北京四中高三物理综合试卷

北京四中2004-2005学年度高三物理综合试卷

　　一、单项选择题(每小题只有1个选项符合题意，每小题6分，共48分)
　　1．关于机械波，下列说法不正确的是(　 )
　　A．在传播过程中能传递能量　 　　B．频率由波源决定
　　C、能产生干涉、衍射现象　 　　　D．能在真空中传播

　　2、一物体从高处由静止下落，设运动中空气阻力恒定，当它下落h时动量大小为p₁，当它下落2h时动量大小为p₂，那么p₁：p₂等于(　 )
　　A、1：1　　B、1： 　　C．1：2　　D．1：4

　　3、一定质量的理想气体(　 )
　　A、先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于其始温度
　　B、先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积
　　C．先等容升温，再等压压缩，其温度有一定高于起始温度
　　D、先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能

　　4．一个油轮装载着密度为900kg／m³的原油在海上航行，由于某种事故而使原油发生部分泄漏，设共泄漏9t，则这次事故造成的最大可能的污染面积约为 (　 )
　　A．10¹¹m²　 B．　 10¹²m²　 C、10⁸m²　 D．　 10¹⁰m²

　　5、如图矩形线圈绕对称轴OO'匀速转动，转轴左边有匀强磁场。己知磁感强度B＝0.5T，线圈转动角速度ω＝100πrad/s，线圈面积S=1m²，线圈总电阻R=100Ω，匝数n＝2。线圈从图示位置开始计时，则关于描述线圈中电流的图象和最大值有效值的说法正确的是
　　
　　电流的图象
　　
　　电流的有效值和最大值分别是
　　(4)2.2A，3.1A　 (5)1.6A，2.2A　 (6)1.1A，　 1.6A
　　A．(1)(4)　 B．(2)(5)　 C．(1)(6)　 D．(3)(6)

　　6、每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，幸好地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来(如图，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极)，在地球磁场的作用下，它将向什么方向偏转?　 (　 )
　　
　　A、向东　 B．向南　 C．向西　 D．　 向北

　　7、等量异种点电荷的连线和中垂线如图所示。现将一个带负电的检验电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点。则检验电荷在这全过程中(　 )
　　
　　A．所受的电场力方向改变　 　B．所受的电场力的大小一直减小
　　C．电势能一直减小　　　 　　D．电势能先不变后减小

　　8．在光滑的水平桌面上有两个小车A、B，小车中间夹一根被压缩的轻质弹簧，弹簧并未与小车连接，用两手扶住小车使A、B静止，则下列说法不正确的是(　 )
　　A．两手同时放开A、B两车，总动量始终为零
　　B、A车稍先放，B车稍后放，总动量指向B车一边
　　C．A车稍先放，B车稍后放，总动量与A车被释放前比较就不守恒了
　　D、将两车同时放开与先后放开，总动能的最大值相等

　　二、计算题；(共4小题，72分。要求写出必要的文字说明和重要的演算步骤)
　　9、(16分)假设若干年后，宇航员站在了火星表面。宇航员要乘坐返回舱返回距离火星中心r的轨道舱(围绕火星运动的舱体)。为了安全，返回舱与轨道舱对接时，必须具有相同的速度。如果宇航员在火星上时，自头顶自由释放一个小球，经时间t，小球恰好落到火星表面。且已知火星的半径为R，万有引力常数为G，宇航员的高为h，返回舱与人的总质量为m，返回过程中需克服火星引力做功W=mgR(1- )，g为火星表面的重力加速度。不计火星表面大气及火星自转的影响。求
　　(1)火星表面的重力加速度g。
　　(2)宇航员乘坐返回舱返回轨道舱的过程中消耗的总能量。

　　10．(18分)串列加速器是用来产生高能离子的装置。图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地(电势为零)。现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小。这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的圆周运动。已知碳离子的质量为m＝2.0×10^-26kg，U=7.5×10⁵V，B＝0.50T，n＝2，基元电荷e＝1.6×10^-19C，求R。
　　

　　11、(18分)如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝(图中粗线表示)，R₁＝4Ω、R₂＝8Ω(导轨其它部分电阻不计)。导轨OAC的形状满足方程y＝2sin( x)(单位：m)。磁感强度B＝0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v＝5.0m／s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻。求：
　　(1)外力F的最大值；
　　(2)金属棒在导轨上运动时电阻丝R₁上消耗的最大功率；
　　(3)在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。
　　

　　12．(20分)如图所示，一质量不计的轻质弹簧竖直立在地面上，弹簧的上端与盒子A连接在一起，下端固定在地面上。盒子内装一个光滑小球，盒子内腔为正方体，一直径略小于此正方形边长的金属圆球B恰好能放在盒内，已知弹簧劲度系数为k=400N/m，弹簧弹力对物体做功的大小与弹簧形变量平方成正比，盒子A和金属圆球B质量均为2kg。将A向上提起，使弹簧从自然长度伸长10cm，从静止释放盒子A，不计阻力，A和B一起做竖直方向的简谐振动，g取10m／s²，求：
　　(1)盒子A的振幅；
　　(2)盒子运动到最高点时，盒子A对金属围球B的作用力方向(不要求写出理由)
　　(3)金属圆球B的最大速度。
　　

　　答案：
　　一、选择题
　　1、D　 2、B　 3、D　 4、A　 5、C　 6、A　 7、D　 8、B

　　二、计算题
　　9、
　　解：（1）小球在火星表面作自由落体运动 ，得 （4分）
　　（2）在火星表面附近 　 得：GM=gR²　 （4分）
　　轨道舱作圆周运动 　 （4分）
　　其中m₀为轨道舱的质量，v为轨道舱的速度大小。
　　返回舱与轨道轨道对接时的动能为
　　返回舱返回过程克服引力做功W=mgR(1- )
　　返回舱返回过程中消耗的总能量E=E_K+W= 　 （4分）

　　10、
　　解：设碳离子到达b处时的速度为v₁，从c端射出时的速度为v₂，由能量关系得：mv₁²/2=eU（2分）　 mv₂²/2=mv₁²/2+neU（6分）
　　进入磁场后，碳离子做圆周运动，根据牛顿第二定律得nevB=mv²/R粒子回旋半径
　　R=mv₂/(Bne)　 （4分）　 得　 　（6分）

　　11、
　　解：（1）金属棒匀速运动
　　F_外=F_安　 ε=BLv　 ①
　　I=ε/R_总　 ②
　　F_外=BIL=B²L²v/R_总　 ③
　　 　 ④
　　 　 Ω
　　F_max=0.2²×2²×5.0×3/8=0.3（N）　 （8分）
　　（2）P₁=ε²/R₁=B²L²v²/R₁=0.2²×2²×5.0²/4=1（W）　 (4分)
　　（3）金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化L=2sin( x)(m)　 且x=vt，ε=BLv，
　　 　 （6分）

　　12、
　　解：（1）系统处于平稳位置时，弹簧压缩Δx₁，则2mg=kΔx₁，
　　 （4分）
　　盒子的振幅为　 A=0.20m　 （4分）
　　（2）方向向下（4分）
　　（3）B运动的平衡位置时速度最大，从最高点到平衡位置的过程中，弹力做正功与负功相等，总功为零。由动能定理：
　　2mgA+0=ΔE_k= ·2m·v 　 （4分）
　　 　 （4分）