国华纪念中学2006—2007学年度第一学期高三模拟考试
物 理
总分150分
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一．单项选择题。本题共5小题；每小题4分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选错或不答的得0分。
1．如图所示，在光滑的水平面上，有竖直向下的匀强磁场，分布在宽度为L的区域里。现有一边长为a（a＜L的正方形闭合线圈刚好能穿过磁场，则线圈在滑进磁场过程中产生的热量Q1与滑出磁场过程中产生的热量Q2之比为
A．1：1
B．2：1
C．3：1
D．4：1
2．用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如右图所示。今对小球a持续施加一个向左偏下30°大小为F的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°的大小为1.5F的恒力，最后达到平衡。表示平衡状态的图可能是
3．如图所示，一平面镜放在半径为r的圆上P点处，并绕P点以角速度ω沿逆时针方向匀速旋转。某时刻点光源S沿半径SO方向发出一束细光束刚好垂直射到平面镜P点处，当平面镜转动时，反射光线射到圆上形成的光点在圆上移动，在镜转过
的过程中，此光点的运动情况是
A．变速圆周运动，且运动速率越来越大
B．匀速圆周运动，且运动速率为2ωr
C．匀速圆周运动，且运动速率为4ωr
D．变速圆周运动，且运动速率越来越小
4．有下列4个核反应方程
①
Na→
Mg+
e ②
U+
n→
Ba+
Kr+3n
③
F+
He→
Ne+
H ④
He+
H→He+H
上述核反应依次属于
A．衰变、人工转变、人工转变、聚变 B．裂变、裂变、聚变、聚变
C．衰变、衰变、聚变、聚变 D．衰变、裂变、人工转变、聚变
5．有关气体压强，下列说法正确的是
A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大
B．气体的分子密度增大，则气体的压强一定增大
C．气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大
D．气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小
二．本题共5小题；每小题4分，共20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。
6．如图所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合电键，接入灯泡增多时，以下说法正确的是
A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗
B．各灯两端的电压在灯多时较低
C．通过电池的电流在灯多时较大
D．灯多时电池输出功率较大
7．2004年“阜阳假奶粉”事件闹得沸沸扬扬，奶粉的碳水化合物（糖）的含量是一个重要指标，可以用“旋光”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量，偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这角度称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是
A．到达O处光的强度会减弱
B．到达O处的强度不会减弱
C．将偏振片B转过一个角度，使得O处强度再次最大，偏振片B转过的角度等于α
D．将偏振片A转过一个角度，使得O处强度再次最大，偏振片A转过的角度等于α
8．如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象信息可得
A．在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都是处于压缩状态
B．从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长
C．两物体的质量之比为m1∶m2 = 1∶2
D．在t2时刻A与B的动能之比为E k1∶E k2 =1∶8
9．以下说法不正确的是
A．卢瑟福的a粒子散射实验结果说明了原子具有核式结构
B．加高温可使放射性元素的衰变加快
C．太阳不断地向外辐射大量能量，太阳质量应不断减小，日地间距离应不断增大，地球公转速度应不断减小
D．氢原子辐射一个光子后，氢原子的电势能增大
10．关于物体内能的变化情况，下列说法中正确的是
A．吸热的物体，其内能一定增加 B．绝热压缩的物体，其内能一定增加
C．放热的物体，其内能也可能增加 D．体积膨胀的物体，其内能一定减少
第Ⅱ卷（非选择题共110分）
三．本题共2个小题，共20分。把答案填在题后的横线上或按题目的要求作图。
11．（8分）
如图所示为一种测量电源电动势的电路原理图。E为供电电源，ES为标准电源，EX为待测电源，RP是限流电阻，R0是小量程电流表的保护电阻，AB是均匀电阻丝，长度为L。闭合S1进行测量时，先将S2合到“1”位置，移动C至C1处时，恰好使电流表指针指零，测得AC1=L/2；再将S2合到“2”位置，移动C至C2处时，恰好又使电流表指针指零，测得AC2=2L/3。请你根据这些信息，结合所学过的有关物理知识回答：
（1）EX= ES
（2）你认为该实验中对电流表的量程有何要求？_______ _________。
12．（12分）
在一薄壁圆柱体玻璃烧杯中，盛上水或其它透明液体，中间竖直插入一根细直铁丝，沿水平方向观看，会发现铁丝在液面处出现折断现象，这是光的折射现象形成的。
阅读上述材料，回答下列问题：
（1）若把铁丝插在________________位置，无论沿水平方向从什么方向看，铁丝均无折断现象；
（2）右四图中，与实际观察的情况相符的是（其中O为圆心）________________；
（3）利用上述现象，用毫米刻度尺、三角板、三根细直铁丝，可测液体折射率，实验步骤是：
①用刻度尺测量找出直径AB，并把刻度尺有刻度线的边缘与AB重合后固定并测出
直径R（如图）。
②将一根细铁丝竖直固定于B处，用三角板找出过圆心O的垂直AB的直线交杯缘于C，把一根细铁丝竖直固定于C点。
③把另一根铁丝紧靠直尺AB边移动，使其折射像与C处、B处的铁丝三者重合。
④测出________________________________的距离。
⑤求出折射率。
补充上面的实验步骤④（填在相应的横线上）并在右图作出相应的光路图。
（4）利用上面的测量值，推算出折射率n的表达式n = _____________________。
四．本小题共6小题，共90分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。
| 时间/s | 弹簧秤示数/N |
| 电梯启动前 | 50.0 |
| 0~3.0 | 58.0 |
| 3.0~13.0 | 50.0 |
| 13.0~19.0 | 46.0 |
| 19.0以后 | 50.0 |
13．（13分）
一同学家住在22层高楼的顶楼。他想研究一下电梯上升的运动过程。某天他乘电梯上楼时便携带了一个质量为5千克的砝码和一个量程足够大的弹簧秤，用手提着弹簧秤，砝码悬挂在秤钩上。电梯从第1层开始启动，中间不间断，一直到第22层停止。在这个过程中，他记录了弹簧秤在不同时段内的读数如下表所示。根据表格中的数据，求：
（1）电梯在最初加速阶段与最后减速阶段的加速度；
（2）电梯在中间阶段上升的速度大小；
（3）该楼房平均每层楼的高度。
14．（14分）
精确的研究表明，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。
（1）试根据此图说出至少两条相关信息；
（2）太阳的能量来自下面的反应，四个质子（氢核）聚变成一个x粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子。写出这一核反应方程；
（3）已知氢气燃烧与氧气化合成水，每形成一个水分子释放的能量为6.2eV。若想产生相当于太阳上1kg的氢核聚变成α粒子所释放的能量，须燃烧多少千克氢气？ 结果保留三位有效数字。（α粒子质量mα=4.0026u，质子质量mp=1.00783u，电子质量me=5.48×10－4u（u为原子质量单位，1u=1.6606×10－27kg，1u相当于931.5Mev的能量）
15．（14分）
如图所示，灯泡L上标有“3V 3W”字样；R1为非线性元件，其电阻R1=βI（β为正的常数，I为通过R1的电流）；R2为变阻器，其最大值为7Ω；电源电动势E=6V，内阻为1Ω。当开关S闭合，滑动变阻器P处于a端时，灯泡刚好正常发光。设灯泡和滑动变阻器的电阻均不随温度变化。试求：
（1）常数β的值；
（2）当滑动变阻器滑片P处于b端时灯泡的实际功率。
16．（16分）
如图所示，有上下两层水平放置的平行光滑导轨，导轨粗细不计，间距为L。上层导轨上搁置一根质量为m，电阻为R的金属杆PT，下层导轨末端紧接着两根竖直平面内的半径为r的光滑绝缘半圆形轨道，在靠近半圆形轨道处搁置一根质量也为m，电阻也为R的金属杆AC。上下两层平行导轨所在区域内有一个竖直向下的匀强磁场。闭合开关S后，当有电荷量q通过金属杆AC时，杆AC滑过下层轨道，进入半圆形轨道并且刚好能通过轨道最高点D和G后就滑上上层导轨之上。设上下两层导轨都是足够长，电阻不计。
（1）求磁场的磁感应强度；
（2）求金属杆AC刚滑到上层轨道瞬间，上层导轨和金属杆组成的回路中的电流；
（3）问从AC滑上上层导轨到具有最终速度这段时间里上层导轨回路中有多少能量转变为内能？
17．（16分）
如图所示，在真空中，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。在磁场外有一对平等金属板M和N，两板间距离为R，板长为2R，板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上。有一电荷量为q质量为m的带正电的粒子，以速度v0从圆周上的a点沿垂直于半径O1O2并指向圆心O的方向进入磁场，从圆周上的O1点飞出磁场并进入两板间的匀强电场，最后粒子刚好从N板的边缘飞出。（不计粒子重力的影响）
（1）求磁场的磁感应强度B和两板间电压U；
（2）若粒子从a点沿纸面内的不同方向进入磁场，证明所有出射粒子速度方向都是水平的；
（3）要使粒子能进入电场并从电场中飞出，求粒子从a点沿纸面内进入磁场的可能方向。
18．（17分）
如图所示，质量为M=400g的铁板固定在一根轻弹簧上方，铁板的上表面保持水平．弹簧的下端固定在水平面上，系统处于静止状态．在铁板中心的正上方有一个质量为m=100g的木块，从离铁板上表面高h=80cm处自由下落．木块撞到铁板上以后不再离开，两者一起开始做简谐运动．木块撞到铁板上以后，共同下降了l1=2.0cm时刻，它们的共同速度第一次达到最大值．又继续下降了l2=8.0cm后，它们的共同速度第一次减小为零．空气阻力忽略不计，重力加速度取g=10m/s2．求：
（1）若弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，比例系数叫做弹簧的劲度系数，用k表示．求本题中弹簧的劲度系数k；
（2）从木块和铁板共同开始向下运动到它们的共同速度第一次减小到零的过程中，弹簧的弹性势能增加了多少？
（3）在振动过程中，铁板对木块的弹力的最小值N是多少？
参考答案
一、1C 2B 3C 4D 5D
二、6ABC 7ACD 8CD 9BD 10BC
三、
11．（1）4/3；
（2）选用量程尽可能小的灵敏电流计。
12．（1）圆心O处
（2）B、C
（3）铁丝距B（或A）
（4）由上面实验步骤知P′为铁丝在P时的像，PC为入射光线，i、r为对应入、折射角，由折射定律、折射率：
，而
，
，
（用其他方法表示的结果正确也给分）
四、
13．（1）a1 = 1.6m/s2，竖直向上，a2 = 0.8m/s2，竖直向下；
（2）v = 4.8m/s；
（3）21层楼房总高为69.6m，平均每层楼高3.31m。
14．（1）①Fe的核子质量较小；
②原子序数比Fe大的物质核子平均随原子序数增大而增大；
③原子序数比Fe小的物质核子平均质量随原子序数减小而增大。
（2）核反应方程：4
（3）
kg
15．（1）2；
（2）0.75W
16．（1）
（2）
（3）
17．（1）∵
，得：
带电粒子进入电场的速度方向沿O1O2，，则有
,得
（2）从a点沿某一方向进入磁场的粒子从b点飞出，轨道的圆心在C点。四边形aObc是菱形，所以Cb∥Oa，即粒子飞出磁场的速度方向与OO1平行。
（3）粒子经过电场，偏转距离一定，所以能从电场中飞出的粒子是从中点O1到上板M之间区域进入电场的粒子。设粒子从a点进入磁场时的速度方向与aO夹角为θ时恰好能从M板边缘进入电场，则∠Obd=30o，所以∠Cab=∠Oab=30o，θ=30o，即粒子进入磁场的方向应在aO左侧与aO夹角小于30o（或不大于30o）的范围内。
18．（1）M静止时，设弹簧压缩量为l0，则Mg＝kl0
速度最大时，M、m组成的系统加速度为零，则(M＋m)g－k(l0＋l1)＝0
解得：l0＝8cm，k＝50N/m
［或：因M初位置和速度最大时都是平衡状态，故mg＝kl1，解得：k＝50N/m］
（2）m下落h过程中，mgh＝
mv02
m冲击M过程中， m v0＝(M＋m)v
所求过程的弹性势能的增加量：ΔE＝(M＋m)g(l1＋l2)＋(M＋m)v2
解得：ΔE＝0.66J
（用弹性势能公式计算的结果为ΔE＝0.65J也算正确）
（3）在最低点，M、m组成的系统：k(l0＋l1＋l2)－(M＋m)g＝(M＋m)a1
在最高点，对m：mg－N＝m a2
根据简谐运动的对称性可知：a1＝a2
解得：a1＝a2＝8m/s2，N＝0.2N
［或：由简谐运动易知，其振幅A＝l2，在最低点，kA＝(M＋m)a 1，故在最高点对m有mg－N＝m a2，根据简谐运动的对称性可知：a1＝a2，解得：N＝0.2N］