高三理科综合物理部分能力测试⑵（物理部分）
13．下列说法中正确的有
A．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律，因此不可能制成
B．根据能量守恒定律，经过不断的技术改造，热机的效率可以达到100%
C．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能真正出现的
D．自然界中的能量是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，因此要节约能源
14．如图所示，是两个城市间的光缆中的一条光导纤维，光缆长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c，光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出（θ为全反射的临界角，已知sinθ=n2/n1）则为
A．n1> n2，光从它的一端射入到从另一端射出所需要的时间等于L/c
B．n1< n2，光从它的一端射入到从另一端射出所需要的时间等于n1L/(n2c)
C．n1> n2，光从它的一端射入到从另一端射出所需要的时间等于n12L/(n2c)
D．n1< n2，光从它的一端射入到从另一端射出所需要的时间等于n1L/c
15．氢原子的能级图如右，已知可见光光子能量范围为1.62eV~3.11eV。下列说法正确的是
A．处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离
B．大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，发出的光中一定包含可见光
C．大量处于n=2能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光光子能量较大，有明显的热效应
D．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，只可能发出3种不同频率的光
16． 如图所示，理想变压器原线圈输入交变电流i=Imsinωt，副线圈接有一电流表、负载电阻R，电流表的示数为0.10A。在t=0.25π/ω时，原线圈中的电流瞬时值为0.03A。由此可知该变压器的原、副线圈的匝数比为
A．10∶3
B．3∶10
C．10∶3
D．3∶10
17．木块静止在光滑水平面上，一颗子弹以速度v0沿水平方向射入木块，射穿木块后木块的速度为v1。现将同样的木块放在光滑的水平桌面上，相同的子弹以速度2v0沿水平方向射入木块，则下列说法中正确的是
A．子弹不能射穿木块，将留在木块中和木块一起运动，速度小于v1
B．子弹能够射穿木块，射穿后木块的速度小于v1
C．子弹能够射穿木块，射穿后木块的速度等于v1
D．子弹能够射穿木块，射穿后木块的速度于大v1
18．在太阳的活动期，地球大气受太阳风的影响而扩张，这样使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，而开始下落．大部分垃圾在落地前已经燃烧成灰烬，但体积较大的则会落到地面上给我们造成威胁和危害．那么太空垃圾下落的原因是（ ）
A．大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致的．
B．太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小，根据牛顿第二运动定律，向心加速度就会不断增大，所以垃圾落向地面．
C．太空垃圾在大气阻力的作用下速度减小，那么它做圆运动所需的向心力就小于实际的万有引力，因此过大的万有引力将垃圾拉向了地面．
D．太空垃圾上表面受到的大气压力大于下表面受到的大气压力，所以是大气的力量将它推向地面的．
19．一列沿x轴正向传播的简谐波，在x1=2.0m和x2=12.0m处的两质点的振动图像如图实线和虚线所示。由图可知，关于简谐波的波长和波速有如下一些判断：①波长可能等于4.0m；②波长可能等于10m；③最大波速等于1.0m/s；④最大波速等于5.0m/s。以上判断正确的是
A．①和③ B．①和② C．②和④ D．①和④
20．在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B1随时间t的变化关系如左图所示。0-1s内磁场方向垂直线框平面向里。圆形金属框与一个平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L，电阻为R且与导轨接触良好，其余各处电阻不计，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒定为B2，方向垂直垂直导轨平面向里，如右图所示。若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是下图中的（设向右的力为正方。）
A． B． C． D．
21．（18分）⑴在用单摆测定重力加速度的实验中，下列措施中必要的或做法正确的是 。（选填下列措施前的序号）
A．为了便于计时观察，单摆的摆角应尽量大些 B．摆线不能太短
C．摆球为密度较大的的实心金属小球 D．测量周期时，测30-50次单摆全振动总时间
E．将摆球和摆线平放在桌面上，拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O间的长度作为摆长，然后将摆线从O点吊起
⑵某同学在一次用单摆测重力加速度的实验中，测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图所示的坐标系中。图中各坐标点的标号分别对应实验中5种不同摆长的情况。在处理数据时，该同学实验中的第 ___点应当舍弃。画出该同学记录的T2-l图线。求重力加速度时，需首先求出图线的斜率k，则用斜率k求重力加速度的表达式为g=____，大小是____。
⑶某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实验室中有如下器材：
A．待测干电池
B．电流表G（0~3mA，内电阻r1=20Ω）
C．电流表A（0~0.6A，内电阻r2=0.20）D．滑动变阻器甲（最大阻值10Ω）
E．滑动变阻器乙（最大阻值100Ω） F．定值电阻R1=100Ω
G．定值电阻R2=500Ω H．定值电阻R3=1.5kΩ
开关、导线。
由于没有电压表，为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量。
①为了方便并能较准确测量，滑动变阻器应选 ，定值电阻应选用 。（填写定值电阻前的序号）
②若某次测量中电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2；改变滑动变阻器的位置后，电流表G的示数为I1′，电流表A的示数为I2′。则可知此电源的内电阻测量值为r= ，电动势测量值为E= 。
22．（16分）质谱仪是用来测定带电粒子质量的一种装置，如图所示，电容器两极板相距为d，两板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1，方向垂直纸面向外。一束电荷量相同质量不同的带正电的粒子沿电容器的中线平行于极板射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一个磁感应强度为B2的匀强磁场，方向垂直纸面向外。结果分别打在感光片上的a、b两点，设a、b两点之间距离为Δx，粒子所带电荷量为q，且不计重力。求：⑴粒子进入磁场B2时的速度v；⑵打在a、b两点的粒子的质量之差Δm.
23．（18分）如图所示，电阻不计的光滑平行金属导轨MN和PQ水平放置，MP间接有阻值为R的电阻，导轨相距L，空间有竖直向下的匀强磁场。质量为m，电阻为R0的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好。用平行于MN向右的水平力拉动CD从静止开始运动，拉力的功率恒定为P。经过时间t导体棒CD达到最大速度v0。⑴求磁场磁感强度B的大小。⑵求该过程中电阻R上所产生的电热。⑶若换用恒力F拉动CD从静止开始运动，导体棒CD达到最大速度将为2v0。求恒力F的大小及当CD速度为v0时棒的加速度。
24．（20分）如图所示，光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L”型滑板，其质量为M，平面部分的上表面光滑且足够长。在距滑板的A端为l的B处放置一个质量为m、带电量为q的小物体C（可看成是质点），在水平的匀强电场作用下，由静止开始运动。已知：M=3m，电场的场强为E。假设物体C在运动中及与滑板A端相碰时不损失电量。⑴求物体C第一次与滑板A端相碰前瞬间的速度大小v0。⑵若物体C与滑板A端相碰的时间极短，而且碰后弹回的速度大小v1是碰前速度大小的1/5，求滑板被碰后速度v2的大小。⑶求小物体C从开始运动到与滑板A第二次碰撞这段时间内，电场力对小物体C做的功。
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参考答案
13．D 14．C（提示：光在光导纤维中通过的总路程是L/sinθ=n1L/n2，对应的光速是c/n1。） 15．A（提示：紫外线光子的能量一定大于紫光光子的能量，即一定大于3.11eV，而从第3能级电离只需要1.51eV能量A正确；高能级向3能级跃迁辐射光子的能量一定小于1.51eV，因此不含可见光，B错；2能级的氢原子向基态跃迁，辐射光子的能量为10.2eV，是紫外线，只有红外线才有明显的热效应，C错；4能级向低能级跃迁，有6中可能的光，D错。） 16．A（提示：t时刻电流瞬时值恰好是有效值。） 17．B（提示：利用速度图象分析。子弹和木块速度图线之间的面积表示木块的厚度。两次面积相等的情况下，从纵坐标分析木块的速度。） 18．C 19．D（提示：这两个质点是反相质点，它们间的距离是半波长的奇数倍，即
其中n=1，2，3…）
20．A（提示：B1增大时，为阻碍磁通量变化，导体棒有向左移动的趋势，因此受到的摩擦力向右，为正。）
21．⑴BCD ⑵4，4π2/k，9.6m/s2 ⑶①D，G ②
（提示：通过电源的电流是两只电表的电流之和。）
22．⑴
⑵
23．⑴
（提示：最大速度时拉力与安培力等大反向，P/v0-BIL=0，即
）
⑵
（提示：由能量守恒，
，可得回路释放的总电热，而R上所产生的电热
）
⑶ F=2P/v0，
（提示：达到最大速度时
，由⑴可知F=2P/v0；当速度为v0时，
，得
）
24．⑴v0=
⑵v2=
⑶W =
（提示：第一次碰后滑板做匀速运动，C做匀变速直线运动，设经历时间t再次相遇，则这段时间两物体的位移相同，设位移为s，则有
，可得
。）