高2009級高三物理強化訓練（十八）

本試卷共120分，考試限時60分鐘。

高2009級    班       姓名：               學號：         得分：    

選擇題（本題包括8小題，共計48分。每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有2~3道題中有兩個選項正確，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得0分。）建議20分鐘內完成。

14、如圖所示，輕繩上端固定在天花板上的O點，下端懸掛一個重為10N的物體A，B是固定的表面光滑的圓柱體。當A靜止時，輕繩與天花板的夾角為30⁰，B受到繩的壓力是

A、5N       B、10N        C、5N        D、10N

15、一質點處于靜止狀態，現對該質點施加力F，力F隨時間t按如圖所示的正弦規律變化，力F的方向始終在同一直線上。在0~4s內，下列說法正確的是

A、第2s末，質點距離出發點最遠

B、第2s末，質點的動能最大

C、第4s末，質點距離出發點最遠

D、第4s末，質點的動能最大

16、如圖所示，直角三棱鏡ABC的一個側面BC緊貼在平面鏡上，∠BAC=β。從點光源S發出的細光束SO射到棱鏡的另一側面AC上，適當調整入射光SO的方向，當SO與AC成α角時，其折射光與鏡面發生一次反射，從AC面射出后恰好與SO重合，則此棱鏡的折射率為

A、       B、       C、       D、

17、若規定氫原子處于基態時的能量為E₁=0，則其它各激發態的能量依次為E₂=10.2eV、E₃=12.09eV、E₄=12.75eV、E₅=13.06eV、……。在氣體放電管中，處于基態的氫原子受到能量為12.8eV的高速電子轟擊而躍遷到激發態，在這些氫原子從激發態向低能級躍遷的過程中

A．總共能輻射出六種不同頻率的光子

B．總共能輻射出十種不同頻率的光子

C．輻射出波長最長的光子是從n＝4躍遷到n＝3能級時放出的

D．輻射出波長最長的光子是從n＝5躍遷到n＝4能級時放出的

18、實驗室內，某同學用導熱性能良好的氣缸和活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內（活塞與氣缸壁之間無摩擦），待活塞靜止后，再用一個裝有與室溫溫度相同的水的小滴管貼近活塞，將滴管內的水緩慢滴注在活塞上方，如圖所示。在此過程中，若大氣壓強與室內的溫度均保持不變，則下列說法正確的是

A、單位時間內，缸內氣體分子對活塞撞擊的次數保持不變

B、單位時間內，缸內氣體分子對活塞的沖量保持不變

C、外界對缸內氣體做的功等于缸內氣體向外界釋放的熱量

D、外界對缸內氣體做的功等于缸內氣體增加的內能

19、位于坐標原點的波源S不斷地產生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速v＝40m/s，已知t=0時刻波剛好傳播到x=13m處，如圖所示。下列說法正確的是

A、波源S開始振動的方向沿y軸正方向

B、t=0.45s時，x=9m處的質點的位移為零

C、t=0.45s時，波剛好傳播到x=18m處

D、t=0.45s時，波剛好傳播到x=31m處

20、如圖所示，一理想變壓器原線圈匝數為n₁=1000匝，副線圈匝數為n₂=200匝，將原線圈接在u=200sin120πt（V）的交流電壓上，電阻R=100Ω，電流表A為理想電表。下列推斷正確的是

A、交流電的頻率為50Hz

B、穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為0.2Wb/s

C、電流表A的示數為0.4A

D、變壓器的輸入功率是16W

21、如圖所示，在水平面內的直角坐標系xoy中有一光滑金屬導軌AOC，其中曲線導軌OA 滿足方程y＝Lsinkx，長度為π/2k的直導軌OC與x 軸重合，整個導軌處于豎直向上的勻強磁場中。現有一長為L的金屬棒從圖示位置開始沿x軸正方向做勻速直線運動，已知金屬棒單位長度的電阻為R₀，除金屬棒的電阻外其余電阻均不計，棒與兩導軌始終接觸良好，則在金屬棒運動的過程中，它與導軌組成的閉合回路

A、電流逐漸增大              B、電流逐漸減小

C、消耗的電功率逐漸增大      D、消耗的電功率逐漸減小

實驗次數i

F_i（N）

L_i（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

建議8分鐘內完成

22、（19分）Ⅰ、（8分）某實驗小組用如圖所示裝置測量彈簧的勁度系數k。當掛在彈簧下端的砝碼處于靜止狀態時，測出彈簧受到的拉力F與對應的彈簧長度L（彈簧始終在彈性限度內），列表記錄如下：

因為逐差法常用于處理自變量等間距變化的數據組，所以小組一成員用逐差法處理數據，具體如下：將表中第三列相鄰的兩項求差，得出彈簧伸長量ΔL=L_i-L_i-1

每個ΔL都是與相同的拉力ΔF=0.49N相對應的伸長量，求出ΔL的平均值

===cm=1.47cm

故該彈簧的勁度系數為k===0.333N/cm

該成員在實驗數據處理中存在的問題是：                                                 ；

請你用逐差法處理表格中的數據，盡量精確計算出彈簧的勁度系數k=    N/cm（保留三位有效數字）。

Ⅱ、（11分）一微安表μA 的刻度盤只標注了表示量程I_g =100μA的刻度線，尚未標注其他分刻度線，如圖所示。請用下列全部器材測量微安表μA的內阻：

i、圖示的待測微安表μA：內阻R_g約為2kΩ

ii、1塊毫伏表mV：量程250mV，最小分度5mV，內阻約為1kΩ

iii、1個滑動變阻器R₁：0～50Ω

iv、1個滑動變阻器R₂：0～3kΩ

v、1個直流電源E：電動勢E=1.5V，內阻r約為1Ω

vi、1個單刀單擲開關S，導線若干

①在方框內畫出測量微安表μA的內阻R_g的實驗電路原理圖（原理圖中元件用相應的英文字母標注）。

②下面是主要的實驗操作步驟，將所缺的內容填寫在橫線上方：

第一步：斷開S，按電路原理圖連接器材，將兩個滑動變阻器 R₁、R₂的觸頭分別置于合理的位置；

第二步：閉合S，分別調節R₁和R₂至適當位置，                                                                。

③用已知量和測得量的符號表示微安表μA的內阻R_g=         。

建議8分鐘內完成

23、（15分）一汽車行駛時遇到緊急情況，駕駛員迅速正確地使用制動器在最短距離內將車停住，稱為緊急制動，設此過程中使汽車減速的阻力與汽車對地面的壓力成正比，其比例系數只與路面有關。已知該車以72km/h的速度在平直公路上行駛，緊急制動距離為25m；若在相同的路面上，該車以相同的速率在坡度（斜坡的豎直高度和水平距離之比稱為坡度）為1:10的斜坡上向下運動，則緊急制動距離將變為多少？（g=10m/s²，結果保留兩位有效數字）

建議10分鐘內完成

24、（18分）平面直角坐標系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y軸負方向的勻強電場，第Ⅳ象限存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B。一質量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點以速度v₀垂直于y軸射入電場，經x軸上的N點與x軸正方向成60°角射入磁場，最后從y軸負半軸上的P點與y軸正方向成60⁰角射出磁場，如圖所示。不計粒子重力，求

（1）粒子在磁場中運動的軌道半徑R；

（2）粒子從M點運動到P點的總時間t；

（3）勻強電場的場強大小E。

建議10分鐘內完成

25、（20分）地球繞太陽的運動可看作是軌道半徑為R的勻速圓周運動，太陽源源不斷地向四周輻射能量，太陽光的總輻射功率為P_S，太陽光在穿過太空及地球大氣層到達地面的過程中，大約有30%的能量損耗。到達地面的太陽光由各種頻率的光子組成，每個光子不僅具有能量，還具有動量，其能量與動量的比值為c，c為真空中的光速。（在計算時可認為每個光子的頻率均相同）

（1）求射到地面的太陽光在垂直于太陽光方向的單位面積上的輻射功率P_e；

（2）輻射到物體表面的光子被物體吸收或反射時都會對物體產生壓強，光子對被照射物體單位面積上所施加的壓力叫做光壓，假設輻射到地面的太陽光被地面全部吸收，求太陽光對地面的光壓I；

（3）試證明：地球表面受到的太陽光輻射壓力，和地球繞太陽做圓周運動的軌道半徑R的平方成反比（P_S可認為不變）。

武漢市2009屆四月調研測試理科綜合物理部分參考答案及評分細則

    武漢市教育科學研究院命制                                        2009.4.17 

14、【答案】B

【解析】對物體A由平衡條件可知，繩子拉力T＝10N，B受到兩個方向夾角為120°的等大的兩個拉力T的作用，合力貫穿角平分線，合力的大小等于T＝10N，B對。

15、【答案】BC

【解析】對質點（不計摩擦力），拉力由圖示的規律變化時，質點在前2s內做加速度先增大后減小的加速運動，2s時刻速度最大，2s~4s內質點做加速度（反方向）先增大后減小的減速運動，4s時刻速度為零。質點始終向正方向運動，故BC正確。

16、【答案】A

【解析】做出光路圖，依題意可知光垂直BC反射才能從AC面射出后恰好與SO重合，則光在AC面的入射角為90°－α，由幾何關系可知折射角為90°－β，根據折射定律：n＝＝ ，故A對。

17、【答案】AC

【解析】基態氫原子被高速電子轟擊而躍遷時可獲取小于12.8eV的能量，依題意可知基態的氫原子可躍遷到n＝4能級，氫原子在n＝4能級向低能級躍遷的過程中可能有：4－1、4－2、4－3、3－1、3－2、2－1等六種不同頻率的光子輻射出來，其中從n＝4躍遷到n＝3能級時輻射出的光子能量最小，頻率最低，波長最長，故AC對。

18、【答案】C

【解析】由平衡條件可知氣體壓強增大，由P、V、T三者之間的關系可知，溫度不變時，體積減小，對理想氣體內能不變，故外界對氣體做功與氣體放出熱量相等，C對D錯；氣體壓強增大，溫度不變時，汽缸內氣體分子單位時間對活塞單位器壁的撞擊次數必定減小，A錯；壓強是大量氣體分子單位時間對單位器壁的平均沖量所致，壓強增大，單位時間內汽缸內氣體分子對活塞的沖量增大，B錯。

19、【答案】AD

【解析】波剛好傳播到x＝13m處時，根據波的傳播方向可知該質點開始向y軸正方向運動，波的傳播的過程將波源的振動形式在傳播方向上傳播，因此波源的起振方向決定了任意剛起振的質點的振動方向，故波源S開始振動的方向沿y軸正方向，A對；波速v＝40m/s，由圖可知波長λ＝8m，則周期T＝＝0.2s，經過t＝0.45s＝2T，將t＝0時刻的完整波形圖向右移動0.45×40m＝18m，波傳播到x＝31m處，可從波形圖中看出x＝9m處的質點剛到達最低點，故AD正確。

20、【答案】D

【解析】角速度ω＝120π＝2πf，頻率f＝60Hz，A錯；u＝n₁，故穿過鐵芯的磁通量的最大變化率＝＝＝0.2Wb/s，B錯；原線圈的有效電壓U₁＝200V，由變壓比可得副線圈電壓U₂＝40V，電流表示數為I₂＝0.4A，C錯；副線圈消耗功率P₂＝U₂I₂＝16W，故變壓器的輸入功率也為16W，D對。

21、【答案】C

【解析】設金屬棒運動到x處，此時金屬棒的長度為L_x＝Lsinkx，電阻為R_x＝R₀Lsinkx，金屬棒產生的電動勢E＝BL_xv＝BvLsinkx，回路中的電流I＝＝＝ ，故電流不變，A、B均錯；回路消耗的電功率P＝EI＝，顯然P隨x的增大而非線性增大，C對D錯。

22、（19分）解答：

（1）①只利用了L₁和L₆兩個數據，導致誤差較大（或未利用L₂、L₃、L₄、L₅，導致誤差較大）  4分

②0.328??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 4分

（2）①??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 5分

說明：電路設計合理，兩個變阻器分別當作粗調、微調電阻使用，均算正確。

② 使微安表滿偏，記下這時毫伏表的示數U ????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3分

③ U/I_g ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3分

23、（15分）解答：

以汽車初速度方向為正方向，設質量為m的汽車受到的阻力與其對路面壓力之間的比例系數為μ，在平直公路上緊急制動的加速度為a₁。

根據牛頓第二定律  μmg=ma₁  ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ①3分

根據勻減變速直線運動規律   ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ②3分

聯立解得                                                   

設汽車沿坡角為θ的斜坡向下運動時，緊急制動的加速度為a₂，制動距離為S₂。

根據牛頓第二定律  ???????????????????????????????????????????????????????????????????????? ③3分

根據勻變速直線運動規律   ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ④3分

由題意知tanθ=0.1，則      

聯立解得  S₂=29m ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑤3分

說明：若用其他方法求解，參照參考答案給分。

；28.57m

24、（18分）解答：

（1）設粒子過N點時的速度為v，根據平拋運動的速度關系  ????????????????????????????????? ①2分

分別過N、P點作速度方向的垂線，相交于Q點，則Q是粒子在磁場中做勻速圓周運動的圓心，根據牛頓第二定律  ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ②2分

聯立①②解得軌道半徑   ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ③2分

（2）設粒子在電場中運動的時間為t₁，有   ?????????????????????????????????????????????????????????????? ④1分

由幾何關系得   ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑤2分

聯立③④⑤解得  ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑥

粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期   ?????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑦1分

由幾何關系知，設粒子在磁場中運動的時間為t₂   ??????????????????????????? ⑧2分

聯立⑦⑧解得  ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑨

故粒子從M點運動到P點的總時間  ????????????????????????????????????????????? ⑩2分

（3）粒子在電場中做類平拋運動，設加速度為a  qE=ma ?????????????????????????????????????????????????????????? ⑾1分

設沿電場方向的分速度為v_y    v_y=at₁ ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑿1分

又  v_y=v₀tan60⁰ ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⒀1分

聯立⑥⑾⑿⒀解得  ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⒁1分

25、（20分）解答：

（1）太陽向各個方向均勻輻射，則  P_e=?????????????????????????????????????????????????? ①4分

（2）在地面上取一個很小的截面積S，設在很短的時間間隔t內，有N個光子垂直射入此面積，產生的光壓力為F，根據動量定理  ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ②2分

根據光壓的定義   ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ③2分

根據光子能量E和動量p的大小關系   ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ④2分

在地球軌道處、垂直于太陽光方向的單位面積上的太陽輻射功率   ????????????????????????????? ⑤2分

聯立解得   ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑥2分

（3）設地球半徑為r，則地球受到的光輻射壓力為  ????????????????????????????????????????????????? ⑦2分

聯立⑥⑦解得   ???????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑧2分

式中P_s、r、c均為常量，可見地球所受的光輻射壓力和地球到太陽的距離R的平方成反比?????????? ⑨2分