苏锡常镇四市高三教学情况调研(一)

2014-2015学年度苏锡常镇四市高三教学情况调研（一） 物

理 2015．3

一、单项选择题：本大题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个．．．．选项符合题意． 1．两根相互靠近的长直导线1、2中通有相同的电流，相互作用力为F ．若在两根导线所在空间内加一匀强磁场后，导线2所受安培力的合力恰好为零．则所加磁场的方向是 （A ）垂直纸面向里 （B ）垂直纸面向外 （C ）垂直导线向右 （D ）垂直导线向左 2．如图所示为空间站中模拟地球上重力的装置．环形实验装置的外侧壁相当于“地板” ．让环形实验装置绕O 点旋转，能使“地板”上可视为质点的物体与在地球表面处有同样的“重力”，则旋转角速度应为（地球表面重力加速度为g ，装置的外半径为R ）

（A ）

R g （B ）g

R （C ）2R g （D ）g R

2

3．如图所示，边长为a 的导线框abcd 处于磁感应强度为B 0的匀强磁场中，bc 边与磁场右边界重合．现发生以下两个过程：一是仅让线框以垂直于边界的速度v 匀速向右运动；二是仅使磁感应强度随时间均匀变化．若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等，则磁感应强度随时间的变化率为

（A ）a v B 02 （B ）a v B 0 （C ）a v B 20 （D ）a

v B 04

4．已知月球半径为R ，飞船在距月球表面高度为R 的圆轨道上飞行，周期为T ．万有引力常量为G ，下列说法正确的是

（A ）月球第一宇宙速度为4πR

T （B ）月球表面重力加速度为228πR T

（C ）月球密度为23π

GT

（D ）月球质量为23232πR GT

5．汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速运动．汽车所受阻力恒定，下列汽车功率P 与时间t 的关系图像中，能描述上述过程的是

（A ） （B ） （C ） （D ）

二、多项选择题：本大题共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，错选或不选的得

0 分．

6．如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体．物体在A 处时，弹簧处于原长状态．现用手托住物体使它从A 处缓慢下降，到达B 处时，手和物体自然分开．此过程中，物体克服手的支持力所做的功为W ．不考虑空气阻力．关于此过程，下列说法正确的有

I

I

（A ）物体重力势能减小量一定大于W （B ）弹簧弹性势能增加量一定小于W

（C ）物体与弹簧组成的系统机械能增加量为W

（D ）若将物体从A 处由静止释放，则物体到达B 处时的动能为W

7．图中理想变压器的原、副线圈匝数之比为2∶1，电阻R 1= R 2=10Ω，电表

、

均为理想交流电表．若R 1两端电压1

=102sin100u πt

（V ），则下列说法正确的有 （A ）电压表示数为14.14V （B ）电流表的示数为0.5 A （C ）R 1消耗的功率为20W

（D ）原线圈输入交流电频率为50Hz

8．如图所示，从同一竖直线上不同高度A 、B 两点处，分别以速率v 1、v 2同向水平抛出两个小球，P 为它们运动轨迹的交点．则下列说法正确的有 （A ）两球在P 点一定具有相同的速率 （B ）若同时抛出，两球不可能在P 点相碰

（C ）若同时抛出，落地前两球竖直方向的距离逐渐变大 （D ）若同时抛出，落地前两球之间的距离逐渐变大

A

u ~

R 1

R 2

V

A

B

v 1v 2

P

.

..

A B

9．沿电场中某条直线电场线方向建立x 轴，该电场线上各点电场强度E 随x 的变化规律如图所示，坐标点0、x 1、x 2和x 3分别与x 轴上O 、A 、B 、C 四点相对应，相邻两点间距相等．一个带正电的粒子从O 点附近由静止释放，运动到A 点处的动能为E k ，仅考虑电场力作用．则 （A ）从O 点到C 点，电势先升高后降低 （B ）粒子先做匀加速运动，后做变加速运动 （C ）粒子在AB 段电势能变化量大于BC 段的 （D ）粒子运动到C 点时动能小于3E k

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． 【必做题】 10．（8分）在测量某电源电动势和内电阻的实验中：

图1图2

图3

（1）图1是实验中得到的U -I 图像，由此可得该电源电动势和内电阻的测量值分别是 V 和 Ω；

（以上结果均保留两位有效数字）

（2）某同学在完成上述实验之后，又进行了下述探究实验．他将相同器材分别按图2和图3所示电路

进行连接，在每次保持电压表（可视为理想电表）示数相同的情形下，读出电流表的示数分别为I 1和I 2．调节滑动变阻器R ，测得多组数据，得到I 1与I 2的关系为：I 1=k I 2（k 为已知）．则电流表与电源的内阻之比为 ．

11．（10分）某研究性学习小组用图示装置来测定当地重力加速度，主要操作如下：

①安装实验器材，调节试管夹（小铁球）、光电门和纸杯在同一竖直线上；

②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t ，并用刻度尺（图上未画出）测量出两个光电门之间的高度h ，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v ； ③保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，重复②的操作．测出多组（h ，t ），

计算出对应的平均速度v ；

④画出v -t 图像

请根据实验，回答如下问题：

（1）设小铁球到达光电门1时的速度为v 0，当地的重力加速度为g ．则小铁球通过两

光电门间平均速度v 的表达式为 ．（用v 0、g 和t 表示） （2）实验测得的数据如下表：

1

2

请在坐标纸上画出v -t 图像．

（3）根据v -t 图像，可以求得当地重力加速度g = m/s 2，试管夹到光电门1

的距离约为 cm ．（以上结果均保留两位有效数字）

12．【选做题】本题包括A 、B 、C 三小题，请选定其中两题，并在答题卡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）

（1）下列说法中正确的是

（A ）在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动 （B ）随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小

（C ）“第一类永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律

（D ）一定量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变

（2）如图所示是一定质量的理想气体沿直线ABC 发生状态变化的p -V 图像．已知A →B 的过程中，理想气体内能变化量为250J ，吸收的热量为500J ，则由B →C 的过程中，气体温度 （选填“升高”或“降低”），放出热量 J ．

（3）在1atm 、0℃下，1mol 理想气体的体积均为22.4L ．若题（2）中气体在C 时的温度为27℃，求该气体

的分子数（结果取两位有效数字）．阿伏伽德罗常数取6.0×1023mol -1． B ．（选修模块3-4）（12分）

（1）下列说法中正确的是

（A ）光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的 （B ）变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场

（C ）在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽 （D ）声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率

（2）如图所示，实线是一列简谐横波在t 时刻的波形图，虚线是在t 时刻后0.2s t ?=时刻的波形图．已知t

T ?< ．若该简谐波的波速为

5m/s ，则质点M 在t 时刻的振动方向为 ，质点

M 在t ?时

间内通过的路程为 m ．

（3）如图所示，一艘赛艇停在平静的水面上，赛艇前部上端有一标记P ，

在其正前方A 处有一浮标．潜水员从P 前方S =4m 处开始下

潜，当下潜至深度为H 的B 处时，才能看到赛艇尾端后方水面上的景物，且看到P 刚好被浮标挡住．测得P A 、BA 与竖直方向的夹角分别为53°和37°．忽略赛艇吃水深度，求赛艇的长度L ．sin530＝0.8，cos530＝0.6．

·

C．（选修模块3-5）（12分）

（1）在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应现象．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是

（A）单位时间内逸出的光电子数（B）反向截止电压

（C）饱和光电流（D）光电子的最大初动能

（2）电子俘获是指原子核俘获一个核外轨道电子，使核内一个质子转变为一个中子．一种理论认为地热是镍58（58

28

Ni）在地球内部的高温高压环境下发生电子俘获核反应生成钴57（Co）时产生的．则镍58电子俘获的核反应方程为；若该核反应中释放出的能量与一个频率为ν的光子能量相等，已知真空中光速和普朗克常量分别是c和h，则该核反应中质量亏损△m为．

（3）如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q均可视为质点，质量均为m，Q与轻质弹簧相连并处于静止状态，P以初速度v向Q运动并与弹簧发生作用．求整个过程中弹簧的最大弹性势能．

四、计算题：本题共3小题，计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．只有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）如图是某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图．他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连．摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场（可视为匀强磁场）垂直．摇动时，铜芯线所围成半圆周的面积S=2m2，转动角速度

ω

=，用电表测得电路中电流I=40μA，电路总电阻R=10Ω

．

（1）求该处地磁场的磁感应强度B；

（2）从铜芯线所在平面与该处地磁场平行开始计时，求其转过四分之一周的过程中，通过电流表的电量q；

（3）求铜芯线转动一周的过程中，电路产生的焦耳热Q．

r

铜芯线

细铜线

14．（16分）如图所示为仓储公司常采用的“自动化”货物装卸装置，两个相互垂直的斜面固定在地面上，

货箱A （含货物）和配重B 通过与斜面平行的轻绳跨过光滑滑轮相连．A 装载货物后从h ＝8.0 m 高处由静止释放，运动到底端时，A 和B 同时被锁定，卸货后解除锁定，A 在B 的牵引下被拉回原高度处，再次被锁定．已知θ＝530，B 的质量M 为1.0×103 kg ，A 、B 与斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，滑动摩擦力与最大静摩擦力相等， g 取10 m/s 2，sin530＝0.8，cos530＝0.6． （1）为使A 由静止释放后能沿斜面下滑，其质量m 需要满足什么条件？ （2）若A 的质量m ＝4.0×103 kg ，求它到达底端时的速度v ；

（3）为了保证能被安全锁定，A 到达底端的速率不能大于12 m/s ．请通过计算判断：

当A 的质量m 不断增加时，该装置能否被安全锁定．

15．（16分）如图1所示，在xoy 平面的第Ⅰ象限内有沿x 轴正方向的匀强电场E 1；第Ⅱ、Ⅲ象限内同时

存在着竖直向上的匀强电场E 2和垂直纸面的匀强磁场B ，E 2=2.5N/C ，磁场B 随时间t 周期性变化的规律如图2所示，B 0=0.5T ，垂直纸面向外为磁场正方向．一个质量为m 、电荷量为q 的带正电液滴从P 点(0.6m ，0.8m)处以速度v 0=3m/s 沿x 轴负方向入射，恰好以指向y 轴负方向的速度v 经过原点O 后进入x ≤0的区域．已 知：m =5×10-5kg ，q =2×10-4C ，t =0时液滴恰好通过O 点，g 取10m/s 2． （1）求电场强度E 1和液滴到达O 点时速度v 的大小； （2）液滴从P 点开始运动到第二次经过x 轴所需的时间；

（3）若从某时刻起磁场突然消失，发现液滴恰好以与y 轴正方向成300角的方向穿过

y 轴后进入x >0的区域，试确定液滴穿过y 轴时的位置．

B

2

B

-2B

-B

图1图2

2014-2015学年度苏锡常镇四市高三教学情况调研（一）

物理参考评分标准

二、多项选择题：本大题共4小题，每小题4分，共计16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． 【必做题】 10．（1）1.4 0.86（每空2分） （2）（k -1）（4分） 11．（1）v = v 0+

1

2

gt （2分） （2）见左图（4分）

（3）9.7（9.5-9.9） 6.0（5.9-6.6）（每空2分） 12．【选做题】选择题漏选得2分，不选或错选不得分 A ．（选修模块3-3）（12分）

（1）A C （4分） （2）降低 2（每空2分） （3）

000=p V pV T T （1分） 气体的摩尔数=22.4

V

n （1分） 气体分子数=A N nN （1分）N =7.3×1022个（1分） B ．（选修模块3-4）（12分）

（1）AD （4分） （2）y 轴正方向 0.1m （每空2分）

（3）水的折射率12sin =sin θn θ （1分） 4

=3

n

根据题意 1

sin =θn

（1分）

sin θ1分） =2m L （1分）

C ．（选修模块3-5）（12分）

（1）BD （4分） （2）580571

28-1270Ni+e Co+n →

2

h ν

c （每空2分）

（3）由动量守恒得 =2mv mv 共（1分）

由能量守恒定律得

22max 11

=+(2)22

p mv E m v 共（2分） 2max 1

=4

p E mv （1分）

四、计算题：本大题共3小题，共计47分． 13．（15分） 解：（1）铜芯线中产生的是正弦交流电，则：

I m

--------- 2分 E m = I m R --------- 1分 E m =BωS --------- 2分 B =2×10-5T --------- 1分 （2）在铜芯线与地面平行开始至铜芯线转动四分之一周的过程中 E =△φ/t ------------1分 E =IR ------------1分 q =It -----------1分

q =4×10-6C--------- 2分

（3）铜芯线转动一周，电路中产生的焦耳热Q

Q =I 2RT ---------- 2分 Q =7.2×10-9J--------- 2分

14．（16分） 解：（1）设左斜面倾角为θ，左斜面倾角为β，货箱由静止释放后能沿斜面下滑，则 F 合>0-----------1分

mg sin θ-Mg sin β-μmg cos θ-μMg cos β >0------------2分 m >2.0×103 kg------------1分 （2）对系统应用动能定理：

由动能定理：W 合=△E k ------------2分

·

·

·浮标

A

mgh-Mg (h sin β/sin θ)-( μmg cos θ+μMg cos β)(h /sin θ) =(1/2)(M +m ) v 2------------3分 v

=------------1分

另解：本小题也可用牛顿第二定律求解： 由F 合=ma -----------1分

mg sin θ-Mg sin β-μmg cos θ-μMg cos β=（M +m ）a ------------2分 a =2m/s 2 -------------1分

由运动学方程 v 2=2aL -------------1分 L =h /sin θ

v

= -------------1分

（3）当A 的质量m 与B 的质量M 之间关系满足m >>M 时，货箱下滑的加速度最大，

到达斜面底端的速度也最大，此时有 mg sin θ-μmg cos θ=ma m -------------2分 a m =5m/s 2-------------1分 v 2=2a m L -------------1分

货箱到达斜面底端的最大速度v =10m/s<12m/s-------------1分

所以，当A 的质量m 不断增加时，该运输装置均能被安全锁定-------------1分

15．（16分） 解：（1）液滴在x >0的区域内受竖直向下的重力和水平向右的电场力的作用。

液滴在竖直方向上做自由落体运动：2

1=2

y gt v =gt …………1分

v =4m/s…………1分

液滴在水平方向上做匀减速运动v 0=at E 1q =ma …………1分

E 1=1.875N/C…………1分

（2）液滴进入x <0的区域后，由于 E 2q =mg ，液滴运动轨迹如图1所示，其做圆周运动的大、小圆半

径分别为r 1、 r 2，运动周期分别为T 1、T 2。则

qvB 0=21mv r 2 qvB 0=2

2

mv r …………1分

1r =2（m ） r 2=1（m ）

102m T qB π=

（s ） 20

m T qB π=…………1分 T 1=π（s ） T 2=π/2（s ）

液滴从P 点到第二次穿过x 轴经过的时间t 总：

120.4s 422总T T t t π??

=+

+=+ ???

…………2分

（3）情形一：若磁场消失时，液滴在x 轴上方，如图1所示：

OM 1=()00

1220

cos301sin 30tan 30r r r -

+-=（1）m…………1分 OM 2=()0

01220

3cos301sin 30tan 30

r r r

-+-=（1）m…………1分 根据周期性可得，液滴穿过y 轴时的坐标y n 满足： y n =

()()0120

2

2n-1cos301sin 30tan 30

r r r

-+-…………1分

y n =［)2n 11--］m （式中n =1，2，3….）. …………1分 情形二：若磁场消失时，液滴在x 轴下方，如图2所示：

ON 1= ()00

1220

cos301sin 30tan 30r r r +

--=（ ）m…………1分 ON 2= ()0

01220

3cos301sin 30tan 30

r r r

+--=（） m…………1分 根据周期性可得，液滴穿过y 轴时的坐标y n 满足： y n =

()()0120

2

2n-1cos301sin 30tan 30

r r r

+--…………1分

y n =［)2n 1+1-］m （式中n =1，2，3….）. …………1分