山西省山大附中高三物理12月月考试题(含解析)新人教版

故C正确．

D、带电小球做匀速圆周运动，合外力提供向心力，由于两个电荷的电荷量相等，q1离带电小球比q2近，库仑力较大，水平方向的分力较大，则q1对小球的库仑力必定是吸引力，小球所受两个电荷的库仑力的合外力指向圆心的分力提供向心力，由于q1对带电小球的库仑力较大，水平方向的分力较大，q1、q2可能为异种电荷，则q2对小球的库仑力可能是斥力，故D正确． 故选：CD． 【思路点拨】根据电场中等势面分布的对称性可分析出圆轨道上电势情况；根据电场线的分布情况，分析电场强度的关系，电场强度是矢量，只有大小和方向都相同时，电场强度才相同．带电小球做匀速圆周运动，合外力提供向心力，分析两个电荷的电性和q1对小球的库仑力．

二、实验题（ 共16分 ） 【题文】13、（10分）某实验小组在实验室用如图（甲）所示的装置来研究加速度和有关能量的问题．

（1）需要将长木板的右端垫高（即平衡摩擦力，下面实验均有此步骤），直到在没有砂桶拖动下，小车拖动纸带穿过计时器时能做 运动．

（2）同学B若用此实验装置来验证砂和砂桶（质量为m）以及小车（质量为M）组成的系统机械能守恒，以OC段的运动为例（设OC的距离为x3），其实验数据应满足的关系式是 ，（用本题的符号表示，不要求计算结果，已知当地重力加速度为g，相邻两个计数点间时间间隔为T）

（3）同学C采用图（甲）的装置研究外力做功和动能变化关系，根据实验数据若绘出了△v2﹣s图线（其中△v2=v2﹣v02，），图线应是一条 ．

（4）同学甲和乙采用图（甲）装置研究小车加速度和力之间的关系，由于操作失误，根据实验数据做出了a﹣F图象如图（丙）所示：则由图中信息可知： ①小车的质量M= kg．（结果保留两位有效数字） ②分析后知道，甲乙两个同学在平衡摩擦力时将长木板垫高的高度h甲 h乙（填“大于”、“小于”或“等于”）

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【知识点】探究功与速度变化的关系．E4

【答案解析】（1）匀速直线；（2）mgx3=（m+M）；（3）过原点的倾斜直

线；（4）2.0；大于解析：（1）直到在没有沙桶拖动下，小车拖动纸带穿过计时器时能匀速直线运动，摩擦力得到平衡；

（2）在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，所以C点的瞬时速度

v，则系统机械能守恒满足mgx3=（m+M）vC2=（m+M）

；

（3）由动能定理，斜直线；

，则，图线应是一条过原点的倾

（4）由a﹣F图线可知，图中图线的斜率为k=，则小车的质量M=，

根据图象可知，当F=0时，甲的加速度大，所以甲的倾角大，则甲乙两个同学在平衡摩擦力时将长木板垫高的高度h甲大于h乙． 【思路点拨】（1）在没有沙桶拖动下，小车和纸带能做匀速直线运动时，摩擦力得到平衡． （2）在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，所以C点的瞬时速度等于BD的平均速度．判断系统机械能是否守恒，看系统重力势能的减小量（即m的重力势能减小量）与系统动能的增加量是否相等． （3）根据动能定理，

，可得出△v2﹣s的关系，从而图线的形状．

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（4）由a﹣F图线可知，图中图线的斜率为k=． 【题文】14、（6分）有一电流表A，量程为1 mA，内阻r1约为100 Ω，要求测量其内阻．可选用器材有：

电阻箱R1，最大阻值为999.9 Ω； 滑动变阻器甲，最大阻值为10 kΩ； 滑动变阻器乙，最大阻值为2 kΩ； 电源E，电动势约为6 V，内阻不计； 开关2个，导线若干．

采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：

①断开S1和S2，将R调到最大； ②合上S1，调节R使A表满偏；

③保持R不变，合上S2，调节R1使A表半偏，此时可以认为A表的内阻r1＝R1. 在上述可供选择的器材中，可变电阻R应该选择 （选填“甲”或“乙”）；认为内阻r1＝R1，此结果与r1的真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“相等”） 【知识点】伏安法测电阻．J4

【答案解析】甲；偏小．解析：该实验的原理是通过半偏法测量电流表的内阻，所以需要有一个相对不变的电流，所以，电阻值较大的滑动变阻器能更好地做到这一点，所以需要选择最大阻值为10kΩ的滑动变阻器甲；闭合电建S2后，电流表部分的并联电阻值变小，所以闭合电路的总电阻变小，电路中的总电流变大；所以当电流表的指针半偏时，流过电阻箱的实际电流要大于流过电流表的电流，所以电阻箱的电阻值要比电流表的内阻小．即测量值小于真实值．

【思路点拨】器材选取的原则是安全、精确，根据此原则选择合适的器材． 通过半偏法测量电流表的内阻，根据电阻箱的读数求出电流表的内阻大小． 三、计算题（共46分） 【题文】15、（14分）如图所示，水平桌面上静止着质量为M的斜面体，斜面与水平方向的夹角为θ，质量为m的物块放置在斜面上，斜面体与水平间的动摩擦因数为μ1，物块与斜面间的动摩擦因数为μ2，已知μ2＞tanθ．现用一从零逐渐增大的水平拉力F拉斜面体直到物块与斜面体发生相对滑动．

（1）物块相对斜面体滑动时所受摩擦力大小；

（2）从施加F到物块与斜面体发生相对滑动这一过程中，拉力F的最大值； （3）定性画出斜面体M的速度随时间的变化图象．

【知识点】牛顿运动定律的综合应用；共点力平衡的条件及其应用．C5B7

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【答案解析】(1) (2)+μ1（M+m）

g(3)如下图解析：（1）分解加速度，沿斜面、垂直于斜面建立坐标系． 刚要滑动时，对m：受力分析如图：

f﹣mgsinθ=macosθ…① mgcosθ﹣FN=masinθ…② 又 f=μ2FN…③

①②③联立，解得：f=…④

（2）对M、m的整体，由牛顿第二定律得： F﹣μ1（M+m）g=（M+m）a…⑤

①④⑤联立，解得 F=（3）

+μ1(M+m)g

【思路点拨】（1）分解加速度，沿斜面、垂直于斜面建立坐标系，由牛顿第二定律求解． （2）对整体，运用牛顿第二定律求解F的最大值． （3）根据物体加速度的变化，画出v﹣t图象．

【题文】16、(15分) 如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,静止斜靠在光滑斜面上,另一自由端恰好与水平线AB齐平,一长为L的轻质细线一端固定在O点,另一端系一质量为m的小球,O点到AB的距离为2L.现将细线拉至水平,小球从位置C由静止释放,到达O点正下方时,细线刚好被拉断.当小球运动到A点时恰好能沿斜面方向压缩弹簧,不计碰撞时

2L的机械能损失,弹簧的最大压缩量为2 (在弹性限度内),求:

(1)细线所能承受的最大拉力F； (2)斜面的倾角?；

(3)弹簧所获得的最大弹性势能EP.

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