高 三 物 理 2014.3.4
一、單項(xiàng)選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意．
1. 關(guān)于物理學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法中正確的是
A. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，并提出了電磁感應(yīng)定律
B. 庫侖提出了庫侖定律，并最早實(shí)驗(yàn)測得元電荷e的數(shù)值
C. 伽利略發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動的規(guī)律，并通過實(shí)驗(yàn)測出了引力常量
D. 法拉第不僅提出了場的概念，而且發(fā)明了人類歷史上的第一臺發(fā)電機(jī)
2．如圖甲所示，傾角為30°的足夠長的光滑斜面上，有一質(zhì)量m=0.8kg的物體受到平行斜面向上的力F作用，其大小F隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，t = 0時(shí)刻物體速度為零，重力加速度 。下列說法中正確的是
A．0～1s時(shí)間內(nèi)物體的加速度最大
B．第2s末物體的速度不為零
C．2～3s時(shí)間內(nèi)物體做向下勻加速直線運(yùn)動
D．第3s末物體回到了原來的出發(fā)點(diǎn)
3. 如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子以某一初速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入場區(qū)，若場區(qū)僅存在平行于y軸向上的勻強(qiáng)電場時(shí)，質(zhì)子通過P（d ，d）點(diǎn)時(shí)的動能為 ；若場區(qū)僅存在垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場時(shí)，質(zhì)子也能通過P點(diǎn)。不計(jì)質(zhì)子的重力。設(shè)上述勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為 、勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則下列說法中正確的是
A. B. C. D.
4. 如圖所示的電路中，R1、R2、R3是固定電阻，R4是光敏電阻，其阻值隨光照的強(qiáng)度增強(qiáng)而減小。當(dāng)開關(guān)S閉合且沒有光照射時(shí)，電容器C不帶電。當(dāng)用強(qiáng)光照射R4且電路穩(wěn)定時(shí)，則與無光照射時(shí)比較
A．電容器C的上極板帶正電
B．電容器C的下極板帶正電
C．通過R4的電流變小，電源的路端電壓增大
D．通過R4的電流變大，電源提供的總功率變小
5. 在豎直平面內(nèi)固定一半徑為R的金屬細(xì)圓環(huán)，質(zhì)量為m的金屬小球（視為質(zhì)點(diǎn)）通過長為L的絕緣細(xì)線懸掛在圓環(huán)的最高點(diǎn)。當(dāng)圓環(huán)、小球都帶有相同的電荷量Q（未知）時(shí)，發(fā)現(xiàn)小球在垂直圓環(huán)平面的對稱軸上處于平衡狀態(tài)，如圖所示。已知靜電力常量為 。則下列說法中正確的是
A. 電荷量 B. 電荷量
C. 繩對小球的拉力 D. 繩對小球的拉力
二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共計(jì)16分．每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯(cuò)選或不答得0分．
6．如圖所示，理想變壓器的原副線圈的匝數(shù)比為4:1，原線圈接有u=311sin100πt V的交變電壓，副線圈上接有定值電阻R、線圈L、燈泡L1及理想電壓表V，以下說法正確的是
A．副線圈中電流的變化頻率為50HZ
B．燈泡L1兩端電壓為55V
C．若交變電壓u的有效值不變，頻率增大，則燈泡L1的亮度將變暗
D．若交變電壓u的有效值不變，頻率增大，則電壓表V的示數(shù)將減小
7．我國“嫦娥二號”探月衛(wèi)星于2010年10月1日成功發(fā)射，目前正在離月球表面h高度處的圓形軌道上運(yùn)行。已知“嫦娥二號”在該軌道上運(yùn)行的周期為T，月球半徑為R，月球表面處的重力加速度為g，引力常量為G。根據(jù)以上信息，可求出
A．探月衛(wèi)星的線速度大小
B．月球的平均密度
C．探月衛(wèi)星的動能大小
D．探月衛(wèi)星所在處的引力加速度大小
8．如圖甲所示，MN左側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場�，F(xiàn)將一邊長為l、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形金屬線框置于該磁場中，使線框平面與磁場方向垂直，且bc邊與磁場邊界MN重合。當(dāng)t=0時(shí)，對線框施加一水平拉力F，使線框由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動；當(dāng)t=t0時(shí)，線框的ad邊與磁場邊界MN重合。圖乙為拉力F隨時(shí)間t變化的圖線。由以上條件可知，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小及t0時(shí)刻線框的速率v為
A． B． C． D．
9．如圖所示，弧面體M置于光滑水平地面上，其光滑的四分之一圓弧面上有一小物塊m從頂端由靜止下滑。關(guān)于物塊下滑過程，下列說法中正確的是
A．物塊的重力勢能減少等于其動能的增加
B．物塊經(jīng)圓弧最低點(diǎn)時(shí)受到的支持力大小等于其重力的3倍
C．弧面體對物塊的支持力做負(fù)功
D．弧面體對物塊的支持力做功與物塊對斜面的壓力做功的總和為零
三、簡答題：（本題分必做題（第10、11題）和選做題（第12題）兩部分，滿分42分。請將解答填在答題卡相應(yīng)的位置。）
10．（10分）
⑴某同學(xué)用螺旋測微器測量一圓柱體的直徑 ，示數(shù)如圖所示，則 = ▲ mm
⑵在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于操作步驟和注意事項(xiàng)，
下列說法中正確的是 ▲ （填字母代號）
A、兩細(xì)繩必須等長
B、拉橡皮條時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤平行貼近木板
C、用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩拉力之差應(yīng)盡可能大
D、拉橡皮條的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些
⑶某同學(xué)利用“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置探究重錘的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。使用交流電源的頻率為50Hz，讓重錘自由下落，在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打下的點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），打下圖中D點(diǎn)時(shí)紙帶的速度vD＝ ▲ m/s (保留三位有效數(shù)字)，該同學(xué)處理紙帶后得數(shù)據(jù)如下表，請?jiān)谧鴺?biāo)紙上作出其速度v?時(shí)間t圖象。若該同學(xué)根據(jù)圖線測出的重力加速度明顯小于當(dāng)?shù)貙?shí)際的重力加速度，試分析可能的原因： ▲ 。
位 置ABCDE
速度v/(m s-1)0.9551.912.86▲4.27
11．（8分）電動自行車的電瓶用久以后性能會下降，表現(xiàn)之一為電池的電動勢變小，內(nèi)阻變大。某興趣小組將一輛舊電動自行車充滿電，取下四塊電池，分別標(biāo)為A、B、C、D，測量它們的電動勢和內(nèi)阻。
⑴用多用表直流電壓50V擋測量每塊電池的電動勢。測量電池A時(shí)，多用電表的指針如圖甲所示，其讀數(shù)為 ▲ V。
⑵用圖乙所示電路測量A、B、C、D四塊電池的電動勢E 和內(nèi)阻r，圖中R0為保護(hù)電阻，其阻值為5Ω。改變電阻箱的阻值R，測出對應(yīng)的電流I，根據(jù)測量數(shù)據(jù)分別作出A、B、C、D四塊電池的 圖線，如圖丙。由圖線C可知電池C的電動勢E= ▲ V；內(nèi)阻r= ▲ Ω。
⑶分析圖丙可知，電池 ▲ 較優(yōu)。
(選填“A”、“B”、“C”或“D”)
12.【選做題】（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答,如都作答則按A、B兩小題評分。）
A.(選修模塊3－3)（12分）
B.(選修模塊3－4)（12分）
⑴下列說法正確的是 ▲
A．X射線的頻率比無線電波的頻率高
B．用同一裝置觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象，藍(lán)光的相鄰條紋間距比紅光的小
C．根據(jù)狹義相對論，地面上的人看到高速運(yùn)行的列車比靜止時(shí)變短且矮
D．做簡諧運(yùn)動的單擺擺長增大為原來的2倍，其周期也增大為原來的2倍
⑵一列簡諧橫波在t=0時(shí)的波形圖如圖所示。介質(zhì)中x=3m處的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為 cm。則此波沿x軸 ▲ (選填“正”或“負(fù)”)方向傳播，傳播速度為 ▲ m/s。
⑶如圖所示，折射率n= 的半圓形玻璃磚置于光屏MN的上方，其平面AB到MN的距離為h=10cm。一束單色光沿圖示方向射向圓心O，經(jīng)玻璃磚后射到光屏上的O′點(diǎn)�，F(xiàn)使玻璃磚繞圓心O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動，光屏上的光點(diǎn)將向哪個(gè)方向移動？光點(diǎn)離O′點(diǎn)最遠(yuǎn)是多少？
C.(選修模塊3－5)（12分）
⑴下列說法正確的是 ▲
A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光具有粒子性
B．陰極射線的本質(zhì)是高頻電磁波
C．玻爾提出的原子模型，完全否定了盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說
D．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，揭示了原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)
⑵如圖所示為氫原子的能級圖，n為量子數(shù)。在 氫原子核外電子由量子數(shù)為2的軌道躍遷到量子數(shù)為3的軌道的過程中，將 （填“吸收”、“放出”）光子。若該光子恰能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則一群處于量子數(shù)為4的激發(fā)態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷過程中，有 種頻率的光子能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)。
⑶室內(nèi)裝修污染四大有害氣體是苯系物、甲醛、氨氣和氡。氡存在于建筑水泥、礦渣磚、裝飾石材及土壤中。氡看不到，嗅不到，即使在氡濃度很高的環(huán)境里，人們對它也毫無感覺。氡進(jìn)入人的呼吸系統(tǒng)能誘發(fā)肺癌，是除吸煙外導(dǎo)致肺癌的第二大因素。靜止的氡核 放出某種粒子x后變成釙核 ，粒子x的動能為Ek1，若衰變放出的能量全部變成釙核和粒子x的動能。試回答以下問題：
①寫出上述衰變的核反應(yīng)方程（請用物理學(xué)上規(guī)定的符號表示粒子x）；
②求釙核的動能Ek2。
四、計(jì)算題：（本題共3小題,滿分47分．解答時(shí)請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）
13．（15分）如圖所示，A1D是水平面，AC是傾角為 的斜面，小物塊從A點(diǎn)由靜止釋放沿ACD滑動，到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度剛好為零。將上述過程改作平拋運(yùn)動，小明作了以下三次嘗試，物塊最終也能到達(dá)D點(diǎn)：第一次從A點(diǎn)以水平初速度v1向右拋出物塊，其落點(diǎn)為斜面AC的中點(diǎn)B；第二次從A點(diǎn)以水平初速度v2向右拋出物塊，其落點(diǎn)為斜面的底端C；第三次從A點(diǎn)以水平初速度v3向右拋出物塊，其落點(diǎn)剛好為水平面上的D點(diǎn)。已知 ，長度 ，物塊與斜面、水平面之間的動摩擦因數(shù)均相同，不計(jì)物塊經(jīng)C點(diǎn)的機(jī)械能損失。求：
（1）物塊與斜面間的動摩擦因數(shù) ；
（2）初速度之比 ；
（3）物塊落到B、C兩點(diǎn)前瞬時(shí)速度vB、vC大小之間的關(guān)系。
14.（16分）如圖甲所示，一個(gè)質(zhì)量m＝0.1 kg的正方形金屬框總電阻R＝0.5 Ω，金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與AA′重合)，自靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊BB′平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場后滑至斜面底端(金屬框下邊與BB′重合)，設(shè)金屬框在下滑過程中的速度為v，與此對應(yīng)的位移為s，那么v2?s圖象（記錄了線框運(yùn)動全部過程）如圖乙所示，已知勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向上。試問：（g取10m/s2）
（1）根據(jù)v2-s圖象所提供的信息，計(jì)算出金屬框從斜面頂端滑至底端所需的時(shí)間為多少？
（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？
（3）現(xiàn)用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金屬框上，使金屬框從斜面底端BB′(金屬框下邊與BB′重合)由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動，勻速通過磁場區(qū)域后到達(dá)斜面頂端(金屬框上邊與AA′重合)。試計(jì)算恒力F做功的最小值。
15.（16分）如圖，直線MN上方有平行于紙面且與MN成45°的有界勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小未知；MN下方為方向垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。今從MN上的O點(diǎn)向磁場中射入一個(gè)速度大小為v、方向與MN成45°角的帶正電粒子，該粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)的軌道半徑為R。若該粒子從O點(diǎn)出發(fā)記為第一次經(jīng)過直線MN，而第五次經(jīng)過直線MN時(shí)恰好又通過O點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力。求：
（1）電場強(qiáng)度的大�。�
（2）該粒子再次從O點(diǎn)進(jìn)入磁場后，運(yùn)動軌道的半徑；
（3）該粒子從O點(diǎn)出發(fā)到再次回到O點(diǎn)所需的時(shí)間。
高 三 物 理 2014.3.4
1?5：D C D B A 6?9： AC ABD BC CD
10．⑴3.700（3.699、3.701也算對 2分）
⑵BD （2分，漏選得1分）
⑶3.56 （2分） 如圖（2分）
受到摩擦阻力和空氣阻力的作用（2分）
11．⑴ 11.0 (2分，答“11”也給2分)
⑵ 12， 1 (每空2分) ⑶ C (2分)
12.【選做題】
A.(選修模塊3－3)（12分）
B.(選修模塊3－4)（12分）
⑴ AB （4分）
⑵ 負(fù) （2分） 10m/s (2分)
⑶光屏上的光點(diǎn)將向右移動。（1分）
如圖，設(shè)玻璃磚轉(zhuǎn)過 角時(shí)光點(diǎn)離O′點(diǎn)最遠(yuǎn)，記此時(shí)光點(diǎn)位置為A，此時(shí)光線在玻璃磚的平面上恰好發(fā)生全反射，臨界角為C．由折射定律有 （1分）
由幾何關(guān)系知，全反射的臨界角C= =45° （1分）
光點(diǎn)A到O′的距離 cm （1分）
C.(選修模塊3－5)（12分）
(1)AD （4分）
（2）吸收（2分） 5（2分）
（3）① （2分）
② 設(shè)粒子x的質(zhì)量為m1、速度為v1，釙核的質(zhì)量為m2、速度為v2
根據(jù)動量守恒定律 有 （1分）
釙核的動能 （1分）
13、（15分）（1）物塊從 過程中，根據(jù)動能定理 有
（2分）
（2分）
（2） ： （2分）
： （2分）
： （2分）
因 ， ，所以 ， （1分）
因 ，所以 （1分）
初速度之比 （1分）
（3）因?yàn)?， （1分）
所以 （1分）
14.（16分） 設(shè)位移分別為 S1，S2，S3對應(yīng)的時(shí)間分別為
初速 末速度v3=5m/s 勻加速運(yùn)動
（1）
解得：a3=5m/s2
（2）線框通過磁場時(shí)，線框作勻速運(yùn)動，線框受力平衡
在AA’a’a區(qū)域，對線框進(jìn)行受力分析
穿過磁場區(qū)域時(shí)，
有題干分析得：線框的寬度
解得
（3）設(shè)恒力作用時(shí)金屬框上邊進(jìn)入磁場速度為V，
線框穿過磁場時(shí)，
又由
解得
由于 , 所以穿過磁場后，撤去外力，物體仍可到達(dá)頂端。
所以力F做功為
15.（16分）解：粒子的運(yùn)動軌跡如圖，先是一段半徑為R的1/4圓弧到a點(diǎn)，接著恰好逆電場線勻減速運(yùn)動到b點(diǎn)速度為零再返回a點(diǎn)速度仍為 ，再在磁場中運(yùn)動一段3/4圓弧到c點(diǎn)，之后垂直電場線進(jìn)入電場作類平拋運(yùn)動。
（1）（本問共5分）
易知，
類平拋運(yùn)動的垂直和平行電場方向的位移都為
① （1分）
所以類平拋運(yùn)動時(shí)間為
② （1分）
又 ③ （1分）
再者 ④ （1分）
由①②③④可得
⑤ （1分）
（2）（本問共5分）
由平拋知識得
（1分）
所以 （1分）
［或 （2分） ］
（1分）
則第五次過MN進(jìn)入磁場后的圓弧半徑
（2分）
（3）（本問共6分）
粒子在磁場中運(yùn)動的總時(shí)間為
⑥ （2分）
粒子在電場中的加速度為
（1分）
粒子做直線運(yùn)動所需時(shí)間為
⑦ （1分）
由②⑥⑦式求得粒子從出發(fā)到第五次到達(dá)O點(diǎn)所需時(shí)間
（2分）


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