浙江省平湖中学高三物理综合练习(1)

浙江省平湖中学高三物理综合练习〔1〕
姓名 __________学号___________
1．下面哪些提法或做法可能是正确的〔尽管可能很荒谬〕〔 〕
A ．假设地球一年自转一周，如此白天和夜晚将变得无限长
B ．假设地球一年自转一周，摆钟将走得快一些
C ．如果保持每天仍为24小时，增大地球半径，可使地球上的物体“漂浮〞起来
D ．如果保持每天仍为24小时，增大地球质量，可使地球上的物体“漂浮〞起来
2．英国剑桥大学物理学家林菲尔德发现，太赫光的用途强大，由医学研究至侦测大气中的化
学物质均有其用武之地，其中一种新颖用途是透视书本内容．太赫光的特点是能穿透纸张，但不能穿透墨水，将来历史学家或许可使用太赫光来阅读珍贵古籍，毋须担心会损坏古籍．太赫在光谱图上介于微波和红外线之间．如下说法正确的答案是〔 〕
A ．太赫辐射的波长比微波长
B ．太赫辐射的光子能量比微波光子小
C ．使用太赫光来阅读珍贵古籍利用太赫光具有的衍射效应
D ．太赫辐射与红外线相遇不能发生干预现象
3．一块小型的圆柱形钕磁铁，从竖直放置的内径稍大于钕磁铁直径的厚铝管〔足
够长〕上端无初速地释放，如下列图，有关磁铁的运动〔不计空气阻力〕，
如下说法正确的答案是〔 〕
A ．由于磁铁不能吸引铝管，所以磁铁作自由落体运动
B ．如果钕磁铁的磁性足够强，磁铁最终将悬浮在铝管中
C ．如果钕磁铁的磁性足够强，磁铁最终将可能返回到原位置
D ．如果钕磁铁的磁性足够强，磁铁最终做匀速直线运动
4．一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
移关系的图像如下列图，其中0—s 1过程的图线为曲线，s 1—s 2过程
的图线为直线。

根据该图像，如下判断正确的答案是 〔 〕
A ．0—s 1过程中物体所受合力一定是变力，且不断减小
B ．s 1—s 2过程中物体可能在做匀速直线运动
C ．s 1—s 2过程中物体可能在做变加速直线运动
D ．0—s 2过程中物体的动能可能在不断增大
5．导体中的电流是这样产生的：当在一根长度为L 、横断面积为S ，单位体积内自由电荷数为
n 的均匀导体，两端加上电压U ，导体中出现一个匀强电场，导体内的自由电子〔–e 〕受匀强电场的电场力作用而加速，同时由于与做无规如此运动的阳离子碰撞而受到阻碍，这样边反复碰撞边向前移动，可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速率v
钕磁铁
1
成正比，即可以表示为kv 〔k 是常数〕，当电子所受电场力与阻力大小相等时，导体中形成了恒定电流，如此该导体的电阻是〔 〕
A ．kL e 2nS
B ．kS e 2nL
C ．k e 2nLS
D ．kL enS
6．如下列图，把一个带电小球A 固定在足够大的光滑水平绝缘桌面
上，在桌面的另一处放置带电小球B ，现给小球B 一个垂直AB
连线方向的速度v 0，使其在水平桌面上运动，如此〔 〕
A ．假设A 、
B 为同种电荷，B 球一定做速度变大的曲线运动
B ．假设A 、B 为同种电荷，B 球一定做加速度变大的曲线运动
C ．假设A 、B 为异种电荷，B 球可能做加速度和速度都变小的曲线运动
D ．假设A 、B 为异种电荷，B 球速度的大小和加速度的大小可能都不变
7．盘旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心局部是分别与高频交流电源两极相连接的两个
D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如下列图。

设D 形盒半径为R 。

假设用盘旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B ，高频交流电频率
为f 。

如此如下说法正确的答案是〔 〕
A ．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR
B ．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
C ．假设要增大质子射出的速度，可以减小狭缝间的距离
D ．不改变B 和f ，该盘旋加速器也能用于加速α粒子
8．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动
状态的装置，其装置示意图如下列图，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m ，电梯静止时电流表示数为I 0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，如下判断中不正确的答案是 〔 〕3。

AC
A ．甲图表示电梯可能做匀速直线运动
B ．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动
C ．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动
D ．丁图表示电梯可能做变减速下降运动
9．图甲所示电路称为惠斯通电桥，当通过灵敏电流计G 的电流I g =0时，电桥平衡，可以证明
电桥的平衡条件为：R 1R 2 = R 3R 4
．图乙是实验室用惠斯 A B
v 0 第6题图
通电桥测量未知电阻R x 的电路原理图，其中R 是电阻，S 是开关，G 是灵敏电流计，AC 是一条粗细均匀的长直电阻丝，D 是滑动头，按下D 时就使电流计的一端与电阻丝接通，L 是米尺．
〔1〕简要说明测量R x 的实验步骤，并写出计算R x 的公式；
〔2〕如果滑动触头D 从A 向C 移动的整个过程中，每次按下D 时，流过G 的电流总是比前一次增大，A 、C 间的电阻丝是导通的，那么，电路可能在__________断路了． 10．如下列图，有一磁场的方向垂直于xOy 平面向里，磁感应强度B 沿y 轴方向不变化，而
沿x 轴方向变化，且△B
△t =1T/m 磁场中的矩形线圈面积为100cm 2、电阻为0.1Ω，ab 边平行于x 轴，为使线圈沿+x 轴匀速运动，需要加一恒力F ，恒力的功率为0.025W 。

求线圈匀速运动的速度为多大？
11．在光滑的水平面上沿直线排列着一系列质量一样的物体，从左向右依次编号为0、1、2……
物体0与1之间的距离为s 0，1，2之间的距离为s 1，2、3之间的距离为s 2……如下列图。

现用一水平恒力推0号物体向右运动，从而发生一系列碰撞，设每次碰后物体都粘在一起运动，且碰撞时间极短，要使每次碰前物体的速度都一样，在s 0为的条件下，相邻两物体间的距离应满足什么条件？
12．在光滑水平面的一直线上，排列着一系列可视为质点的质量都为m 的物体，分别用1、
2、3……标记，如下列图。

在1之前。

放一质量为M =4m 的可视为质点的物体A 。

它们相邻间的距离均为L 。

现在在所有物体均静止的情况下。

用一水平恒力F 推物体A ，从而发生一系列碰撞，设每次碰撞后物体都粘在一起运动。

求：
1 2 3 n n +1 s 0
s 1 s 2 s n
〔1〕当运动物体与第几个物体碰撞前的瞬间，运动物体会达到在整个运动过程中的最大速度?此速度为多大？
〔2〕从开始运动到最大速度经历多长时间？
13．我国科学家在对放射性元素的研究中，进展了如下实验：如下列图，以MN 为界，左、右
两边分别是磁感应强度为2B 0和B 0的匀强磁场，且磁场区域足够大。

在距离界限为l 处平行于MN 固定一个光滑的瓷管PQ ，开始时一个放射性元素的原子核处在管口P 处，某时刻该原子核沿平行于界限的方向放出一个质量为m 、带电量为-e 的电子，发现电子在分界限处以方向与界限成60°角的速度进入右边磁场〔如下列图〕，反冲核在管内匀速直线运动，当到达管另一端Q 点时，刚好又俘获了这个电子而静止。

求：
〔1〕电子在两磁场中运动的轨道半径大小〔仅用l 表示〕和电子的速度大小；
〔2〕反冲核的质量。

14．如下列图，光滑水平面上，质量为2m 的小球B 连接着轻质弹簧，处于静止；质量为m 的
小球A 以初速度v 0向右匀速运动，接着逐渐压缩弹簧并使B 运动，过一段时间，A 与弹簧别离，设小球A 、B 与弹簧相互作用过程中无机械能损失，弹簧始终处于弹性限度以内 〔1〕求当弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能E ．
〔2〕假设开始时在小球B 的右侧某位置固定一块挡板(图中未画出)，在小球A 与弹簧别离前使小球B 与挡板发生正撞，并在碰后立刻将挡板撤走．设小球B 与固定挡板的碰撞时间极短，碰后小球B 的速度大小不变、但方向相反。

设此后弹簧弹性势能的最大值为E m ，试求E m 可能值的范围．
L A
F L L L 1 2 3 4
参考答案：
1．ABC 2． D 3．D 4．BD 5．A 6．ACD 7．AB 8．AC
9． (1)闭合开关，把滑动触头放在AC 中点随近，按下D,观察电流表指针的偏转方向；向左
或向右移动D ，直到按下D 时，电流表指针不偏转；用刻度尺量出AD 、 DC 的长度l 1
和l 2；根据公式R l l R x 1
2=，求出R x 的值 (2) BC 断了。

10．线圈中产生的电动势为: (3分)
线圈中的电流为， 外力F 与线圈受到的安培力平衡。

所以
，
又 (2分) 由以上关系式得
(4分)
11．第一次：202
1mv FS =① ……………………4分 据题意，与n 号物体碰前速度为v ，碰后速度为u ，0号到〔n －1〕号的总质量为nm ，与第n 号碰后的总质量为〔1+n 〕m
由动量守恒定律：
mu n nmv )1(+=②………………………6分
解得n
nv u +=1③……………………2分 m 2m A
B v 0
由功能关系：222)
1(2)12()()1(21mv n n u v m n FS n ++=-+=④………………6分 由①④联立解得：.....)3,2,1(1120=++=
n S n n S n ⑤…………2分
12．〔1〕n=21v n=m FL 4849(2) t=24F mL
4849
13．〔1〕电子在左边磁场中半径为R 1，由几何知识得，l R =︒-)60cos 1(1，〔2分〕
解得l R 21= 〔1分〕 由牛顿第二定律r v m evB 2=，得轨迹半径eB
mv r =〔2分〕 所以，电子在右边磁场中半径R 2=12R l 4=〔2分〕
电子的速度 m
l eB v 04=〔2分〕 〔2〕电子在左边磁场中运动的时间为01132612eB m v R t ππ=⨯⨯
=〔2分〕 电子在右边磁场中运动的时间为0
0234232eB m eB m t ππ=⨯=〔2分〕 电子运动的总时间为0
2135eB m t t t π=+= 反冲核运动的位移为l R R s 3260sin 260sin 212=︒-︒= 〔3分〕 所以反冲核运动的速度为m
l eB t s v π5360==' 〔2分〕
根据动量守恒定律得9
310m v mv M π='=
〔2分〕 14．〔1〕当A 球与弹簧接触以后，在弹力作用下减速运动，而B 球在弹力作用下加速运动，
弹簧势能增加，当A 、B 速度一样时，弹簧的势能最大．
设A 、B 的共同速度为v ，弹簧的最大势能为E ，如此A 、B 系统动量守恒，有
v m m mv )2(0+=；由机械能守恒E v m m mv ++=220)2(2121；联立两式得 203
1mv E = 〔2〕设B 球与挡板碰撞前瞬间的速度为v B ，此时A 的速度为v A
系统动量守恒B A mv mv mv 20+=
B 与挡板碰后，以v B 向左运动，压缩弹簧，当A 、B 速度一样〔设为v 共〕时，弹簧势能最大
有 共mv mv mv B A 32=-m E mv mv +⨯=22032
121共 得 340B v v v -=共 所以 ]16
3)4([382020v v v m E B m +--= 当弹簧恢复原长时与小球B 挡板相碰，v B 有最大值v Bm ，有
''02A Bm mv mv mv =+2'220111222A Bm mv mv mv =+ 解得 v Bm ＝03
2v 即v B 的取值范围为 0320v v B ≤
< 当v B ＝40v 时E m 有最大值为E m 1＝202
1mv ； 当v B ＝320v 时，E m 有最小值为E m 2＝2027
1mv。