浙江省天台县育青中学2013届高三育青中学理科综合试题卷物理部分(9)

选择题部分（共120分）
一、选择题（本题共17小题。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

）
1
6．2011年9月29日晚21时16分，我国将首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室。

天宫一号发射后最终进入近地点距地面h = 355km 的工作轨道，开始它的使命。

假如天宫一号的工作轨道近似看作距地面h 高的圆形轨道，已知地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，万有引力常量为G ，则下列说法正确的是 ( )
A ．天宫一号运行的周期为g R π2
B ．天宫一号在轨绕行速度为)(h R g +
C ．天宫一号在轨运行的角速度为3
2
)(h R gR +
D ．天宫一号上质量为m 的实验仪器所受重力为mg
17．如图所示，在真空中有质子、氘核和α粒子都从O 点静止释放，经过相同加速电场和偏
转电场后，都打在同一个与OO '垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点。

已知质子、氘核和α粒子质量之比为1:2:4, 电荷量之比为1:1:2，粒子的重力不计。

下列说法中正确的是 ( )
A ．质子、氘核和α粒子在偏转电场中运动时间之比为2:1:1
B ．三种粒子射出偏转电场时的速度相同
C ．在荧光屏上将只出现1个亮点
D ．偏转电场对质子、氘核和α粒子粒子做的功之比为1:2:2
二、选择题（本题共3小题。

在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求
的。

全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
18. 有一理想变压器的原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，
副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头。

下列说法正确的是( )
A
B -2s
0 乙
O
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比变小
D．P向右移动时，灯泡L变亮
19．如图所示，在xOy平面内有一列沿x轴传播的简谐横波，频率为1.25Hz。

在t = 0时，P 点位于平衡位置，且速度方向向下，Q
t =
0.7s
时，
P、Q两质点的 ( )
A．位移大小相等、方向相反
B．速度大小相等、方向相同
C
．速度大小相等、方向相反
D．加速度大小相等、方向相反
20. 在透明均匀介质内有一球状空气泡, 一束包含a、b, A
为入射点, 之后a、b色光分别从C点、D点射向介质，如图所示。

已知A点的入射角为30︒，a色光的偏向角为45︒(C点出射光线与入射光线的夹角), CD弧所对的圆心角为3︒, 则下列结论正确的是( )
A．b色光的偏向角为43.5︒
B．介质对a色光的折射率n a
C．b色光从介质射向空气的临界角正弦
51
sin
2
1
sin=
C
D．若用a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置，屏
上的条纹间距∆x a < ∆x b
非选择题部分（共180分）
21．(10分) 在“探究求合力的方法”的实验中，王同学用了两个量程为5 N、最小刻度为0.1 N 的弹簧秤来测量拉力。

实验之前他先检查了弹簧秤，然后进行实验: 将橡皮条的一端固定在水平放置的木板上，用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置O，记录下O点的位置和拉力F1，F2的大小及方向；然后用一个弹簧秤拉橡皮条, 仍将结点拉到O点，再记录拉力F的大小及方向; 然后取下白纸作图, 研究合力与分力的关系。

(1) 实验前对弹簧秤进行检查，下列哪些检查是必需的? 。

A．将弹簧秤放在桌面上，进行调零
B．将弹簧秤竖直放置，进行调零
C．将弹簧秤用力拉，看是否能达到最大量程
D．将两只弹簧秤水平互钩对拉，检查两弹簧秤读数是否相同
(2) 下图是王同学研究合力与分力关系时在白纸下画出的图，根据物理上
作图要求和规范, 请指出图中存在的四种错误。

(3) 在实验之余，王同学又将两弹簧秤竖直互钩对挂，如图右图所示, 发现上面弹簧秤的读
数大于下面弹簧秤的读数，倒置后也是如此, 产生这种现象的原因是 。

A ．弹簧秤外壳的重力 B ．弹簧自身的重力
C ．弹簧秤只能水平测力
D ．两挂钩之间的作用力不同
22．(10分)某科技活动小组同学, 用下如下图甲的实验器材, 测绘一个非线性电学元件的伏安
特性曲线, 其中电压表内阻约20KΩ，毫安表内阻约200Ω, 滑动变阻器最大阻值为100Ω, 电源能提供的电压为9V 。

实验测得该元件两端电压U 和通过它的电流I 的数据如下表所示：
(1)
根
据
表中的数据可获得的信息及有关电
学实验的知识, 请在右边的方框中画出该活动
小组采用的实验电路图。

(2) 图甲是尚未完成连接的电路,
(3)
23. (16分)在公路的十字路口, 红灯拦停了很多汽车, 拦停的汽车排成笔直的一列, 最前面的
一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐, 相邻两车的前端之间的距离均为l = 6.0 m, 若汽车起动时都以a =2.5m/s 2 的加速度作匀加速运动, 加速到v =10.0 m/s 后做匀速运动通过路口。

该路口亮绿灯时间t = 40.0 s, 而且有按倒计时显示的时间显示灯. 另外交通规则规定: 原在绿灯时通行的汽车, 红灯亮起时, 车头已越过停车线的汽车允许通过。

请解答下列问题:
(1)若绿灯亮起瞬时, 所有司机同时起动汽车,问有多少辆汽车能通过路口？
(2)第(1)问中, 不能通过路口的第一辆汽车司机, 在时间显示灯刚亮出“3”时开始刹车做匀
减速运动, 结果车的前端与停车线相齐时刚好停下, 求刹车后汽车加速度大小。

(3)事实上由于人反应时间的存在, 绿灯亮起时不可能所有司机同时起动汽车。

现假设绿灯
亮起时, 第一个司机迟后∆t =0.90s 起动汽车, 后面司机都比前一辆车迟后0.50s 起动汽车, 在该情况下, 有多少辆车能通过路口？
24. (20分)如图所示, 金属导轨是由倾斜和水平两部分圆滑相接而成, 倾斜部分与水平夹角θ =37︒，导轨电阻不计。

abcd 矩形区域内有垂直导轨平面的匀强磁场，bc = ad = s = 0.20 m 。

导轨上端搁有垂直于导轨的两根相同金属杆P 1、P 2，且P 1位于ab 与P 2的中间位置，两杆电阻均为R ，它们与导轨的动摩擦因数μ = 0.30, P 1杆离水平轨道的高度h = 0.60m, 现使杆P 2不动，让P 1杆静止起滑下，杆进入磁场时恰能做匀速运动，最后P 1杆停在AA '位置。

图甲 图乙
求: (1)P 1杆在水平轨道上滑动的距离x 。

(2)P 1杆停止后, 再释放P 2杆, 为使P 2杆进入磁场 时也做匀速运动, 事先要把磁场的磁感应强度 大小调为原来的多少倍?
(3)若将磁感应强度B 调为原来3倍, 再释放P 2, 问
P 2杆是否有可能与P 1杆不碰撞? 为什么？
25．(22分)如图所示，空间存在两个匀强磁场，它们分界线是边长为3L 的等边三角形APC ，D 、
E 、
F 三点分别在PC 、CA 、AP 边上，AF = PD = CE = L ，分界
线两侧的磁场方向相反且垂直于纸面，磁感应强度大小相
同，均为B ，分界线外的磁场区域足够大。

现有一质量为
m 、电荷量为q 的带正电离子(不计重力)，从F 点以速度v 向三角形内射入。

(1)如果速度v 方向与PC 边平行，离子第一次到分界线就经过D 点，则磁感应强度B 的大小是多少？ (2)如果改变磁感应强度B 的大小和速度v 的方向（速度v 的方向均在纸平面内），使离子第一次、第二次到达分界线时依次经过D 点和E 点，求离子周期性运动的周期。

(3)再改变磁感应强度B 的大小和速度v 的方向（速度v 的方向均在纸平面内），能否仍使离子第一次、第二次到达分界线时依次经过D 点和E 点？为什么？
2
C
理科综合测试参考答案
非选择题部分共20题，共120分。

一、选择题
14.B 15.A 16.C 17.C
二、选择题
18. BD 19. ABD 20. CD 非选择题部分共12题，共180分。

21. （10分） (1) AD [3分]
(2) F 1、F 2、F 的大小示按图示要求标出; F 1、F 2、F 矢量未画上箭头； 记录F 1、F 2 大小的数据有效数位错误； F 与F 1、F 与F 2的连线应该用虚线。

[4分，每个答案1分] (3) B [3分]
22. （10
[电路图4分, 有错0分]
[接线图全对给3分，否则0分] [曲线图3分，坐标轴物理量及单位
要标出，曲线要平滑, 数据点要可 见, 否 则0分]
23解: (16分)
(1) 汽车加速时间 0.41==a
v t s
40.0 s 时间, 汽车能行驶的位移 380)(21121=-+=t t v at x m [2分]
3.63==l
x n
根据题意, 能有64辆汽车通过路口. [2分] (2) 记 t 0 = 3.0 s , 当计时灯刚亮出“3”时, 第65辆汽车行驶的位移 350)(2101211=--+=t t t v at x m [1分]
此时汽车距停车线的距离: x 2 = 64l -x 1 = 34 m [2分]
I /mA
第65辆车刹车的加速度: 47.122
2
=='x v a m/s 2 [2分]
(3) 设能通过k 辆汽车, 则第k 辆汽车能通过路口要满足: l k t k t t v at )1()(21121-≥∆--+ [4分]
数据代入后解得 7.25≤k [1分] 所以能通过25辆汽车. [2分]
24解: (20分)
解: (1) 设杆的质量为m , 则杆进入磁场时受到的安培力
F = mg sin θ -μ mg cos θ [2分]
对P 1杆运动的全过程，根据动能定理：
0sin cos =⋅-⋅-⋅⋅-x mg s F h mg mgh μθθμ [5分]
解得: m 96.0cot )cos (sin =---=
θμ
θμθh s
h x [2分]
(2) 设杆长为l 、进入磁场时速度为v , 杆进入磁场能做匀速运动，满足: B I l = mg sin θ -μ mg cos θ R Blv I 2=
得：2
)
cos (sin 2l
v mgR B ⋅-=
θμθ 可见B 与v 成反比. [3分] 设杆下滑加速度为a , 由题意P 1、P 2杆到ab 的距离可记为L 、2L ，则
2
12222
1
=⋅=L a aL v v [2分] 可得磁感应强度调后B 2与调前B 1之比
421122
1==v v
B B =0.84 所以应调到原来的0.84倍 [2分] (3) P 2杆必与P 1杆发生碰撞. [1分]
因为此条件下, P 2杆进入磁场后做加速度变小的减速运动, 它离开磁场时的速度必大于P 1杆离开磁场时的速度. [3分]
25解: (22分)
(1) 带电离子的运动轨迹如图所示, 可得圆周运动的半径
L L L FD r 2
32)
()2(22
2
=-== [2分]
根据洛仑兹力提供向心力，可得
r
v m qvB 2
= [1分]
由上二式可得 qL
mv B 32= [2分]
（2）连接D 、E 、F ，可得∆DEF 是等边三角形，当离子沿∠DFE 的角平线方向射入时, 离子才
能依次经过D 点、E 点，其运动的各段轨迹依次是a 、b 、c 、d 、e 、f .回到F 点, 完成一个周期运动, 如右下图所示.
画出a 段圆孤的圆心O ，由几何关系可知，∆FOD 也是等边三角形，所以圆孤半径
R = OF = FD =L 3 [3分]
离子一个周期运动的路径为3
v
L v R T ππ3623=⨯= [8分]
(3) 不可能. [2分]
右图中三个圆相切是满足题中要求的 必要条件, 再改变B 的大小和v 的方 向, 圆半径R 将改变, 半径R 无论变 大还是变小, 三圆总是相交, 不可能 再相切, 所以不可能. [4分]。