高考物理强化训练十八 7页

S 0 x/m y/cm 7 9 11 5 -5 13 高 2009 级高三物理强化训练（十八） 本试卷共 120 分，考试限时 60 分钟。 高 2009 级班 姓名： 学号： 得分： 选择题（本题包括 8 小题，共计 48 分。每小题给出的四个选项中，有的只有一 个选项正确，有 2~3 道题中有两个选项正确，全部选对的得 6 分，选对但不全 的得 3 分，有选错或不答的得 0 分。）建议 20 分钟内完成。 14、如图所示，轻绳上端固定在天花板上的 O 点，下端悬挂一个重为 10N 的物体 A，B 是 固定的表面光滑的圆柱体。当 A 静止时，轻绳与天花板的夹角为 300，B 受到绳的压 力是 A、5NB、10NC、5 3ND、10 3N 15、一质点处于静止状态，现对该质点施加力 F，力 F 随时间 t 按如图所示的正弦规律变化， 力 F 的方向始终在同一直线上。在 0~4s 内，下列说法正确的是 A、第 2s 末，质点距离出发点最远 B、第 2s 末，质点的动能最大 C、第 4s 末，质点距离出发点最远 D、第 4s 末，质点的动能最大 16、如图所示，直角三棱镜 ABC 的一个侧面 BC 紧贴在平面镜上，∠BAC=β。 从点光源 S 发出的细光束 SO 射到棱镜的另一侧面 AC 上，适当调整入 射光 SO 的方向，当 SO 与 AC 成 α 角时，其折射光与镜面发生一次反射， 从 AC 面射出后恰好与 SO 重合，则此棱镜的折射率为 A、cosα cosβ B、cosα sinβ C、sinα cosβ D、sinα sinβ 17、若规定氢原子处于基态时的能量为 E1=0，则其它各激发态的能量依次 为 E2=10.2eV、E3=12.09eV、E4=12.75eV、E5=13.06eV、……。在气体放电管中，处于 基态的氢原子受到能量为 12.8eV 的高速电子轰击而跃迁到激发态，在这些氢原子从激 发态向低能级跃迁的过程中 A．总共能辐射出六种不同频率的光子 B．总共能辐射出十种不同频率的光子 C．辐射出波长最长的光子是从 n＝4 跃迁到 n＝3 能级时放出的 D．辐射出波长最长的光子是从 n＝5 跃迁到 n＝4 能级时放出的 18、实验室内，某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内 （活塞与气缸壁之间无摩擦），待活塞静止后，再用一个装有与室温温度相同的水的 小滴管贴近活塞，将滴管内的水缓慢滴注在活塞上方，如图所示。在此过程中，若大 气压强与室内的温度均保持不变，则下列说法正确的是 A、单位时间内，缸内气体分子对活塞撞击的次数保持不变 B、单位时间内，缸内气体分子对活塞的冲量保持不变 C、外界对缸内气体做的功等于缸内气体向外界释放的热量 D、外界对缸内气体做的功等于缸内气体增加的内能 19、位于坐标原点的波源 S 不断地产生一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，波速 v＝40m/s， 已知 t=0 时刻波刚好传播到 x=13m 处，如图所示。下 列说法正确的是 A、波源 S 开始振动的方向沿 y 轴正方向 2 40 t/s F/N -5 5 O B C αβ A S 水 A B 30°O B、t=0.45s 时，x=9m 处的质点的位移为零 C、t=0.45s 时，波刚好传播到 x=18m 处 D、t=0.45s 时，波刚好传播到 x=31m 处 20、如图所示，一理想变压器原线圈匝数为 n1=1000 匝，副线圈匝数为 n2=200 匝，将原线 圈接在 u=200 2sin120πt（V）的交流电压上，电阻 R=100Ω，电流表 A 为理想电表。下 列推断正确的是 A、交流电的频率为 50Hz B、穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 0.2Wb/s C、电流表 A 的示数为 0.4 2A D、变压器的输入功率是 16W 21、如图所示，在水平面内的直角坐标系 xoy 中有一光滑金属导轨 AOC，其中曲线导轨 OA 满足方程 y＝Lsinkx，长度为 π/2k 的直导轨 OC 与 x 轴重合， 整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中。现有一长为 L 的金属棒从图示位置开始沿 x 轴正 方向做匀速直线运动，已知金属棒单位长度的电阻为 R0，除金属棒的电阻外其 余电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动的过程中，它与导轨 组成的闭合回路 A、电流逐渐增大 B、电流逐渐减小 C、消耗的电功率逐渐增大 D、消耗的电功率逐渐减小 建议 8 分钟内完成 22、（19 分）Ⅰ、（8 分）某实验小组用如图所示装置测量弹簧的劲度系数 k。当挂在弹簧下 端的砝码处于静止状态时，测出弹簧受到的拉力 F 与对应的弹簧长度 L（弹簧始终在弹 性限度内），列表记录如下： 因为逐差法常用于处理自变量等间距变化的数据组，所以小组一成员用逐差法处理数据， 具体如下：将表中第三列相邻的两项求差，得出弹簧 伸长量 ΔL=Li-Li-1 每个 ΔL 都是与相同的拉力 ΔF=0.49N 相对应的伸 长量，求出 ΔL 的平均值 △ L=(L2－L1)＋(L3－L2)＋……(L6－L5) 5 =L6－L5 5 = 67.55－60.20 5 cm=1.47cm 故该弹簧的劲度系数为 k= △ F= 0.49N 1.47cm=0.333N/cm 该成员在实验数据处理中存在的问题是：； 请你用逐差法处理表格中的数据，尽量精确计算出弹簧的劲度系数 k=N/cm（保留三位 有效数字）。 Ⅱ、（11 分）一微安表 μA 的刻度盘只标注了表示量程 Ig =100μA 的刻度线，尚未标注其他 分刻度线，如图所示。请用下列全部器材测量微安表 μA 的内阻： i、图示的待测微安表 μA：内阻 Rg 约为 2kΩ ii、1 块毫伏表 mV：量程 250mV，最小分度 5mV，内阻约为 1kΩ iii、1 个滑动变阻器 R1：0～50Ω iv、1 个滑动变阻器 R2：0～3kΩ 实验次数 i Fi（N） Li（cm） 1 0.49 60.20 2 0.98 61.60 3 1.47 63.05 4 1.96 64.65 5 2.45 66.10 6 2.94 67.55 100 μA v、1 个直流电源 E：电动势 E=1.5V，内阻 r 约为 1Ω vi、1 个单刀单掷开关 S，导线若干 ①在方框内画出测量微安表 μA 的内阻 Rg 的实验电路原理图（原理图中元件用相应的 英文字母标注）。 ②下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方： 第一步：断开 S，按电路原理图连接器材，将两个滑动变阻器 R1、 R2 的触头分别置于合理的位置； 第二步：闭合 S，分别调节 R1 和 R2 至适当位置，。 ③用已知量和测得量的符号表示微安表 μA 的内阻 Rg=。 建议 8 分钟内完成 23、（15 分）一汽车行驶时遇到紧急情况，驾驶员迅速正确地使用制动 器在最短距离内将车停住，称为紧急制动，设此过程中使汽车减速的阻力与汽车对地面 的压力成正比，其比例系数只与路面有关。已知该车以 72km/h 的速度在平直公路上行 驶，紧急制动距离为 25m；若在相同的路面上，该车以相同的速率在坡度（斜坡的竖直 高度和水平距离之比称为坡度）为 1:10 的斜坡上向下运动，则紧急制动距离将变为多 少？（g=10m/s2，结果保留两位有效数字） 建议 10 分钟内完成 24、（18 分）平面直角坐标系 xOy 中，第Ⅰ象限存在沿 y 轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象 限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。一质量为 m、电荷 量为 q 的带正电的粒子从 y 轴正半轴上的 M 点以速度 v0 垂直于 y 轴射入电场，经 x 轴上的 N 点与 x 轴正方向成 60°角射入磁场，最后从 y 轴负半轴上的 P 点与 y 轴正 方向成 600 角射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求 （1）粒子在磁场中运动的轨道半径 R； （2）粒子从 M 点运动到 P 点的总时间 t； （3）匀强电场的场强大小 E。 建议 10 分钟内完成 25、（20 分）地球绕太阳的运动可看作是轨道半径为 R 的匀速圆 周运动，太阳源源不断地向四周辐射能量，太阳光的总辐射 功率为 PS，太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的过 程中，大约有 30%的能量损耗。到达地面的太阳光由各种 频率的光子组成，每个光子不仅具有能量，还具有动量， 其能量与动量的比值为 c，c 为真空中的光速。（在计算时可 认为每个光子的频率均相同） （1）求射到地面的太阳光在垂直于太阳光方向的单位面积上的辐射功率 Pe； （2）辐射到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强，光子对被照射 物体单位面积上所施加的压力叫做光压，假设辐射到地面的太阳光被地面全部吸 收，求太阳光对地面的光压 I； （3）试证明：地球表面受到的太阳光辐射压力，和地球绕太阳做圆周运动的轨道半径 R 的平方成反比（PS 可认为不变）。 高 2009 级高三物理强化训练（十八）参考 y M x v0 600 600 N P O 答案 武汉市 2009 届四月调研测试理科综合物理部分参考答案及 评分细则 武 汉 市 教 育 科 学 研 究 院 命 制 2009.4.17 14、【答案】B 【解析】对物体 A 由平衡条件可知，绳子拉力 T＝10N，B 受到两个方向夹角为 120°的等大 的两个拉力 T 的作用，合力贯穿角平分线，合力的大小等于 T＝10N，B 对。 15、【答案】BC 【解析】对质点（不计摩擦力），拉力由图示的规律变化时，质点在前 2s 内做加速度先增大 后减小的加速运动，2s 时刻速度最大，2s~4s 内质点做加速度（反方向）先增大后减小的减 速运动，4s 时刻速度为零。质点始终向正方向运动，故 BC 正确。 16、【答案】A 【解析】做出光路图，依题意可知光垂直 BC 反射才能从 AC 面射出后恰好与 SO 重合，则 光在 AC 面的入射角为 90°－α，由几何关系可知折射角为 90°－β，根据折射定律：n＝ sin(90°－α) sin(90°－β)＝cosα cosβ ，故 A 对。 17、【答案】AC 【解析】基态氢原子被高速电子轰击而跃迁时可获取小于 12.8eV 的能量，依题意可知基态 的氢原子可跃迁到 n＝4 能级，氢原子在 n＝4 能级向低能级跃迁的过程中可能有：4－1、4－ 2、4－3、3－1、3－2、2－1 等六种不同频率的光子辐射出来，其中从 n＝4 跃迁到 n＝3 能 级时辐射出的光子能量最小，频率最低，波长最长，故 AC 对。 18、【答案】C 【解析】由平衡条件可知气体压强增大，由 P、V、T 三者之间的关系可知，温度不变时， 体积减小，对理想气体内能不变，故外界对气体做功与气体放出热量相等，C 对 D 错；气 体压强增大，温度不变时，汽缸内气体分子单位时间对活塞单位器壁的撞击次数必定减小， A 错；压强是大量气体分子单位时间对单位器壁的平均冲量所致，压强增大，单位时间内汽 缸内气体分子对活塞的冲量增大，B 错。 19、【答案】AD 【解析】波刚好传播到 x＝13m 处时，根据波的传播方向可知该质点开始向 y 轴正方向运动， 波的传播的过程将波源的振动形式在传播方向上传播，因此波源的起振方向决定了任意刚起 振的质点的振动方向，故波源 S 开始振动的方向沿 y 轴正方向，A 对；波速 v＝40m/s，由 图可知波长 λ＝8m，则周期 T＝λ v＝0.2s，经过 t＝0.45s＝2 1 4T，将 t＝0 时刻的完整波形图向 右移动 0.45×40m＝18m，波传播到 x＝31m 处，可从波形图中看出 x＝9m 处的质点刚到达 最低点，故 AD 正确。 20、【答案】D 【解析】角速度 ω＝120π＝2πf，频率 f＝60Hz，A 错；u＝n1 △ Φ △ t，故穿过铁芯的磁通量的 最大变化率 △ Φ △ t＝ um n1＝ 200 1000＝0.2 2Wb/s，B 错；原线圈的有效电压 U1＝200V，由变压比 可得副线圈电压 U2＝40V，电流表示数为 I2＝0.4A，C 错；副线圈消耗功率 P2＝U2I2＝ 16W，故变压器的输入功率也为 16W，D 对。 21、【答案】C 【解析】设金属棒运动到 x 处，此时金属棒的长度为 Lx＝Lsinkx，电阻为 Rx＝R0Lsinkx，金 属棒产生的电动势 E＝BLxv＝BvLsinkx，回路中的电流 I＝ E Rx＝ BvLsinkx R0Lsinkx＝ Bv R0 ，故电流不变， A、B 均错；回路消耗的电功率 P＝EI＝ B2v2Lsinkx R0 ，显然 P 随 x 的增大而非线性增大，C 对 D 错。 22、（19 分）解答： （1）①只利用了 L1 和 L6 两个数据，导致误差较大（或未利用 L2、L3、L4、L5，导致误差 较大）∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4 分 ②0.328 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4 分 （2）① ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5 分 说明：电路设计合理，两个变阻器分别当作粗调、微调电阻使用，均算正确。 ② 使微安表满偏，记下这时毫伏表的示数 U ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3 分 ③U/Ig∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3 分 23、（15 分）解答： 以汽车初速度方向为正方向，设质量为 m 的汽车受到的阻力与其对路面压力之间的比例系 数为 μ，在平直公路上紧急制动的加速度为 a1。 根据牛顿第二定律 μmg=ma1①3 分 根据匀减变速直线运动规律 ②3 分 联立解得 设汽车沿坡角为 θ 的斜坡向下运动时，紧急制动的加速度为 a2，制动距离为 S2。 根据牛顿第二定律 ③3 分 2 0 1 12 va S −= 2 0 1 0.82 v gS µ = = 2sin cosmg mg maθ µ θ− = R2 S μA mV R1 E 根据匀变速直线运动规律 ④3 分 由题意知 tanθ=0.1，则 联立解得 S2=29m⑤3 分 说明：若用其他方法求解，参照参考答案给分。 ；28.57m 24、（18 分）解答： （1）设粒子过 N 点时的速度为 v，根据平抛运动的速度关系 ①2 分 分别过 N、P 点作速度方向的垂线，相交于 Q 点，则 Q 是粒子在磁场中做匀速圆周运动的 圆心，根据牛顿第二定律 ②2 分 联立①②解得轨道半径 ③2 分 （2）设粒子在电场中运动的时间为 t1，有 ④1 分 由几何关系得 ⑤2 分 联立③④⑤解得 ⑥ 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 ⑦1 分 2 0 2 22 vS a −= 1sin 0.1 101 θ = ≈ 10cos 1 101 θ = ≈ 20 101 28.717 = 0 0cos60 vv = 2mvqvB R = 02mvR qB = 0 1ON v t= 0 0sin30 cos30ON R R= + 1 (1 3)mt qB += 2 mT qB π= y M x v0 600 600 N P Q O 由几何关系知 ，设粒子在磁场中运动的时间为 t2 ⑧2 分 联立⑦⑧解得 ⑨ 故粒子从 M 点运动到 P 点的总时间 ⑩2 分 （3）粒子在电场中做类平抛运动，设加速度为 aqE=ma⑾1 分 设沿电场方向的分速度为 vyvy=at1⑿1 分 又 vy=v0tan600⒀1 分 联立⑥⑾⑿⒀解得 ⒁1 分 25、（20 分）解答： （1）太阳向各个方向均匀辐射，则 Pe= ①4 分 （2）在地面上取一个很小的截面积 S，设在很短的时间间隔 t 内，有 N 个光子垂直射入此 面积，产生的光压力为 F，根据动量定理 ②2 分 根据光压的定义 ③2 分 根据光子能量 E 和动量 p 的大小关系 ④2 分 在地球轨道处、垂直于太阳光方向的单位面积上的太阳辐射功率 ⑤2 分 联立解得 ⑥2 分 （3）设地球半径为 r，则地球受到的光辐射压力为 ⑦2 分 联立⑥⑦解得 ⑧2 分 式中 Ps、r、c 均为常量，可见地球所受的光辐射压力和地球到太阳的距离 R 的平方成反比⑨ 2 分 0150NQP∠ = 0 2 0 150 360t T= 2 5 6 mt qB π= 1 2 5(1 3 )6 mt t t qB π= + = + + 0(3 3) 2 v BE −= s s 2 2 (1 30%) 70% 4 4 P P R Rπ π − = 0Ft Np− = − FI S = Ep c = e NEP St = s 2 70% 4 PI R cπ= 2 eF I rπ= ⋅ 2 2s s e 2 2 70% 70% 1 4 4 P PrF rR c c R ππ= ⋅ = ⋅