海淀区2016届高三年级第二学期期中练习物理反馈题

13．下列说法中错误的是

A．显微镜下观察到水中悬浮的小微粒在不停地做无规则运动，这反映了水分子运动的无规则性

B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大

C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大

D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素

14．根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后

A．原子的能量增加，电子的动能减少

B．原子的能量增加，电子的动能增加

C．原子的能量减少，电子的动能减少

D．原子的能量减少，电子的动能增加

15．下列关于简谐振动和简谐波的说法正确的是

A．弹簧振子的周期与振幅有关

B．横波在介质中的传播速度与介质无关

C．波的传播方向一定和介质中质点振动的方向一致

D．单位时间内经过介质中某一点的完整波的倍数就是这列简谐波的频率

16．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用逻辑推理，建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中，下列说法中正确的是

A．牛顿接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离成反比”的猜想

B．牛顿根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即F∝m的结论

C．牛顿根据F∝m和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出F∝m1m2

D．卡文迪许用“月﹣地检验”检验了万有引力定律的正确性

17．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入有界匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示。下列表述正确的是

A．M带负电，N带正电

B．M的速率小于N的速率

C．洛伦兹力对带电粒子M和N都做正功

D．带电粒子M的运行时间大于带电粒子N的运行时间

18．“娱乐风洞”是一项将科技与惊险相结合的娱乐项目，它能在一个特定的空间内把表演者“吹”起来。假设风洞内向上的风量和风速保持不变，表演者调整身体的姿态，通过改变受风面积（表演者在垂直风力方向的投影面积），来改变所受向上风力的大小。已知人体所受风力大小与受风面积成正比，人水平横躺时受风面积最大，设为S0，站立时受风面积为S0；当受风面积为S0时，表演者恰好可以静止或匀速漂移。如图所示，某次表演中，人体可上下移动的空间总高度为H，表演者由静止以站立身姿从A位置下落，经过B位置时调整为水平横躺身姿（不计调整过程的时间和速度变化），运动到C位置速度恰好减为零。关于表演者下落的过程，下列说法中正确的是

A．B点距C点的高度是H

B．从A至B过程表演者克服风力所做的功是从B至C过程表演者克服风力所做的功的

C．从A至B过程表演者所受风力的冲量是从A至C过程表演者所受风力的冲量的

D．从A至B过程表演者所受风力的平均功率是从B至C过程表演者所受风力平均功率的

19．如图所示，铜线圈水平固定在铁架台上，铜线圈的两端连接在电流传感器上，传感器与数据采集器相连，采集的数据可通过计算机处理，从而得到铜线圈中的电流随时间变化的图线。利用该装置探究条形磁铁从距铜线圈上端某一高度处由静止释放后，沿铜线圈轴线竖直向下穿过铜线圈的过程中产生的电磁感应现象。两次实验中分别得到了如图甲、乙所示的电流-时间图线。条形磁铁在竖直下落过程中始终保持直立姿态，且所受空气阻力可忽略不计。则下列说法中正确的是

A．两次实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中，电流为零时，条形磁铁的速度一定为零

B．若两次实验条形磁铁的磁性强弱不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实验条形磁铁的磁性比乙图对应实验条形磁铁的磁性强

C. 若两次实验条形磁铁的磁性强弱不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中通过线圈的电量一定更多

D．无论图甲或图乙，条形磁铁在穿过线圈的过程中受线圈的磁场力都是向上的

20．1924年，德布罗意提出了物质波理论，他假设实物粒子也具有波动性，大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子（如电子、质子等），他认为粒子的动量p与波的波长
之间遵从关系：
（h为普朗克常量），这一假说后来在一系列实验中得到了证实。如图甲所示，在电子双缝干涉实验中，将电子垂直射向两个紧靠的平行狭缝（电子发射端到两狭缝距离相等），在缝后放上一个安装有电子侦测器的屏幕（屏幕上的O点位于两狭缝中心对称轴的正后方，图中未画出），电子打到侦测器上会在屏幕上出现亮点。在实验中，以速率v0一个一个地发射电子，相邻两个电子发射的时间间隔为T0。开始时，屏幕上出现没有规律的亮点，但是当大量的电子到达屏幕之后，发现屏幕上不同位置出现的亮点沿垂直双缝方向呈现出间隔分布，如图乙所示。这种间隔分布类似于光的干涉中出现的明暗相间的条纹。则下列说法中正确的是

A．若仅将电子射出的时间间隔变为2T0，重复实验，相邻明条纹的间距将为原来的两倍

B．电子双缝干涉实验说明：电子到达各位置的概率相同

C．以速率
发射电子，重复实验，O点可能处在暗条纹上

D．将电子改为质子，且将电子探测器改为质子探测器，重复实验，O点一定处在明条纹上

21.（1）①在使用示波器时，如果屏幕上出现如图1所示的波形时，应调节图2中的___________旋钮使之显示在屏幕中央区域（如图3所示）。如果正弦波的竖直方向的正、负半周均超出了屏幕的范围，应调节___________旋钮或__________旋钮（填旋钮旁边的数字或名称），或这两个钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内。

②如果使该信号显示从一个波形变成两个完整的波形，且波形横向变窄如图4所示，则应调节_________旋钮或________旋钮（填旋钮旁边的数字或名称），或这两个旋钮配合使用。

（2）某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌面上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码使小车在钩码的牵引下运动，以此定量研究小车动能变化与其所受合外力做功的关系。此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块。组装的实验装置如图3所示。

①若要完成该实验，除上述的实验器材外，还有哪些器材需要用到 。

②为了使钩码的重尽量接近小车所受的合外力大小，以下操作必要的是 （选填选项前的字母）。

A．在未挂钩码时，将木板的右端垫高以平衡摩擦力

B．在悬挂钩码后，将木板的右端垫高以平衡摩擦力

C．调使所加钩码的质量远大于小车质量

D．使所加钩码的质量远小于小车质量

③ 在钩码质量远小于小车质量的情况下，经多次实验他发现拉力做功总是要比小车动能增量大，造成这一情况的原因可能是 （选填选项前的字母）。

A．滑轮的轮轴处有摩擦

B．小车释放时离打点计时器太近

C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉

D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力

④ 该同学猜想钩码重力所做的功等于小车动能的增量，他分别测出小车和钩码的质量为M和m，在纸带上选取小车开始运动的点O，再选择A、B、C、D、E等点，测算出各点的速度v及其到O点的距离h，在测出各个需要的数据以后，他想作出v2-h图线来验证自己的猜想。你认为所绘图线满足什么条件即可认为验证了该同学的猜想呢？已知当地的重力加速度为g。

22．（16分）

如图所示，在匀强磁场中倾斜放置电阻不计的两根平行光滑金属导轨，金属导轨与水平面成(＝37(角，平行导轨间距L=1.0 m。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B=1.0T。两根金属杆ab和cd可以在导轨上无摩擦地滑动。两金属杆的质量均为m=0.20 kg，ab杆的电阻为R1=1.0Ω，cd杆的电阻为R2=2.0Ω。若用与导轨平行的拉力F作用在金属杆ab上，使ab杆匀速上滑并使cd杆在导轨上保持静止，整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好。取重力加速度g=10m/s2，sin 37(＝0.6，cos 37(＝0.8。求：

（1）ab杆上滑的速度v的大小；

（2）ab杆两端的电势差Uab；

（3）0.5s的时间内通过cd杆的电量q。

23．（18分）

弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。某种弹跳杆的结构如图甲所示，一根弹簧套在T型跳杆上，弹簧的下端固定在跳杆的底部，上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部。一质量为M的小孩站在该种弹跳杆的脚踏板上，当他和跳杆处于竖直静止状态时，弹簧的压缩量为x0。从此刻起小孩做了一系列预备动作，使弹簧达到最大压缩量3x0，如图乙（a）所示；此后他开始进入正式的运动阶段。在正式运动阶段，小孩先保持稳定姿态竖直上升，在弹簧恢复原长时，小孩抓住跳杆，使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度，如图乙（b）所示；紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度，如图乙（c）所示；然后自由下落。跳杆下端触地(不反弹)的同时小孩采取动作，使弹簧最大压缩量再次达到3x0；此后又保持稳定姿态竖直上升，……，重复上述过程。小孩运动的全过程中弹簧始终处于弹性限度内。已知跳杆的质量为m，重力加速度为g。空气阻力、弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计。

（1）在预备阶段，小孩从静止状态所在的A点开始下降至某点B，后又上升至压缩量为2x0的C点的过程，设弹簧在B点处的压缩量为xm(2x0

（2）在整个预备动作阶段，为增加系统(小孩和弹跳杆)的机械能，求小孩至少需做的功W′；

（3） 求正式运动阶段每个周期内，小孩至少需要给系统(小孩和弹跳杆)补充的能量E。

24．（20分）

某一金属细导线的横截面积为S、电阻率为ρ，将此细导线弯曲成半径为r的导体圆环，细导线的直径远远小于圆环的半径r。将此导体圆环水平地固定，在导体圆环的内部存在竖直向上的匀强磁场，如图甲所示，磁感应强度的大小随时间的变化关系为B=kt（k>0且为常量）。该变化的磁场会产生涡旋电场，该涡旋电场存在于磁场内外的广阔空间中，其电场线是在水平面内的一系列沿顺时针方向的同心圆（从上向下看），圆心与磁场区域的中心重合，如图乙所示。该涡旋电场会趋使上述金属圆环内的自由电子定向移动，形成电流。在半径为r的圆周上，涡旋电场的电场强度大小E涡处处相等，并且可以用
计算，其中
为由于磁场变化在半径为r的导体圆环中产生的感生电动势。涡旋电场力与电场强度的关系和静电力与电场强度的关系相同。

经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞。假设电子与金属离子碰撞后其定向运动的速度立刻减为零，之后再次被涡旋电场加速，再次碰撞减速为零，?，依此类推；所有电子与金属离子碰撞的时间间隔都为
，电子的质量为m、电荷量为-e。忽略电子运动产生的磁场、电子减速过程中的电磁辐射以及电子热运动的影响，不考虑相对论效应。

（1）根据焦耳定律求在
时间内导体圆环内产生的焦耳热的大小；

（2）求单个电子在与金属离子碰撞过程中损失的动能；

（3）设金属细导线单位体积内的自由电子数为n，在题干中的情景和模型的基础上推导金属细导线的电阻率ρ的表达式（结果用n、e、
、m表示）。

海淀区高三年级第二学期期中练习反馈题参考答案

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

21．

（1）①旋钮6（或上下移动旋钮），衰减，Y增益②调整X增益旋钮和扫描微调旋钮

（2）①刻度尺、天平（包括砝码）②AD③ACD

④在误差范围内，所绘图线是经过原点的一条直线且斜率等于
。

22．（1）v=3.6m/s（2）Uab=2.4V（3）q=0.60C

23．(1)F-x图的面积代表F所做的功的大小。

下降阶段，弹簧压缩量从x0到xm的过程，弹簧弹力做负功，为

W1=－(kx0+kxm)(xm－x0)=kx－kx

上升阶段，弹簧压缩量从xm到2x0的过程，弹簧弹力做正功，为

W2=+[ kxm+k(2x0)](xm－2x0)=kx－k(2x0)2

W=W1+W2=kx－kx+kx－k(2x0)2=kx－k(2x0)2=－kx，与xm无关。

(2)由功能关系可知，在预备阶段，小孩至少需做的功W′应满足

W′=ΔEk+ΔEpG+ΔEp弹=0+[－Mg(3x0－x0)]+[k(3x0)2－kx]=2Mgx0

(3)正式运动阶段，当弹跳杆触地前瞬间，弹簧处于原长状态，由机械能守恒定律可知，小孩和弹跳杆的速度均为v1。弹跳杆触地瞬间，杆的速度减为0，小孩保持v1的速度。此后小孩以v1的初速度向下压缩弹簧，由能量守恒可知，为使每个周期内弹簧的最大压缩量为3x0，至少需要给(小孩和弹跳杆)系统补充的能量E满足

E=ΔEk+ΔEpG+ΔEp弹=[0－Mv]+[－Mg(3x0)]+[k(3x0)2－0]=Mgx0

(注：v1的求解参见正式考试题参考答案)

E=

24. 解析：（1）导体圆环内的磁通量发生变化，将产生感生电动势，根据法拉第电磁感应定律，感生电动势的大小为

根据电阻定律，导体圆环的电阻为

导体圆环内感生电流的大小为

根据焦耳定律，在
时间内，导体圆环内产生的焦耳热为

联立以上各式，解得

（2）根据题意知，由于磁场变化将在导体圆环中产生的涡旋电场，该电场的电场强度大小为

电子在该电场中受到电场力的作用，电场力的大小为

电场力的方向与导线相切，即与速度方向相同，电子将会被加速，加速度大小为

经过时间
，电子的速度达到最大，其值为

电子此时有最大的动能，该动能即为碰撞过程中损失的动能，其值为

（3）从微观上看，导体中共有电子数为

所以，在
时间内，导体中电子损失的总动能为

从宏观上看，在
时间内，导体产生的焦耳热为第（1）中求得的Q，电子损失的动能表现为宏观上导体发热，根据能量守恒定律得

联立以上各式，解得

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