高中学生学科素质训练
高三物理综合测试题(3)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共150分，考试时间120分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)
一、本题共10小题；每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一 个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．理想实验是科学研究的一种重要方法，它把可靠的事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律。在下列研究中，哪一个是运用理想实验法进行研究的
A．亚当斯和勒维列各自独立地计算出海王星的运行轨道
B．伽利略得出力不是维持物体运动原因的结论
C．玻尔的原子模型
D．奥斯特发现了电流的磁效应现象
2．对于红、黄、绿三种单色光，下列说法中正确的是
A．在同一种均匀媒质中，红光的传播速度最大
B．以相同的入射角从空气进入水，则红光的折射角最大，绿光的折射角最小。
C．黄光照射到某金属时，能产生光电效应现象，若用绿光照射该金属，一定能产生光电效应现象
D．三种单色光分别照射到同一双缝，都能得到清晰的干涉条纹，红光的干涉条纹间距离最大
3．用电动势为E、内电阻为r的电池组向线圈电阻为R的电动机供电，电动机正常工作后，测得通过的电流为I、电动机两端的电压为U。在时间t内，关于能量转化的情况，以下说法错误的是
A．电池组提供的总电能为(I2r＋IU)t B．电池组消耗的化学能为IEt
C．电池组输出的电功率是E2R(R＋r)2 D．电动机输出的机械能是IEt－I2(R＋r)
4．在盛有浅水的水槽中，每隔一定时间同时拍打水面上的两点S1、S2，产生两列波，图1中圆或圆弧表示某一时刻各个波峰构成的波面，在S1、S2连线上，S1、S2之间的振动加强的点有
A．2点 B．3点 C．4点 D．5点
5．如图2所示的天平可用来测定电磁感应强度B，天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为 L，共N匝，线圈的下部悬在有电流I(方向如图2)时，在天平两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡，当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知
A．B的方向垂直纸面向里，大小为(m1一m2)g／NIL
B．B的方向垂直纸面向里，大小为mg／2NIL
C．B的方向垂直纸面向外，大小为(m1一m2)g／NIL
D．刀的方向垂直纸面向外，大小为mg／2NIL
6．图3所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止 皮带上，运动员用力向后蹬皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒为f，使皮带以速度v匀速 向后运动，则在运动过程中，下列说法正确的是
A．人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力
B．人对皮带不做功
C．人对皮带做功的功率为mgv
D．人对皮带做功的功率为fv
7．如图4所示，a、b、c为三只功率较大的完全相同的电炉，a离电源很近，而b、c离用户电灯乙很近，电源离用户电灯较远，输电线有一定电阻，电源电压恒定，则正确的说法 是
A．使用a时对用户电灯影响大
B．使用b时比使用a时对用户电灯影响大
C．使用c和b对用户电灯的影响几乎一样大
D．使用c时对用户电灯没有影响
8．如图5(甲)所示，ab为原来不带电的细导体棒，g为一带正电的点电荷，当达到静电平衡后，导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E1，O点的电势为U1。现用一导线把导体棒的b端接地，其他条件不变，如图5(乙)，待静电平衡后，导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E2，O点的电势为U2，则
A．E1＝E2，U1＜U2
B．E1＞E2，U1＝U2
C．E1＝E2，U1＞U2
D．E1＜E2，U1＞U2
9．LC振荡电路中电流随时间变化的图象如图6中的正弦曲线表示，若以LC回路中的顺时 针方向为电流正方向；以电容器的上极板带正电时极板间电压为正，则用下列图7中的 四个图象表示电容器极板间电压随时间变化的曲线示意图中正确的是
10．两个相同的水平放置的平行板电容器CA和CB如图8所示连接起来，当它们都带有一定电量时，电容器CB中的带正电微粒P恰好静止，现保持电容器CA两板之间距离不变， 用绝缘工具将CA两板正对着的面积错开使CA的电容变成原来的一半，这时微粒P将(g 为重力加速度)
A．仍保持静止 B．以加速度a＝g／3向上加速运动
C．以加速度a＝g向下加速运动 D．以加速度a＝g／3向下加速运动
第Ⅱ卷(非选择题共110分)
二、本题共3小题，共20分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作图。
11．(5分)使用中值电阻为24Ω(×l挡)的多用电表测量两个定值电阻(阻值约为R1＝20Ω和 R2＝30kΩ)．在下列一系列操作中，选出尽可能准确地测定各阻值，并符合多用电表使用规则的各项操作，按合理的顺序填写在横线的空白处：
(A)转动选择开关置于“×1k”挡 (B)转动选择开关置于“×100”挡
(C)转动选择开关置于“×10”挡 (D)转动选择开关置于“×1挡”
(E)转动选择开关置于“OFF'”挡
(P)将两表笔分别接触R1两端，读出R1的阻值后随即断开
(G)将两表笔分别接触R2两端，读出R2的阻值后随即断开
(H)将两表笔短接，调节调零旋钮，使指针指在刻度线右端的“0”刻度
所选操作的合理顺序是＿＿＿＿＿＿＿＿
12．(7分)设计温度自动控制装置(温控报警器)。可供选择的仪器如下：热敏电阻(R)、小灯泡(A)(或门铃)、学生用电源(E)、继电器(见图9)、滑动变阻器（Rˊ）、开关(S)、导线。
13．(8分)适当选取下面给出的实验器材，设计一个电路测量电流表A1的内阻r1，要求方 法简捷，有尽可能高的测量精度，电路消耗的电功率尽可能小。
A．电流表A1，内阻r1待测(约400Ω左右)，量程0．5mA；
B．电流表A2，内阻r2未知，量程1mA，此表未校正过，读出的数据误差较大；
C．电压表V，内阻r3在104Ω以上，量程15V；
D．滑动变阻器R1，总阻值500Ω左右；
E．电阻箱R2，共有四个倍率×0．1Ω、×1Ω、×10Ω、×100Ω；
P．保护电阻R3，阻值2．5kΩ；
G．电源E1，电动势1．5V，内阻很小；
H．电源E2，电动势20V，内阻很小；
I．单刀单掷开关、单刀双掷开关、导线若干。
(1)实验应选用的器材是＿＿＿＿＿＿＿＿。
(2)画出测量电路图，简要叙述实验原理
三、本题共7小题，90分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤。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．（10分）为确定爱因斯坦质能方程△E＝△mc2的正确性，设计了如下实验：用动能为 E1＝0．9MeV的质子去轰击静止的锂核
，生成两个α粒子，测得这两个α粒子的动能之和为E＝19．9MeV。(计算中质子、α粒子和锂核的质量分别取：mp＝1．0073u，mα＝4．0015u，mLi＝7．0160u)
(1)写出该核反应的方程。
(2)计算核反应过程中释放出来的能量△E。
(3)通过计算说明△E＝△mc2的正确性。
15．(12分)如图10所示，正方形线框abcd，边长为L，质量为m，砝码质量为M，现在用一段不可伸长的细绳绕过两个定滑轮将线框与砝码相连，已知M＞m，砝码从某一位置下 落带动线框一起运动，当线框上升到ab边进入匀强磁场区域时开始做匀速直线运动直至 穿过，区域宽度h＝L，已知线框电阻为R，磁场的磁感强度为B。求：
(1)线框匀速上升的速度。
(2)在线框穿过磁场的过程中产生的电能。
16．(12分)如图11所示，一个透明玻璃球的折射率为
，一束足够强的细光束在过球心的平面内以45º入射角由真空射入玻璃球后，在玻璃球中发生多次反射．从各个方向观察玻璃球，能看到几束光线射出?其中最强的一束出射光与入射光之间的夹角多大?
17．(13分)一个质量为m＝0．20kg的小球系在轻质弹簧的一端，且套在光滑直立的圆环上，弹簧的上端固定于环的最高点A，环的半径R＝0．50m，弹簧的原长l0=0．50m，劲度系数为4．8N／m。如图所示，让小球从图12中位置B点由静止开始滑动到最低点C时，弹簧的弹性势能EP＝0．60J。求：
(1)小球到C点时的速度大小；
(2)小球在C点对环的作用力。
18．(13分)如图13所示，光滑轨道上，小车A、B用轻弹簧连接，将弹簧压缩后用细绳系在A、B上。然后使A、B以速度v0沿轨道向右运动，运动中细绳突然断开，当弹簧第一次恢复到自然长度时，A的速度刚好为0，已知A、B的质量分别为mA、mB，且mA＜mB。求：
(1)被压缩的弹簧具有的弹性势能EP。
(2)试定量分析、讨论在以后的运动过程中，小车B有无速度为0的时刻？
19．(15分)开普勒从1609年一1619年发表了著名的开普勒行星运动三定律(如图14)：
第—定律：所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳在这个椭圆的一个焦点上．
第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等。
第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值相等(圆形轨道是椭圆轨道的特殊情况，圆形轨道的半长轴即圆半径)。
实践证明，开普勒三定律也适用人造地球卫星的运动。
如果人造地球卫星沿半径为r的圆轨道绕地球运动，当开动制动发动机后，卫星速度降低并转移到与地球相切的椭圆形轨道，如图15所示。
(1)问在这之后，卫星经多长时间着陆？(假设空气阻力不计，地球半径为R，地球表面 重力加速度为g)
(2)根据开普勒第二定律求转轨后卫星在远地点和地近点的速率之比．。
(3)假设地球公转轨道是半径为r、周期为T的圆轨道，试由圆轨道的向心加速度公式、 牛顿第二定律和开普勒第三定律①证明太阳对地球的引力可表示为
（k2为常数，m为地球质量)，②由①可知地球对其他物体的引力
， 证明
（M为太阳质量)，并由此导出万有引力定律．
20．(15分)如图16所示，区域I和区域Ⅱ的匀强磁场磁感应强度大小相等，方向相反。在区域Ⅱ的A处有一静止的原子核发生α衰变，生成的新核电量为q(大于α粒子电量)，新核和α粒子的运动轨迹如图，其中一个由区域Ⅱ进入区域I，与光滑绝缘挡板PN垂直相碰后(PN与磁场分界线CD平行)，经过一段时间又能返回到A处，已知区域I的宽度为d，试求新核和α粒子的轨道半径。(基本电荷电量为e)