天津市武清区2016届高三5月质量调查（三）理综物理试题

武清区2016年高三质量调查试卷（三）理科综合物理部分理科综合共300分，考试用时150分钟。物理试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷4至6页，满分120分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。祝各位考生考试顺利！第I卷注意事项：1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。2．本卷共8题，每题6分，共48分。一、单项选择题（每小题6分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．下列说法正确的是A．α粒子散射实验现象表明原子核具有复杂结构B．β衰变中产生的电子来自原子的内层C．光电效应中逸出的电子均来自原子的外层D．狭义相对论认为物体的质量与其运动速度有关2．如图所示，三角形斜劈A放在斜面体B上，在沿斜面向下的力F作用下，A和B均处于静止状态。现逐渐增大力F，A和B仍保持静止，则A．A对B的压力增大B．A受到的合力增大C．地面对B的支持力增大D．A对B的作用力不变3．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N。忽略该行星自转的影响，已知引力常量为G，则这颗行星的质量为A．GNmv4B．GNmv2C．GmNv2D．GmNv4SOS1S2P双缝4．如图所示，S为一点光源，P、Q是偏振片，R是一光敏电阻（光照强度越大阻值越小），R1、R2是定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，电源电动势为E，内阻为r,则当偏振片Q由图示位置以两偏振片圆心连线为轴转动900的过程中，电流表和电压表的示数变化情况为A．电流表的示数变大，电压表的示数变小B．电流表的示数变大，电压表的示数变大C．电流表的示数变小，电压表的示数变大D．电流表的示数变小，电压表的示数变小5．如图所示，水平传送带以恒定速率1v运行，一小物块以初速度2v从与传送带等高的水平面上的A处滑上传送带。从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的tv图象如图乙所示，则A．2t时刻，小物块离A处最远B．2~0t时间内，小物块受到的摩擦力恒定不变C．2~0t时间内，摩擦力对小物块一直做负功D．132tt二、不定项选择题（每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）6．如图所示为放在真空中的双缝干涉实验装置，光通过双缝后在与双缝平行的光屏上形成干涉条纹，屏上O点距双缝S1、S2的距离相等。现在分别用甲、乙两种单色光做实验，发现甲光与中央亮条纹最近的第一条亮纹的中心线在P点，乙光与中央亮条纹最近的第一条亮纹的中心线在P点上方。则下列说法正确的是A．甲光的波动性比乙光显著B．甲光在水中的速度比乙光小C．在相同的介质分界面上，甲光发生全反射的临界角较小D．若甲光是氢原子从n3激发态跃迁到n2时辐射的，则乙光可以是n2激发态跃迁到基态时辐射的7．如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷Q和Q，x轴上的P点位于Q的右侧。下列判断正确的是A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同B．在x轴上还有两点与P点电场强度相同C．若将一试探电荷q从P点移至O点，电势能增大D．若将一试探电荷q从P点移至O点，电势能减小8．如图所示，实线是一列沿ｘ轴正方向传播的正弦波ｔ＝０时的波形图线，a、b、c是介质中三个质点此时所在的位置，ｔ＝0.7s时波形如图中虚线所示，已知该波的周期满足T＜0.7s＜2T，以下说法正确的是A．波的周期为0.56sB．波的速度为60cm/sC．ｔ＝0时ｃ质点的回复力沿ｙ轴负向D．ｔ＝0.7s时a、ｂ两质点的速度方向相反武清区2016年高三质量调查试卷（三）理科综合物理部分第II卷注意事项：1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上；2．本卷共4题，共72分。9.（18分）（1）（4分）质量为1kg的小球在距地面高为0.8m处以某一初速度水平抛出，落地时速度方向与水平方向之间的夹角为30。则小球落地时速度的大小为m/s，下落过程中小球动量变化量的大小为_______m/skg。（不计空气阻力，重力加速度210m/sg）（2）（8分）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。①实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt1________Δt2(选填“”、“＝”或“”)时，说明气垫导轨已经水平。用螺旋测微器测量遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d＝________mm。②滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt1、Δt2、d、m、重力加速度g已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出滑块P的质量M和________(写出物理量的名称及符号)。③若上述物理量间满足关系式________________________，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒。（3）（6分）某研究性学习小组欲测定一节新干电池的电动势和内阻。①先用多用电表的直流电压2.5V档测电动势，将插在标有“+”插孔中的红表笔接电池的_________（填“正极”或“负极”），黑表笔接在另一极上。②新电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0=1Ω起保护作用。连接好实验电路如图甲所示，之后接通开关，改变滑动变阻器的阻值R，读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U，根据这些数据画出U－I图线如图乙。根据图线得到电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。10．（16分）如图所示，14竖直圆弧轨道与水平板组合成一体，其质量M=4kg，半径R=0.25m，一轻质弹簧右端固定在平板上，弹簧的原长正好等于水平板的长度。组合体放在水平地面上并与左侧竖直墙壁紧挨在一起。将质量m=1kg的小物块（可视为质点）从圆弧轨道上端以初速度v0=2m/s释放，物块到达圆弧轨道最低点时与弹簧接触并压缩弹簧。已知小物块与水平板间的动摩擦因数=0.2，弹簧的最大压缩量x=0.2m，其它接触面的摩擦均不计，重力加速度g取10m/s2。求：（1）小物块到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力；（2）弹簧的最大弹性势能。MmR图甲RSR0＋－AV图乙1.61.41.21.00.800.10.20.30.40.5/VU/AI11．（18分）如图甲所示，MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距L为0.5m，导轨左端连接一个R=2Ω的定值电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒cd的电阻r=2Ω，导轨电阻不计，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T。若棒以1m/s的初速度向右运动，同时对棒施加水平向右的拉力F作用，并保持拉力的功率恒定不变，从此时开始计时，经过一定时间t金属棒的速度稳定不变，回路中产生的总电热为6.4J，图乙为安培力与时间的关系图象。试求：（1）金属棒的最大速度；（2）初始时金属棒的加速度；（3）此过程对应的时间t。12.(20分)1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如下图（甲）所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，初速度为0，在加速器中被加速，加速电压为U，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。（1）求粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t；（3）近年来，大中型粒子加速器往往采用多种加速器的串接组合。例如由直线加速器做为预加速器，获得中间能量，再注入回旋加速器获得最终能量。n个长度逐个增大的金属圆筒和一个靶，它们沿轴线排列成一串，如图（乙）所示（图中只画出了六个圆筒，作为示意)。各筒相间地连接到频率为f、最大电压值为U的正弦交流电源的两端。整个装置放在高真空容器中。圆筒的两底面中心开有小孔。现有一电量为q、质量为m的正离子沿轴线射入圆筒，并将在圆筒间的缝隙处受到电场力的作用而加速（设圆筒内部没有电场）。缝隙的宽度很小，离子穿过缝隙的时间可以不计。已知离子进入第一个圆筒左端的速度为v1，且此时第一、二两个圆筒间的电势差φ1－φ2=－U。为了使离子以最短时间打到靶上且获得最大能量，金属圆筒的长度应满足什么条件？并求出在这种情况下打到靶上的离子的能量。F安/Nt/s0.51.00图乙RMNPQcdF图甲武清区2016年高三质量调查试卷（三）理科综合物理部分（参考答案）第I卷题号12345678答案DCABBBCACBD第II卷9.（1）8,4（2）○1＝，5.700○2光电传感器A、B之间的距离x○32122ΔtdΔtdM)(m21mgx（3）①正极②1.5,0.4评分标准：每问2分。10.（1）小物块从圆弧轨道上端到圆弧轨道最低点的过程机械能守恒，有：2202121mvmgRmv-------2分小物块到达圆弧轨道最低点时：RvmmgFN2------------2分NFN46------------2分根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力NFN46，竖直向下。------1分（2）自小物块接触弹簧到弹簧压缩最短的过程中小物块、弹簧、组合体组成的系统：动量守恒vMmmv)(-------3分能量守恒PEQvMmmv22)(2121--------3分mgxQ-------1分解得：JQ2.3--------2分11．（1）金属棒的速度最大时，即NFF0.1安时BILF安----------1分RrEI----------2分BLvE----------1分解得：smLBRrFv/422）（安-------2分（2）拉力的功率W4FvP------2分初始时外力N40vPF-------1分初始时安培力N25.0022RrvLBF安---------2分2/75.18smmFFa安---------------2分（3）从开始到金属棒的速度达到稳定的过程2022121mvmvQPt----------3分解得：st975.1----2分12.（1）设粒子第1次经过狭缝后的速度为1v，半径为1r。2121mvqU----------2分Bqv1=121rvm----------2分解得：qmUBr211-------1分同理，粒子第2次经过狭缝后的半径qUmBr2212-------1分则2121rr---------1分（2）粒子在磁场中运动一周，被电场加速两次。设粒子到出口处被加速了n次。nUq=221mmv------------1分Bqvm=Rvmm2------------1分解得：mURqBn222带电粒子在磁场中运动的周期BqmvrT22----------2分粒子在磁场中运动的总时间UBRTnt222------------2分（3）为了使离子以最短时间打到靶上且获得最大能量，要求离子每次穿越缝隙时，前一个圆筒的电势比后一个圆筒的电势高U，穿过每个圆筒的时间恰好等于交流电的半个周期。由于圆筒内无电场，离子在