高三物理调研考试试题.docx

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江苏省苏北四市2011届高三第三次调研考试
物理试题 2011.4.1．
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．每小题只有一个选项符合题意．
x
F安/N
x/m
h
1．在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度水平匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图所示。关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是
A．相对地面的运动轨迹为直线 B．相对地面做变加速曲线运动
C．t时刻猴子对地速度的大小为 D．t时间内猴子对地的位移大小为
1
风向
A
B
L
O
θ
2．风洞是进行空气动力学实验的一种主要设备。某兴趣小组为了检验一飞机模型的性能，对该模型进行了模拟风洞实验，该实验的示意图如图，其中AB代表飞机模型的截面，OL为飞机模型的牵引绳。已知飞机模型重为G，风向水平，当牵引绳水平时，飞机模型恰好静止在空中，此时飞机模型截面与水平面的夹角为θ，则作用于飞机模型上的风力大小为
r
O
φ
φ0
r0
r1
r2
A． B．Gcosθ C． D．Gsinθ
3．真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。下列说法中正确的是
A．A点的电势低于B点的电势 B．A点的电场强度方向由A指向B
O
A
D
h
m
C．A点的电场强度小于B点的电场强度 D．正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做负功
4．如图，在一直立的光滑管内放置一劲度系数为k的轻质弹簧，管口上方O点与弹簧上端初位置A的距离为h，一质量为m的小球从O点由静止下落，压缩弹簧至最低点D，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。小球自O点下落到最低点D的过程中，下列说法中正确的是
A．小球最大速度的位置随h的变化而变化 B．小球的最大速度与h无关
C．小球的最大加速度大于重力加速度 D．弹簧的最大压缩量与h成正比
B/T
1
2
3
4
B0
-B0
t/s
a
b
d
c
5．闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abcda的方向为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图象，下列正确的是
t/s
F/N
F0
-F0
1
2
3
4
C
O
1
F/N
F0
-F0
2
3
4
D
O
-I0
t/s
i/A
I0
1
2
3
4
A
O
t/s
i/A
I0
-I0
1
2
3
4
B
O

t/s

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，错选或不答得0分．
6．我国将于今年下半年发射目标飞行器“天宫一号”，若“天宫一号”能在离地面约300km高的圆轨道上正常运行，两月后再发射“神舟八号”飞船并与其进行对接试验。下列说法中正确的是
A．“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度
B．对接前，“神舟八号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速
线束
D型盒
离子源
高频电源
真空室

C．对接时，“神舟八号”与“天宫一号”的加速度相等
D．对接后，“天宫一号”的速度小于第一宇宙速度
7．如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核（）和氦核（）。下列说法中正确的是
A．它们的最大速度相同 B．它们的最大动能相同
C．它们在D形盒中运动的周期相同 D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
R0
A
R
V
t/s
u/V
0
0.01
0.02

0.03
甲 乙
8．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5︰l，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统 (报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法中正确的是
A．图乙中电压的有效值为110V
B．电压表的示数为44V
C．R处出现火警时电流表示数增大
D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
x/(×102m)

Ek/(×105J)
0
5
7
8.5
11
8
①
②
5
9．低碳、环保是未来汽车的发展方向。某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系图象如图，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg，设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计。根据图象所给的信息可求出
A．汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000N B．汽车的额定功率为80kW
C．汽车加速运动的时间为22.5s D．汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J
三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，共计42分．请将解答填在答题卡相应的位置．
【必做题】
U
O
t
Dt1
Dt2
乙
甲
40
45
0
5
0
5
丙
10．（8分）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

⑴实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt1 ▲ Δt2（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平。
⑵用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d = ▲ mm。
⑶滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出 ▲ 和 ▲ （写出物理量的名称及符号）。
⑷若上述物理量间满足关系式 ▲ ，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒。
11．（10分）现有以下器材：电流表A（量程0.6A、内阻=0.5Ω），电阻箱R（量程99.99Ω），待测电阻Rx，直流电源（电动势E和内阻r待测），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，带铁夹的导线若干。
某探究实验小组设计如图甲所示的实验电路，用来测定待测电阻的阻值Rx、直流电源的电动势E和内阻r。
⑴按图甲所示的电路，将图乙所示的实物连线补画完整
Rx
a
b
S2
S1
E r
R
乙
E

R
A
b
a
r
R
R x
甲
S2
S1

⑵测量电阻Rx的阻值
①将开关S1闭合、开关S2接a，读出电流表的示数I1
②保持开关S1闭合，将开关S2接b，调节电阻箱R的阻值，使得电流表的示数也
为I1，此时电阻箱的阻值R= 4.00Ω，则Rx= ▲ Ω
⑶测电源的电动势E和内阻r
将开关S1闭合、开关S2接b，调节电阻箱R的阻值，记下电流表的示数I，得到若
R/Ω
9
3
12

1.0

2.0
3.0
4.0
5.0

0
6
15

丙
▲ ▲ ▲
干组 R、I的数据（见下表），请在图丙所示的坐标纸上作出-R的图象，并根据图
象求得电动势E= ▲ V，内阻r= ▲ Ω
次数
1
2
3
4
5
R/Ω
3.00
6.00
9.00
12.00
15.00
I/A
0.59
0.37
0.27
0.21
0.18
A-1
1.70
2.70
3.70
4.75
5.60

（保留两位有效数字）。

12．【选做题】（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答，如都作答则按A、B两小题评分）
A．（选修模块3-3）（12分）
⑴如图，固定的导热气缸内用活塞密封一定质量的理想气体，气缸置于温度不变的环境中。现用力使活塞缓慢地向上移动，密闭气体的状态发生了变化。下列图象中p、V和U分别表示该气体的压强、体积和内能，表示该气体分子的平均动能，n表示单位体积内气体的分子数，a、d为双曲线，b、c为直线。能正确反映上述过程的是 ▲
F
O

V
p
A
a
O

V
U
B
b
O
a
V

C
c
O
a
V
n
D
d

石墨的微观结构
石墨烯的微观结构
⑵2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有0.34nm的石墨烯，是碳的二维结构。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识判断，下列说法中正确的是 ▲
A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体 B．石墨是单质，石墨烯是化合物
C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体 D．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
⑶为保证驾乘人员的安全，轿车中设有安全气囊。轿车在发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠（NaN3）爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊。若氮气充入后安全气囊的容积V=56L，囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3，已知氮气摩尔质量M=2.8×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，试估算囊中氮气分子的总个数N（结果保留一位有效数字）。

B．（选修模块3-4）（12分）
⑴下列说法中正确的是 ▲
A．当某列声波产生多普勒效应时，相应声源的振动频率一定发生变化
B．狭义相对论指出：电磁相互作用在真空中的传播速度c是自然界中速度的极限
C．家用微波炉的工作应用了一种电磁波，而军用雷达的工作应用了一种脉冲超声波
D．大豆色拉油中的气泡看起来特别明亮，是因为光从气泡射向油时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
(2)图甲为某一简谐横波在t=0时刻的波动图象，P为其传播方向上的一个质点，图乙为质点P的振动图象。根据图象可知：波的传播速度为 ▲ m/s，波沿x轴的 ▲ 方向传播（选填“正”或 “负”），质点P振动12s所通过的路程为 ▲ m。
x/m

5
0
-5
6
3
2
1
5
4
y/cm
甲
P
t/s
a

5
0
-5
6
3
2
1
5
4
y/cm
乙

B
C
A
E
F
45°
⑶如图ABC为等腰三棱镜的横截面，已知顶角A为60°，图中EF∥BC，一束光线在AB边上的入射角为45°，真空中的光速为c。试求光在该种介质中的折射率n及传播速度v。

C．（选修模块3-5）（12分）
⑴下列相互作用的过程中，可以认为系统动量守恒的是 ▲
滑轮男孩推滑轮女孩

子弹击穿地上面粉袋的瞬间
太空人在舱外发射子弹
公路上运动的汽车发生碰撞
A B C D

⑵北京时间2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，强震引发了福岛核电站危机。下列关于核裂变和核辐射的方程中书写正确的是 ▲
A． B． C． D．
⑶已知中子的质量，质子的质量，粒子的质量，真空中的光速为c。求粒子
的比结合能。

四、计算题：本题共3小题，共计47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．
M
N
O
v
B
13．（15分）如图，顶角为90°的光滑金属导轨MON固定在水平面上，导轨MO、NO的长度相等，M、N两点间的距离l＝2m，整个装置处于磁感应强度大小B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。一根粗细均匀、单位长度电阻值r＝0.5Ω/m的导体棒在垂直于棒的水平拉力作用下，从MN处以速度v＝2m/s沿导轨向右匀速滑动，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，求：
⑴导体棒刚开始运动时所受水平拉力F的大小；
⑵开始运动后0.2s内通过导体棒的电荷量q；
⑶导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q。

h
O′
O
P
Q
F
圆盘
轨道
x
A
14．（16分）如图，半径R=0.4m的圆盘水平放置，绕竖直轴OO′匀速转动，在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道PQ，转轴和水平轨道交于O′点。一质量m=1kg的小车（可视为质点），在F=4N的水平恒力作用下，从O′左侧x0=2m处由静止开始沿轨道向右运动，当小车运动到O′点时，从小车上自由释放一小球，此时圆盘半径OA与x轴重合。规定经过O点水平向右为x轴正方向。小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2。
⑴若小球刚好落到A点，求小车运动到O′点的速度；
⑵为使小球刚好落在A点，圆盘转动的角速度应为多大？
⑶为使小球能落到圆盘上，求水平拉力F作用的距离范围。

15．（16分）如图甲所示，两块相同的平行金属板M、N正对着放置，相距为，板M、N上的小孔s1、s2与 O三点共线，s2O=R，连线s1O垂直于板M、N。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。收集屏PQ上各点到O点的距离都为2R，两端点P、Q关于连线s1O对称，屏PQ所对的圆心角θ=120°。质量为m、电荷量为e的质子连续不断地经s1进入M、N间的电场，接着通过s2进入磁场。质子重力及质子间的相互作用均不计，质子在s1处的速度看作零。
⑴若M、N间的电压UMN=+U时，求质子进入磁场时速度的大小。
⑵若M、N间接入如图乙所示的随时间t变化的电压（式中，周期T已知），且在质子通过板间电场区域的极短时间内板间电场视为恒定，则质子在哪些时刻自s1处进入板间，穿出磁场后均能打到收集屏PQ上？
U0
O
UMN
t
T
2T
3T
乙
+e
B
M
N
O
P

Q
甲
s2
s1
v0
m
⑶在上述⑵问的情形下，当M、N间的电压不同时，质子从s1处到打在收集屏PQ上经历的时间t会不同，求t的最大值。

江苏省苏北四市2011届高三第三次调研考试
物理试题参考答案及评分标准 2011.4.1
一、选择题1. D 2.A 3 . B 4. C 5 . D　　6 . CD 7 . AC 8.ACD 9 .BD
二、简答题
10．(1) Δt1=Δt2 (2分)(2) 8.474（在8.473～8.475之间均算对） （2分）
(3) 滑块质量M ，两光电门间距离L （2分）
(4) （2分）
11．（10分）(1) 如图 （3 分） (2) ② 4.00 或4（1 分） (3) 如图 （2 分）
9
3
12

1.0

2.0
3.0
4.0
5.0

0
6
15

3.1（在3.0---3.2之间均算对）（2 分）, 2.0（在1.9---2.1之间均算对）（2 分）
Rx
a
b
S2
S1
E r
R
乙
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12．A．（选修模块3—3）（12分）
(1) ABD （4分） (2)CD（4分）
(3)设N2的物质量为n，则（2分）氮气的分子总数（1分）代入数据得n= 3×1024
B．（选修模块3—4）（12分）
(1)B （4分） (2) 1（1分） ，正（1分） ，0.6（2分）
(3) 光线在AB边上发生折射时，折射角γ=30°，由，则（2分）
光在该介质中传播速度 （2分）
C．（选修模块3—5）（12分）
⑴AC（4分） ⑵BCD（4分）⑶=（2+2）-（1分）
=c2 （1分）粒子的比结合能为：=（2分）
三、计算题
13．（15分）解：⑴导体棒开始运动时,回路中产生的感应电动势E＝Bl v（1分）
感应电流 （1分）安培力F安＝BIl （1分）由平衡条件得：F＝F安 （1分）
联立上式得：N （1分）
⑵由⑴问知，感应电流 与导体棒切割的有效长度l无关 （1分）
感应电流大小A（1分） 故0.2s内通过导体棒的电荷量q＝It＝0.4C（2分）
⑶解法(一)设导体棒经t时间沿导轨匀速向右运动的位移为x,
则t时刻导体棒切割的有效长度lx= l-2x（1分）
由⑴问知，导体棒在导轨上运动时所受的安培力（2分）
因安培力的大小与位移x成线性关系，故通过导轨过程中
导体棒所受安培力的平均值（1分）产生的焦耳热Q（2分）
解法(二)设导体棒经t时间沿导轨匀速向右运动的位移为x,
则t时刻导体棒切割的有效长度lx= l-2x（1分）
x
F安/N
x/m
h
O
1
由⑴问知，导体棒在导轨上运动时所受的安培力（2分）
作出安培力大小随位移x变化的图象，图象与坐标轴围成面积表示导体棒克服安培力作功，也为产生的焦耳热（2分）所以，产生的焦耳热Q=1 J
14. （16分）解：
（1）小球离开小车后，由于惯性，将以离开小车时的速度作平抛运动，
（1分） （1分）
小车运动到点的速度m/s（2分）
（2）为使小球刚好落在A点，则小球下落的时间为圆盘转动周期
的整数倍，有，其中k = 1,2,3,……（2分）
即rad/s，其中k = 1,2,3……（2分）
（3）小球若能落到圆盘上，其在O′点的速度范围是：0<v≤1m/s （1分）
设水平拉力作用的最小距离与最大距离分别为x1、x2，对应到达点的速度分别为0、1m/s。
根据动能定理，有 （2分） 代入数据解得 m （1分）
根据动能定理，有（2分）代入数据解得 m或m（1分）
则水平拉力F作用的距离范围 1m < x ≤1.125m （1分）
15．（16分）解：（1）根据动能定理，有 （2分） （1分）
（2）质子在板间运动，根据动能定理， 有（1分）
质子在磁场中运动，根据牛顿第二定律，有（2分）
若质子能打在收集屏上，轨道半径与半径应满足的关系： （2分）
解得板间电压 （1分）
结合图象可知：质子在…（,1,2,…）之间任一时刻从s1处进入电场，均能打到收集屏上（2分）
（3）M、N间的电压越小，质子穿出电场进入磁场时的速度越小，质子在极板间经历的时间越长，同时在磁场中运动轨迹的半径越小，在磁场中运动的时间也会越长，出磁场后打到收集屏前作匀速运动的时间也越长，所以当质子打在收集屏的P端时，对应时间t
最长，两板间的电压此时为（1分）
在板间电场中运动时间 （1分）
在磁场中运动时间（1分）
出磁场后打到收集屏前作匀速运动的时间 （1分）
所以，运动总时间
或t （1分）