2007年4月中大附中普通高中毕业班综合测试物理试题[下学期]

2007年中大附中普通高中毕业班综合测试
物 理
2007年4月
本卷分选择题和非选择题两部分，其中选择题分必做题和选做题两部分，共8页，满分为150分。考试用时120分钟。
第一部分 选择题(40分)
一、本题共10小题，1—8小题是所有考生都必须作答的必做题，A、B两组的9、10小题是选做题，考生只须选其中的一组做答。每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个正确选项，有的小题有多个正确选项。全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分。
1．下列陈述中正确或符合历史事实的是
A．密立根通过油滴实验测出了元电荷电量，第一个提出了电荷守恒的思想
B．伽利略发展了观察实验、科学思维逻辑思维与数学相结合的方法，发现了惯性定律、落体定律和力学相对性原理，奠定了力学基础
C．麦克斯韦首先发现电磁感应现象并得出了电磁感应定律
D．荷兰物理学家惠更斯全面细致地解决了完全弹性碰撞问题
2．下列有关说法正确的是
A．核内的众多核子是靠万有引力和静电力结合在一起的
B．压力、温度对放射性元素的半衰期和平均寿命具有一定的影响
C．卢瑟福是利用放射源放出的α射线发现了质子，其核反应方程为
D．处在基态的氢原子可连续吸收光子，积累一定的能量后就会发生电离
3．氢原子从其他高能级向量子数为2的能级跃迁时所产生的光谱称为巴尔末系，其波长λ遵循以下规律：，对此公式下列理解正确的是
A．公式中n可取任意值，故氢光谱是连续谱
B．公式中n只能取整数值，故氢光谱是线状谱
C．n越大，所发射光子的能量越大
D．公式不但适用于氢光谱，也适用于其他原子的光谱
4．如图所示，一小球带负电，在匀强磁场中摆动，B的方向垂直纸面向里，若小球在A、B间摆动过程中，由A到C时，绳拉力为T1，加速度为a1，由B到C时，拉力为T2，加速度为a2，则
A．T1＜T2 a1＝a2 B． T1＞T2 a1＝a2
C．T1＞T2 a1＞a2 D．T1＜T2 a1＜a2
5．某发电厂发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过电厂附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处居民小区附近的降压变压器，经降低电压后输送到用户。设升、降变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但是电厂输送的总功率增加，这时
A．升压变压器的副线圈的电压变大
B．降压变压器的副线圈的电压变大
C．用户的负载增多，高压输电线中的电流减小
D．高压输电线路的电压损失变大
6．一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图像如图所示，其中0—s1过程的图线为曲线，s1—s2过程的图线为直线。根据该图像，下列判断
正确的是
A．0—s1过程中物体所受合力一定是变力
B．s1—s2过程中物体可能在做匀速直线运动
C．s1—s2过程中物体可能在做变加速直线运动
D．0—s2过程中物体的动能可能在不断增大
7．“神舟”号载人飞船完成任务后，按地面控制中心发出的返回指令，脱离原来的轨道缓慢返回大气层，此过程飞船的运动可近似看作圆周运动，则在这一过程中
A．飞船的动能将增大 B．飞船的运行周期将增大
C．飞船的重力势能将减小 D．飞船的机械能不变
8．如图a、b所示，是一辆质量为6×103kg的公共汽车在t＝0和t＝4s末两个时刻的两张照片。当t＝0时，汽车刚启动（汽车的运动可看成匀加速直线运动）。图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像。根据题中提供的信息，可以估算出的物理量有
A．汽车的长度 B．4s末汽车的速度
C．4s内合外力对汽车所做的功 D．4s末汽车牵引力的功率
请考生从下面给出的A、B两组选做题中选择其中的一组进行答题。选做A组的考生，将答题卡上“A组选做题”处的方框涂黑，选做B组的考生，将答题卡上“B组选做题”处的方框涂黑。考生只能选其中的一组，不能同时选做两组，也不能交叉选做，否则选做题无效，不能得分。
A组选做题 (适合于选考3-3、2-2模块的考生)
9A．下列说法正确的是
A．机械能全部变成内能是不可能的
B．第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式。
C．根据热力学第二定律可知，热量也可能从低温物体传到高温物体
D．从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的
10A．被活塞封闭在气缸中的一定质量的理想气体温度增加，压强保持不变，则
A．气缸中每个气体分子的速率都增大
B．气缸中单位体积气体分子数增多
C．气缸中的气体吸收的热量大于气体内能的增加量
D．气缸中的气体吸收的热量等于气体内能的增加量
B组选做题 (适合于选考3-4模块的考生)
9B．如图所示，一列简谐横波在t时刻的波形图象，已知波的传播速度为2m／s，a、b、c是三个振动的质点。以下结论正确的是
A．从t时刻再经过1s，质点a、b、c通过的路程均为15cm
B．振源的振动频率为0.25Hz
C．t时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3
D．若从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿
x 轴正方向传播
10B．一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为、两束平行单色光，如图7所示，对于两束单色光来说
A．玻璃对光的折射率较大
B．光在玻璃中传播的速度较大
C．光每个光子的能量较大
D．光的波长较长
第二部分 非选择题(共110分)
二、本题共8小题，是所有考生都必须作答的必做题。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（1）（4分） 如图甲，某同学在实验中通过定滑轮将质量为m的物体提升到高处，并在这过程中测量物体获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T的关系。若滑轮的质量和摩擦均不计，物体获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙所示．由图可以判断
A． 图线与纵轴的交点M的值aM =－g
B． 图线与横轴的交点N的值TN = mg
C． 图线的斜率等于物体的质量m
D． 图线的斜率等于物体质量的倒数1／m．
（2）．（8分）小汽车正在走进我们的家庭，你对汽车了解多少？一辆汽车性能的优劣，其油耗标准非常重要。而影响汽车油耗标准最主要的因素是其在行进中所受到的空气阻力。人们发现汽车在高速行驶中所受到的空气阻力f（也称风阻）主要与两个因素有关：（1）汽车正面投影面积S； （2）汽车行驶速度V。某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列数据：
f / N V / (m/s)S / m2 20 30 40 50 60
2.0 206 464 824 1291 1860
2.5 258 580 1032 1614 2324
3.0 309 696 1239 1936 2788
3.5 361 812 1445 2258 3252
4.0 412 928 1652 2581 3717
①由上述数据可得汽车风阻f 与汽车正面投影面积S 及汽车行驶速度V 的关系式为 f ＝_________（要求用K表示比例系数）。
②由上述数据得出K的大小和单位是________________。
③据推理或猜测，K的大小主要与______________、_____________等因素有关。
12．（12分）听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学用一个柠檬作为电源，接了如图一所示电路。电路中R是可变电阻箱，其阻值可调且可读出其接入电路中电阻的大小。
他们多次改变电阻箱的电阻值，记录下相应的电流表示数，算出电流的倒数，数据填在图二的表中
①根据表中的数据，在图三中画出
该实验的R-1/I关系图线
②利用图线可求出该柠檬电池的电
动势为________V，内阻为_________Ω。
③完成实验后，该兴趣小组的
同学初步得出了水果作为电池不实用的物
理原因是：___________。
13．（12分）我们知道，验电器无法定量测定物体的带电量．学校实验室也没有其他定量测定电量的仪器．某研究性学习小组设计了一定量测定轻质小球带电量的方案如下：取两个完全相同的轻质小球，用天平测出小球的质量m，然后让小球带上相同的电量Q，并将两个带电小球用相同的绝缘轻质细线如图所示悬挂（悬线长度远大于小球半径），测出稳定后悬线偏离竖直方向的夹角θ等物理量，从而算出小球的电量Q．你认为该设计方案是否可行，若可行，则还需测量哪些物理量才能求出小球所带的电量，用字母表示该物理量，并写出小球所带电量的表达式及其推导的过程．若不可行，请写出你的实验方案和相应的计算表达式及其推导过程．
14．（12分）如图所示，AB为光滑的水平面，BC是倾角为α的足够长的光滑斜面（斜面体固定不动）。AB、BC间用一小段光滑圆弧轨道相连。一条长为L的均匀柔软链条开始时静止的放在ABC面上，其一端D至B的距离为L－a。现自由释放链条，则：
（1）链条下滑过程中，系统的机械能是否守恒？简述理由；
（2）链条的D端滑到B点时，链条的速率为多大？
15．（15分） 如图所示，边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框，放在磁感应强度B＝0.80T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力作用下由静止开始向左运动，在5.0s内从磁场中拉出。测得金属线框中的电流随时间变化的图象如下图所示。已知金属线框的总电阻R＝4.0Ω。
（1）试判断金属线框被拉出的过程中，线框中的感应电流方向，并在图中标出。
（2）求t=2.0s时金属线框的速度大小和水平外力的大小。
（3）已知在5.0s内力F做功1.92J，那么金属线框从磁场拉出的过程中，线框中产生的焦耳热是多少？
16．（15分）如图所示，甲车质量m1＝m，在车上有质量为M＝2m的人，甲车（连同车上的人）从足够长的斜坡上高h处由静止滑下，到水平面上后继续向前滑动，此时质量m2＝2m的乙车正以v0的速度迎面滑来．已知．为了避免两车发生碰撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳上了乙车．试求人跳离甲车的水平速度（相对地面）应满足什么条件？不计地面和斜坡的摩擦，小车和人均可看作质点．
17．（15分）物理学中库仑定律和万有引力定律有相似的表达形式。对带异种电荷的两粒子组成的系统而言，若定义相距无穷远处电势能为零，则相距为r时系统的电势能可以表示为。
（1）若地球质量为，某人造地球卫星质量为，也定义相距无穷远处引力势能为零，写出当地心与卫星相距R时该系统引力势能表达式。（地球可看作均匀球体，卫星可看成质点）
（2）今有一颗卫星贴着地球表面绕行时速度大小为7.90km/s，当该卫星在离地面高度为处绕行时，绕行速度为多大？（R地为地球半径）
（3）若在离地面高度为处绕行的卫星质量为1t，则至少需要对该卫星补充多大的能量才能使其脱离地球的束缚？
18．（17分）如图甲所示，两平行金属板的板长l=0.20m，板间距d=6.0×10－2m，在金属板右侧有一范围足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其边界为MN，与金属板垂直。金属板的下极板接地，上极板的电压u随时间变化的图线如图乙所示，匀强磁场的磁感应强度B=1.0×10－2T。现有带正电的粒子以v0=5.0×105m/s的速度沿两板间的中线OO 连续进入电场，经电场后射入磁场。已知带电粒子的比荷＝108C/kg，粒子的重力忽略不计，假设在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变，不计粒子间的作用（计算中取tan15°=4/15）。⑴求t＝0时刻进入的粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离；⑵求t＝0.30s时刻进入的粒子，在磁场中运动的时间；⑶试证明：在以上装置不变时，以v0射入电场比荷相同的带电粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离都相等。
2007年中大附中普通高中毕业班综合测试（一）
物理参考答案及评分标准
一、本题共10小题，1—8小题是所有考生都必须作答的必做题，A、B两组的9、10小题是选做题，考生只须选其中的一组做答。每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个正确选项，有的小题有多个正确选项。全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 A9 A10 B9 B10
答案 BD C BC A D ABD AC ABC CD C BC AD
11．（1） ABD
（2）①f=KSv2； ②0.26 Kg/m3。③与 空气密度 、车的外形、车表面情况 等因素有关。
12．①
②V (9000---11000)Ω ③电源内阻过大
13．（12分）解：可行。 …………2分
为了测量小球所带的电量，还需测量悬线悬点到球心的距离L（或悬线的长度）． …………2分
设当小球处于如图所示的位置时两球相距r，由牛顿第三定律可知，两个带电小球之间的库仑力大小相等，设为F．
对A球有： ① ……2分
由力的平衡条件得： ② ……2分
由几何关系可得： ③ ……2分
由以上各式得：
故： …………2分
14．解：（12分）⑴链条机械能守恒（1分） 因为斜面是光滑的，只有重力做功，符合机械能守恒的条件(2分，只说光滑不得分)
⑵设链条质量为m：始末状态的重力势能变化可认为是由L－a段下降高度h引起的，即：
（3分）而该部分的质量为： （2分）
即重力势能变化量为： （2分）
因为软链的初速度为零，所以有：
（1分）
由机械能守恒定律ΔEp减=ΔEk增得：
（2分）
即： （1分）
15．（15分）解：
（1）感应电流沿逆时针方向。　　（1分）
（2）由电流图象可知，感应电流随时间变化的规律：I＝0.1t （2分）
由感应电流　　（1分）
可得金属框的速度随时间也是线性变化的，　（1分）
线框做匀加速直线运动。加速度　（1分）
t＝2.0s，时感应电流。
安培力　　　　　　　（2分）
线框在外力F和安培力FA作用下做加速运动， 　（2分）
得力F＝0.50N　　（1分）
（3）金属线框从磁场拉出的过程中，拉力做功转化成线框的动能和线框中产生的焦耳热。
t＝5s时，线框从磁场中拉出时的速度　（1分）
线框中产生的焦耳热　　（2分）
16．（15分）解：设甲车（包括人）滑下斜坡后速度v1，由机械能守恒定律得
…………2分
得： ……………1分
设人跳出甲车的水平速度（相对地面）为v．在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒，设人跳离甲车和跳上乙车后，两车的速度分别为和，则
人跳离甲车时： ……………3分
即…………①
人跳上乙车时： …………… 3分
即…………②
解得：…………③
…………④
两车不可能再发生碰撞的临界条件是： ………3分
当时，由③④解得 ………1分
当时，由③④解得 ………1分
故v的取值范围为： …………2分
17．（15分）
（1）由类比可知，该系统引力势能表达式为： （5分）
（2）由万有引力提供向心力　 （1分）
得， （2分）
上式中 （1分）
解得 　km/s （1分）
（3）卫星在该处的动能：
（1分）
　 由
系统的势能： （2分）
得系统的机械能： （1分）
则需要给卫星补充的能量： （1分）
18．（17分）
（1）（6分）t＝0时，u＝0，带电粒子在极板间不偏转，水平射入磁场，
s＝2r＝1.0m
（2）（8分）带电粒子在匀强电场中水平方向的速度
v0＝5.0×105m/s
竖直方向的速度为
所以进入磁场时速度与初速度方向的夹 角为α。如图所示：
解得
由几何关系可知，带电粒子在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为φ，即为，设带电粒子在磁场中运动的时间为t，所以
（3）（6分）证明：设带电粒子射入磁场时的速度为v，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r
进入磁场时带电粒子速度的方向与初速度的方向的夹角为α
由几何关系可知，带电粒子在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为φ＝π－2α，带电粒子在磁场中的圆滑所对的弦长为s，
从上式可知弦长s取决于磁感应强度、粒子的比荷及初速度，而与电场无关。
2007年中大附中普通高中毕业班综合测试（一）
物　理　答　卷
一、本题共10小题，1—8小题是所有考生都必须作答的必做题，A、B两组的9、10小题是选做题，考生只须选其中的一组做答。每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个正确选项，有的小题有多个正确选项。全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 A9 A10 B9 B10
答案
第二部分 非选择题(共110分)
二、本题共8小题，是所有考生都必须作答的必做题。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（1）（4分）___________．
（2）．（8分）①f ＝______________（要求用K表示比例系数）。
②由上述数据得出K的大小和单位是________________。
③据推理或猜测，K的大小主要与____________________、___________________等因素有关。
12．（12分）
①根据表中的数据，在图三中画出该实验的R-1/I关系图线
②利用图线可求出该柠檬电池的电动势为_________________V，内阻为__________________Ω。
③完成实验后该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是： _____________
________________________。
15
XX路
XX路
图a
图b
图c
θ
θ
x/m
图7
A
R
图一
外电阻R（Ω） 电流 I（mA） 电流倒数1/I (mA-1)
9000 0.0502 19.92
8000 0.0528 18.93
6000 0.0594 16.84
5000 0.0633 15.80
4000 0.0680 14.71
2000 0.0800 12.50
图二
R（Ω）
1/I（mA-1）
8000
-8000
4000
-4000
0
5
10
15
20
图三
θ
θ
A
B
L-a
D
a
B
α
A
C
O
I/A
t/s
123456
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
M
N
B
M
m1
h
v0
m2
乙
甲
乙
t/s
u/V
O
200
-200
0.10
0.30
0.50
0.70
l
M
O
O
N
v0
甲
h
C
B
α
A
a
D
L—a
M
O'
N
v0
甲
P
α
l
φ
l
R（Ω）
1/I（mA-1）
8000
-8000
4000
-4000
0
5
10
15
20
图三
13．
14．
15．
16．
17．
18．
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