武汉市2007届高中毕业生四月调研测试理综物理部分[下学期]

武汉市2007届高中毕业生四月调研测试
理科综合（物理）试卷2007.4.17
二、选择题（本题包括8小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全得得3分，有选错得得0分）
4．根据下列哪组物理量，可以算出氧气密度
A．氧气分子的质量和氧气分子的体积 B．阿伏伽德罗常量、氧气分子的质量和氧气分子的体积
C．阿伏伽德罗常量、氧气的摩尔质量和氧气分子的体积 D．阿伏伽德罗常量、氧气的摩尔体积和氧气分子的质量
15．一列简谐横波沿x轴负方向传播，a、b为波上的两个质元，某时刻波形如左图所示，右图是从此时刻开始计时，a、b两个质元之一的振动图像，下列判断正确的是
A．波速为10m/s，右图是质元b的振动图像
B．波速为10m/s，右图是质元a的振动图像
C．波速为12.5m/s，右图是质元b的振动图像
D．波速为12.5m/s，右图是质元a的振动图像
16．在光滑水平面上，原来静止的物体在水平恒力F的作用下，经过时间t，通过位移l、动量为p、动能为EK ，则原来静止的物体在力F作用下
A．经过位移2l，动能为2p B．经过位移2t，动能为2p C．经过位移2t，动能为2EK D．经过位移2l，动能为2EK
17．电脑、电视、手机、微波炉、电磁灶等在工作时产生的微波辐射对人体健康有一定的影响，根据国家颁布的《作业场所微波辐射卫生标准》，人们在工作场所接收到的微波辐射功率密度（微波在单位面积上的辐射功率）不得超过0.5W/m2。若某一小型无线电通讯装置的微波辐射功率是4W，已知球面面积为S＝4πR2，则符合规定的安全区域距离通讯装置至少多远 A．0.4m B．0.8m C．2m D．8m
18．2006年7月1日，世界上海拔最高、线路最长的青藏铁路全线通车，青藏铁路多种装置运用了电磁感应原理，有一种电磁装置可以向中心传输信号以确定火车的位置和运动状态，原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示（俯视图），当它经过安放在两铁轨间的线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心。线圈长为l1，宽为l2，匝数为n，线圈和传输线的电阻忽略不计。若火车通过线圈时，控制中心接收到线圈两端的电压信号u与时间t的关系如图乙所示（ab、cd均为直线），则火车在t1－t2内
A．做匀加速直线运动 B．做匀速直线运动 C．加速度为 D．平均速度为
19．如图所示，电梯由质量为1×103kg的起重间、质量为8×102kg的配重、定滑轮和钢缆组成，起重间和配重分别系在一根绕过定滑轮的钢缆两端，在与定滑轮同轴的电动机驱动下电梯正常工作，起重间由静止开始以2m/s2的加速度向上运行1s，在此时间内电动机对电梯做功（忽略定滑轮与钢缆的质量，g取10m/s2）
A．2.4×103J B．5.6×103J C．1.84×104J D．2.16×104J
20．如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后，变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光
A．红光在玻璃中传播速度比蓝光大 B．从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光
C．从a、b两点射出的单色光不平行 D．从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC
21．可见光光子的能量范围约为1.62eV～3.11eV，一群氢原子从n＝4激发态跃迁到基态的过程中
A．可以产生γ射线 B．可以产生六条在红外区和紫外区的光谱线
C．可以产生二条在可见光区的光谱线
D．放出的光可以使逸出功为4.80eV的金属发生光电效应
22．（17分）
（1）下列有关高中物理学生实验的描述中，正确的是____________
A．“验证机械能守恒定律”实验中，不需要用天平测出下落重锤的质量
B．电火花打点记时器和电磁打点记时器均在4～6V交流电压下正常工作，当频率为50Hz时，每隔0.02s打一次点
C．“用单摆测定重力加速度”实验中，对秒表读数时漏掉了小刻度盘（分针）的数字，将导致重力加速度的测量值比实际值偏大
D．“验证动量守恒定律”实验中，在白纸上记下重锤线所指的位置O后，不小心将白纸和复写纸同时向右移动了少许，继续实验，得到小球在白纸上落点的平均位置A、B、C（如图），白纸的移动为实验结果没有影响
（2）请从一下器材中选择适当仪器设计一个电路，要求仅用此电路量待测电阻Rx的电阻（约500Ω），又能测量电源E的电动势。
a.待测定值电阻Rx：阻值约500Ωb.滑动变阻器R1：总阻值1000Ω
c.电阻箱R2：最大阻值999.9Ωd.电阻箱R3：最大阻值99.99Ω
e.电流表G：量程3mA，内阻约50Ω
f.电源E：电动势约为3V，内阻很小但不可忽略
g.开关及导线若干
①实验中应选取的器材有： ________________________（填写器材前面的字母序号）
②请在虚线框中画出实验电路图
③在测出电阻Rx的值后（记为Rx），再利用此电路测量电源E的电动势。还需要测量的物理量有：__________________________________________________________________________________________________用所测的物理量表示电源E的电动势为___________________________________________
23．（16分）如图所示，小洁将小球甲从空中A点以速度vA＝3m/s的速度数字向下抛出，同时小明将另一小球乙从A点正下方H＝10m的B点以vB＝4m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，B点离地面足够高，求两球在空中的最短距离。
24．（19分）如图所示，均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角为30°的光滑斜面上，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，质量分别为mA＝0.43kg、mB＝0.20kg、mC＝0.50kg，其中A不带电，B、C的电量分别为qB＝＋2.0×10－5C、qC＝＋7.0×10－5C且保持不变，开始时三个物体皆能保持静止。现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A作加速度a＝2.0m/s2的匀加速直线运动，经过时间t，力F变为恒力。已知静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，g＝10m/s2。
（1）求时间t（2）在时间t内，力F做功WF＝2.31J，求系统电势能的变化量△EP
25．（20分）如图所示，磁感应强度大小为B＝0.15T、方向垂直纸面向里的匀强磁场分布在半径R＝0.10m的圆形区域内，圆的左端跟y轴相切于直角坐标系原点O，右端跟荧光屏MN相切于x轴上的A点。置于原点O的粒子源可沿x轴正方向射出速度v0＝3.0×106m/s的带正电粒子流，粒子重力不计，比荷为＝1.0×108C/kg。现以过O点并垂直于纸面的直线为轴，将圆形磁场逆时针缓慢旋转90°，求此过程中粒子打在荧光屏上的范围。
武汉市2007届高中毕业生四月调研测试
理科综合试题参考答案及评分细则
题号 14 15 16 17 18 19 20 21
答案 D A BD B AC B ABD CD
22.（17分）
（1）AC…………………………………………………………6分
（2）①abcefg ………………………………………………3分
②…………………………………………………………4分
说明：学生若用两只单刀单掷开关正确设计电路，给4分
③解法一：开关接a时，调节变阻器R1至适当位置并保持不变，记录电流表读数I1；开关接b时，调节电阻箱R2，记录电阻箱读数为R2和电流表读数I2；………………………………………………2分
………………………………………………………………………………………2分
解法二开关接b，调节变阻器R1至适当位置并保持不变，调节电阻箱R2，记录电阻箱读数R2和电流表读数I；再次调节电阻箱R2，记录电阻箱读数R2′，和电流表读数I′………………………………2分
………………………………………………………………………………………2分
23.（16分）解法一：
经过时间t，甲做竖直下抛运动的位移为 y甲＝vA＋gt2…………………………………………2分
乙再竖直方向做自由落体运动的位移为 y乙＝gt2………………………………………………2分
两球再竖直方向的距离为 y＝H＋y乙－y甲………………………………………………………2分
乙再水平方向的位移为 x＝vBt……………………………………………………………………2分
两球之间的距离为 S＝……………………………………………………………………2分
联立以上各式解得 S＝…………………………………………………………2分
当t＝1.2s时，两球之间的最短距离为 Smin＝8m…………………………………………………4分
解法二：如图，在水平方向一球相对于甲球以速度vB向右做匀速直线运动，在竖直方向乙球相对于甲球以vA向上做匀速直线运动，则以甲球为参照物，乙球沿图示BC方向做匀速直线运动
tanθ＝………………………………………………………………………………………………①6分
过A点作BC的垂线AD，AD即为两球在空中的最短距离。由几何关系 ocsθ＝……………②6分
联立①②并代入数据得 AD＝8m……………………………………………………………………4分
24.（19分）解答：
（1）A、B、C静止时，设B、C间距离为L1，则C对B的库仑斥力 F库＝………………①1分
以A、B为研究对象，根据力的平衡F库＝(mA＋mB)gsin30°…………………………………………②2分
联立①②解得 L1＝2.0m
给A施加力F后，A、B沿斜面向上做匀加速直线运动，C对B的库仑斥力逐渐减小，A、B之间的弹力也逐渐减小。经过时间t，A、B之间距离为L2，两者间弹力减小到零，此后两者分离，力F变为恒力。则t时刻C对B的库仑斥力为F′库＝………………………………………………………③1分
以B为研究对象，根据牛顿第二定律F′库－mBgsin30°＝mBa………………………………………④2分
联立③④解得 L2＝3.0m
根据匀加速直线运动位移和时间关系 L2－L1＝at2…………………………………………………⑤2分
代入数据求得变力F作用时间 t＝1.0s…………………………………………………………………2分
（2）t时刻A、B仍具有共同速度 v＝at……………………………………………………………⑥2分
以A、B、C为研究对象，时间t内重力做功 WG＝－(mA＋mB)g(L2－L1) sin30°…………………⑦1分
根据系统功能关系有 WF＋W库＋WG＝(mA＋mB)v2…………………………………………………⑧2分
根据系统电势能的变化与库仑力做功的关系 △EP＝－W库…………………………………………⑨2分
联立⑥～⑨并代入数据求得系统电势能的变化量△EP＝－2.1J
故系统电势能减小了 2.1J………………………………………………………………………………2分
25.（20分）解答：
设粒子在磁场中沿着OB弧做匀速圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律 qv0B＝m…………4分
代入数据得 r＝＝0.20m………………………①
如图1所示，当圆得直径OD转动到与x轴的夹角为α时，粒子从圆形磁场中的B点射出，粒子在磁场中的偏转角为θ，打在荧光屏上的点到x轴的距离为S，由几何知识 S＝Catanθ……………②2分
CA＝2R－OC…………………………………………③2分
OC＝rtan……………………………………………④2分
联立②③④得 S＝(2R－＝rtan)tanθ…………………………………………………⑤
代入数据并化简得 S＝ EQ \f(0.40,1＋cot)m，故θ最大时，S最大。
如图2，当D点与出射点B重合时，θ最大。
由几何知识 sin＝………………………………⑥4分
由①⑥得 θ＝60°……………………………………⑦2分
[或解：根据作图分析：θ增大时，S增大。如图2，当θ最大时，S最大。此时弦OB为磁场圆直径，且OB＝2R，故△OO′B为等边三角形，θmax＝60°.如果学生用此法说明得到θmax＝60°，给⑥⑦式的6分]
将①⑦代入⑤，求得粒子打在荧光屏上最远点到x轴的距离 Smax＝m＝0.15m………………2分
此时α由0°变化到30°的过程中，θ逐渐增大，S也逐渐增大；当α由30°变化到90°过程中，θ
逐渐较小至零，S也逐渐较小至零。
故粒子打在荧光屏上的范围S为0～0.15m………………………………………………………2分
x/m
y/cm
5
4
3
2
1
0
a
b
t/s
y/cm
0.1
0
0.2
0.3
0.4
0.5
配
重
起
重
间
t
v
u2
u1
t1
t2
a
b
c
d
O
乙
铁轨
线
控制中心
火车
B
l1
l2
甲
P
A
B
C
A
C
B
a
b
O
A
B
C
b
a
2R
O
A
x
y
M
N
v0
A
BA
H
vBA
vAA
A
B
F
C
30°
G
Rx
R1
E
R2
2R
O
A
x
y
M
N
O′
θ/2
θ
α
S
B
D
C
2R
O
A
x
y
M
N
O′
θ/2
θ
α
Smax
B
C
1