理科(物理)综合能力测试 .pdf

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1、理科理科(物理物理)综合能力测试综合能力测试本试卷共 14 页，共 300 分。考试时长 150 分钟。考生务必将答案写在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。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，选出最符合题目要求的一项。13下列说法中正确的是A外界对物体做功，物体的内能一定增加B物体的温度升高，物体内所有分子的动能都增大C在分子相互靠近的过程中，分子势能一定增大D在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小14下列说法中正确的是A光是一种概率波，物质波也是概率波B麦克斯韦首次通过实验证实

2、了电磁波的存在C某单色光从一种介质进入到另一种介质，其频率和波长都将改变D紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射n15图中所示为氢原子能级示意图的一部分，则关于氢原子发E/eV0生能级跃迁的过程中，下列说法中正确的是-0.8543-1.51A从高能级向低能级跃迁，氢原子放出光子2-3.4B 从高能级向低能级跃迁，氢原子核外电子轨道半径变大C从高能级向低能级跃迁，氢原子核向外放出能量D从n 4能级跃迁到n 3能级比从n 3能级跃迁到1-13.6n 2能级辐射出电磁波的波长短16如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O 点为平衡位置，在 a、b 两点之间做简谐

3、运动，其振动图象如图乙所示。由振动图象可以得知A振子的振动周期等于t1B在 t=0 时刻，振子的位置在 a 点C在 t=t1时刻，振子的速度为零D从 t1到 t2，振子正从 O 点向 b 点运动17“神舟十号”飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动，其轨道高度距离地面约 340km，则关于飞船的运行，下列说法中正确的是A飞船处于平衡状态B地球对飞船的万有引力提供飞船运行的向心力C飞船运行的速度大于第一宇宙速度D飞船运行的加速度大于地球表面的重力加速度18把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关 S与 1 端相连，电源向电容器充电；然后把开关S 掷向 2 端，电容器

4、放电。与电流传感器121ISC相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的 I-t 曲线如图乙所示。下列关于这一过程的分析，正确的是A在形成电流曲线 1 的过程中，电容器两极板间电压逐渐减小B在形成电流曲线 2 的过程中，电容器的电容逐渐减小C曲线 1 与横轴所围面积等于曲线2 与横轴所围面积DS 接 1 端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E19如图甲所示，一长木板在水平地面上运动，在某时刻（t=0）将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。在物块放

5、到木板上之后，木板运动的速度-时间图象可能是图乙中的20电子感应加速器的基本原理如图所示。在上、下两个电磁铁形成的异名磁极之间有一个环形真空室。图甲为侧视图，图乙为真空室的俯视图。电磁铁中通以交变电流，使两极间的磁场周期性变化，从而在真空室内产生感生电场，将电子从电子枪右端注入真空室，电子在感生电场的作用下被加速，同 时在洛伦兹力的作用下，在真空室中沿逆时针方向（图乙中箭头方向）做圆周运动。由于感生电场的周期性变化使电子只能在某段时间内被加速，但由于电子的质量很小，故在极短时间内被加速的电子可在真空室内回旋数10 万以至数百万次，并获得很高的能量。若磁场的磁感应强度B（图乙中垂直纸面向外为正）

6、随时间变化的关系如图丙所示，不考虑电子质量的变化，则下列说法中正确的是A电子在真空室中做匀速圆周运动B电子在运动时的加速度始终指向圆心2C在丙图所示的第一个周期中，电子只能在 0加速D在丙图所示的第一个周期中，电子在 0运动且被加速T内按图乙中逆时针方向做圆周运动且被4T3T和T 内均能按图乙中逆时针方向做圆周44第二部分（非选择题 共 180 分）本部分共 11 小题，共 180 分。21（18 分）（1）某同学通过实验测量一根长度为L 的电阻丝的电阻率。由图甲可知电阻丝的直径D=_mm。将如下实验操作补充完整：按图乙连接电路，将滑动变阻器R1的滑片 P 置于 B 端；将 S2拨向接点 1，

7、闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；将电阻箱R2的阻值调至最大，S2拨向接点 2，使电流表示数仍为 I0，记录此时电阻箱的示数为 R2。0电阻丝4 5451S240R22A350P30S1ErA R1B乙甲此电阻丝的电阻率的表达式。(用已知量和所测物理量的字母表示)（2）某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律。已知重力加速度为 g。在实验所需的物理量中,需要直接测量的是，通过计算得到的是。（填写代号）A重锤的质量B重锤下落的高度C重锤底部距水平地面的高度D与下落高度对应的重锤的瞬时速度在实验得到的纸带中，我们选用如图乙所示的起点 O 与相邻点之间距离约为 2mm

8、 的纸带来验证机械能守恒定律。图中 A、B、C、D、E、F、G 为七个相邻的原始点，F 点是第 n 个点。设相邻点间的时间间隔为T，下列表达式可以用在本实验中计算F 点速度 vF的是。A vF=g（nT）BvF=2ghn3CvF=Ohn1 hn1x xnDvF=n12T2TABChn-1hnhn+1乙DExnFxn+1G若代入图乙中所测的数据，求得12vn在误差范围内等于（用已知量和图乙中2测出的物理量表示），即可验证重锤下落过程中机械能守恒。即使在操作及测量无误的前提下，所求12）后者的计算值，vn也一定会略（选填“大于”或“小于”2这是实验存在系统误差的必然结果。另一名同学利用图乙所示的纸

9、带，分别测量出各点到起始点的距离 h，并分别计算出各点的速度 v，绘出 v2-h 图线，如图丙所示。从 v2-h 图线求得重锤下落的加速度 g=m/s2（保留 3 位有效数字）。则由上述方法可知，这名同学是通过观察 v2-h 图线是否过原点，以及判断与（用相关物理量的字母符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等，来验证机械能是否守恒的。22(16 分)v2/(m/s)28.06.04.02.0010.020.0丙30.040.0M50.0h/（10-2m）RAN4如图所示，两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距为 l，导轨上端接有电阻 R 和一个理想电流表，导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强

10、磁场区域有虚线所示的水平上边界，磁场方向垂直于金属导轨平面向外。质量为 m、电阻为 r 的金属杆 MN，从距磁场上边界 h 处由静止开始沿着金属导轨下落，金属杆进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为 I。金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为 g，不计空气阻力。求：（1）磁感应强度 B 的大小；（2）电流稳定后金属杆运动速度的大小；（3）金属杆刚进入磁场时，M、N 两端的电压大小。23（18 分）汤姆孙测定电子比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示。真空玻璃管内，阴极K 发出的电子经加速后，穿过小孔A、C 沿中心轴线 OP1进入到两块水平正对放置的极板

11、D1、D2间的区域，射出后到达右端的荧光屏上形成光点。若极板D1、D2间无电压，电子将打在荧光屏上的中心P1点；若在极板间施加偏转电压U，则电子将打P2点，P2与 P1点的竖直间距为 b，水平间距可忽略不计。若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场（图中未画出），则电子在荧光屏上产生的光点又回到 P1点。已知极板的长度为L1，极板间的距离为d，极板右端到荧光屏间的距离为 L2。忽略电子的重力及电子间的相互作用。（1）求电子进入极板D1、D2间区域时速度的大小；（2）推导出电子的比荷的表达式；（3）若去掉极板 D1、D2间的电压，只保留匀强磁场B，电子通过极板间的磁场区

12、域的轨迹为一个半径为 r 的圆弧，阴极射线射出极板后落在荧光屏上的P3点。不计 P3与 P1点的水平间距，求 P3与 P1点的竖直间距 y。24（20 分）如图所示，质量均为 m 的物体 B、C 分别与轻质弹簧的两端相栓接，将它们放在倾角为 =30o的光滑斜面上，静止时弹簧的形变量为x0。斜面底端有固定挡板D，物5体 C 靠在挡板 D 上。将质量也为 m 的物体 A 从斜面上的某点由静止释放，A 与 B 相碰。已知重力加速度为 g，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。求：（1）弹簧的劲度系数 k；（2）若 A 与 B 相碰后粘连在一起开始做简谐运动，当 A 与 B 第一次运动到最高点时，C对

13、挡板 D 的压力恰好为零，求C 对挡板 D 压力的最大值；（3）若将 A 从另一位置由静止释放，A 与 B 相碰后不粘连，但仍立即一起运动，且当B第一次运动到最高点时，C 对挡板 D 的压力也恰好为零。已知 A 与 B 相碰后弹簧第一次恢复原长时 B 的速度大小为v 1.5gx0，求相碰后A 第一次运动达到的最高点与开始静止释放点之间的距离。DCBA物理学科参考答案物理学科参考答案（共 120 分）选择题（共 48 分，13 题20 题每题 6 分）13D14A15A16D17B18C19A20C21（18 分）（1）（共 6 分）0.3770.379（2 分）(保持 R1不变)调节 R2（2

14、 分）R2D2（2 分）4L（2）（共 12 分）B（1 分）；D（1 分）C（2 分）ghn（2 分）；小于（2 分）9.75（9.729.78）（2 分）；g（1 分）；g（1 分）22(16 分)（1）电流稳定后，导体棒做匀速运动，有BIl=mg解得磁感应强度 B=mg（4 分）Il（2）设电流稳定后导体棒做匀速运动的速度为v，感应电动势 E=Blv感应电流 I=ERr6I2(R r)解得 v=（6 分）mg（3）金属杆在进入磁场前，机械能守恒，设进入磁场时的速度为v0，则由机械能守恒定律，有12mv0 mgh2解得v02gh此时的电动势 E0=Blv0感应电流 I0=E0RrBlR 2

15、ghmgR 2gh=（6 分）RrI(Rr)M、N 两端的电压 UMN=I0R=23（18 分）解：（1）电子在极板D1、D2间电场力与洛伦兹力的作用下沿中心轴线运动，即受力平衡，设电子的进入极板间时的速度为v。由平衡条件有evB eE两极板间电场强度E 解得v UdU（6 分）BdL1v（2）极板间仅有偏转电场时，电子以速度v 进入后，水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间t1电子在竖直方向做匀加速运动，设其加速度为a。由牛顿第二定律有 F=ma解得加速度a eUmd212eUL1电子射出极板时竖直方向的偏转距离y1at1（2 分）22mdv2eUL1mdvL电子离开极板间电场后做匀速直线运

16、动，经时间t2到达荧光屏，t2=2veUL1L2电子在 t2时间在竖直方向运动的距离 y2=vyt2=（2 分）2mdv电子射出极板时竖直方向的分速度为vy=at1=这样，电子在竖直方向上的总偏移距离 b=y1+y2解得电子比荷e2Ub（2 分）2mL1(L12L2)dB7（3）极板 D1、D2间仅有匀强磁场时，电子做匀速圆周运动，射出磁场后电子做匀速直线运动，如答图所示。O则tanL1r L221（2 分）rP3y3穿出磁场后在竖直方向上移动的距离y3 L2tan则y r L1L2r L221（2 分）L1L22r2 L1 y32解得y r r2 L1L1L2r L221（2 分）说明：若用

17、其它已知量表示出半径r，结果正确也得分。24（20 分）（1）物体 B 静止时，弹簧形变量为 x0，弹簧的弹力 F=kx0物体 B 受力如图所示，根据物体平衡条件得kx0=mgsin解得弹簧的劲度系数 k=NFGBmg（6 分）2x0（2）A 与 B 碰后一起做简谐运动到最高点时，物体C 对挡板 D 的压力最小为 0则对 C，弹簧弹力 F弹=mgsin，对 A、B，回复力最大，F回=3mgsin（3 分）由简谐运动的对称性，可知 A 与 B 碰后一起做简谐运动到最低点时，回复力也最大，即 F回=3mgsin，此时物体 C 对挡板 D 的压力最大对物体 A、B 有，F弹-2mgsin=3mgsi

18、n则弹簧弹力 F弹=5mgsin对物体 C，设挡板 D 对物体 C 的弹力为 N，则 N=5mgsin+mgsin=3mg依据牛顿第三定律，物体C 对挡板 D 的压力 N=N=3mg物体 C 对挡板 D 压力的最大值为 3mg（3 分）（3）设物体 A 释放时 A 与 B 之间距离为 x，A 与 B 相碰前物体 A 速度的大小为 v1。对物体 A，从开始下滑到 A、B 相碰前的过程，根据机械能守恒定律有12mv1(解得 v1=gx)（1 分）2设 A 与 B 相碰后两物体共同速度的大小为v2，对A 与 B 发生碰撞的过程，根据mgxsin1动量守恒定律有mv1=（m+m）v2(解得 v2=v1

19、)（1 分）2物体 B 静止时弹簧的形变量为x0，设弹性势能为EP，从A、B 开始压缩弹簧到弹簧第一次恢复原长的过程，根据机械能守恒定律有112(m m)v2 EP(m m)v2(m m)gx0sin（2 分）228当弹簧第一次恢复原长时A、B 恰好分离，设分离后物体 A 还能沿斜面上升的距离为 x1。对物体 A，从与 B 分离到最高点的过程，机械能守恒，则有12mv mgsinx1，解得 x1=1.5x0（1 分）2对物体 B、C 和弹簧所组成的系统，物体B 运动到最高点时速度为0，物体 C 恰好离开挡板 D，此时弹簧的伸长量也为x0，弹簧的弹性势能也为 EP。从 A、B 分离到B 运动到最高点的过程，由机械能守恒定律有112mv mgx0sin Ep(解得 EP=mgx0)（1 分）42式解得：x=9x0（1 分）由几何关系可得，物体 A 第一次运动达到的最高点与开始静止释放点之间的距离d=x-x1-x0=6.5x0。（1 分）说明:以上各题用其他方法解答正确均可得分。9