江苏省丹阳高级中学高三物理第一次摸底考试

江苏省丹阳高级中学高三第一次摸底考试
物理试卷（09.3.6）
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共120分。

考试用时100分钟。

第Ⅰ卷（选择题 31分）
一． 单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分。

每小题只有一个选项符
合题意。

1．右图为某次实验中拍摄到的小滑块在粗糙水平面上滑动时的闪光照片。

已知闪光频率为每秒l0次．当地重力加速度值为9.8m ／s 2
，根据照片的比 例得到滑块的位移数据为AB ＝3.96cm ，BC ＝2.98cm ，CD ＝2.00cm ，DE ＝1.02cm 。

由此可知小滑块与水平面之间的动摩擦因素约为( ) A ．0．01 B ．0．05 C ．0．10 D ．0．20
2．如图(甲)所示，长直导线右侧的矩形线框与长直导线位于同一平面内．当长直导线中的
电流发生如图(乙)所示的变化时，线框中感应电流与所受安培力情况是( )
A ．感应电流方向不变，线框受合力方向不变
B ．感应电流方向改变，线框受合力方向不变
C ．感应电流方向不变，线框受合力方向改变
D ．感应电流方向改变，线框受合力方向改变
3．如图所示，电源的电动势为E ，内阻为r ，当可变电阻的滑片P 向上移动时，电压表V 1、V
2的读数与电流表A 1、A 2的读数的变化情况是( )
A ．A l 变大、A 2变小，V 1、V 2均变小
B ． A 1、A 2、V 1均变大，V 2变小
C ．A l 、V 1变小，A 2、V 2变大
D ．A l 、A 2、V 1、V 2均变大
4．矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e 随时间t 变化的情况如图所示。

下列说法正确的是
（ ）
A ．此交流电的频率为0.2Hz
B ．此交流电动势的有效值为1V
C ．t=0.1s 时，线圈平面与磁场方向平行
D ．线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为
1001
Wb
5. 如图所示，质量为M 、倾角为θ的斜面放在水平面上，在水平恒力F 的作用下，斜面和质量为m 的物体一起以加速度a 向左做匀加速运动，设此过程中斜面
对物体的作用力的方向与竖直方向的夹角为α，则（ ）
A ．α可能等于零
B ．可能向左上方，α＜θ
C ．向左上方，α不可能等于θ
D ．可能向右上方，α＞θ
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分。

每小题有多个选项符合题意。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分。

6．2006年国际天文学联合会大会投票通过了新的行星定义,冥王星被排除在行星行列之外,而将其列入“二级行星”.冥王星是目前太阳系中最远的行星,其轨道最扁,冥王星的质量远比其他行星小,表面温度很低,因而它上面绝大多数物质只能是固态或液态.根据以上信息可以确定( )
A.冥王星绕太阳运行的周期一定大于地球的公转周期
B. 冥王星绕太阳运行的最小加速度一定小于地球绕太阳运行的最小加速度
C. 冥王星的密度一定小于地球的密度
D. 冥王星表面的重力加速度一定小于地球表面的重力加速度 7．某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图所示的“Z”字形连接（两接线柱间只有一个元件）。

为了确定各元件种类，小华同学把DIS 计算机辅助实验系统中的电流传感器（相当于电流表）与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB 、BC 、CD 接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图a 、b 、c 所示，则如下判断中正确的是( )
A ．A
B 间是电容器 B ．B
C 间是电感线圈 C ．C
D 间是电容器 D ．CD 间是定值电阻
8．如图所示，空间的虚线框内有匀强电场，AA′、BB′、CC′是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离为 0. 5 cm ，其中 BB′为零势能面。

一个质量为m 、带电量为+q 的粒子沿AA′方向以初动能E K 自图中的 P 点进入电场，刚好从C′点离开电场。

已知 PA′＝2 cm 。

粒子的重力忽略不计。

下列说法中正确的是（ ） A ．该粒子到达C′点时的动能是2E K
B ．该粒子通过等势面BB′时的动能是1.25E K
C ．该粒子在P 点时的电势能是0.5E K
D ．该粒子到达C′点时的电势能是0.5
E K
9．如右图所示为一个竖直放置的弹簧振子，物体沿竖直方向在A 、B 之间做上下振动，O 点为平衡位置，A 点位置恰好为弹簧的原长。

物体由C 点运动到D 点（C 、D 两点未在图上标出）的过程中，弹簧的弹性势能增加了3.0J ，重力势能减少了2.0J 。

下列说法正确的：( ) A ．物体的动能增加1.0J B ．C 点的位置可能在平衡位置以上
A B
C
D
a
b
c
丙
C ．
D 点的位置可能在平衡位置以上
D ．物体经过D 点时的运动方向可能指向平衡位置
第Ⅱ卷(非选择题 共89分)
三．简答题：本题共2小题，共20分，把答案填在题中的横线上或根据要求作答。

10．（1）（4分）游标为10分度的卡尺测定某圆柱的直径时，卡尺上的示数如图甲所
示，可读出圆柱的直径为 ▲ mm ；用螺旋测微器测定某物体的厚度如图乙所示，则该物体的厚度为 ▲ mm 。

（2）（6分）科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究。

下面我们追寻科学家的研究足迹，用实验探究恒力做功和物体动能变化间的关系。

①某同学的实验方案如图丙所示，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：
a ． ▲ ；
b ． ▲ ；
②如图丁所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A 、B 、C 、D 、E 、F 是计数点。

两相邻计数点间的时间间隔为T ，距离如图。

则打C 点时小车的速度为 ▲ ；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有 ▲ 。

11．（10分）在做测量电源电动势E 和内阻r 的实验时，提供的器 材有：待测电源一个、内阻已知且为R V 的电压表一个（量程大于 电源电动势）、电阻箱R 一个、电键一个、导线若干. （1）根据如图所示的电路图连接实物图；
（2）将坐标系“？”对应的物理量填在答题卡中的虚线框内； （3）为测量得更加准确，多次改变电阻箱电阻R ，
读出电压表相应的示数U ，以
U 1为纵坐标，画出U
1
与电阻的某种关系图象（该图象为一条直线），如图所示. 由图象可得到直线在纵轴的截距为m ，直线斜率为k ，写出E 、r 的表达
式：
Ｅ＝ ▲ ；r ＝ ▲ .
丁
四．简答题：共24分，把答案填在题中的横线上或根据要求作答。

Ⅱ (12分) (选修3-4试题)
12．(1)（4分）在以下各种说法中，正确的是
A.做简谐运动的质点,其振动能量与振幅无关
B.两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点之间的距离为一个波长
C.两列频率相同的声波在空气中发生干涉时，振动加强质点的位移一定大于振动减弱质点的位移。

D.若波源向观察者靠近，则波源发出的波的频率变大
E.泊松亮斑说明光具有衍射现象，小孔成像说明光不具有衍射现象
F. 电磁波的传播不需要介质，声波的传播一定需要介质
G. 非均匀变化的电场能产生变化的磁场，反之，变化的磁场一定产生非均匀变化的电场
H. 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关
(2)（8分）如图所示,一束截面为圆形(半径R ＝1m)的平行紫光垂直射向一半径也为R 的玻璃半球的平面,经折射后在屏幕S 上形成一个圆形亮区.屏幕S 至球心的距离为D ＝（2+1）m ,不考虑光的干涉和衍射，试问：
①若玻璃半球对紫色光的折射率为n ＝2，请你求出圆形亮区的半径．
②将题干中紫光改为白光，在屏幕S 上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？
Ⅲ(12分) (选修3-5试题)
13．(1)（4分）下列说法正确的是
A ．甲、乙两个物体组成一系统，甲、乙所受合外力不均为零，则系统的动量不可能守恒
B ．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大
C ．波粒二象性中的波动性是大量光子和高速运动的微观粒子的行为，这种波动性与机械波在本质上是不同的
D ．欲使处于基态的氢原子电离，可以用动能为13.7eV 的电子去碰撞
E. 原子核式结构模型是由汤姆逊在α粒子散射实验基础上提出的
F. 发现中子的核反应是n C He Be 1
01264294+→+
G. 核力是强相互作用的一种表现,任意两个核子之间都存在核力作用 H. β衰变说明了β粒子(电子)是原子核的组成部分
(2)(8分) 已知氘核质量为2.0136u 、中子质量为1.0087u ，He 32核的质量为3.0150u 。

（1）写出两个氘核聚变成He 3
2的核反应方程；
（2）计算上述核反应中释放的核能。

（3）若两氘核以相等的动能0.35MeV 作对心碰撞，即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应在生成He 32核和中子的动能各是多少?
五．计算题或推导证明题：本题共4 小题，共计45分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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．
14．（8分）质量为m 的飞机以水平速度v 0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力（该升力由其它力的合力提供，不含重力）。

今测得当飞机在水平方向的位移为L 时，它的上升
高度为h ，求：
（1）飞机受到的升力大小； （2）飞机在高度h 处的动能。

15．(12分)(1) 若行星的平均密度是ρ，靠近行星表面的卫星运转周期是T ，试证明：ρT 2是一个常量，即对任何行星都相同。

(2)1957年第一颗人造卫星上天，开辟了人类宇航的新时代。

四十多年来，人类不仅发射了人造地球卫星，还向宇宙空间发射了多个空间探测器。

空间探测器要飞向火星等其它行星，甚至飞出太阳系，首先要克服地球对它的引力的作用。

理论研究表明，由于物体在地球附近受到地球对它的万有引力的作用，具有引力势能。

设质量为m 的物体在距地球无限远处的
引力势能为零，则引力势能表达式为E P ＝－G Mm
r ，式中G 是万有引力常量，M 是地球的质
量，r 是该物体距地心的距离。

现有一个质量为m 的空间探测器绕地球做匀速圆周运动，运行周期为T ，已知地球半径为R 0，地面附近的重力加速度为g 0.该探测器做匀速圆周运动时的机械能（用m 、g 0、R 0、T 表示）；
（3）在（2）的情形下，要使这个空间探测器从运行轨道上出发，脱离地球的引力作用，至少要对它作多少功？
16.(13分)如图甲所示,两根足够长的平行导轨处在与水平方向成θ角的斜面上, θ=370,导轨电阻不计,间距L=0.3m.在斜面上加有磁感应强度B=1T 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场。

导轨底端接一个阻值R=1Ω的电阻。

质量m=1kg 、电阻r=2Ω的金属棒ab 横跨在平行导轨间，棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，金属棒从距底端高为h 1=2.0m 处以平行于导轨向上的初速度v 0=10m/s 上滑，滑至最高点时高度为h 2=3.2m. sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s 2 . (1)求ab 棒上升至最高点的过程中，通过电阻R 的电量q 和电阻R 产生的焦耳热Q 。

(2)若ab 棒固定在导轨上的初始位置，磁场按图乙所示规律变化(2.5×10-2~7.5×10-2s 内是正弦规律变化)，电阻R 在一个周期内产生的焦耳热为Q=5J ，取102=π. 求B 0.
17、（12分）如图所示,在真空中,半径为R =5L 0的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.在磁场右侧有一对平行金属板M 和N,两板间距离为d=6L 0,板长为L =12L 0,板的中心线O 1O 2与磁场的圆心O 在同一直线上.有一电荷量为q 、质量为m 的带电的粒子,以速度v 0从圆周上的a 点沿垂直于半径OO 1并指向圆心的方向进入磁场平面,当从圆周上的O 1点水平飞出磁场时,给M 、N 板加上如下图所示电压,最后粒子刚好以平行于M 板的速度,从M 板的边缘飞出(不计粒子重力). 求 (1)磁场的磁感应强度；
(2)求交变电压的周期T 和电压U 0的值；
(3)若2
3T
t =
时,该粒子从M 、N 板右侧沿板的中心线仍以速率v 0向左射入M 、N 之间.求粒子从磁场中射出的点到a 点的距离．
江苏省丹阳高级中学高三第一次摸底考试
物理参考答案（09.3.6）
一、二、选择题。

1. C
2. C
3. A
4. D
5. B
6. AB
7. ABD
8. AC
9. BD 三、简答题.本题共２小题，共计２０分.把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答． 10.(1)7.2 （2分） 8.695(8.692~8.698均对) （2分）
(2) ①a.平衡摩擦力（1分） b.钩码的重力远小于小车的总重力（1分） ②
T
x x 23
2∆+∆（2分，其它正确也得分） 钩码的重力和小车的总质量 （2分）
11．（10分） （1）略（3分） （2）（3）
（3）（4分）(写出正确结果即给满分）
，电压表的电阻为R V ，开关闭合电，电路中电流为I ，外电路总电阻为.V V R R RR R +=外
根据闭合电路欧姆定律有：E=U+Ir=U+
外R U
r ，整理得：.11E
ER r ER r U V ++= 可见
R U R U 11,11-符合题中的一次函数是图象为一条直线，故横坐标应表.1
R
直线的斜率为,1
,E
ER r m E r k V +==
由此解得： )
2(),
2(分分k
mR kR r k
mR R E V V
V V
-=
-=
a
U -U
四．简答题：本题有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组题，请在其中任选两组题作答；若三组题均答，则以Ⅰ、Ⅱ两组题计分,共24分，把答案填在题中的横线上或根据要求作答。

12．(1)ＢＦＨ （全对得4分，不全对的，选对1个给1分，选错1个扣1分，扣完为止）
(2)解：
①如图，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S 上的点E 到亮区中心G 的距离r 就是所求最半径。

设紫光临界角为C ，由全反射的知识：n
C 1
sin = （2分） 由几何知识可知: n
R
C R AB =
=sin ==C R OB cos n n R 1
2
-
（1分）
1
tan 2
-⋅=
⋅=n n R C AB BF （1分）
1
)(2
--
=+-=n nR D BF OB D GF （1分）
FB GF
AB GE = 所以有:nR n D AB FB
GF
GE r m --⋅=⋅==12 ＝1m （1分） (其他几何关系解法，只要正确参考上述步骤给分) ②紫色。

（2分）
13．(1) CDF （全对得4分，不全对的，选对1个给1分，选错1个扣1分，扣完为止） (2) 解：（1）由质量数和电荷数守恒可知：
n He H H 1
0322121+→+ (2分)
（2）由题设条件可求出质量亏损为： △m=2.0136u×2-（3.0150-1.0087）u=0.0035u
所以释放的核能为：MeV 26.30035.05.931mc E 2=⨯=∆=∆ (2分) （3）由动量和能量守恒有
)
1(2E )
(1 002k12211分分E
E E v m v m k k ∆+=+=-
解得：MeV 99.0)E E 2(41
E 0k 1k =∆+= (1分) MeV 97.2)E E 2(4
3
E 0k 2
k =∆+= (1分)
14．（1）飞机水平速度不变 t v l 0= ① y 方向加速度恒定 2
2
1at h = ② 消去t 即得 2022v l h a =
③ 由牛顿第二定律 )21(2
02
v gl h mg ma mg F +=+= ④ （2）在h 处 l hv ah at v t 022=== ⑥ )41(21)(2122202
20l
h mv v v m E t k +=+= ⑦
①~④式 共4分 ⑥~⑦式 共4分(用动能定理或其他解法正确同样给分)
15、(12分) (1)证明：因为行星的质量M=2
3
24GT
R π（R 是行星的半径），(1分) 行星的体积V=34πR 3，所以行星的平均密度ρ=V M =
2
3GT π
， (2分) 即ρT 2=
G
π
3，是一个常量，对任何行星都相同。

(1分)
（2）空间探测器绕地球作圆周运动，有
由2Mm G R ＝224mR T π得，空间站的轨道半径R （1分） 2Mm
G R ＝2v m R
随空间站一起运动时，空间探测器的动能为
12mv 2＝2Mm G R （1分） 随空间站一起运动时，空间探测器具有的机械能为 E 1＝－Mm G
R ＋12mv 2=－2Mm
G R
＝－ （2分）
（3）空间站要脱离地球的引力，机械能最小值为E ∞＝0，因此，对探测器做功为 W ＝E ∞－E 1＝2Mm
G
R
（2分） 由地面附近的重力加速度
得 2分）
16. (1) (3分)
在ab 棒上升到最高点的过程中,根据能量守恒定律:
(2分)
Q =30J (1分) 电阻R 上的热量:Q R =Q /3=10J (1分) (2)在0~T/4内,
(1分)
在T/4~T/2内,
(2分)
在3T/4~T 内 Q 3=Q 1= (1分
)
++=5J (1分)解得:B 0=0.5T (1分)
17．解：（1）粒子由a 点进入磁场在洛仑兹力作用下做圆周运动,所以r
v m B qv 20
0= ①
（1分）
由题意知粒子圆周运动的半径:05L R r == ② （1分） 由①、②得：0
5qL mv B =
（2分） （2）据题意，粒子在电场中的运动时间为周期的整数倍，
即：nT v L t ==0 于是得：0
12nv L T = （1分） 粒子在电场中运动侧向总位移：2
2)2(2120d
n T m d qU Y =⋅⋅=
（2分） 带入已知量计算得：q
nmv U 22
0= （1分）
（3）由粒子在磁场中的受力可判断粒子带负电,粒子在
T t 2
3
=
时刻进入电场后向N 板偏转,由题意知粒子应刚好平行于N 板从N 板的边缘水平．．
飞出.并沿着水平方向进入磁场. 如图，设粒子从B 点进入磁场,从C 点射出,O"点为粒子
圆周运动的圆心,由(1)知:R r =,所以OBO''C 为菱形,故有B O OC //
//, （2分） 由于粒子水平射出,故O"B ⊥v 0,于是OC ⊥v 0,方向竖直,故aOC 共线, 所以射出的点到a 点的距为:aC=2R=10L 0. （2分）
a。