2016年2月15日调研考试

理科综合能力测试

第Ⅰ卷（选择题 共126分）

本卷共21小题，每小题6分，共126分。

二、选择题：本题共8小题，每题6分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。

14．牛顿的三大运动定律构成了物理学和工程学的基础，它的推出、地球引力的发现和微积分的创立使得牛顿成为过去一千多年中最杰出的科学巨人之一。下列说法中正确的是

A．牛顿第一定律是牛顿第二定律的一种特例B．牛顿第一定律可以用实验验证C．牛顿第二定律在非惯性系中不成立 D．为纪念牛顿，人们把“力”定为基本物理量，其基本单位为“牛顿”

15．2012年6月16日，刘旺、景海鹏、刘洋三名宇航员搭乘“神舟九号”飞船飞向太空。6月24日执行手动载人交汇对接任务后，于29日10时03分乘返回舱安全返回。返回舱在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，如图所示。关于返回舱的运动，下列说法中正确的有

A．飞船在轨道Ⅰ上经过A时需向运动的反方向喷气才能进入椭 圆轨道Ⅱ

B．飞船变轨后机械能增大

C．飞船在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期

D．正常运行时，飞船在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度

16．如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是

A．小球能越过d点并继续沿环向上运动

B．当小球运动到c点时，所受洛伦兹力最大

C．小球从d点运动到b点的过程中，重力势能减小，电势能增大

D．小球从b点运动到c点的过程中，电势能增大，动能先增大后减小

17．如图所示，质量为M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一个质量为m的物体A，物体A刚好沿斜面匀速下滑。若用一个斜向下的力F作用在A上时，物体A将加速下滑，则在F的作用下关于地面对劈的摩擦力Ff及支持力FN的结论正确的是

A．Ff=0，FN>Mg+mg

B．Ff=0，FN

C．Ff向右，FN>Mg+mg

D．Ff向左，FN

18．粗细均匀的电阻丝围成图所示的线框，置于正方形有界匀强磁场中，磁感强度为B，方向垂直于线框平面，图中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L。现使线框以同样大小的速度v匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直，则在通过如图所示位置时，下列说法中正确的是

A．ab两点间的电势差图①中最大 B．ab两点间的电势差图②中最大

C．回路电流图③中最大 D．回路电流图④中最小

19．如图所示，AB为半圆环ACB的水平直径，C为环上的最低点，环半径为R。一个小球从A以速度v0水平抛出，不计空气阻力，则下列判断正确的是

A．要使小球掉到环上时的竖直分速度最大，小球应该落在C点

B．即使v0取值不同，小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同

C．若v0取值适当，可以使小球垂直撞击半圆环

D．无论v0取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环

20．如图所示，质量分别为m和M（M>m）的小球P和Q固定在轻杆的两端，杆上的O点用铰链固定。现将杆从水平位置由静止释放，当杆由水平状态转到竖直状态的过程中

A．杆转到竖直位置时Q的速率大于P的速率

B．杆对小球Q做负功

C．小球Q的机械能增加

D．杆对小球Q的作用力方向始终沿着杆

21．如图所示，将小砝码放在桌面上的薄纸板上，若砝码和纸板的质量分别为M和m，各接触面间的动摩擦因数均为μ，砝码到纸板左端的距离和到桌面右端的距离均为d。现用水平向右的恒定拉力F拉动纸板，下列说法正确的是

A．纸板相对砝码运动时，纸板所受摩擦力的大小为

B．要使纸板相对砝码运动，F一定大于

C．若砝码与纸板分离时的速度小于
，砝码不会从桌面上掉下

D．当
时，砝码恰好到达桌面边缘

第Ⅱ卷（共174分）

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题，每个小题考生都必须做答。第33题～第40题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题（共129分）

22．（6分）研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系，该小组在实验室设计了一套如图所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为力传感器（测绳子的拉力），P为小桶（内有砂子），M是一端带定滑轮的水平放置的足够长的木板。不计绳子与滑轮间的摩擦。

（1）要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压 流电源（含导线）外，还需要的实验仪器是____________

（填“刻度尺”、“天平”或“秒表”）。

（2）平衡摩擦力后再按上述方案做实验，是否要求砂桶和的总质量远小于小车的质量？ ___________。（填“是”或“否”）

（3）已知交流电源的频率50Hz，某次实验得到的纸带如图所示，图中相邻计数点之间还4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度a= ________m/s2。（结果保留2位效数字）

23．（9分）有一标有“6V，0.5A”的小型直流电动机，转子是由铜导线绕制的线圈组成，阻值约为0.8
，为了测量电动机正常工作时的输出功率，应先测量电动机线圈的电阻。现提供的器材除导线和开关S外还有：

A．直流电源E（电动势为8V，内阻不计）；

B．直流电流表A1（量程为0.6A，内阻约为0.5Ω) ；

C．直流电流表A2（量程为3A，内阻约为0.1Ω）；

D．直流电压表V1（量程为3V，内阻约为5kΩ；

E．直流电压表V2（量程为15 V，内阻约为15 kΩ) ；

F．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω，允许通过的最大电流为2 A)；

G．标准电阻R2（阻值为3Ω，作保护电阻）

（1）需要选用的电流表是__________，电压表是__________。（填写表示器材的符号，如“E”）

（2）在图示虚线框内画出能较准确地测出电动机线圈电阻的电路图。图中用表示电动机且部分电路已标出。

（3）闭合开关S，调整Rl，在测量电动机线圈电阻时应__________。

A．使电动机转动稳定后读出电流表、电压表示数

B．使电动机两端电压小于额定值且电动机不转动

C．使电动机两端电压达到额定值，并让电动机正常 转动

D．电动机两端电压达到额定值，同时固定转轴不让电动机转动

（4）若某次实验中电压表的示数为2.00V，电流表的示数为0.50A，则电动机线圈的电阻为__________Ω。

24．（14分）小球A用不可伸长的轻绳悬于O点，在O点的正下方有一个可上下移动的钉子B，OB=d，初始时小球A与O同水平面无初速释放，绳长为L，为使球能绕B点做完整的圆周运动，试求d的取值范围。若绳能够承受的最大拉力为7mg，为保证球仍能绕B点做完整的圆周运动，d的取值范围又是多少？

25．（18分）在如图甲所示的装置中，阴极K能够连续不断地发射初速不计的电子，这些电子经P、K间的电场加速后，都能通过P板上的小孔沿垂直于P板的方向进入P板右侧的区域，打到P板右侧L远处且与P平行的荧光屏Q上的O点，由于P、K相距很近，所有电子通过电场所用时间忽略不计。现在P与Q间加垂直纸面向里的匀强磁场，且从某一时刻t=0开始，在P、K间加一周期性变化的电压，电压随时间的变化关系如图乙所示，则从该时刻起，所有从小孔射出的电子恰好能全部打到荧光屏上。已知电子质量为m，带电量为e，粒子在磁场中做圆周运动的周期小于4T0，求：

（1）电子打到荧光屏上的范围；

（2）从t=0时刻开始在电压变化的一个周期内，打到屏上距O点最近的电子与最远的电子的时间差。

（二）选考题

共45分，请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，并用2B铅笔将答题卡上所选题目对应的题号涂黑，按所涂题号评分；多涂多答，按所涂的首题进行评分；不涂，按本选考题的首题进行评分。

33．【物理——选修3-3】（15分）

（1）（6分）如图所示，电路与一绝热密闭气缸相连，R为电阻丝，气缸内有一定质量的理想气体，外界大气压恒定。闭合电键后，绝热活塞K缓慢且无摩擦地向右移动，则下列说法正确的是__________（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．气体的内能增加

B．气体分子平均动能不变

C．电热丝放出的热量等于气体对外所做的功

D．气体的压强不变

E．气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少

（2）（9分）在一端封闭、内径均匀的直玻璃管内，有一段水银柱封闭一定质量的理想气体a。将管口向上竖直放置，若温度为T，达到平衡时，气柱a的长度为L ；将管口向下竖直放置，若温度为T1，达到平衡时，气柱a的长度为L1。然后将管平放在水平桌面上，此时温度为T2，在平衡时，气柱a的长度为L2。已知：T、T1、 T2、 L 、L1；大气压P0一直保持不变，不计玻璃管和水银的体积随温度的变化。求：L2

34．【物理——选修3-4】（15分）

（1）某列简谐横波在t1=0时刻的波形如图甲中实线所示，t2=3.0s时刻的波形如图甲中虚线所示，若图乙是图甲a、b、c、d四点中某质点的振动图象，则

A．这列波沿x轴负方向传播

B．波速为0.5m/s

C．图乙是质点b的振动图象

D．从t1=0s到t2=3.0s这段时间内，质点a通过的路程为1.5m

E．t3=9.5s时刻质点c沿y轴正向运动

（2）如图所示，某种透明玻璃球的折射率为
，一束足够强的细光束在过球心的平面内以45°入射角由真空射入玻璃球，在玻璃球中发生多次反射，从各个方向观察玻璃球，能看到几束光线射出？其中最强的一束出射光与入射光之间的夹角为多大？

35．【物理——选修3-5】（15分）

（1）核电站的核能来源于
核的裂变，下列说法中正确的是

A．反应后的核废料已不具有放射性，不需要进一步处理

B．
的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核，如
和
，反应方程式为

C．
是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短

D．
原子核中有92个质子、143个中子

E．一个
核裂变的质量亏损为
m=0.2155u，则释放的核能约201MeV

（2）如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为m1 =20kg的小车，通过几乎不可伸长的轻绳与质量m2 =25kg的足够长的拖车连接。质量为m3 =15kg的物体在拖车的长平板上，与平板间的摩擦因数?=0.2，开始时，物体和拖车静止，绳未拉紧，小车以3m/s的速度向前运动。求：

①三者以同一速度前进时速度大小。

②到三者速度相同时，物体在平板车上移动距离。

2016年2月15日调研考试

物理部分答案

题号

14

15

16

17

18

19

20

21



答案

C

C

D

A

A

AD

AB

BCD



22．刻度尺，否，0.90。

23．（1）A1，V1。（2）如图所示。（3）B。（4）1
。

24．（1）在D点有
① （1分）

从最高点到D点有：
② （2分）

由①②
，
， （2分）

所以
≤d＜L （2分）

（2）右绳的拉力
有：
（2分）

（2分）

，
（1分）

所以
≤d≤
（2分）

25．解：

（1）经U0加速的电子，在磁场中偏转半径最小，根据题意，刚好能与Q屏相切A点，设匀强磁场磁感应强度为B，即：
（2分）

（2分）

经最大电压加速的电子，在磁场中运动的轨道半径为R，与Q屏交于D点，则：

，
（2分）

由以上各式及几何关系可算得，OA=L ，
（2分）

即电子打到荧光屏上的范围是O点下方距O点
到L之间 （2分）

（2）设电子在磁场中运动周期为T，则：
（2分）

设经U0加速电压加速的电子离开电场后到达Q屏上的A点所用时间为t1，经4U0加速后的电子到达Q屏上的D点所用时间为t2，则：
（2分）

（2分）

由以上各式可解得：
（2分）

33．（1）ADE。

（2）设管的横截面积为S，设水银柱在竖直放置时产生的压强为Ph

根据理想气体状态方程有：
（3分）

可得：
（2分）

根据理想气体状态方程又有：
（3分）

得：
（1分）

34．（1）BDE

（2）解析：光射入玻璃球的光路如图所示
，由折射定律：
，得

光在球面上同时发生折射和反射，且在透明体内3次反射后光路重复，所以射出的光线有三处，如图。

第一次出射光线最强，设它与入射光线夹角为α。

由折射定律

可得
＝45° （2分）

由几何关系

由以上关系得 α＝30°

35．（1）BDE

（2）①系统动量守恒，有：
，

②绳拉直前后对m1、m2有
，系统损失的动能转化为内能，有

，解得
。

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