2014年秋季学期高三物理综合训练试卷

2．如图所示，水平细杆上套一细环A，环A与球B间用一轻质绳相连，质量分别为 、 ( > )，由于B球受到水平风力作用，A环与B球一起向右匀速运动．已知细绳与竖直方向的夹角为 ．则下列说法正确的是 (　 　)
A．杆对A环的支持力随着风力的增加而不变
B．B球受到的风力F为
C．风力增大时，轻质绳对B球的拉力保持不变
D．A环与水平细杆间的动摩擦因数为
3．真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。下列说法中正确的是 (　 　)
A．A点的电势低于B点的电势
B．A点的电场强度方向由A指向B
C．A点的电场强度小于B点的电场强度
D．正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做负功
4．如图所示电路中，L为电感线圈，C为电容器，当开关S由断开变为闭合时，则 (　 　)
A．A灯有电流通过，方向由 到 　　　　　
B．A灯中无电流通过，不可能变亮
C．B灯立即熄灭，c点电势低于d点电势　　　
D．B灯逐渐熄灭，c点电势低于d点电势
5．右图甲是回旋加速器的原理示意图。其核心部分是两
个D型金属盒，在加速带电 粒子时，两金属盒
置于匀强磁场中（磁感应强度大小恒定），并
分别与高频电源相连。加速时某带电粒子 的动
能EK随时间t变化规律如下图乙所示，若忽略
带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正
确的是 (　 　)
A．高频电源的变化周期应该等于tn－tn-1 B．在EK-t图象中t4－t3＝t3－t2＝t2－t1
C．粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大 D．不同粒子获得的最大动能都相同
二、多项：本题共4小题，每小题4分，共计16分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．
6. 我国和欧盟合作的“伽利略”卫星导航定位系统结束了美国全球卫星定位系统(GPS)一统天下的局面．该定位系统由30颗轨道卫星组成，卫星的近似圆形轨道高度为2.4×104 km，倾角为56°，分布在3个轨道面上，每个轨道面部署9颗工作卫星和1颗在轨备份卫星，当某颗工作卫星出现故障时可及时顶替工作．若某颗替补卫星处在略低于工作卫星的轨道上，则以下说法中正确的是 (　 　)
A. 替补卫星的线速度 小于工作卫星的线速度
B. 替补卫星的周期小于工作卫星的周期
C. 工作卫星沿其轨道切线方向后喷出气体，可能追上前面的工作卫星
D. 替补卫星沿其轨道切线方向后 多次喷出气体，可能到达工作卫星的轨道
7．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5?l，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统 (报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法中正确的是
A．图乙中电压的有效值为110 V B．电压表的示数为44V (　 　)
C．R处出现火警时电流表示数减小 D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
8．如图（1）所示，质量为m的木板AB，其 下端点B可以绕光滑转动轴B自由转动，另一端点A搁在竖直墙壁上，并在板与墙壁间安装一个表面光滑的压力传感器。一个重为G的木 块从A端由静止开始沿木板滑下，木块与木板间的动摩擦因数保持恒定。如果 在木块从A端滑下时开始计时，下滑的时间为t，下滑的位移为x，则图（2）的图像中能正确反映压力传感器上受到的压力FN随t或x变化的是 （ ）
9．如图所示，一网球运动员将球在边界处正上方水平向右击出，球刚好过网落在图中位置（不计空气阻力），相关数据如图，下列说法中正确的是 (　 　)
A．击球点高度h1与球网高度h2之间的关系为h1 =1.8h2
B．若保持击球高度不变，球的初速度 只要不大于 ，一定落在对方界内
C．任意降低击球高度（仍大于 ），只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内
D．任意增加击球高度，只要击球初速度 合适，球一定能落在对方界内
第Ⅱ卷(非共计89分)
三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，共计42分。请将解答填写在答题卡相应的位置。
10．（8分）某个同学分别做“探究加速度与力、质量关系”的实验。如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．
（1）若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示，则d = ▲ cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间?t，则小车经过光电门时的速度为 （用字母表示）；
（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为 ；
（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间?t，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系。处理数据时应作出 （选填“v—m”或“v2—m”）图象；
（4）该同学在③中作出的线性图象不通过坐标原点，开始实验前他应采取的做法是
A．将不带滑轮的木板一端 适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做 匀速运动
D．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
11．（10分）在测定一节干电池的电 动势和内阻的实验中，现有下列器材：待测干电池一节，电流表G（满偏电流为2.5mA，内阻为199Ω），定值电阻R1＝1.0.Ω，定值电阻R2＝99.5.Ω，电阻箱R（0~99.9Ω），开关、导线若干．
（1）请在下面所给方框内，画出实验电路图，其中定值电阻应选用 (选填“R1”或“R2”)；
（2）某同学实验测出了电阻箱的电阻R和电流表G的示数Ig，记录数据(见下表)．请在下面坐标图中描点作出 -R图线．
次数
物理量123456
R/Ω1.62.12.23.24.25.6
Ig/mA2.252.001.671.501.251.00
/(mA)-1
0.440.500.600.670.801.00
（3）根据图线可求得，被测电池的电动势E=______V，内阻为r=______Ω．
12.【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答，若三题都做，则按A、B两题评分。
A．(选修模块3－3)(12分)略
B．(选修模块3－4)(12分)
（1）(4分)以下说法中正确的是 （ ）
A．简谐运 动过程中质点速度变化周期和动能变化周期是相同的
B．由爱因斯坦质能方程可知物体运动时质量小于静止时的质量
C．声波、电磁波等一切波都能发生干涉现象
D．激光能像无线电波那样被调制用来传递信息
（2）(4分)如图所示，一平行光束照射到平行玻璃砖的上表面，经折射后从下表面射出，射出的光线 （“平行”或“不平行”）。如果调整平行光的入射方向，光线 （“能”或“不能”）在下表面发生全反射。
（3）(4分) 湖面上有两片树叶A、B相距18m，一列水波正在湖面上从A向B传播，树叶每分钟完成20次全振动，A叶处于波峰时，B叶正在波谷，两树叶间还有一个波峰。求水波的波速。
C. (选修模块35)(12分)
(1) 存在下列事实：① 一对高能的γ光子相遇时可能产生一对正负电子；② 一个孤立的γ光子不论其频率多高都不可能产生一对正负电子；③ 一个高能的γ光子经过重核附近时可能产生一对正负电子；④ 原子核发生变化时，只发射一些特定频率的γ光子．关于上述事实下列说法正确的是(电子质量me，光在真空中速度为c，普朗克常量为h)________．
A. 事实①表明，微观世界中的相互作用，只要符合能量守恒的事件就一定能发生
B. 事实②说明，动量守恒定律和能量守恒定律是自然界的普遍规律
C. 事实③中，由于外界重核的参与，系统动量不守恒，而γ光子的频率需满足ν ≥mec2h
D. 事实④中表明，原子核的能级也是不连续的
(2) 232 90Th本身不是易裂变材料，但是一种增殖材料，它能够吸收慢中子变成233 90Th，然后经过________次________衰变转变为易裂变材料铀的同位素233 92U.
(3) 如图为通过某光电管的光电流与两极间电压的关系，当用光子能量为4.5eV的蓝光照射光电管的阴极K时，对应图线与横轴的交点U1＝－2.37V.(普朗克常量h＝6.63×10－34 J?s，电子电量e＝1.6×10－19 C)(以下计算结果保留两位有效数字)
① 求阴极K发生光电效应的极限频率．
② 当用光子能量为7.0eV的紫外线持续照射光电管的阴极K时，测得饱和电流为0.32μA，求阴极K单位时间发射的光电子数．
四、 ：本题共3小题，共47分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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. (15分)如图所示，在倾角为θ的足够长的斜面上，有一质量为m的物体，以初速度v0沿斜面向上运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ(μ＜tanθ)．
(1) 求物体上滑过程中的加速度大小；
(2) 求物体上滑的最大距离；
(3) 试应用牛顿第二定律和运动学公式证明：物体下滑过程中损失的机械能等于物体克服摩擦力所做的功．
14．（16分）如图Ox、Oy、Oz为相互垂直的坐标轴，Oy轴为竖直方向，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．现有一质量为 、电量为q的小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向抛出（不计空气 阻力，重力加速度为g）．求：
（1）若在整个空间加一匀强电场E1，使小球在xOz平面内做匀速圆周运动，求场强E1和小球运动的轨道半径；
（2）若在整个空间加一匀强电场E2，使小球沿Ox轴做匀速直线运动，求E2的大小；
（3）若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场，求该小球从坐标原点O抛出后，经过y轴时的坐标y和动能Ek；
15. (16分)如图所示存在范围足够大的磁场区，虚线OO′为磁场边界，左侧为竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B1，右侧为竖直向上的磁感应强度为B2的匀强磁场区，B1＝B2＝B.有一质量为m且足够长的U形金属框架MNPQ平放在光滑的水平面上，框架跨过两磁场区，磁场边界OO′与框架的两平行导轨MN、PQ垂直，两导轨相距L，一质量也为m的金属棒垂直放置在右侧磁场区光滑的水平导轨上，并用一不可伸长的绳子拉住，绳子能承受的最大拉力是F0，超过F0绳子会自动断裂，已知棒的电阻是R，导轨电阻不计，t＝0时刻对U形金属框架施加水平向左的拉力F让其从静止开始做加速度 为a的匀加速直线运动．
(1) 求在绳未断前U形金属框架做匀加速运动t时刻水平拉力F的大小；绳子断开后瞬间棒的加速度．
(2) 若在绳子断开的时刻立即撤去拉力F，框架和导体棒将怎样运动，求出它们的最终状态的速度．
(3) 在(2)的情景下，求出撤去拉力F后棒上产生的电热和通过导体棒的电量．


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