2016届浙江嘉兴一中高三上能力测试物理卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图所示，X₁、X₂，Y₁、Y₂，Z₁、Z₂分别表示导体板左、右，上、下，前、后六个侧面，将其置于垂直Z₁、Z₂面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流I通过导体板时，在导体板的两侧面之间产生霍耳电压U_H。已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为。实验中导体板尺寸、电流I和磁感应强度B保持不变，下列说法正确的是

A. 导体内自由电子只受洛伦兹力作用

B. U_H存在于导体的Z₁、Z₂两面之间

C. 单位体积内的自由电子数n越大，U_H越小

D. 通过测量U_H，可用求得导体X₁、X₂两面间的电阻

2. 难度：中等

某兴趣小组设计了一个滚筒式炒栗子机器，滚筒内表面粗糙，内直径为D。工作时滚筒绕固定的水平中心轴转动。为使栗子受热均匀，要求栗子到达滚筒最高处前与筒壁脱离，则

A．滚筒的角速度应满足

B．滚筒的角速度应满足

C．栗子脱离滚筒的位置与其质量有关

D．若栗子到达最高点时脱离滚筒，栗子将自由下落

3. 难度：中等

如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则

A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针

B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大

C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针

D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化

4. 难度：简单

小明玩颠乒乓球的游戏，设乒乓球弹起后做竖直上抛运动，每次弹起的高度均为0.2m（忽略空气阻力、球与球拍的接触时间，重力加速度取g=10m/s²），则

A．上升阶段中，乒乓球加速度的方向竖直向上

B．乒乓球上升到最高点时，其加速度大小为零

C．乒乓球两次弹起之间的时间间隔为0.2s

D．小明每分钟最多颠球150次

5. 难度：简单

有一辆质量为170kg、输出功率为1440W的太阳能试验汽车，安装有约6m²的太阳能电池板和蓄能电池，该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为30W/ m²。若驾驶员的质量为70kg，汽车最大行驶速度为90km/h。假设汽车行驶时受到的空气阻力与其速度成正比，则汽车

A. 以最大速度行驶时牵引力大小为57.6N

B. 起动时的加速度大小为0.24 m/s²

C. 保持最大速度行驶1 h至少需要有效光照8 h

D. 直接用太阳能电池板提供的功率可获得3.13 m/s的最大行驶速度

6. 难度：困难

在水平板上有M、N两点，相距D=0.45m，用长L=0.45m的轻质绝缘细线分别悬挂有质量m=10^-2kg、电荷量q=3.010^-6C的小球（小球可视为点电荷，静电力常量），当两小球处于如图所示的平衡状态时

A. 细线与竖直方向的夹角=30

B. 两小球间的距离为0.9m

C. 细线上的拉力为0.2N

D. 若两小球带等量异种电荷则细线与竖直方向的夹角=30

二、实验题

7. 难度：简单

利用传感器和计算机研究平抛运动，装置如图1所示，A为发射器，B为接收器。利用该装置可测出平抛运动的小球在不同时刻的速率。某同学用质量m=0.02kg的小球做实验时，将测得数据作出v²-t²图线如图2所示，由图2可求得（重力加速度取g=10m/s²）

A．小球的初速度大小为4m/s

B．横轴读数为0.04时，小球的速度大小为 m/s

C．横轴读数为0.04时，小球的位移大小为0.6m

D．横轴读数在0~0.04区间内，小球所受重力做功的平均功率为0.2W

8. 难度：简单

某同学利用如图所示装置做 “探究功与速度变化的关系”的实验。一轻质弹簧放在水平桌面上，左端与墙壁连接，右端与一小球接触不连接，弹簧旁边平行固定一直尺。从弹簧原长处向左推小球，使弹簧压缩x后静止释放，小球离开桌面做平抛运动。记录小球的水平位移s，改变弹簧的压缩量重复实验得到数据如下表所示

表

弹簧压缩量x/cm	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0
弹簧对小球做功W	W	4W	9W	16W	25W	36W
s/cm	10.10	20.15	29.98	40.05	50.10	59.90
s^2 /cm^2（×10^2）	1.020	4.060	8.988	16.04	25.10	35.88
s^3 /cm^3（×10^3）	1.030	8.181	26.95	64.24	125.8	214.9

（1）为了提高实验的精确度，下列哪些操作方法是有效的

A．同一压缩量多测几次，找出平均落点

B．桌子必须保持水平并尽量光滑

C．小球球心与弹簧中轴线在同一直线上

D．精确测量小球下落高度

（2）已知小球从静止释放到离开弹簧过程中，弹簧对小球做功与弹簧压缩量的平方成正比。判断W与s之间的函数关系，用表中数据作图，并给出功与速度之间的关系                   。

9. 难度：简单

用如图所示的实验器材“测定电池的电动势和内阻”，

（1）用笔画线代替导线在实物图上正确连线；

（2）实验中测得数据如下：

	1	2	3	4	5
R /Ω	1.0	0.8	0.6	0.4	0.2
U /V	0.95	0.85	0.78	0.65	0.40
U^-1 /V^-1	1.05	1.18	1.28	1.54	2.50

用作图法求得电池的电动势为       ，内阻为       。

三、计算题

10. 难度：中等

飞机在水平跑道上加速滑行时受到机身重力mg、竖直向上的机翼升力F_升、发动机推力F_推、空气阻力F_阻、地面支持力F_N和轮胎与地面之间的摩擦力F_摩。已知升力与阻力均与飞机运动的速度平方成正比，即F_升=k₁v², F_阻=k₂v²，轮胎和地面之间的等效动摩擦因数为μ。假设飞机在跑道上加速滑行时发动机推力。

（1）画出飞机在加速滑行时的受力分析图；

（2）飞机在水平跑道上匀加速滑行所需条件是什么？

（3）若飞机在水平跑道上从静止开始匀加速滑行后起飞，跑道的长度至少多大？

11. 难度：简单

地球表面的大气中存在垂直地面向下的匀强电场，称为大气电场。在开阔的旷野上，天气晴好时大气电场的场强大小约为100V/m，雷电天气时甚至可以达到2×10⁴ V/m。科学家设计了测量大气电场的仪器，其原理如图所示。一块长方形金属平板M平行地面放置，板长L=1.0m，宽D=0.5m，金属板通过灵敏电流表与大地连接，如图（a）所示。由于大气电场E的存在，金属板M上感应出均匀分布的负电荷，单位面积电荷量为，其中静电力常量

。

另一块形状相同的接地金属板N可以左右平移，N板平移到M板正上方时，M板被完全屏蔽，其上的电荷全部流入大地。当M板的部分面积被屏蔽时，被屏蔽部分所带的电荷将流入大地, 如图（b）所示。灵敏电流表测得从M板流到大地的电流即可算出大气电场的场强大小。

（1）若大气电场的场强为100V/m时，求距地面2.0m高处的电势（取地面电势为零）；

（2）若N板匀速向左平移，速度大小v=1.0m/s，N板屏蔽M板过程中灵敏电流表读数为1.0×10^-8A，求此时大气电场的场强大小；

（3）试分析人在大气电场中为什么不会触电。

12. 难度：简单

如图所示，一个“U”形金属导轨靠绝缘的墙壁水平放置，导轨长L=1.4m，宽d=0.2m。一对长L₁=0.4m的等宽金属导轨靠墙倾斜放置，与水平导轨成角平滑连接，角可在0~60°调节后固定。水平导轨的左端长L₂=0.4m的平面区域内有匀强磁场，方向水平向左，磁感应强度大小B₀=2T。水平导轨的右端长L₃=0.5m的区域有竖直向下的匀强磁场B，磁感应强度大小随时间以均匀变大。一根质量m=0.04kg的金属杆MN从斜轨的最上端静止释放，金属杆与斜轨间的动摩擦因数µ₁=0.125，与水平导轨间的动摩擦因数µ₂=0.5。金属杆电阻R=0.08Ω，导轨电阻不计。

（1）求金属杆MN上的电流大小，并判断方向；

（2）金属杆MN从斜轨滑下后停在水平导轨上，求角多大时金属杆所停位置与墙面的距离最大，并求此最大距离x_m。