高三物理综合练习与分析人教实验版

高三物理综合练习与分析人教实验版高三物理综合练习与分析人教实验版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 综合练习与分析 模拟试题模拟试题 一 选择题 1 下列说法正确的是 A 奥斯特发现了电流的磁效应 法拉第发现了电磁感应现象 B 爱因斯坦提出了量子理论 普朗克提出了光子说 C 汤姆生提出原子的核式结构学说 后来卢瑟福用粒子散射实验给予了验证 D 牛顿发现了万有引力 并总结得出了万有引力定律 卡文迪许用实验测出了引力常 数 2 如图所示为氢原子的能级图 现让一束单色光照射到大量处于基态 量子数 n 1 的 氢原子上 受激的氢原子能自发地发出 3 种不同频率的光 则照射氢原子的单色光的光子 能量为 A 13 6eV B 3 4eV C 10 2eV D 12 09eV 1 2 3 4 13 6 3 4 1 51 0 85 0 E eV n 3 如图所示 A 灯与 B 灯电阻相同 当变阻器滑动片向上滑动时 对两灯明暗变化判断 正确的是 A A B 灯都变亮 B A B 灯都变暗 C A 灯变亮 B 灯变暗 D A 灯变暗 B 灯变亮 A B R R1 E r 4 在现实生活中 物体运动的 V t 图线不可能存在的是 DC V t 0 V t0 BA V t 0 V t 0 5 一个原子核在中子的轰击下裂变方程为 则下列说U 235 92 nSrXnU 1 0 94 38 1 0 235 92 2 法正确的是 A X 原子核中含有 86 个中子 B X 原子核中含有 141 个核子 C 铀核裂变的产物是多种多样的 具有一定的偶然性 D 为了使裂变的链式反应容易进行 最好用纯铀 235 6 如图所示 物体 A 放在斜面上 与斜面一起向右做匀加速运动 物体 A 受到斜面对它 的支持力和摩擦力的合力方向可能是 A 向右斜上方 B 竖直向上 C 向右斜下方 D 上述三种方向均不可能 A 7 如图为一匀强电场 某带电粒子从 A 点运动到 B 点 在这一运动过程中克服重力做的 功为 2 0J 电场力做的功为 1 5J 则下列说法正确的是 A 粒子带负电 B 粒子在 A 点的电势能比在 B 点少 1 5J C 粒子在 A 点的动能比在 B 点多 0 5J D 粒子在 A 点的机械能比在 B 点少 1 5J v A B E 8 一列简谐横波在 t 0 时的波形图如下 若此波的周期为 0 2s 则下列说法中正确的是 A 再经过 t 0 4s 质点 P 向右移动 0 8m B 再经过 t 0 4s 质点 P 仍在自己平衡位置 C 在波的传播过程中质点 Q 与 P 的振动情况总是相同的 D 再经过 t 0 2s 后的波形与 t 0 时的波形是不同的 y cm 0 P 5 5 Q x m 0 1 0 3 0 5 二 实验题 1 几名学生进行野外考察 登上一山峰后 他们想粗略测出山顶处的重力加速度 于是 他们用细线拴好石块 P 系在树枝上做成一个简易单摆 如图所示 然后用随身携带的钢卷 尺 电子手表进行了测量 同学们首先测出摆长 L 然后将石块拉开一个小角度 由静止 释放 使石块在竖直平面内摆动 用手表测出单摆完成 n 次全振动所用的时间 t P 利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式 g 若振动周期测量正确 但由于难以确定石块重心 测量摆长时从而将悬点一直量到 石块下端 所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值 选填 偏大 偏小 或 相等 2 在 测定金属的电阻率 的实验中 所用金属电阻丝的电阻约为 30 现通过以下实 验测量该金属材料的电阻率 0 图图 20 15 用螺旋测微器测量电阻丝直径 其示数如图所示 则该电阻丝直径的测量值 d mm 实验中能提供的器材有开关 若干导线及下列器材 电压表 V1 量程 0 3V 内阻约 3k 电压表 V2 量程 0 15V 内阻约 15k 电流表 A1 量程 0 100mA 内阻约 5 电流表 A2 量程 0 0 6A 内阻约 0 1 滑动变阻器 R1 0 10 滑动变阻器 R2 0 1k 电源 E 电动势为 4 5V 内阻不计 为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值 电压表应选 电流表应 选 滑动变阻器应选 如图 1 所示 将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱 a 和 b 上 刻度尺的 中间有一个可沿电阻丝滑动的触头 P 触头的另一端为接线柱 c 当用手按下触头 P 时 触头 P 才与电阻丝接触 触头的位置可在刻度尺上读出 实验中改变触头 P 与电阻丝接触 的位置 并移动滑动变阻器的滑片 使电流表示数 I 保持不变 分别测量出多组接入电路 中电阻丝的长度 L 与对应的电压 U 请在图 2 中完成实验电路的连接 要求 能改变电 阻丝的测量长度和进行多次测量 c a b 电阻丝 触头 P 图 1 U L L0 0 U0 图 3 R 图 2 c a b P 利用测量数据画出 U L 图线 如图 3 所示 其中 L0 U0 是 U L 图线上的一 个点的坐标 根据 U L 图线 用电阻丝的直径 d 电流 I 和坐标 L0 U0 可计算得 出电阻丝的电阻率 用所给字母表示 三 计算题 1 嫦娥一号 探月卫星在空中运动的简化示意图如下 卫星由地面发射后 经过发射 轨道进入停泊轨道 在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道 再次调速后进入工作轨道 已知卫星在停泊轨道和工作轨道运行半径分别为 R 和 R1 地球半径为 r 月球半径为 r1 地表面重力加速度为 g 月球表面重力加速度为 求 6 g 1 卫星在停泊轨道上运行的线速度 2 卫星在工作轨道上运行的周期 月月 地面发射轨道 地月转移轨道 停泊轨道 工作轨道 地地球球 2 如图所示 半径 R 0 80m 的光滑圆弧轨道竖直固定 过最低点的半径 OC 处于竖直 4 1 位置 其右方有底面半径 r 0 2m 的转筒 转筒顶端与 C 等高 下部有一小孔 距顶端 h 0 8m 转筒的轴线与圆弧轨道在同一竖直平面内 开始时小孔也在这一平面内的图示位 置 今让一质量 m 0 1kg 的小物块自 A 点由静止开始自由下落后打在圆弧轨道上的 B 点 但未反弹 在瞬间碰撞过程中 小物块沿半径方向的分速度立刻减为 0 而沿切线方向的 分速度不变 此后 小物块沿圆弧轨道滑下 到达 C 点时触动光电装置 使转筒立刻以某 一角速度匀速转动起来 且小物块最终正好进入小孔 已知 A B 到圆心 O 的距离均为 R OA OB 与水平方向的夹角均为 30 不计空气阻力 g 取 l0m s2 求 1 小物块到达 C 点时对轨道的压力大小 FC 2 转筒轴线距 C 点的距离 L 可近似取 2 2 保留两位有效数字 5 3 转筒转动的角速度 3 长为 2L 的板面光滑且不导电的平板小车 C 放在光滑水平面上 车的右端有块档板 车的质量 mc 4m 绝缘物块 B 的质量 mB 2m 若 B 以一定速度沿平板向右与 C 车的挡板 相碰 碰后小车的速度总等于碰前物块 B 速度的一半 今在静止的平板车的左端放一个 带电量为 q 质量为 mA m 的物块 A 将物块 B 放在平板车的中央 在整个空间加上一 个水平向右的匀强电场时 金属块 A 由静止开始向右运动 当 A 以 v0速度与 B 发生碰撞 碰后 A 以的速率反弹回来 B 向右运动 A B 均可当质点看待 碰撞时间极短 可 0 4 v 不计 求 1 匀强电场的场强大小 2 若 A 第二次和 B 相碰 判断是在 B 与 C 相碰之前还是相碰之后 3 A 从第一次与 B 相碰到第二次与 B 相碰这个过程中 电场力对 A 做了多少功 L L A B C 4 如图所示 在倾角为 30 的斜面 OA 的左侧有一竖直档板 其上有一小孔 P 现有一 质量 m 4 10 20kg 带电量 q 2 10 14C 的粒子 从小孔以速度 v0 3 104m s 水平射向磁 感应强度 B 0 2T 方向垂直纸面向里的一正三角形区域 该粒子在运动过程中始终不碰 及竖直档板 且在飞出磁场区域后能垂直打在 OA 面上 粒子重力不计 求 1 粒子在磁场中做圆周运动的半径 2 粒子在磁场中运动的时间 3 正三角形磁场区域的最小边长 30 O P A v0 5 如图甲所示 真空中两水平放置的平行金属板 C D 上分别开有正对的小孔 O1和 O2 两板接在交流电源上 两板间的电压 UCD随时间 t 变化的图线如图乙所示 从 t 0 时 刻开始 从 C 板小孔 O1处连续不断飘入质量 m 3 2 10 25kg 电荷量 q 1 6 10 19C 的带 正电的粒子 飘入速度很小 可忽略不计 在 D 板上方有以 MN 为水平上边界的匀强磁 场 MN 与 D 板的距离 d 10 cm 匀强磁场的磁感应强度为 B 0 10T 方向垂直纸面向里 粒子受到的重力及粒子间的相互作用力均可忽略不计 平行金属板 C D 之间距离足够小 粒子在两板间的运动时间可忽略不计 求 保留两位有效数字 1 在 C D 两板间电压 U0 9 0V 时飘入小孔 O1的带电粒子进入磁场后的运动半径 2 从 t 0 到 t 4 0 10 2s 时间内飘入小孔 O1的粒子能飞出磁场边界 MN 的飘入时间 范围 3 磁场边界 MN 上有粒子射出的范围的长度 甲 C D uCD O2 O1 N B M 乙 t 10 2s UCD V 0 1 0 2 0 3 0 4 0 50 50 试题答案试题答案 一 题号12345678 答案ADDACACDABCBC 二 1 偏大 2 22 4 t Ln 2 0 183 0 181 0 185 V1 A1 R1 见答图 1 R 答图 1 c a b P 0 0 2 4 IL Ud 说明 说明 答图 1 中电压表连接接线柱 bc 也正确 三 1 1 设卫星在停泊轨道上运行的线速度为 v 卫星做圆周运动的向心力有地球对它的 万有引力提供 得 且有 R v m R mM G 2 2 gm r Mm G 2 得 R g rv 2 设卫星在工作轨道上运行的周期为 T 则有 又有 1 2 2 1 1 2 R T m R mM G 6 2 1 g m r Mm G 得 2 1 3 1 2 24 gr R T 2 1 小物块由 A B 2mgRsin30 mvB2 2 vB 4m s 碰撞后瞬间小物块速度 vB vBcos30 2m s 3 小物块由 B C mgR 1 sin30 mvC2 2 m vB 2 2 vC m s 20 小物块在 C 点 F mg mvC2 R F 3 5N 所以由牛顿第三定律知 小物块对轨道压力的大小 FC 3 5N 2 小球由 C 到小孔做平抛运动 h gt2 2 t 0 4s 所以 L vCt r 2 0m 3 3 2 1 2 n n t 则 3 2 1 2 n t n 3 1 对金属块 A 用动能定理 qEL mv02所以电场强度大小 E 方向水平向右 2 1 qL mv 2 2 0 2 A B 碰撞 由系统动量守恒定律得 mAv0 mA v0 mBvB 4 1 用 mB 2m 代入解得 vB v0 B 碰后做匀速运动 碰到挡板的时间 tB 8 5 0 5 8 v L v L B A 的加速度 aA A 在 tB段时间的位移为 L v 2 2 0 sA vatB aAtB2 v0 2 L 2 1 4 1 2 1 5 8 0 v L L v 2 2 0 0 5 8 v L 25 6 因 sA L 故 A 第二次与 B 相碰必在 B 与 C 相碰之后 3 B 与 C 相碰 由动量守恒定律可得 mBvB mBvB mCvC vC vB vB 0 2 1 A 从第一次相碰到第二次与 B 相碰的位移为 L 因此电场力做的功 W电 qEL mv02 2 1 4 1 由 得 r v mqvB 2 v r T 2 m qB mv r3 0 ss qB m T 55 1028 6 102 2 2 画出粒子的运动轨迹如图 可知 得 Tt 6 5 30 O P A v0 a b c o1 60 e g f ss qB m t 55 1023 5 10 3 5 3 5 3 由数学知识可得 30cos 30cos2rr L 得 m qB mv L99 0 10 334 1 3 4 5 1 设 C D 两板间电压 U0 9 0V 时带电粒子从小孔 O2进入磁场的速度为 v0 粒子 在磁场中做匀速圆周运动的半径为 R0 根据动能定理和牛顿第二定律有 2 00 2 1 mqU 0 2 0 0 R v mBqv 解得 R0 6 0cm 2 如答图 2 所示 带电粒子轨迹与 MN 相切时 恰好飞出磁场 此时粒子运动半径 R1 d 答图 2 C D uCD O2 O1 N B M O R1 R1 设恰能飞出磁场边界 MN 的带电粒子在电场中运动时 CD 两板间的电压为 U1 从小孔 O2进入磁场时的速度为 v1 根据牛顿第二定律和动能定理有 1 2 1 1 R v mBqv 2 11 2 1 mqU 解得V25 1 U 由于粒子带正电 因此只有在 C 板电势高于 D 板电势 UCD为正值 时才能被加速进 入磁场 根据图象可得 UCD 25 V 的对应时刻分别为 t1 0 50 10 2s t2 1 5 10 2s 则粒子在 0 到 4 0 10 2 s 内能飞出磁场边界的飘