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学年SOEC联考

2013学年第二学期高三SOEC物理试卷

2014.2

（时间120分钟，满分150分）

说明：

1．答卷前，考生务必将姓名、准考证号等清楚的填写答题纸上。

2．考生应将答案全部直接写在答题纸上。

一、单选题（每小题2分，共16分）每小题只有一个选项正确。

1．2009年12月，在丹麦首都哥本哈根召开的世界气候大会上，中国承诺2020年碳排放量下降40—45%。

为了实现作为负责任大国的承诺，我们应当大力开发和利用下列能源中的：

（A）石油（B）太阳能（C）天然气（D）煤炭

2．用比值法定义物理量是物理学中一种重要的思想方法，下列物理量的表达式不属于用比值法定义的是：

（A）加速度

（B）功率

（C）速度

（D）加速度

3．下列叙述中符合物理学史实的是：

（A）伽利略发现了单摆的周期公式

（B）奥斯特发现了电磁感应现象

（C）库仑通过扭秤实验得出了电荷间相互作用的规律

（D）牛顿通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论

4．物体做竖直上抛运动时，在任意相同时间间隔内，速度的变化量：

（A）大小相同、方向相同（B）大小相同、方向不同

（C）大小不同、方向不同（D）大小不同、方向相同

5．如图为监控汽车安全带使用情况的报警电路，S为汽车启动开关，汽车启动时S闭合。

RT为安全带使用情况检测传感器，驾驶员系好安全带时RT阻值变的很大。

要求当驾驶员启动汽车但未系安全带时蜂鸣器报警。

则在图中虚线框内应接入的元件是：

（A）“非”门（B）“或”门

（C）“与”门（D）“与非”门

6．物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停止，则其运动的轨迹可能是图中的哪一个：

7．如图，光滑斜面固定于水平面上，滑块A、B叠放在一起，A上表面水平。

当滑块A、B一起由静止开始沿斜面下滑时，A、B始终保持相对静止。

在下滑过程中，B受力的示意图为：

8．如图，质量相等的两小球A和B，A球自由下落，B球从同一高度沿光滑斜面由静止开始下滑。

当它们运动到同一水平面时，速度大小分别为vA和vB，重力的功率分别为PA和PB，则：

（A）vA＝vB，PA＝PB（B）vA＝vB，PA＞PB

（C）vA＞vB，PA＞PB（D）vA＞vB，PA＝PB

二、单选题（每小题3分，共24分）每小题只有一个选项正确。

9．对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是：

（A）温度高的物体分子平均动能大，因此内能一定大

（B）理想气体在等温变化时，内能不改变，因而与外界不发生热交换

（C）布朗运动是液体分子运动的间接反映，它说明分子永不停息地作无规则运动

（D）扩散现象说明分子间存在斥力

10．如图为一列在均匀介质中沿x轴负方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4m/s，则：

（A）质点P此时刻的振动方向沿y轴负方向

（B）P点振幅比Q点振幅小

（C）经过△t＝3s，质点P将向右移动12m

（D）经过△t＝3s，质点Q通过的路程是0.6m

11．已知通电长直导线周围某点的磁感应强度

，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。

如图所示，两根平行长直导线相距为R，通以大小、方向均相同的电流。

规定磁场垂直纸面向里为正方向，在0-R区间内磁感应强度B随x变化的图线可能是：

12．如图所示，甲、乙两个物体分别从A、C两地由静止出发作加速运动，B为AC的中点，两物体在AB段的加速度大小均为a1，在BC段的加速度大小均为a2，且a1＜a2，若甲由A到C所用时间为t甲，乙由C到A所用时间为t乙，则t甲和t乙的大小关系为：

（A）t甲＝t乙（B）t甲＞t乙

（C）t甲＜t乙（D）无法确定

13．如图，小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由光滑的斜面AB和粗糙的平面BC组成（它们在B处由极短的光滑圆弧平滑连接），小车右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当传感器受压力时，其示数为正值；当传感器受拉力时，其示数为负值。

一个小滑块（可视为质点）从A点由静止开始下滑，经B至C点的过程中，传感器记录到的力F随时间t变化的关系如下面四图表示，其中可能正确的是：

14．空间存在一沿x轴方向的静电场，电场强度E随x变化的关系如图所示，图线关于坐标原点旋转对称，A、B是x轴上关于原点对称的两点。

电子在该电场中仅受电场力作用，则：

（A）在A、B两点的电势相等

（B）电子在A、B两点的加速度方向相同

（C）电子从A点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线

（D）取无穷远处电势为零，则O点处电势亦为零

15．如图所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰好在同一直线上。

从t＝0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域。

用I表示导线框中的感应电流（逆时针方向为正），则下列表示I-t关系的图线中，正确的是：

（A）（B）（C）（D）

16．如图所示，斜面体的上表面除BC段粗糙外，其余部分光滑。

一物体从斜面的顶端滑下，经过A、C两点时的速度相等，已知AB＝2BC，物体与BC段的动摩擦因数处处相等，斜面体始终静止在地面上，则：

（A）物体在AB段运动的加速度大于在BC段运动的加速度

（B）物体在AB段运动的时间小于在BC段运动的时间

（C）物体在AB段和BC段运动时，斜面体受到地面静摩擦力的大小在AB段小

（D）物体在AB段和BC段运动时，斜面体受到地面支持力在AB段大

三、多选题（每小题4分，共16分）每小题至少有2个选项正确，选对全部正确选项得4分，选对但不全得2分，错选或不选得0分。

17．如图所示，图线abc表示一定质量的理想气体的状态变化过程，在这个循环过程中，下列说法正确的是：

（A）状态由ab，气体密度减小，分子平均动能不变

（B）状态由bc，气体密度不变，分子平均动能减小

（C）状态由ca，气体密度增大，分子平均动能增大

（D）状态由ca，气体密度不变，分子平均动能增大

18．如图所示，电源电动势为ε，内阻为r，当滑动变阻器的滑片P处于图中R的中点位置时，小灯泡L1、L2、L3、L4均正常发光。

若将滑片P略向左滑动，小灯泡变亮的是：

（A）L1（B）L2

（C）L3（D）L4

19．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。

某同学利用压敏电阻设计了一个判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如右图所示。

将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0。

电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如下图中甲、乙、丙、丁所示，则下列判断中正确的是：

（A）甲图表示电梯可能做匀速上升运动

（B）乙图表示电梯可能做匀加速上升运动

（C）丙图表示电梯可能做匀减速下降运动

（D）丁图表示电梯可能做变减速下降运动

20．如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮，质量分别为M、m（M＞m）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。

两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。

若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中：

（A）两滑块组成的系统机械能守恒

（B）重力对M做的功等于M动能的增加

（C）轻绳对m做的功等于m机械能的增加

（D）两滑块组成的系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功

四、填空题（每空2分，共20分。

答案写在答题卡上相应题中的空白处。

）21A或21B任做一题。

21A．某行星绕太阳运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度v大小为__________；太阳的质量M可表示为_________。

21B．质量为M的小船上站有一个质量为m的人，船相对于岸以v0的速度在平静的水面上向左匀速漂动，如图所示。

某时刻人以相对于岸向右的速度v水平跳出，则人跳船前后船的动量变化方向是_______，船速变化的大小为_______。

22．电池组甲和乙的电动势分别为E1和E2（E1>E2）内阻分别为r1和r2。

用这两个电池分别向某一个电阻R供电时，这个电阻所消耗的功率相等。

若用电池甲、乙分别向另一个阻值比R大的电阻R′供电，设消耗的电功率分别为P1和P2，则电池的内阻r1_________r2，R′消耗的电功率P1_________P2。

（填“大于”、“小于”或“等于”）

23．如图所示，质量为m＝5kg的物体，置于一倾角为30的粗糙斜面上，用一平行于斜面的大小为40N的力F拉物体，使物体沿斜面M向上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a＝2m/s2，斜面始终保持静止状态。

则水平地面对斜面的静摩擦力大小为__________N，2s末该系统克服摩擦力做功的瞬时功率为__________W。

24．如图所示，在水平向左的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线长度为L，一端拴一个质量为m电荷量为q的带负电小球，另一端固定在O点。

把小球拉到使细线水平伸直的位置A然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平方向成θ＝60°的位置B时速度为零。

则电场强度E＝，小球运动过程中的最大速率为。

25．吊桥AB长L，重G1，重心在中心。

A端由铰链支于地面，B端由绳拉住，绳绕过小滑轮C挂重物，重量G2已知。

重力作用线沿铅垂线AC，AC＝AB。

当吊桥与铅垂线的夹角θ＝_____________吊桥能平衡，此时铰链A对吊桥的作用力FA＝_____________。

五．实验题（共24分，答案写在答题卡上相应题中的空白处。

）

26．（5分）如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。

（1）将图中所缺的导线补接完整。

（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后（）

（A）将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针向左偏转一下

（B）将原线圈插入副线圈后，电流计指针一直偏在零点右侧

（C）原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向右偏转一下

（D）原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向左偏转一下

27．（4分）用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下：

①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；

②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；

③用V-1/p图像处理实验数据，得到如图2所示图线。

⑴为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_____________________。

⑵为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是______________和______________。

⑶如果实验操作规范正确，但如图所示的V-1/p图线不过原点，则V0代表______________。

28．（7分）三个同学根据不同的实验条件，进行“探究平抛运动规律”的实验：

（1）甲同学采用图

（1）所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明。

（2）乙同学采用图

（2）所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，M的末端切线水平，N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等。

现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是。

仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明。

（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到图（3）所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为1.25cm，由图可求得拍摄时每隔__________s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为___________m/s（g取9.8m/s2）。

29．（8分）在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：

（A）待测的干电池

（B）电流传感器1

（C）电流传感器2

（D）滑动变阻器R（0—20Ω，2A）

（E）定值电阻R0（2000Ω）

（F）开关和导线若干

某同学发现上述器材中虽然没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验。

（1）在实验操作过程中，该同学将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则电流传感器1的示数将__________（选填“变大”或“变小”）。

（2）图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的I1－I2图线（I1为电流传感器1的示数，I2为电流传感器2的示数，且I2的数值远远大于I1的数值），则由图线可得被测电池的电动势E＝______V，内阻r＝________Ω。

（3）若将图线的纵坐标改为_________，则图线与纵坐标的交点的物理含义即为电动势的大小。

六、计算题（共50分，答案写在答题卡上相应题中的空白处。

要求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，而未写出主要演算过程的，不能得分。

有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位。

）

30．（10分）U形管两臂粗细不等开口向上，封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg。

开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm，如图所示。

现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：

（1）粗管中气体的最终压强；

（2）活塞推动的距离。

31．（12分）如图所示，光滑曲面轨道置于高度为H＝1.8m的平台上，其末端切线水平。

另有一长木板两端分别搁在轨道末端点和水平地面间，构成倾角为θ＝37°的斜面，整个装置固定在竖直平面内。

一个可视作质点的质量为m＝0.1kg的小球，从光滑曲面上由静止开始下滑（不计空气阻力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。

（1）若小球从高h＝0.45m处静止下滑，则小球离开平台时速度v0的大小是多少？

（2）若小球下滑后正好落在木板的末端，则释放小球的高度h为多大？

（3）试推导小球下滑后第一次撞击木板时的动能与它下滑高度h的关系表达式，并作出Ek-h图象。

32．（14分）在光滑绝缘的水平面上，长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B，A球的带电量为＋2q，B球的带电量为－3q（可视为质点，也不考虑两者间相互作用的库仑力）。

现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内，已知虚线MP位于细杆的中垂线，MP和NQ的距离为4L，匀强电场的场强大小为E，方向水平向右。

释放带电系统，让A、B从静止开始运动（忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响）。

求：

（1）小球A、B运动过程中的最大速度；

（2）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间；

（3）带电系统运动过程中，B球电势能增加的最大值。

33．（14分）如图所示，足够长的U型金属框架放置在绝缘斜面上，斜面倾角30°，框架的宽度L＝1.0m、质量M＝1.0kg。

导体棒

垂直放在框架上，且可以无摩擦的运动。

设不同质量的导体棒ab放置时，框架与斜面间的最大静摩擦力均为Fmax＝7N。

导体棒ab电阻R＝0.02Ω，其余电阻一切不计。

边界相距d的两个范围足够大的磁场Ⅰ、Ⅱ，方向相反且均垂直于金属框架，磁感应强度均为B＝0.2T。

导体棒ab从静止开始释放沿框架向下运动，当导体棒运动到即将离开Ⅰ区域时，框架与斜面间摩擦力第一次达到最大值。

（g取10m/s2）求：

（1）当导体棒运动到即将离开Ⅰ区域时，金属框受到的安培力方向和大小；

（2）若d＝3.5m，当导体棒刚进入Ⅱ区域时，金属框受到的安培力大小和摩擦力大小；

（3）质量为1.6kg的导体棒ab在运动的全过程中，金属框架受到的最小摩擦力。

2013学年第二学期高三SOEC物理试卷参考答案2014.2

一、单选题（每小题2分，共16分）

1．B2．D3．C4．A5．C6．C7．A8．B

二、单选题（每小题3分，共24分）

9．C10．D11．C12．B13．D14．A15．D16．C

三、多选题（每小题4分，共16分）

17．AD18．BD19．ACD20．CD

四、填空题（每空2分，共20分

21A．v＝

，M＝

21B．向左，m（v+v0）/M

22．大于大于

23．15

20

24．

25．2arcsin

，

五．实验题（共24分）

26．（5分）

（1）（2分）见右图

（2）（3分）D

27．（4分）

（1）在注射器活塞上涂润滑油，（1分）

（2）移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分，（2分）

（3）注射器与压强传感器连接部位的气体体积，（1分）

28．（7分）

（1）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动（1分）

（2）P、Q二球相碰（1分），平抛运动在水平方向上是匀速运动（1分）

（3）0.036s（2分）0.7（2分）

29．（8分）

（1）变小。

（2分）

（2）3.00（士0.04）V；2.00（士0.03）Ω。

（4分）

（3）I1R0。

（2分）

六、计算题（共50分）

30．（5分+5分＝10分）

设左管横截面积为S，则右管横截面积为3S，

（1）（5分）

以右管封闭气体为研究对象，

p1＝80cmHg，V1＝113S＝33S（1分）

V2＝103S＝30S（1分）

等温变化：

p1V1＝p2V2（1分）

8033S＝p2·30S（1分）

p2＝88cmHg（1分）

（2）（5分）

以左管被活塞封闭气体为研究对象，

p1＝76cmHg，V1＝11S，p2＝88cmHg（1分）

等温变化：

p1V1＝p2V2（1分）

V2＝9.5Scm（1分）

活塞推动的距离L＝11＋3－9.5＝4.5cm（2分）

31．（2分+4分+6分＝12分）

（1）小球从曲面上滑下，只有重力做功，由机械能守恒定律：

mgh＝

①（1分）

（1分）

（2）小球离开平台后做平抛运动，小球正好落到水平地面木板的末端，则

H＝

②

③

联立②③式得：

（2分）

设释小球的高度为h1，则：

（2分）

（3）由机械能守恒定律可得：

小球由离开平台后做平抛运动，可看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，则：

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

由④至⑨式得：

Ek＝3.25h⑩（4分）

考虑到当h>0.8m时小球不会落到斜面上，其图象如图所示（2分）

说明：

图象描绘完整的给2分，不完整的给1分

32．（4分+7分+3分＝14分）

解：

（1）带电系统开始运动后，先向右加速运动；当B进入电场区时，开始做减速运动。

故在B刚进入电场时，系统具有最大速度。

（1分）

设B进入电场前的过程中，系统的加速度为a1，由牛顿第二定律：

2Eq＝2ma1（1分）

B刚进入电场时，系统的速度为vm，由vm2＝2a1L（1分）

可得vm＝

（1分）

（2）当A刚滑到右边界时，电场力对系统做功为W1＝2Eq3L＋（—3Eq2L）＝0

故系统不能从右端滑出，A刚滑到右边界时速度刚好为零（2分）

设B从静止到刚进入电场的时间为t1，则

（1分）

设B进入电场后，系统的加速度为a2，由牛顿第二定律

（2分）

系统做匀减速运动，减速所需时间为t2，则有

（1分）

系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间为

（1分）

（3）当带电系统速度第一次为零，即A恰好到达右边界NQ时，B克服电场力做的功最多，B增加的电势能最多，此时B的位置在PQ的中点处（1分）

所以B电势能增加的最大值W1＝3Eq2L＝6EqL（2分）

33．（3分+7分+4分＝14分）

解：

（1）导体棒即将离开Ⅰ时，金属框受到的安培力沿斜面向下，（1分）

对金属框由平衡条件得fmax＝Mgsin300+FA1max（1分）

求得：

FA1max＝2N（1分）

（2）导体棒受安培力：

FA1max＝

＝2N求得：

v1＝1m/s（2分）

导体棒在两磁场边界之间运动时，mgsin300＝ma,求得：

a＝5m/s2（1分）

d＝

＝3.5m求得：

v2＝6m/s（1分）

导体棒刚进入Ⅱ时，金属框受到的安培力沿斜面向上，

导体棒受安培力：

FA2＝

＝12N（1分）

对金属框由平衡条件得f′＝FA2－Mgsin300（1分）求得：

f′＝7N（1分）

（3）导体棒在磁场Ⅰ中运动时，由牛顿第二定律得：

mgsin30°-FA1＝ma

其中，FA1＝

导体棒做加速度减小的加速运动，最大速度为1m/s，安培力在逐渐增大，最小值是0，最大值为2N。

此过程中对金属框，由平衡条件得f＝Mgsin30°+FA1′

FA1′＝FA1

可知金属框与斜面的摩擦力范围为：

5N～7N。

导体棒在无场区时，金属框与斜面的摩擦力恒为5N。

导体棒在磁场Ⅱ中运动时，由牛顿第二定律得：

FA2-mgsin30°＝ma

FA2＝

导体棒做加速度减小的减速运动，最大速度为6m/s．当a＝0时，

速度最小，以后做匀速运动，此时速度为4m/s．安培力在逐渐减小，最小值是8N，最大值为12N。

此过程中对金属框，由平衡条件得：

f′＝FA2-Mgsin30°，FA2′＝FA2

可知金属框与斜面的摩擦力范围为：

3N～7N。

综上所述，金属框受到的最小摩擦力为3N。

说明：

第（3）问全对4分，请阅卷教师据学生完成情况酌情合理给分。