2014年3月东城区高三教学质量调研物理及答案

2014 年 3 月东城区高三教学质量调研 理科综合能力测试 2014.3 13下列说法中正确的是 A外界对气体做功，气体的内能一定增大 B气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大 C气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大 D气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越大 14光从介质 1 通过两种介质的交界面进入介质 2 的光路如图所示。下列论述：光在介 质 1 中的传播速度较大；光在介质 2 中的传播速度较大；光从介 质 1 射向两种介质的交界面时，可能发生全反射现象；光从介质 2 射向两种介质的交界面时，可能发生全反射现象。其中正确的是 A只有正确 B只有正确 C只有正确 D只有正确 15氢原子从 n=3 的能级跃迁到 n=2 的能级辐射出 a 光，从 n=4 的能级跃迁到 n=2 的能级 辐射出 b 光。关于这两种光的下列说法正确的是 Aa 光的光子能量比 b 光的光子的能量大 B在同种介质中 a 光的传播速度比 b 光的传播速度小 C若 a 光不能使某金属发生光电效应，则 b 光一定不能使该金属发生光电效应 D在同一双缝干涉装置进行实验，所得到的相邻干涉条纹的间距，a 光的比 b 的大一些 16在 如 图 所 示 的 电 路 中 ， 两 个 相 同 的 小 灯 泡 L1 和 L2 分 别 串 联 一 个 带 铁 芯 的 电 感 线 圈 L 和 一 个 滑 动 变 阻 器 R 。 闭 合 开 关 S 后 ， 调 整 R ， 使 L1 和 L2 发 光 的 亮 度 一 样 ， 此 时 流 过 两 个 灯 泡 的 电 流 均 为 I 。 然 后 ， 断 开 S 。 若 t 时 刻 再 闭 合 S， 则 在 t 前 后 的 一 小 段 时 间 内 ， 正 确 反 映 流 过 L1 的 电 流 i1、 流 过 L2 的 电 流 i2 随 时 间 t 变 化 的 图 像 是 A B C D 17如图所示，有两根和水平方向成 角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻 R， 下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强 度为 B。一根质量为 m 的金属杆从轨道上由静止滑下。经过 足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度 vm， 不计金属杆的电阻，则 A如果只增大 ，v m 将变大 B如果只增大 B，v m 将变大 C如果只增大 R，v m 将变小 D如果只减小 m，v m 将变大 B R 1 2 PO s1t t y 0 2t 图甲 图乙 18如图甲所示，O 点为振源， OP = s，t = 0 时刻 O 点由平衡位置开始振动，产生向右沿 直线传播的简谐横波。图乙为从 t = 0 时刻开始描绘的质点 P 的振动图象。下列判断中正确 的是 A该波的频率为 21t B这列波的波长为 1)(ts C =0 时刻，振源 O 振动的方向沿 轴负方向t y D = 时刻，P 点的振动方向沿 轴负方向2 19玻尔认为，围绕氢原子核做圆周运动的核外电子，轨道半径只能取某些特殊的数值， 这种现象叫做轨道的量子化。若离核最近的第一条可能的轨道半径为 r1，则第 n 条可能的 轨道半径为 （n=1，2，3，） ，其中 n 叫量子数。设氢原子的核外电子绕核近1rn 似做匀速圆周运动形成的等效电流，在 n=3 状态时其强度为 I，则在 n=2 状态时等效电流 强度为 A. B. C. D.I23I3I827278 20如图所示，质量为 m、电荷量为 e 的质子以某一初速度从坐标原点 O 沿 x 轴正方向进 入场区，若场区仅存在平行于 y 轴向上的匀强电场时，质子通过 P（d ，d）点时的动能为 ；若场区仅存在垂直于 xoy 平面的匀强磁场时，kE5 质子也能通过 P 点。不计质子的重力。设上述匀强电场的电场强度大小为 、匀强磁场的磁感应强度大小为 B，则下列说法中正确的是E A. B. C. D. edk3edkedmEkedmEBk2 21(18 分) （1）如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车 运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为 T=0.10s，其中 s1=5.12 cm、 s2=5.74 cm、s 3=6.41cm、s 4=7.05 cm、s 5=7.68 cm、s 6=8.33 cm、则打 F 点时小车的瞬时速度 的大小是 m/s，加速度的大小是 m/s2。 （计算结果保留两位有效数字） GA B C D E F s1 s2 s3 s4 s5 s6 O d y x d P 3 （2）一位同学设计了如图所示的电路来测电压表的内阻 Rx，电压表的量程为 50mV，内阻 约为 50。其实验的方法是： a.将电键 S1 闭合、S 2 断开，调节滑动变阻器 R 使得电表的指 针达到满偏；b.保持变阻器 R 的阻值不变，再将电键 S2 闭合，调节电阻箱 R1，使得电表的 指针指在刻度盘的中央；c.可以认为电压表的内阻 RxR 1。 实验中调整电阻箱达到实验要求时， 电阻箱的各个旋钮的位置如图所示，待测电压 表的内阻是 。 如果电源 E，电动势为 4V，电源内阻 忽略不计。下面提供最大阻值不同的四个滑动 变阻器供选用，既要满足实验要求，又要调整 方便。则选用变阻器 （填写阻值相 应的字母 ） A10 B100 C 6 k D20 k 电压表内阻 Rx 测量结果的相对误差为 ，试推导出相对误差跟电源的电动VR1 势 E 和电压表的量程 U 的关系式，并估算上述测电压表内阻实验的相对误差（取一位有效 数字） 。 若要将此电压表改装为量程为 3V 的电压表，应该怎么做，画出电路图。 22(16 分) 如图所示，高 h =0.8m 的绝缘水平桌面上方的区域中存在匀强电场，场强 E 的方向与区域的某一边界平行，区域中存在垂直于纸面的匀强磁场 B。现有一质量 m=0.01kg，带电荷量 q=+10-5C 的小球从 A 点以 v0=4m/s 的初速度水平向右运动，匀速通过 区域后落在水平地面上的 B 点，已知小球与水平桌面间的动摩擦因数 ，0.1 L=1m，h = 0.8m ，x =0.8m，取 g =10m/s2。试求： （1）小球在区域中的速度； （2）区域中磁感应强度 B 的大小及方向； （3）区域中电场强度 E 可能的大小及方向。 R1 S2 E S1 R V L L L x A Bh 0 1 7 6 5 4 3 28 9 1004 5 1 0 9 8 7 62 3 10 0 1 7 6 5 4 3 28 9 0.1 3 4 0 9 8 7 6 51 2 1 23(18 分) 质量为 M 的滑块由水平轨道和竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道组成，放在 光滑的水平面上。质量为 m 的物块从圆弧轨道的最高点由静止开始滑下，以速度 v 从滑块 的水平轨道的左端滑出，如图所示。已知 M:m=3:1，物块与水平轨道之间的动摩擦因数为 ，圆弧轨道的半径为 R。 （1）求物块从轨道左端滑出时，滑块 M 的速度的大小和方向； （2）求水平轨道的长度； （3）若滑块静止在水平面上，物块从左端冲上滑块，要使物块 m 不会越过滑块，求 物块冲上滑块的初速度应满足的条件。 24 （20 分）如图所示为一种获得高能粒子的装置。环形区域内存在垂直纸面向外、大小 可调的匀强磁场。M、N 为两块中心开有小孔的极板，每当带电粒子经过 M、 N 板时，都 会被加速，加速电压均为 U；每当粒子飞离电场后，M 、 N 板间的电势差立即变为零。粒 子在电场中一次次被加速，动能不断增大，而绕行半径 R 不变（M、N 两极板间的距离远 小于 R） 。当 t=0 时，质量为 m、电荷量为+q 的粒子静止在 M 板小孔处。 （1）求粒子绕行 n 圈回到 M 板时的动能 En； （2）为使粒子始终保持在圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行第 n 圈时 磁感应强度 B 的大小； （3）求粒子绕行 n 圈所需总时间 tn。 参考答案 13. C 14. B 15. D 16.B 17.A 18. B 19. C 20. D 21、 （18 分） （1）0.80，0.64 (每空 2 分) （2）43.0 C Mm R M N O RB 5 S 2 断开时， VVREU S2 闭合时， VV11 消 R 得 UE1 相对误差 1%V 改装的电压表电路图如图所示，串联一个电 阻，阻值为 2537。 评分：正确得出待测电压表的内阻得 2 分；正确选择滑动变阻器得 2 分；正确推导 出相对误差跟电源的电动势 E 和电压表的量程 U 的关系式得 4 分，正确估算此实验的相对 误差再得 2 分；画出改装电路图，得 2 分，计算出电阻 R 再得 2 分。 22.(16 分) 解析： （1）小球离开磁场后做平抛运动，设小球在磁场中匀速运动的速度为 v，则有 1 分2hgt 1 分xv 联立 解得： 2 分2/vms （2）由于小球在磁场中作匀速运动，只能受重力和洛仑兹力作用 2 分fg 又 2 分qvB 联立解得： 1 分m 代入数值得： 1 分35.01TB 根据左手定则可判断磁感应强度 B 的方向垂直纸面向里。 （3）由于 vv 0，所以小球在电场中作减速运动。电场方向有两种可能 （i）电场方向水平向左。小球在电场中，由动能定理 2 分20212mvgLqE V R 解得 1 分CNE/10.43 （ii）电场方向竖直向下。小球在电场中，由动能定理 2 分2021)(mvLEqmgL 解得 (11)1 分/10.4 23(18 分) 解：（1） （5 分）对于滑块 M 和物块 m 组成的系统，物块沿轨道滑下的 过程中，水平方向动量守恒，物块滑出时，有 （3 分）Vv 滑块 M 的速度 （1 分） ，方向vmV3 向右。 （1 分） （2） （5 分）物块滑下的过程中，物块的重力 势能，转化为系统的动能和内能，有 （3 分）gRLv2 解得 （2 分）gvRL3 （3） （8 分）物块以速度 v0 冲上轨道，初速度越大，冲上圆弧轨道的高度越大。若物 块刚能达到最高点，两者有相同的速度 V1，此为物块不会越过滑块的最大初速度。对于 M 和 m 组成的系统，水平方向动量守恒，有 （2 分）01()mvMV 相互作用过程中，系统的总动能减小，转化为内能和重力势能，有 （2 分）22011()vMgLR 解得 （3 分）4gRv 要使物块 m 不会越过滑块，其初速度要不大于 。 （1 分）2043vgRv 24.（2