高2009级高三物理强化训练（十八）
本试卷共120分，考试限时60分钟。
高2009级 班 姓名： 学号： 得分：
选择题（本题包括8小题，共计48分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有2~3道题中有两个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。）建议20分钟内完成。
14、如图所示，轻绳上端固定在天花板上的O点，下端悬挂一个重为10N的物体A，B是固定的表面光滑的圆柱体。当A静止时，轻绳与天花板的夹角为300，B受到绳的压力是
A、5N B、10N C、5N D、10N
15、一质点处于静止状态，现对该质点施加力F，力F随时间t按如图所示的正弦规律变化，力F的方向始终在同一直线上。在0~4s内，下列说法正确的是
A、第2s末，质点距离出发点最远
B、第2s末，质点的动能最大
C、第4s末，质点距离出发点最远
D、第4s末，质点的动能最大
16、如图所示，直角三棱镜ABC的一个侧面BC紧贴在平面镜上，∠BAC=β。从点光源S发出的细光束SO射到棱镜的另一侧面AC上，适当调整入射光SO的方向，当SO与AC成α角时，其折射光与镜面发生一次反射，从AC面射出后恰好与SO重合，则此棱镜的折射率为
A、 B、 C、 D、
17、若规定氢原子处于基态时的能量为E1=0，则其它各激发态的能量依次为E2=10.2eV、E3=12.09eV、E4=12.75eV、E5=13.06eV、……。在气体放电管中，处于基态的氢原子受到能量为12.8eV的高速电子轰击而跃迁到激发态，在这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中
A．总共能辐射出六种不同频率的光子
B．总共能辐射出十种不同频率的光子
C．辐射出波长最长的光子是从n＝4跃迁到n＝3能级时放出的
D．辐射出波长最长的光子是从n＝5跃迁到n＝4能级时放出的
18、实验室内，某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内（活塞与气缸壁之间无摩擦），待活塞静止后，再用一个装有与室温温度相同的水的小滴管贴近活塞，将滴管内的水缓慢滴注在活塞上方，如图所示。在此过程中，若大气压强与室内的温度均保持不变，则下列说法正确的是
A、单位时间内，缸内气体分子对活塞撞击的次数保持不变
B、单位时间内，缸内气体分子对活塞的冲量保持不变
C、外界对缸内气体做的功等于缸内气体向外界释放的热量
D、外界对缸内气体做的功等于缸内气体增加的内能
19、位于坐标原点的波源S不断地产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝
A、波源S开始振动的方向沿y轴正方向
B、t=0.45s时，x=
C、t=0.45s时，波刚好传播到x=
D、t=0.45s时，波刚好传播到x=
20、如图所示，一理想变压器原线圈匝数为n1=1000匝，副线圈匝数为n2=200匝，将原线圈接在u=200sin120πt（V）的交流电压上，电阻R=100Ω，电流表A为理想电表。下列推断正确的是
A、交流电的频率为50Hz
B、穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2Wb/s
C、电流表A的示数为
D、变压器的输入功率是16W
21、如图所示，在水平面内的直角坐标系xoy中有一光滑金属导轨AOC，其中曲线导轨OA 满足方程y＝Lsinkx，长度为π/2k的直导轨OC与x 轴重合，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中。现有一长为L的金属棒从图示位置开始沿x轴正方向做匀速直线运动，已知金属棒单位长度的电阻为R0，除金属棒的电阻外其余电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动的过程中，它与导轨组成的闭合回路
A、电流逐渐增大 B、电流逐渐减小
C、消耗的电功率逐渐增大 D、消耗的电功率逐渐减小
实验次数i
Fi（N）
Li（cm）
1
0.49
60.20
2
0.98
61.60
3
1.47
63.05
4
1.96
64.65
5
2.45
66.10
6
2.94
67.55
建议8分钟内完成
22、（19分）Ⅰ、（8分）某实验小组用如图所示装置测量弹簧的劲度系数k。当挂在弹簧下端的砝码处于静止状态时，测出弹簧受到的拉力F与对应的弹簧长度L（弹簧始终在弹性限度内），列表记录如下：
因为逐差法常用于处理自变量等间距变化的数据组，所以小组一成员用逐差法处理数据，具体如下：将表中第三列相邻的两项求差，得出弹簧伸长量ΔL=Li-Li-1
每个ΔL都是与相同的拉力ΔF=0.49N相对应的伸长量，求出ΔL的平均值
===cm=1.47cm
故该弹簧的劲度系数为k===0.333N/cm
该成员在实验数据处理中存在的问题是： ；
请你用逐差法处理表格中的数据，尽量精确计算出弹簧的劲度系数k= N/cm（保留三位有效数字）。
Ⅱ、（11分）一微安表μA
的刻度盘只标注了表示量程Ig =100μA的刻度线，尚未标注其他分刻度线，如图所示。请用下列全部器材测量微安表μA的内阻：
i、图示的待测微安表μA：内阻Rg约为2kΩ
ii、1块毫伏表mV：量程250mV，最小分度5mV，内阻约为1kΩ
iii、1个滑动变阻器R1：0～50Ω
iv、1个滑动变阻器R2：0～3kΩ
v、1个直流电源E：电动势E=1.5V，内阻r约为1Ω
vi、1个单刀单掷开关S，导线若干
①在方框内画出测量微安表μA的内阻Rg的实验电路原理图（原理图中元件用相应的英文字母标注）。
②下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方：
第一步：断开S，按电路原理图连接器材，将两个滑动变阻器 R1、R2的触头分别置于合理的位置；
第二步：闭合S，分别调节R1和R2至适当位置， 。
③用已知量和测得量的符号表示微安表μA的内阻Rg= 。
建议8分钟内完成
23、（15分）一汽车行驶时遇到紧急情况，驾驶员迅速正确地使用制动器在最短距离内将车停住，称为紧急制动，设此过程中使汽车减速的阻力与汽车对地面的压力成正比，其比例系数只与路面有关。已知该车以72km/h的速度在平直公路上行驶，紧急制动距离为25m；若在相同的路面上，该车以相同的速率在坡度（斜坡的竖直高度和水平距离之比称为坡度）为1:10的斜坡上向下运动，则紧急制动距离将变为多少？（g=10m/s2，结果保留两位有效数字）
建议10分钟内完成
24、（18分）平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点与y轴正方向成600角射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求
（1）粒子在磁场中运动的轨道半径R；
（2）粒子从M点运动到P点的总时间t；
（3）匀强电场的场强大小E。
建议10分钟内完成
25、（20分）地球绕太阳的运动可看作是轨道半径为R的匀速圆周运动，太阳源源不断地向四周辐射能量，太阳光的总辐射功率为PS，太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的过程中，大约有30%的能量损耗。到达地面的太阳光由各种频率的光子组成，每个光子不仅具有能量，还具有动量，其能量与动量的比值为c，c为真空中的光速。（在计算时可认为每个光子的频率均相同）
（1）求射到地面的太阳光在垂直于太阳光方向的单位面积上的辐射功率Pe；
（2）辐射到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强，光子对被照射物体单位面积上所施加的压力叫做光压，假设辐射到地面的太阳光被地面全部吸收，求太阳光对地面的光压I；
（3）试证明：地球表面受到的太阳光辐射压力，和地球绕太阳做圆周运动的轨道半径R的平方成反比（PS可认为不变）。
武汉市2009届四月调研测试理科综合物理部分参考答案及评分细则
武汉市教育科学研究院命制 2009.4.17
14、【答案】B
【解析】对物体A由平衡条件可知，绳子拉力T＝10N，B受到两个方向夹角为120°的等大的两个拉力T的作用，合力贯穿角平分线，合力的大小等于T＝10N，B对。
15、【答案】BC
【解析】对质点（不计摩擦力），拉力由图示的规律变化时，质点在前2s内做加速度先增大后减小的加速运动，2s时刻速度最大，2s~4s内质点做加速度（反方向）先增大后减小的减速运动，4s时刻速度为零。质点始终向正方向运动，故BC正确。
16、【答案】A
【解析】做出光路图，依题意可知光垂直BC反射才能从AC面射出后恰好与SO重合，则光在AC面的入射角为90°－α，由几何关系可知折射角为90°－β，根据折射定律：n＝＝ ，故A对。
17、【答案】AC
【解析】基态氢原子被高速电子轰击而跃迁时可获取小于12.8eV的能量，依题意可知基态的氢原子可跃迁到n＝4能级，氢原子在n＝4能级向低能级跃迁的过程中可能有：4－1、4－2、4－3、3－1、3－2、2－1等六种不同频率的光子辐射出来，其中从n＝4跃迁到n＝3能级时辐射出的光子能量最小，频率最低，波长最长，故AC对。
18、【答案】C
【解析】由平衡条件可知气体压强增大，由P、V、T三者之间的关系可知，温度不变时，体积减小，对理想气体内能不变，故外界对气体做功与气体放出热量相等，C对D错；气体压强增大，温度不变时，汽缸内气体分子单位时间对活塞单位器壁的撞击次数必定减小，A错；压强是大量气体分子单位时间对单位器壁的平均冲量所致，压强增大，单位时间内汽缸内气体分子对活塞的冲量增大，B错。
19、【答案】AD
【解析】波刚好传播到x＝13m处时，根据波的传播方向可知该质点开始向y轴正方向运动，波的传播的过程将波源的振动形式在传播方向上传播，因此波源的起振方向决定了任意刚起振的质点的振动方向，故波源S开始振动的方向沿y轴正方向，A对；波速v＝40m/s，由图可知波长λ＝8m，则周期T＝＝0.2s，经过t＝0.45s＝2T，将t＝0时刻的完整波形图向右移动0.45×40m＝18m，波传播到x＝31m处，可从波形图中看出x＝9m处的质点刚到达最低点，故AD正确。
20、【答案】D
【解析】角速度ω＝120π＝2πf，频率f＝60Hz，A错；u＝n1，故穿过铁芯的磁通量的最大变化率＝＝＝0.2Wb/s，B错；原线圈的有效电压U1＝200V，由变压比可得副线圈电压U2＝40V，电流表示数为I2＝0.4A，C错；副线圈消耗功率P2＝U2I2＝16W，故变压器的输入功率也为16W，D对。
21、【答案】C
【解析】设金属棒运动到x处，此时金属棒的长度为Lx＝Lsinkx，电阻为Rx＝R0Lsinkx，金属棒产生的电动势E＝BLxv＝BvLsinkx，回路中的电流I＝＝＝ ，故电流不变，A、B均错；回路消耗的电功率P＝EI＝，显然P随x的增大而非线性增大，C对D错。
22、（19分）解答：
（1）①只利用了L1和L6两个数据，导致
误差较大（或未利用L2、L3、L4、L5，导致误差较大） 4分
②0.328??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 4分
（2）①??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 5分
说明：电路设计合理，两个变阻器分别当作粗调、微调电阻使用，均算正确。
② 使微安表满偏，记下这时毫伏表的示数U ????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3分
③ U/Ig ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3分
23、（15分）解答：
以汽车初速度方向为正方向，设质量为m的汽车受到的阻力与其对路面压力之间的比例系数为μ，在平直公路上紧急制动的加速度为a1。
根据牛顿第二定律 
μmg=ma1 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ①3分
根据匀减变速直线运动规律 
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ②3分
联立解得 
设汽车沿坡角为θ的斜坡向下运动时，紧急制动的加速度为a2，制动距离为S2。
根据牛顿第二定律 
???????????????????????????????????????????????????????????????????????? ③3分
根据匀变速直线运动规律 
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ④3分
由题意知tanθ=0.1，则 
联立解得 S2=29m ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑤3分
说明：若用其他方法求解，参照参考答案给分。
；28.57m
24、（18分）解答：
（1）设粒子过N点时的速度为v，根据平抛运动的速度关系 
????????????????????????????????? ①2分
分别过N、P点作速度方向的垂线，相交于Q点，则Q是粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，根据牛顿第二定律 
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ②2分
联立①②解得轨道半径 
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ③2分
（2）设粒子在电场中运动的时间为t1，有 
?????????????????????????????????????????????????????????????? ④1分
由几何关系得 
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑤2分
联立③④⑤解得 
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑥
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 
?????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑦1分
由几何关系知
，设粒子在磁场中运动的时间为t2 
??????????????????????????? ⑧2分
联立⑦⑧解得 
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑨
故粒子从M点运动到P点的总时间 
????????????????????????????????????????????? ⑩2分
（3）粒子在电场中做类平抛运动，设加速度为a qE=ma ?????????????????????????????????????????????????????????? ⑾1分
设沿电场方向的分速度为vy vy=at1 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑿1分
又 vy=v0tan600 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⒀1分
联立⑥⑾⑿⒀解得 
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⒁1分
25、（20分）解答：
（1）太阳向各个方向均匀辐射，则 Pe=
?????????????????????????????????????????????????? ①4分
（2）在地面上取一个很小的截面积S，设在很短的时间间隔t内，有N个光子垂直射入此面积，产生的光压力为F，根据动量定理 
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ②2分
根据光压的定义 
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ③2分
根据光子能量E和动量p的大小关系 
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ④2分
在地球轨道处、垂直于太阳光方向的单位面积上的太阳辐射功率 
????????????????????????????? ⑤2分
联立解得 
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑥2分
（3）设地球半径为r，则地球受到的光辐射压力为 
????????????????????????????????????????????????? ⑦2分
联立⑥⑦解得 
???????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑧2分
式中Ps、r、c均为常量，可见地球所受的光辐射压力和地球到太阳的距离R的平方成反比?????????? ⑨2分