甘肃省张掖市2016届高三下学期第三次诊断考试理科综合物理试题

张掖市2015—2016年度高三第三次诊断考试试卷
理科综合能力测试
物理 山丹一中 物理 高台一中
命题： 化学 高台一中 审题： 化学 高台一中
生物 临泽一中 生物 高台一中
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Ca-40 Al-27 F-19 Cl-35.5 Co-59 Cu-64
第I 卷 （选择题，共126分）
二．选择题：本题共8小题，每小题6分。

在每小题给出的四个选项中，第14～17题只有一项符合题目要求；第18～21题有多项符合题目要求。

全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

14．下列物理实验中用到的方法与“曹冲称象”的方法相同的是（ ）
A ．验证机械能守恒定律
B ．验证力的平行四边形定则
C ．探究物体的加速度与质量和力的关系
D ．测定电源的电动势和内阻
15．如图所示，用闪光灯照相的方法记录某同学的运动情况，若设定向右的方向为正方向，则下列图象能大体描述该同学运动情况的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
16．如图所示，桌面上固定一个光滑竖直挡板，现将一个长方形物块A 与截面为三角形的垫块B 叠放在一起，用水平外力F 缓缓向左推动B ，使A 缓慢升高，设各接触面均光滑，则该过程中（ ）
A ．A 和
B 均受三个力作用而平衡
B ．B 对桌面的压力越来越大
第15题图
第18题 C ．A 对B 的压力越来越小
D ．推力F 的大小恒定不变 17．“神舟十号”飞船太空授课中，航天员王亚平曾演示了太空中采用动力学方法测量质量的装置——“质量测量仪”。

如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。

若已知飞船质量为3.5×103 kg ，其推进器的平均推力为900N ，在飞船与空间站对接后，
推进器工作了5s ，测出飞船和空间站速度变化是0.05m/s ，则空间站的
质量约为（ ）
A ．9.0×104 kg
B ．8.7×104 kg
C ．6.0×104 kg
D ．6.0×103 kg
18．如图所示，质量为m=1kg 的物体自空间O 点以水平初速度v 0抛出，落在地面上的A 点，其轨迹为一抛物线。

现仿此抛物线制作一个光滑滑道并固定在与OA 完全重合的位置上，然后将此物体从O 点由静止释放，受微小扰动而沿此滑道滑下，在下滑过程中
物体未脱离滑道。

P 为滑道上一点，OP 连线与竖直成45°角，此时物体
的速度是10m/s ，取g=10m/s 2，下列说法正确的是（ ）
A ．物体做平抛运动的水平初速度v 0
为 B ．物体沿滑道经过P
C ．OP
的长度为 D ．物体沿滑道经过P
点时重力的功率为19．有研究表明300年后人类将产生的垃圾会覆盖地球1米厚。

有人提出了“将人类产生的垃圾分批转移到无人居住的月球上”的设想，假如不考虑其他星体的影响，且月球仍沿着原来的轨道绕地球作匀速圆周运动，运用您所学物理知识分析下列说法中正确的是（ ）
A ．地球与月球间的万有引力会逐渐减小，直到两者质量相等
B ．月球的运行线速度将会逐渐变慢
C ．地球与月球间的万有引力不会改变
D ．月球绕地球运行的周期将变大
20．如图甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，现用原副线圈的匝数比为1:10的理想变压器给一灯泡供电如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22W 。

现闭合开关，灯泡正常发光，则（ ）
第16题图
第17题图
A ．t=0.01s 时刻穿过线框回路的磁通量为零
B ．交流发电机的转速为50r/s
C ．变压器原线圈中电流表示数为1A
D ．灯泡的额定电压为
21．如图所示，足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，导轨间距为L ＝1 m ，其右端连接有定值电阻R ＝2 Ω，整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度B ＝1 T 的匀强磁场中。

一质量m ＝2 kg 的金属棒在恒定的水平拉力F ＝10 N 的作用下，在导轨上由静止开始向左运动，运动中金属棒始终与导轨垂直。

导轨及金属棒的电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A ．产生的感应电流方向在金属棒中由a 指向b
B ．金属棒向左做先加速后减速运动直到静止
C ．金属棒的最大加速度为10 m/s 2
D ．水平拉力的最大功率为200 W
第II 卷（非选择题，共174分）
三、非选择题：
（一） 必考题：共129分
22．（6分）（1）下列各个实验中，应用了控制变量法的是( )
A ．探究小车速度随时间的变化关系
B ．探究小车的加速度与质量、力的关系
C ．探究力的平行四边形定则
D ．探究弹簧伸长与弹力的关系
（2）①某同学用20分度的游标卡尺测量圆管的直径，示数如图所示，则钢球直径为 cm 。

②若某同学也是用这个游标卡尺测量另一物体的长度，测量结果为31.45mm ，则在读数时游标尺上的第 格与主尺上的第 毫米格对齐。

23.（9分）某同学为确定某电子元件的电学特性，进行如下测量。

第20题图
(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的欧姆挡测量，发现多用电表指针偏转过小，因此需选择“________”倍率的欧姆挡(填“×10”或“×1k”)，并________后再次进行测量，之后多用电表的示数如图所示，测量结果为________Ω。

(2)某同学想精确测得上述电子元件的电阻R x，实验室提供如下器材：
A．电流表A1(量程200 mA，内阻r1约为2 Ω)
B．电流表A2(量程50 mA，内阻r2＝10 Ω)
C．电流表A3(量程0.6 A，内阻r3约为0.2 Ω)
D．定值电阻R0＝30 Ω
E．滑动变阻器R1(最大阻值约为10 Ω)
F．滑动变阻器R2(最大阻值约为1000 Ω)
G．电源E(电动势为4 V)
H．开关S、导线若干
回答：①某同学设计了测量电子元件的电阻R x的一种实验电路如图所示，为保证测量时
电流表读数不小于其量程的1
3
，M、N两处的电流表应分别选用________和________；为保证滑
动变阻器便于调节，滑动变阻器应选用________。

(填器材选项前相应的英文字母)
②若M、N电表的读数分别为I M、I N，则R x的计算式为R x＝_____________。

(用题中字母表示)
24.（14分）清明节高速免费，物理何老师驾车在返城经过高速公路的一个出口路段如图所示，发现轿车从出口A进入匝道，先匀减速直线通过下坡路段至B点（通过B点前后速率不变），再匀速率通过水平圆弧路段至C点，最后从C点沿平直路段匀减速到收费口D点停下。

已知轿车在出口A处的速度v0=20m/s，AB长L1＝200m；BC为四分之一水平圆弧段，限速（允许通过的最大速度）v=10m/s，轮胎与BC段路面间的动摩擦因μ=0.2，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力， CD段为平直路段长L2=100m，重力加速度g取l0m/s2，π取3.14。

求：
（1）若轿车到达B 点速度刚好为v =10m/s ，轿车在AB 下坡段加速度的大小；
（2）为保证行车安全，车轮不打滑，水平圆弧段BC 半径R 的最小值；
（3）轿车A 点到D 点全程的最短时间（保留两位小数）。

25.（18分）飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析。

如图所示，在真空状态下，自脉冲阀P 喷出微量气体，经激光照射产生不同正离子，自a 板小孔进入a 、b 间的加速电场，从b 板小孔射出，沿中线方向进入M 、N 板间的方形区域，然后到达紧靠在其右侧的探测器。

已知极板a 、b 间的电压为U 0，间距为d ，极板M 、N 的长度和间距均为L 。

不计离子重力及经过a 板时的初速度。

求：
（1）若M 、N 板间无电场和磁场，请推导出离子从a 板到探测器的飞行时间t 与比荷k （k=q/m ，q 和m 分别为离子的电荷量和质量）的关系式；
（2）若在M 、N 间只加上偏转电压U 1，请论证说明不同正离子的轨迹是否重合；
（3）若在M 、N 间只加上垂直于纸面的匀强磁场。

已知
进入a 、b 间的正离子有一价和二价的两种，质量均为m ，
元电荷为e 。

要使所有正离子均能通过方形区域从右侧
飞出，求所加磁场的磁感应强度的最大值B m 。

（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收费口
第24题图
第33（2）题图 一题作答，并用2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。

注意所选题目的题号必须与所涂黑的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。

如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

33．（15分）
（1）（6分）下列有关热现象的说法正确的是_________（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A ．分子力随分子间距离减小而增大
B ．气体吸收热量，其分子的平均动能可能减小
C ．布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动
D ．缓慢压缩一定量理想气体，若此过程气体温度不变，则外界对气体做正功但气体内能不变
E ．气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多
（2）（9分）如图所示，长为L 、底面直径为D 的薄壁容器内壁光滑，
右端中心处开有直径为3
D 的圆孔。

质量为m 的某种理想气体被一个质量与厚度均不计的可自由移动的活塞封闭在容器内，开始时气体温度
为27℃，活塞与容器底距离为32L 。

现对气体缓慢加热，求气体温度为207℃时的压强。

已知外界大气压强为P 0，绝对零度为-273℃。

34．（15分）
（1）（6分）振源S 在O 点做沿竖直方向的简谐运动，频率为5 Hz ，t ＝0时刻向右传播的简谐横波如图所示。

则以下说法正确的是____（填正确答
案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得
6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A ．该横波的波速大小为10 m/s
B ．t ＝0时，x ＝1m 处的质点振动方向向下
C ．t ＝0.5s 时，x ＝3m 处的质点处在平衡位置且振动
方向向下
D ．传播过程中该横波遇到小于1m 的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象
E ．若振源S 向右匀速运动，在振源S 右侧静止的接收者接收到的频率小于5 Hz
（2）（9分）如图所示，将一个折射率为2
7=n 的透明长方体放在空气中，矩形ABCD 是它的一个截面，一单色细光束入射到P 点，入射角为θ。

AP
AD 6=，求：
①若要使光束进入长方体后能射至AD
面上，角θ的最小值；
第34（1）题图
②若要此光束在AD 面上发生全反射，角θ的范围。

35．（15分）
（1）（6分）下列说法正确的是 。

（填正确答案标号。

选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A ．天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构
B. 若使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光光照强度才行
C. 结合能越大，原子核结构一定越稳定
D. 用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，若换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应
E. 将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用
(2)(9分)如图所示，小球A 质量为m ，系在细线的一端，线的另一端固定在O 点，O 点到水平面的距离为h ，物块B 质量是小球A 的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O 点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ。

现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升至最高点时
到水平面的距离为h 16。

小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g ，求：
①碰撞后小球反弹的速度大小；
②物块在地面上滑行的距离。

张掖市联考 （4月份）物理试题答案
二、选择题：本题共8小题，每小题6分。

在每小题给出的四个选项中，第l4～17题只有一
项符合题目要求；第18～21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，有选错或不选的得0分。

必须做答。

第33题～第40题为选考题，考生根据要求作答。

22.（6分）（1）B ；（2分）
（2）①1.015cm （2分）
②9；40（各1分，共2分）
23.（9分）(1)×10；欧姆调零； 70（各1分，共3分）
(2)①B ；A ；E （各1分，共3分）
②I N －I M I M
R 0－r 2（3分） 24.（14分）解：（1）对AB 段匀减速直线运动有：
=﹣2aL 1 (2分)
代入数据解得：a=0.75m/s 2 (1分)
（2）汽车在BC 段做圆周运动，静摩擦力提供向心力，有：
r v m F f 2
(2分) 为了确保安全，则须满足 F f ≤μmg (2分)
联立解得：R ≥50m ，即：R min =50m (1分)
（3）设AB 段时间为t 1，BC 段时间为t 2，CD 段时间为t 3，全程所用最短时间为t ．
L 1=
(2分)
πR=vt 2 (2分)
L2=(1分)
总时间为：t=t1+t2+t3=41.18 s (1分)
25.（18分）解：（1）带电离子在平行板a、b之间运动时，由动能定理有：
qU0=mv2 (1分)
解得：v==…………① (1分 )
带电离子在平行板a、b之间的加速度：a1= = (1分) 所以带电离子在平行板a、b之间的运动时间：t1 = = (1分) 带电离子在平行板M、N之间的运动时间：t2 = = (1分) 所以带电离子从a板到探测器的飞行时间为：t=t1+t2 = (1分)
（2）带电离子在平行板M、N之间水平位移为x时，在竖直方向位移为y，水平方向满足：x=vt， (1分)
竖直方向满足：y=a2t2， (1分)
a2= (1分)
联立解得：y=…………② (1分)
②式是正离子的轨迹方程，与正离子的质量和电荷量均无关系，
所以不同正离子的轨迹是重合的 (1分)
（3）当MN间的磁感应强度大小为B时，离子做圆周运动，满足：
qvB=…………③ (1分)
由①③两式解得带电离子的轨道半径R=…………④ (1分)
上式表明：在离子质量一定的情况下，离子的电荷量越大，在磁场中做圆周运动的半径越小，也就越不容易穿过方形区从右侧飞出。

所以，要使所有的一价和二价正离子均能通过方形区从右侧飞出，只要二价正离子能从方形区飞出即可。

当二价正离子刚好能从方形区域飞出时的磁感应强度为满足题目条件的磁感应强度的最大值。

设当离子刚好通过方形区从右侧飞出时的轨道半径为R，由几何关系得：
R2=L2+（R﹣）2 (1分)
解得：R=L…………⑤ (1分)
将二价正离子的电荷量2e代人④得，R=…………⑥ (2分)
由⑤⑥式得：B= (1分)
此值即为所求的所加磁场的磁感应强度的最大值B m．
33．（15分）
（1）（6分）BDE（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）
(2)（9分）解析：开始加热时，在活塞移动的过程中，气体做等压变化。

设活塞移动到容器
顶端时气体温度为t ℃则有
（2分） 其中初态T 0=300K ， （1分） 末态为T 1=(273+t)K ， （1分） 得： T=177℃ （1分） 活塞移至顶端后，气体温度继续升高的过程中是等容变化过程，
有 （2分） 其中 T 1=(273+177)K=450K,
P 1=P 0
T 2=(273+207)K=480K
得：021516p p = （2分）
34.（15分）
（1）（6分）ACD （选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）
（2）（9分）解析：①要使光束进入长方体后能射至AD 面上，设最小折射角为α，AP 的长度为d ，
根据几何关系有： （2分）
根据折射定律有sin sin n
θα= （1分）
得角θ的最小值θ=30° （1分）
②如图，要此光束在AD 面上发生全反射，
011T V T V
=4
21πL D V =n
C 1sin =2
2
11T P T P =7
1)6(sin 22=+=d d d
α
则要求射至AD 面上的入射角β应满足C sin sin ≥β （1分）
又 n C 1sin = （1分）
sin cos βα=== （1分）
得角θ的最大值θ=60° （1分）
解得： 30°≤≤θ60° （1分）
35.（15分）
（1）ADE （选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）
（2）（9分）解析：①设小球的质量为m ，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为v 1，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒定律，有：
mgh ＝12
mv 121 (1分) 得v 1＝2gh (1分)
设碰撞后小球反弹的速度大小为v 2，同理有：mg h 16＝12
mv 2 21 (1分) 得v 2＝ gh 8
(1分) ②设碰后物块的速度大小为v 3，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有： mv 1＝－mv 2＋5mv 3 (2分)
得v 3＝
gh 8 (1分) 碰撞后物块在地面滑行，根据动能定理，有：-μ5mgx=- 12
5mv 3 21 (1分)
h 16μ (1分)
得 x＝。