ab棒受力分析，受到的彈力與安培力等大反向，故f彈=f安=b2l2v02r=kx，解得x=b2l2v02kr，d正確7.天文觀測中觀測到有三顆星位于邊長為l的等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn)上，并沿等邊三角形的外接圓做周期為t的勻速圓周運(yùn)動。已知引力常量為g，不計(jì)其他星體對它們的影響，關(guān)于這個(gè)三星系統(tǒng)，下列說法正確的是a. 三顆星的質(zhì)量可能不相等b. 某顆星的質(zhì)量為42l33gt2c. 它們的線速度大小均為23ltd. 它們兩兩之間的萬有引力大小為164l49gt4【答案】bd【解析】軌道半徑等于等邊三角形外接圓的半徑，r=l2cos30=33l根據(jù)題意可知其中任意兩顆星對第三顆星的合力指向圓心，所以這兩顆星對第三顆星的萬有引力等大，由于這兩顆星到第三顆星的距離相同，故這兩顆星的質(zhì)量相同，所以三顆星的質(zhì)量一定相同，設(shè)為m，則2gm2l2cos30=m42t233l，解得m=42l33gt2，它們兩兩之間的萬有引力f=gm2l2=g(42l33gt2)2l2=164l49gt4，a錯誤bd正確；線速度大小為v=2rt=2t33l=23l3t，c錯誤【點(diǎn)睛】萬有引力定律和牛頓第二定律是力學(xué)的重點(diǎn)，在本題中有些同學(xué)找不出什么力提供向心力，關(guān)鍵在于進(jìn)行正確受力分析8.2018年5月4日中國成功發(fā)射“亞太6c”通訊衛(wèi)星。如圖所示為發(fā)射時(shí)的簡易軌道示意圖，先將衛(wèi)星送入近地圓軌道，當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入赤道上空p點(diǎn)時(shí)，控制火箭點(diǎn)火，進(jìn)入橢圓軌道，衛(wèi)星到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)q時(shí)，再次點(diǎn)火，衛(wèi)星進(jìn)入相對地球靜止的軌道，已知p點(diǎn)到地心的距離為h，q點(diǎn)到地心的距離為h，地球的半徑為r，地球表面的重力加速度為g，規(guī)定無窮遠(yuǎn)處引力勢能為零，質(zhì)量為m的物體在距地心r處的引力勢能ep=imgr2r（rr），下列說法正確的是（）a. 軌道上衛(wèi)星在p點(diǎn)的速度vp與衛(wèi)星在q點(diǎn)的速度vq之比為vpvq=hhb. 衛(wèi)星在軌道上的速度v1與在軌道上速度v3之比為v1v3=hhc. 衛(wèi)星在軌道上的機(jī)械能為e=-mgr22hd. 衛(wèi)星在軌道上的運(yùn)動周期為mgrh【答案】abc【解析】【詳解】根據(jù)開普勒第二定律可知衛(wèi)星在軌道在相同的時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星與地球的連線掃過的面積相等，設(shè)時(shí)間間隔為t，則在p點(diǎn)與q點(diǎn)附近有：12vpth=12vqth，可得vpvq=hh，故a正確；衛(wèi)星在軌道上與在軌道上運(yùn)行時(shí)，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律有g(shù)mmr2=mv2r ，得線速度為v=gmr，故可得衛(wèi)星在軌道上的速度v1與在軌道上速度v3之比為v1v3=hh，故b正確；衛(wèi)星在軌道上的引力勢能為ep=-gmmh=mgr2h，衛(wèi)星在軌道上的動能為ek=12mv2=12mgmh=mgr22h，故衛(wèi)星在軌道上的機(jī)械能為e=ep+ek=mgr22h，故c正確；由t=2rv可得周期為t=42h3gr2，故d錯誤。故選abc。三、實(shí)驗(yàn)題探究題（本大題共1小題，共9.0分）9.要測繪額定電壓為2v的日常用小電珠的伏安特性曲線，所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇： a、電源e（電動勢3.0v，內(nèi)阻可不計(jì)） b、電壓表v1（量程為03.0v，內(nèi)阻約2k） c、電壓表v2（ 015.0v，內(nèi)阻約6k d、電流表a1（00.6a，內(nèi)阻約1） e、電流表a2（ 0100ma，內(nèi)阻約2） f、滑動變阻器r1（最大值10） g、滑動變阻器r2（最大值2k） （1）為減少實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選擇 _ ，電流表應(yīng)選擇 _ ，滑動變阻器應(yīng)選擇 _ （填各器材的序號） （2）為提高實(shí)驗(yàn)精度，請你在如圖a中設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖_（3）根據(jù)圖a，在圖b中把缺少的導(dǎo)線補(bǔ)全，連接成實(shí)驗(yàn)的電路_ （4）實(shí)驗(yàn)中移動滑動變阻器滑片，得到了小燈泡的u-i圖象如圖c所示，則該小電珠的額定功率是 _ w，小電珠電阻的變化特點(diǎn)是 _ 【答案】 (1). b (2). d (3). f (4). (5). (6). 0.98 (7). 燈泡電阻隨電壓（溫度）的增大而增大【解析】試題分析：（1）因電珠的額定電壓只有2v，則實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選擇b，由圖c可知電流表應(yīng)選擇d，滑動變阻器要用分壓電路，故應(yīng)選擇阻值較小的f；（2）電路如圖甲；（3）實(shí)物圖連接，如圖乙；（4）由圖可知，當(dāng)電壓為u=2v時(shí)，i=0.48a，可知小電珠的額定功率是p=iu=0.96w；小電珠電阻的變化特點(diǎn)是燈泡電阻隨電壓（溫度）的增大而增大?？键c(diǎn)：測定小電珠的額定功率.四、計(jì)算題（本大題共3小題，共38分）10.某同學(xué)使用有透光狹縫的鋼條和光電計(jì)時(shí)器的裝置測量重力加速度(圖1)。在鋼條下落過程中，鋼條擋住光源發(fā)出的光時(shí)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，透光時(shí)停止計(jì)時(shí)，若再次擋光，計(jì)時(shí)器將重新開始計(jì)時(shí)。實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)將鋼條豎直置于一定高度（下端a高于光控開關(guān)），由靜止釋放，測得先后兩段擋光時(shí)間t1和t2。用游標(biāo)卡尺測量ab、ac的長度，其中ab的長度如圖2所示，其值為_mm； 若狹縫寬度忽略，則該同學(xué)利用vab=abt1， vbc=bct2求出vab和vbc后，則重力加速度g=_ ；若狹縫寬度不能忽略，仍然按照的方法得到的重力加速度值比其真實(shí)值_(填“偏大”或“偏小”)。 【答案】 (1). 74.3mm (2). g=2vbcvabt1+t2 (3). 偏大【解析】(1)標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為74mm，游標(biāo)尺上第3個(gè)刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為0.13mm=0.3mm，所以最終讀數(shù)為：74mm+0.3mm=74.3mm；(2)該同學(xué)利用vab=abt1，vbc=bct2，根據(jù)平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度；若狹縫寬度忽略，兩中間時(shí)刻的時(shí)間間隔為（t1+t2）/2， 重力加速度為：g=vbcvabt1+t22=2(vbcvab)t1+t2；(3) 若狹縫寬度不能忽略，兩中間時(shí)刻的時(shí)間間隔大于（t1+t2）/2，得到的重力加速度值比其真實(shí)值偏大。11.如圖所示，電動機(jī)帶動滾輪做逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，在滾輪的摩擦力作用下，將一金屬板從光滑斜面底端a送往斜面上端，斜面傾角30，滾輪與金屬板的切點(diǎn)b到斜面底端a距離l6.5 m，當(dāng)金屬板的下端運(yùn)動到切點(diǎn)b處時(shí)，立即提起滾輪使其與板脫離。已知板的質(zhì)量m1103 kg，滾輪邊緣線速度v4 m/s，滾輪對板的正壓力fn2104 n，滾輪與金屬板間的動摩擦因數(shù)為0.35，g取10 m/s2。求：(1)在滾輪作用下板上升的加速度大??；(2)金屬板的下端經(jīng)多長時(shí)間到達(dá)滾輪的切點(diǎn)b處；(3)金屬板沿斜面上升的最大距離?！敬鸢浮?1) 2 m/s2 (2) 2.625 s (3)8.1 m【解析】【分析】(1)對金屬板受力分析，運(yùn)用正交分解法，根據(jù)牛頓第二定律列方程即可求出加速度.(2)假設(shè)金屬板一直勻加速上升，求出位移可知還要勻速上升，所以金屬板從a到b經(jīng)歷加速上升和勻速上升兩個(gè)過程，分別求出兩個(gè)過程的時(shí)間.(3)金屬從b點(diǎn)向上做勻減速運(yùn)動，先根據(jù)牛頓第二定律求出勻減速的加速度，求出位移，再加上l即為金屬板沿斜面上升的最大距離.【詳解】(1) 對金屬板受力分析如圖所示:受力正交分解后，沿斜面方向由牛頓第二定律得fnmgsinma1解得a12m/s2(2)由運(yùn)動規(guī)律得va1t1解得t12s 勻加速上升的位移為x1=v2t1=4m勻速上升需時(shí)間t2=lx1v=6.544s=0.625s共經(jīng)歷tt1t22.625s(3)滾輪與金屬板脫離后向上做減速運(yùn)動，由牛頓第二定律得mgsin ma2解得a25m/s2 金屬板做勻減速運(yùn)動，則板與滾輪脫離后上升的距離x2=v22a2=4225m=1.6m金屬板沿斜面上升的最大距離為xmlx26.5m1.6m8.1m【點(diǎn)睛】此題是一道典型的動力學(xué)問題，要求能夠?qū)饘侔暹M(jìn)行正確的受力分析，知道輪對金屬板的摩擦力f是動力，會根據(jù)牛頓第二定律求解加速度，再根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求解運(yùn)動學(xué)參量.12.空間三維直角坐標(biāo)系o-xyz如圖所示（重力沿y軸負(fù)方向），同時(shí)存在與xoy平面平行的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，它們的方向與x軸正方向的夾角均為53。（已知重力加速度為g，sin530.8，cos530.6）（1）若一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電質(zhì)點(diǎn)沿平行于z軸正方向的速度v0做勻速直線運(yùn)動，求電場強(qiáng)度e和磁感應(yīng)強(qiáng)度b的大??；（2）若一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電質(zhì)點(diǎn)沿平行于z軸正方向以速度v0通過y軸上的點(diǎn)p（0，h，0