丰台区2013年高三年级第二学期统一练习（一）物理 2013.03

13．关于一定质量的气体，下列叙述正确的是

A．气体体积增大时，其内能一定减少

B．外界对气体做功，气体内能一定增加

C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加

D．气体温度升度，其分子平均动能一定增加

【答案】D

做功和热传递是改变物体内能的两种方式，气体体积增大时，可能同时从外界吸收热量，其内能不一定减少；气体从外界吸收热量，可能同时对外做功，其内能不一定增加，同理，外界对气体做功，气体内能不一定增加，选项ABC错误。温度是分子平均动能的量度，气体温度升度，其分子平均动能一定增加，选项D正确。

14. 已知天然放射现象放出α、β、γ三种射线。下列说法正确是

A．α、β、γ三种射线分别是氦原子核、电子和中子

B．三种射线中 α射线速度最快、β射线电离作用最强、γ射线穿透能力最强

C．α射线轰击氮原子核可以产生质子，核反应方程为
+


+

D．英国物理学家J.J.汤姆孙最早用α射线完成著名的“α粒子散射实验”并提出核式结构的原子模型

【答案】C

γ射线是一种高能电磁波，不是中子，A错误。三种射线中γ射线速度最快、穿透能力最强，α射线电离作用最强，B错误。卢瑟福最早完成著名的“α粒子散射实验”并提出核式结构的原子模型，D错误。只有选项C正确。

15. 两束单色光线a、b以相同的角度从某种玻璃射入空气，发现a发生了全反射、b没有发生全反射，则下列说法中正确的是

A．光线a的波长较大 B．玻璃对光线a的折射率较大

C．光线b的临界角较小 D．光线b在玻璃中的速度较小

【答案】B

a发生了全反射、b没有发生全反射说明光线a的临界角较小，由
知玻璃对光线a的折射率较大，由
知光线a在玻璃中的传播速度较小，波长较小，只有选项B正确。

16. 2012年10月25日，我国在西昌卫星发射中心成功将一颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道。这是一颗地球静止轨道卫星，将与先期发射的15颗北斗导航卫星组网运行，形成区域服务能力。关于这颗地球静止轨道卫星的说法正确的是

A．它的周期与月球绕地球运动的周期相同

B．它在轨道上运动时可能经过北京的上空

C．它运动时的向心加速度大于重力加速度

D．它运动的线速度比地球第一宇宙速度小

【答案】D

地球静止轨道卫星即同步卫星，其周期与地球自转周期（24h）相同，始终位于赤道上空，离地高度一定，与地球相对静止。综上可知，选项AB错误；由
知同步卫星运动时的向心加速度小于重力加速度，C错误；由
知同步卫星运动的线速度比地球第一宇宙速度小，D正确。

17. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图象（图中仅画出0~12m范围内的波形）。经过
s的时间，恰好第三次重复出现图示的波形。根据提供的信息，下列判断中正确的

A．波的传播速度的大小为30m/s

B．波中质点P的振动的周期为0.3 s

C．可以画出波中质点P的振动图像

D．该时间段内质点P经过的路程为24 m

【答案】C

由波动图象读出波长．根据“经过1.2s该波形恰好第三次重复出现”，确定周期，由公式v=
确定波速．质点经过3个周期，通过的路程是12个振幅，由于波的传播方向沿x轴正向，所以可以画出P点的振动图象．本题应选C。

18. 如图所示一块绝缘薄圆盘可绕其中心的光滑轴自由转动，圆盘的四周固定着一圈带电的金属小球，在圆盘的中部有一个圆形线圈。实验时圆盘沿顺时针方向绕中心转动时，发现线圈中产生逆时针方向（由上向下看）的电流，则下列关于可能出现的现象的描述正确的是

A．圆盘上金属小球带负电，且转速减小

B．圆盘上金属小球带负电，且转速增加

C．圆盘上金属小球带正电，且转速不变

D．圆盘上金属小球带正电，且转速减小

【答案】A

线圈中产生逆时针方向（由上向下看）的感应电流，由右手定则可知感应电流的磁场方向向上，由楞次定律可知可能是线圈中向上的磁场减弱或向下的磁场增强的结果，若圆盘上金属小球带负电，顺时针旋转产生逆时针方向的电流，磁场方向向上，转速减小时，向上的磁场减弱，A正确B错误；同理可知若圆盘上金属小球带正电，产生顺时针方向的电流，磁场方向向下，转速增加时，向下的磁场增强，CD错误。

19．光滑水平面上有一边长为L的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行。一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速v0进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能不可能为

B．
C．
D．

【答案】B

如图所示，
若电场的方向平行于AB向左，小球在匀强电场中做匀减速直线运动，到达BD边时，速度可能为0，所以动能可能为0，若速度减到0还未到达另一边缘，那将回头做匀加速运动，根据动能定理，电场力做功为0，动能不变，选项A正确．若电场的方向平行于AB向右，小球在匀强电场中做匀加速直线运动，到达BD边时，电场力做功qEL，末动能为
，选项D正确。若电场的方向平行于AC向上或向下，小球在匀强电场中做类平抛运动，偏转位移最大为
，根据动能定理，电场力做功最多为qE
，最大动能为qE
+
mv02，选项C正确。本题应选B 。

20. 如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球叠放在一起，从高度为h处自由落下，且远大于两小球半径，所有的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发生在竖直方向。已知m2=3m1，则小球m1反弹后能达到的高度为（ ）

A．h B．2h C．3h D．4h

【答案】D

所有的碰撞都是完全弹性碰撞，即均没有能量损失，设方向向上为正，由能量守恒和动量守恒可得，
，
，
，
，将m2=3m1代入联立以上4式可得
。选项D正确。

21.（18分）

（1）现要测定一个额定电压6V、额定功率3W的小灯泡的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0V～5.5V。

现有器材：

直流电源E（电动势6V，内阻不计）；

电压表（量程6V，内阻约为4×104Ω）；

电流表（量程300mA，内阻约为2Ω）；

电流表（量程600mA，内阻约为1Ω）；

滑动变阻器R（最大阻值约为30Ω）；

电子键S，导线若干。

①如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是 。

②下图已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接。

（2）某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的频率为50Hz交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。

①他进行了下面几个操作步骤：

A．按照图示的装置安装器件；

B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；

C．用天平测出重锤的质量；

D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；

E．测量纸带上某些点间的距离；

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

其中没有必要进行的步骤是_________，操作不当的步骤是_________。

②他进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析。如图所示．其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点。根据以上数据，当打点到B点时重锤的速度_________m/s，计算出该对应的
=_______ m2/s2，gh=_______ m2/s2，可认为在误差范围内存在关系式______________，即可验证机械能守恒定律。（g=9.8 m/s2）



③他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以
为纵轴、以h为横轴画出的图象，应是图中的_______。



④他进一步分析，发现本实验存在较大误差。为此设计出用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d。重力加速度为g。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。小铁球通过光电门时的瞬时速度v= 。如果d、t、h、g存在关系式 ，也可验证机械能守恒定律。

⑤比较两个方案，改进后的方案相比原方案的最主要的优点是：

。

【答案】(1) ①  （2分） ②如图 （2分）

(2) ①C 、B （2分）

②1.84、1.69、1.74、
（4分）

③C（2分）

④
，
（4分）

⑤ 没有纸带与打点计时器间的摩擦影响，提高了测量的精确程度，实验误差减小了。（2分）

（1）要求所测电压范围为0V～5.5V。电流表量程太小，实验过程中会烧坏。由所测电压范围可看出滑动变阻器应采用分压式接法，小灯泡电阻较小，电流表应外接。

（2）①重锤质量没有必要测出，因为计算过程中重锤质量已经约掉了。打点计时器应该接交流电源才能工作。③图线的斜率等于重力加速度，选C。其他同答案所述。

22. （16分）

一长
=0.80m的轻绳一端固定在
点，另一端连接一质量
=0.10kg的小球，悬点
距离水平地面的高度H = 1.00m。开始时小球处于
点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图所示。让小球从静止释放，当小球运动到
点时，轻绳碰到悬点
正下方一个固定的钉子P时立刻断裂。不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）当小球运动到
点时的速度大小；

（2）绳断裂后球从
点抛出并落在水平地面的C点，求C点与
点之间的水平距离；

（3）若OP=0.6m，轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂，求轻绳能承受的最大拉力。

【答案】见解析

（1）设小球运动到
点时的速度大小
，由机械能守恒定律得

①（2分）

解得小球运动到
点时的速度大小

= 4.0 m/s ②（2分）

（2）小球从
点做平抛运动，由运动学规律得

③（2分）

④ （2分）

解得C点与
点之间的水平距离

=0.80m ⑤（2分）

（3）若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值Fm，由牛顿定律得

⑥（2分）

⑦（2分）

由以上各式解得

N （2分）

23.（18分）

如图是磁流体发电工作原理示意图。发电通道是个长方体，其中空部分的长、高、宽分别为
、
、
，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻
相连。发电通道处于匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图。发电通道内有电阻率为
的高温等离子电离气体沿导管高速向右流动，运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电通道两端必须保持一定压强差，使得电离气体以不变的流速
通过发电通道。不计电离气体所受的摩擦阻力。根据提供的信息完成下列问题：

（1）判断发电机导体电极的正负极，求发电机的电动势E；

（2）发电通道两端的压强差
；

（3）若负载电阻R阻值可以改变，当R减小时，电路中的电流会增大；但当R减小到R 0时，电流达到最大值(饱和值)Im；当R继续减小时，电流就不再增大，而保持不变。设变化过程中，发电通道内电离气体的电阻率保持不变。求R 0和Im。

【答案】见解析

（1）（4分）发电机上导体电极为正极、下导体电极为负极。 （2分）

电机的电动势
① （2分）

（2）（10分）外电路闭合后：
②（2分）

发电通道内电离气体的等效电阻为
③（2分）

等离子电离气体等效电流受到的安培力为

④（2分）

等离子电离气体水平方向由平衡条件得

⑤（2分）

联立①②③④⑤解得
⑥（2分）

注：用能量守恒处理一样给分

（3）（4分）当所有进入发电机的等离子全都偏转到导体电极上形成电流时，电流达到最大值Im，

⑦ （2分）

联立②⑦解得
（2分）

24．（20分）

如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II，磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，两平行轨道中够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为v2。

（1）求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。

（2）若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场I和II之间的距离h和R2上的电功率P2。

（3）当导体棒进入磁场II时，施加一竖直向上的恒定外力F=mg的作用，求导体棒ab从开始进入磁场II到停止运动所通过的距离和电阻R2上所产生的热量。

【答案】见解析

（1）（6分）以导体棒为研究对象，棒在磁场I中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导体棒ab从A下落r/2时，导体棒在重力与安培力作用下做加速运动，

由牛顿第二定律，得
①（1分）

式中
②（1分）

③（1分）

＝4R ④（2分）

由以上各式可得到
⑤（1分）

（2）（8分）当导体棒ab通过磁场II时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即
， ⑥（1分）

⑦（1分）

(或
)

式中
　　 ⑧（1分）

解得
⑨（2分）

导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动，有

⑩ （1分）

得　　
（2分）

（3）（6分）由动量定理得
 （1分）

即



即
（1分）

联立⑨解得
（1分）

停下来过程中重力做正功、外力F和安培力做负功，由动能定理有

所以产生总热量为

（1分）

在电阻R2上产生的热量为
（1分）

联立⑨解得：
（1分）