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2012年朝阳一摸物理


北京市朝阳区高三年级第一次综合练习

理科综合能力测试
2012.3

第一部分

(选择题 共 120 分)

本部分共 20 小题,每小题 6 分,共 120 分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题 目要求的一项。 13.在核反应方程 4 He ? 14 N ? 17 O +X 中,X

代表的粒子是 2 7 8 A. 1 H 1 B. 2 H 1
0 C. -1 e 1 D. 0 n

14.如图所示是氢原子的能级图,现有大量处于 n=3 激发态的氢原子向低能级跃迁,所辐 射的光子中,只有一种能使某金属产生光电效应。以下判断正确的是 A.该光子一定是氢原子从激发态 n=3 跃迁到 n=2 时辐射的 E/eV n 光子 0 ∞ 4 - 0.85 B.该光子一定是氢原子从激发态 n=2 跃迁到基态时辐射的 3 - 1.51 2 光子 - 3.4 C.若氢原子从激发态 n=4 跃迁到基态,辐射出的光子一定 能使该金属产生光电效应 D. 若氢原子从激发态 n=4 跃迁到 n=3, 辐射出的光子一定能 1 - 13.6 使该金属产生光电效应 15.一理想变压器原、副线圈匝数比为 n1:n2=10:1,原线圈与正弦交变电源连接,输入电压 u 随时间 t 变化的规律如图所示,副线圈只接入一个 10Ω 的电阻,则 A.流过电阻的电流最大值为 2.2A B.与电阻并联的电压表示数为 31.1V C.电阻在 1.0s 内产生的热量为 96.8J D.变压器的输入功率约为 48.4W 16.P、Q、M 是某弹性绳上的三个质点,沿绳建立 x 坐 标轴。一简谐横波正在沿 x 轴的正方向传播,振源的周期为 0.4s。在 t=0 时刻的波形如图所 示,则在 t=0.2s 时 A.质点 P 处于波谷 B.质点 P 处于平衡位置且向上运动 C.质点 Q 处于波峰 D.质点 M 处于平衡位置且向上运动 17. 太阳系的第二大行星土星的卫星很多, 其中土卫五和土卫六绕土星的运动可近似看作圆 周运动,下表是关于土卫五和土卫六两颗卫星的资料。两卫星相比 卫星 土卫五 发现者 卡西尼 发现年份 1672 年 距土星中心距离/km 527 000 1 222 000 质量/kg 2.31× 10 1.35× 10
21 23

直径/km 765 2 575

1655 年 土卫六 惠更斯 A.土卫五绕土星运动的周期较小

1

B.土卫五绕土星运动的线速度较小 C.土卫六绕土星运动的角速度较大 D.土卫六绕土星运动的向心加速度较大 18.插有铁芯的线圈(电阻不能忽略)直立在水平桌面上,铁芯上套一铝环,线圈与电源、 开关相连。以下说法中正确的是 A.闭合开关的瞬间铝环跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环又 跳起 B.闭合开关的瞬间铝环不跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环 也不跳起 C.闭合开关的瞬间铝环不跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环 跳起 D.闭合开关的瞬间铝环跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环不 跳起 19.如图所示,一边长为 l 的正方形,其中 a、b、c 三个顶点上分别固定了三个电荷量相等 的正点电荷 Q,O 点为正方形的中心,d 点为正方形的另一个顶点。以下关于 O 点和 d 点说 法正确的是 A.O 点和 d 点的场强方向相同 B.d 点比 O 点的电势高 C.同一试探电荷+q 在 d 点比在 O 点受到的电场力大 D.同一试探电荷+q 在 d 点比在 O 点的电势能大 a b

O c d

20.如图甲所示,静止在水平地面上的物块 A,受到水平拉力 F 的作用,F 与时间 t 的关系 如图乙所示。设物块与地面间的最大静摩擦力 fm 的大小与滑动摩擦力大小相等。则 A.0~t1 时间内 F 的冲量为零 B.t2 时刻物块 A 的速度最大 C.t3 时刻物块 A 的动能最大 D. 0~t3 时间内 F 对物块 A 先做正功后做 负功

第二部分(非选择题

共 180 分)

本分部共 11 小题,共 180 分。 21. (18 分) (1)用游标卡尺和螺旋测微器测量一根金属丝的长度和直径,测量的结果如图所示,则此 金属丝的长度 L=___________mm,直径 d=_______________mm。

(2)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需测量一个标有“3V,1.5W”灯泡两端 的电压和通过灯泡的电流。现有如下器材:

2

直流电源(电动势 3.0V,内阻不计) 电流表 A1(量程 3A,内阻约 0.1Ω) 电流表 A2(量程 600mA,内阻约 5Ω) 电压表 V1(量程 3V,内阻约 3kΩ) 电压表 V2(量程 15V,内阻约 200kΩ) 滑动变阻器 R1(阻值 0~10Ω,额定电流 1A) 滑动变阻器 R2(阻值 0~1kΩ,额定电流 300mA) ① 在该实验中, 电流表应选择____________ “A1” “A2”, (填 或 ) 电压表应选择____________ (填“V1”或“V2”,滑动变阻器应选择____________(填“R1”或“R2”。 ) ) ② 某同学用导线 a、b、c、d、e、f、g 和 h 连接成如图甲所示的电路,请在方框中完成实 验的电路图。





③ 该同学连接电路后检查所有元器件都完好,电流表和电压表已调零,经检查各部分接触 良好。但闭合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,但电压表和电流表示 数不能调为零,则断路的导线为_______。 ④ 下表是学习小组在实验中测出的 6 组数据,某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出 了 5 个数据的对应点,请你画出第 4 组数据的对应点,并作出该小灯泡的伏安特性曲线。 U(V) I(A) 1 2 3 4 5 6 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0 0.17 0.30 0.39 0.45 0.49

⑤若将该灯泡与一个 6.0Ω 的定值电阻串联,直接接在题中提供的电源两端,请估算该小灯 泡的实际功率 P =_________W(保留两位有效数字) 。(若需作图,可直接画在第④小题图 中)

3

22. (16 分)如图所示,水平面上固定一轨道,轨道所在平面与水平面垂直,其中 bcd 是一 段以 O 为圆心、半径为 R 的圆弧,c 为最高点,弯曲段 abcde 光滑,水平段 ef 粗糙,两部 分平滑连接,a、O 与 ef 在同一水平面上。可视为质点的物块静止于 a 点,某时刻给物块一

3 倍,之后 4 继续沿轨道滑行,最后物块停在轨道的水平部分 ef 上的某处。已知物块与水平轨道 ef 的动 摩擦因数为 μ,重力加速度为 g。求: (1)物块经过 c 点时速度 v 的大小; (2)物块在 a 点出发时速度 v0 的大小; (3)物块在水平部分 ef 上滑行的距离 x。
个水平向右的初速度,物块沿轨道经过 c 点时,受到的支持力大小等于其重力的 c

b a

d e f

23. (18 分)如图所示,水平面上放有一长为 l 的绝缘材料做成的滑板,滑板的右端有一固 定竖直挡板。一质量为 m、电荷量为+q 的小物块放在滑板的左端。已知滑板的质量为 8m, 小物块与板面、滑板与水平面间的摩擦均不计,滑板和小物块均处于静止状态。某时刻使整 个装置处于场强为 E、方向水平向右的匀强电场中,小物块与挡板第一次碰撞后的速率为碰

3 前的 。求: 5 (1)小物块与挡板第一次碰撞前瞬间的速率 v1; (2)小物块与挡板第二次碰撞前瞬间的速率 v2; (3)小物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做的功 W。
m、+q E A

24. (20 分)如图所示,在坐标系 xOy 所在平面内有一半径为 a 的圆形区域,圆心坐标 O1 (a , 0) ,圆内分布有垂直 xOy 平面的匀强磁场。在坐标原点 O 处有一个放射源,放射源开 口的张角为 90° 轴为它的角平分线。带电粒子可以从放射源开口处在纸面内朝各个方向 ,x 射出,其速率 v、质量 m、电荷量+q 均相同。其中沿 x 轴正方向射出的粒子恰好从 O1 点的 正上方的 P 点射出。不计带电粒子的重力,且不计带电粒子 间的相互作用。 Ε (1)求圆形区域内磁感应强度的大小和方向; (2) 判断沿什么方向射入磁场的带电粒子运动的时间最长, a. a 并求最长时间; P b.若在 y≥a 的区域内加一沿 y 轴负方向的匀强电场,放 射源射出的所有带电粒子运动过程中将在某一点会聚, 若在该 B 点放一回收器可将放射源射出的带电粒子全部收回, 分析并说 明回收器所放的位置。

4

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理科综合能力测试
2012.3 一、选择题(本题共 20 小题,每小题 6 分,共 120 分。在每小题列出的四个选项中,选出 符合题目要求的一项。 )
题号 答案 题号 答案 11 12 13 A 14 C 15 D 16 B 17 A 18 D 19 A 20 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

二、非选择题(共 11 小题,共 180 分) 物理 21. (18 分) 答案: (1)39.30± 0.05 1.650± 0.002 (6 分) (2)①A2 V1 R1 (3 分) ②如图所示(2 分) ③h (2 分) ④如图所示(3 分) ⑤0.35~0.38(2 分)

22. (16 分) 解答: (1)在 c 点对物块受力分析,根据牛顿运动定律:
mg ? 3 v2 mg ? m 4 R v? 1 Rg 2

(4 分)

(2)物块 A 从 a 到 c,根据机械能守恒定律:

1 2 1 3 (6 分) mv0 ? mgR ? mv2 v0 ? Rg 2 2 2 (3)设物块 A 在水平轨道上滑行的距离为 x,从 e 到 f,根据动能定理: 1 2 9R ? ? mgx ? 0 ? mv0 x? (6 分) 2 8?
23. (18 分) 解答:
5

1 (1)对小物块,根据动能定理: qEl ? mv12 2

v1 ?

2qEl m

(6 分)

(2)小物块与挡板碰撞过程动量守恒,设小物块与挡板碰撞后的速度为 v1? ,所以:
m v ? m?1v 8 ? 1

3 ? m1V 依题意: v1 ? ? v1 5
该情况不符合实际应舍去。

3 1 ? 若 v1 ? v1 时, V1 ? v1 5 20

1 1 2qEl 3 ? 若 v1 ? ? v1 时, V1 ? v1 ? 5 5 m 5 在小物块第一次与挡板碰撞之后到第二次与挡板碰撞之前, 小物块做匀减速直线运动, 滑板 做匀速直线运动,从第一次碰撞后到第二次碰撞前,小物块和滑板相对于地面的位移相同,
固有:

v2 ? v1? t ? V1t 2

解得: v2 ? v1 ?

qEl m

(6 分)

(3)设第一次碰撞过程中能量损失为 ? E 根据动量守恒: mv1 ? mv1? ? 8mV1

1 1 1 ? 能量守恒定律: mv12 ? mv1 2 ? ? 8mV12 ? ?E 2 2 2 8 qEL 25 第二次碰撞前瞬间:
运算得到: ?E ? 滑板速度: v2 ? v1 根据功能原理:

2qEl 1 1 2qEl V1 ? v1 ? m 5 5 m 1 1 1 W ? mv1 ? ? 8m ? V22 ? ?E 2 2
(6 分)

41 qEl 25 24. (20 分) 解答: (1) 设圆形磁场区域内的磁感应强度为 B, 带电粒子在磁场中所受 的洛伦兹力提供向心力: W?
qvB ? m v2 R

其中 R=a mv 则: B ? qa 由左手定则判断磁场方向垂直于 xOy 平面向里 (6 分) (2)沿与 x 轴 45° 向下射出的带电粒子在磁场中运动的时间最长,轨 迹如图,根据几何关系粒子离开磁场时速度方向沿 y 轴正方向, ∠OO3Q=135? 。 设该带电粒子在磁场中运动的时间为 t,根据圆周运动周期公式得:

6

T?

2πR v

3πa (8 分) 4v (3) 设某带电粒子从放射源射出, 速度方向与 x 轴的夹角为 α, 做速度 v 的垂线,截取 OO4=a,以 O4 为圆心 a 为半径做圆交 磁场边界于 M 点。由于圆形磁场的半径与带电粒子在磁场中 运动的半径均为 a,故 OO1MO4 构成一个菱形,所以 O4M 与 x 轴平行,因此从放射源中射出的所有带电粒子均沿 y 轴正方向 射出。带电粒子在匀强电场中做匀减速直线运动,返回磁场时 的速度与离开磁场时的速度大小相等方向相反,再进入磁场做 圆周运动,圆心为 O5,OO4O5N 构成一平行四边形,所以粒子 在磁场中两次转过的圆心角之和为 180° ,第二次离开磁场时都经过 N 点。故收集器应放在 N 点,N 点坐标为(2a,0) 。 (6 分)
所以: t ?

7


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