海淀区高三年级第二学期适应性练习

理科(物理)综合能力测试 2014.3

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

15．图中所示为氢原子能级示意图的一部分，则关于氢原子发生能级跃迁的过程中，下列说法中正确的是

A．从高能级向低能级跃迁，氢原子放出光子

B．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
能级跃迁到
能级比从
能级跃迁到
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t1

B．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，电容器放电。与电流传感器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

D．S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E

19．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）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

C．在丙图所示的第一个周期中，电子只能在0~
内按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速

D．在丙图所示的第一个周期中，电子在0~
和
~T内均能按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速

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。

①由图甲可知电阻丝的直径D=________mm。

②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，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。

③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。

①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

②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 ） B．vF =

C．vF =
D．vF =

③若代入图乙中所测的数据，求得
在误差范围内等于 （用已知量和图乙中测出的物理量表示），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
也一定会略 （选填“大于”或“小于”）后者的计算值，这是实验存在系统误差的必然结果。

④另一名同学利用图乙所示的纸带，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)

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θ = 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
，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。

海淀区高三年级第二学期适应性练习

物理学科参考答案 2014.3

（共120分）

选择题（共48分，13题~20题每题6分）

13．D 14．A 15．A 16．D 17．B 18．C 19．A 20．C

21．（18分）

（1）（共6分）

①0.377～0.379 （2分）

②(保持R1不变)调节R2 （2分）

③
（2分）

（2）（共12分）

① B （1分）； D （1分）

② C （2分）

③ ghn （2分）； 小于 （2分）

④ 9.75（9.72~9.78） （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=
（4分）

（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=

解得 v=
（6分）

（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

解得

此时的电动势E0=Blv0

感应电流I0=

M、N两端的电压 UMN=I0R=
=
（6分）

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

两极板间电场强度

解得
（6分）

（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

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

电子射出极板时竖直方向的偏转距离
（2分）

电子射出极板时竖直方向的分速度为vy=at1=

电子离开极板间电场后做匀速直线运动，经时间t2到达荧光屏，t2=

电子在t2时间在竖直方向运动的距离 y2=vyt2=
（2分）

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
（2分）

（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。

则
（2分）

穿出磁场后在竖直方向上移动的距离

（2分）

则

解得
（2分）

说明：若用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=mgsinθ

解得弹簧的劲度系数k=
（6分）

（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= mgsinθ，对A、B，回复力最大，F回= 3mgsinθ （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=3mgsinθ，此时物体C对挡板D的压力最大

对物体A、B有，F弹(-2mgsinθ=3mgsinθ

则弹簧弹力F弹( =5mgsinθ

对物体C，设挡板D对物体C的弹力为N，则N=5mgsinθ+mgsinθ=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

(解得v1=
) ① （1分）

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，根据动量守恒定律有 mv1=（m+m）v2 (解得v2=
) ② （1分）

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

③ （2分）

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

，解得x1=1.5x0 （1分）

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

(解得 EP=
) ④ （1分）

①②③④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。