昌平区2016年高三年级第二次统一练习

理科综合能力测试 物理试题 2016．5

13．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，如图1所示。下列说法中正确的是

A．介质的折射率等于

B．介质的折射率等于1.5

C．介质的折射率等于

D．增大入射角，可能发生全反射现象

14．钍核（
）具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤核（
），同时伴随有γ射线产生，其方程为
。则x粒子为

A．质子　　　　　　B．中子　　　　　C．α粒子　　　　D．β粒子

15．堵住打气筒的出气口，缓慢向下压活塞使气体体积减小，你会感到越来越费力。设此过程中气体的温度保持不变。对这一现象的解释正确的是

A．气体的密度增大，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多

B．气体分子间没有可压缩的间隙

C．气体分子的平均动能增大

D．气体分子间相互作用力表现为斥力

　　16．行星在太阳的引力作用下绕太阳公转，若把地球和水星绕太阳的运动轨迹都近似看作圆。已知地球绕太阳公转的半径大于水星绕太阳公转的半径，则下列判断正确的是

A．地球的线速度大于水星的线速度

B．地球的角速度大于水星的角速度

C．地球的公转周期大于水星的公转周期

D．地球的向心加速度大于水星的向心加速度

17．一列简谐横波沿x轴传播，图2（甲）是t=0时刻的波形图，图2（乙）是x=3m处质点的振动图像，下列说法正确的是

A．该波的波长为5m

B．该波的周期为1s

C．该波向x轴负方向传播

D．该波的波速为2m/s

18．如图3所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接。弹簧的另一端固定在墙上，并且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最低点时弹簧的长度为2L（未超过弹性限度），从圆环开始运动至第一次运动到最低点的过程中

A．弹簧对圆环的冲量方向始终向上，圆环的动量先增大后减小

B．弹簧对圆环的拉力始终做负功，圆环的动能一直减小

C．圆环下滑到最低点时，所受合力为零

D．弹簧弹性势能变化了

19．著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验：一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着一圈带负电的金属小球，如图4所示。当线圈接通直流电源后，线圈中的电流方向如图中箭头所示，圆盘会发生转动。几位同学对这一实验现象进行了解释和猜测，你认为合理的是

A．接通电源后，线圈产生磁场，带电小球受到洛伦兹力，从而导致圆盘沿顺时针转动（从上向下看）

B．接通电源后，线圈产生磁场，带电小球受到洛伦兹力，从而导致圆盘沿逆时针转动（从上向下看）

C．接通电源的瞬间，线圈产生变化的磁场，从而产生电场，导致圆盘沿顺时针转动（从上向下看）

D．接通电源的瞬间，线圈产生变化的磁场，从而产生电场，导致圆盘沿逆时针转动（从上向下看）

20．电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图5（甲）。开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图5（乙）。随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速关系如图5（丙）。以下关于“霍尔转把”叙述正确的是

A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为N、S 极

B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快

C．图乙中从霍尔器件的左右侧面输出控制车速的霍尔电压

D．若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制

第二部分 非选择题（共180分）

21．（18分）

（1）在“练习使用多用电表”的实验中，某同学用多用电表的欧姆档测量阻值约为十几k(的电阻Rx。

①该同学列出了以下可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上：_____________。

a．将两表笔短接，调节P使表针指向欧姆零点，断开两表笔

b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔

c．旋转S至(1k位置

d．旋转S至(100位置

e．旋转S至OFF位置，并拔出两表笔

②该同学按正确的步骤测量Rx，表针位置如图6所示，被测电阻Rx的阻值约为_________Ω。

（2）用如图7所示的实验装置做 “探究加速度与力、质量关系”的实验：

①下面列出了一些实验器材：

电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶。除以上器材外，还需要的实验器材有：__________。（多选）

A．秒表 　　　　　　　　　　B．天平（附砝码）

C．刻度尺（最小刻度为mm） D．低压交流电源

②实验中，需要平衡小车和纸带运动过程中所受的阻力，正确的做法是　　　　。

A．小车放在木板上，把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时沿木板做匀速直线运动。

B．小车放在木板上，挂上砂桶，把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在砂桶的作用下沿木板做匀速直线运动。

C．小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。

③实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是__________。这样，在改变小车上砝码的质量时，只要砂和砂桶质量不变，就可以认为小车所受拉力几乎不变。

④实验中需要计算小车的加速度。如图8所示， A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T，A、B间的距离为x1，B、C间的距离为x2，则小车的加速度a=__________。已知T=0.10s，x1=5.90cm，x2=6.46cm，则a=__________m/s2（结果保留2位有效数字）。

⑤某小组在研究“外力一定时，加速度与质量的关系”时，保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量M，分别记录小车加速度a与其质量M的数据。在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为根据实验数据可以作出小车加速度a与其质量M的图像，如图9（甲），然后由图像直接得出a与M成反比。乙同学认为应该继续验证a与其质量倒数
是否成正比，并作出小车加速度a与其质量倒数
的图像，如图9（乙）所示。你认为同学　　　　（选填“甲”或“乙”）的方案更合理。

⑥另一小组在研究“小车质量一定时，加速度与质量的关系”时，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F，然后根据测得的数据作出a－F图像，如图10所示。发现图像既不过原点，末端又发生了弯曲，可能原因是________。

A．没有平衡摩擦力，且小车质量较大

B．平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过大，且砂和砂桶的质量较大

C．平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小，且砂和砂桶的质量较大

D．平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小，且小车质量较大

22．（16分）

如图11所示，光滑的倾斜轨道AB与粗糙的竖直放置的半圆型轨道CD通过一小段圆弧BC平滑连接，BC的长度可忽略不计，C为圆弧轨道的最低点。一质量m=0.1kg的小物块在A点从静止开始沿AB轨道下滑，进入半圆型轨道CD。已知半圆型轨道半径R=0.2m，A点与轨道最低点的高度差h=0.8m，不计空气阻力，小物块可以看作质点，重力加速度取g=10m/s2。求：

（1）小物块运动到C点时速度的大小；

（2）小物块运动到C点时，对半圆型轨道压力的大小；

（3）若小物块恰好能通过半圆型轨道的最高点D，求在半圆型轨道上运动过程中小物块克服摩擦力所做的功。

23．（18分）

（1）场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有引力场。物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的，地球附近的引力场叫重力场。仿照电场强度的定义，请你定义重力场强度的大小和方向。

（2）电场强度和电势都是描述电场的物理量，请你在匀强电场中推导电场强度与电势差的关系式。

（3）如图12所示，有一水平向右的匀强电场，一带正电的小球在电场中以速度v0竖直向上抛出，小球始终在电场中运动。已知小球质量为m，重力加速度为g，其所受电场力为重力的
。求小球在运动过程中的最小速度的大小和方向。

（已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8）

24．（20分）

如图13（甲）的演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多用锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。

现取以下简化模型进行定量研究：

如图13（乙）所示，电容为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为E、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点。假设小球与极板发生碰撞后，小球的速度立即变为零，带电情况也立即改变，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的k倍（k<<1）。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。

（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势E至少应大于多少？

（2）设上述条件已满足在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求：

①在T时间内小球往返运动的次数；

②在T时间内电源输出的平均功率。

昌平区2016年高三年级第二次统一练习

理科综合能力测试　物理参考答案及评分标准 2016．5

第一部分 选择题

题号

13

14

15

16

17

18

19

20



答案

A

D

A

C

D

D

C

B





第二部分 非选择题

21．（18分）（每空2分）

（1）①cabe　　②1.4×104

（2）①BCD　　② C　　③m<

22．（16分）

（1）从A到C，小物块的机械能守恒。
（3分）

　　 解得：vc=4m/s （2分）

（2）在C点，小物块做圆周运动。
（3分）

解得：FN=9N

根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小FN＇=9N （2分）

（3）若小物块恰好能通过圆弧轨道的最高点D，则有
（2分）

　　 物块从C到D，由动能定理得：

（2分）

解得：Wf=0.3J （2分）

23．（18分）

（1）
（3分）

方向与重力G的方向相同（或竖直向下） （1分）

（2）设A、B为匀强电场中的两点。从A到B，电场力做功为

，其中d为AB沿电场方向的距离。 （2分）

点电荷q从A到B，电势能的变化量为
（2分）

— 1 —

由
得：

　　　求得：
（2分）

（3）当小球的速度方向与合力方向垂直时，小球的速度最小。 （2分）

　　
（1分）

　　
（1分）

（1分）

解得：

　　　所以：
，

　　　
（2分）

　　　速度v的方向斜向上且与水平方向成37°角 （1分）

24．（20分）

（1）用Q表示极板电荷量的大小，q表示碰后小球电荷量的大小。

要使小球能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力。

（2分）

q=kQ （1分）

Q=CE （1分）

解得：
（2分）

（2）①当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动。以a?1?表示其加速度，t?1?表示从B板到A板所用的时间，则有?

（1分）

（1分）

当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。以a?2?表示其加速度，t?2?表示从A板到B板所用的时间，则有

— 2 —

（1分）

（1分）

小球往返一次共用的时间为（t?1?+t?2?），故小球在T时间内往返的次数
（1分）

由以上有关各式得?：
（1分）

②小球往返一次通过电源的电量为2q，在T时间内通过电源的总电量Q＇=2qN? （2分）

　　电路中的平均电流?
（2分）

电源的输出功率P=EI （2分）

　　解得：
（2分）