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【2013杭州二模】浙江省杭州市2013届高三第二次教学质检检测物理试题


杭州市 2013 第二次高考科目教学质量检测物理试题
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题 6 分) 14.杭新景高速公路限速 120km/h,一般也要求速度不小于 80km/h。冬天大雾天气的时候高 速公路经常封道,否则会造成非常严重的车祸。如果某人大雾天开车在高速上行驶,设能见 度(观察者与能看见的最远目标间的距离)为 30m,该人的反应为 0.5s,汽车刹车时能产生 2 的最大加速度的大小为 5m/s ,为安全行驶,汽车行驶的最大速度是 A.10m/s B.15m/s C. 10 3 m/s D.20m/s

15.一列简谐横波在 x 轴上传播,a、b、c 为三个质元,某时刻的波形如图所示,a 正向上 运动,由此可知 A.该波沿 x 轴负方向传播 B.经过四分之一周期,c 向上振动且位移方向向上 C.该时刻以后 b 比 c 先到达平衡位置 D.如果经过四分之一周期,质元 c 向右移动四分之一波长的距离 16.太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆,各行星的半径、日星距离和质量 如下表所示:

则根据所学的知识可以判断以下说法中正确的是 A.太阳系的八大行星中,海王星的圆周运动速率最大 B.太阳系的八大行星中,水星的圆周运动周期最大 -11 2 2 C.如果已知地球的公转周期为 1 年,万有引力常量 G=6.67×10 Nm /kg ,再利用地球和太 阳间的距离,则可以求出太阳的质量 -11 2 2 D.如果已知万有引力常量 G=6.67×10 Nm /kg ,并忽略地球的自转,利用地球的半径以及 2 地球表面的重力加速度 g=10m/s ,则可以求出太阳的质量 17.如图所示,倾角为 30 度的斜面末端与水平地面相连,将一小球(可看成质点)从斜面 顶端以 3J 的初动能水平抛出,不计空气阻力,经过一段时间,小球以 6J 的动能第一次落在 接触面上。若将此小球以 6J 的初动能水平从斜面顶端抛 出,则小球第一次落在接触面上的动能为 A.9J B.12J C.16J D.条件不足,无法判定 二、选择题(本题共 3 小题。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是符合题目要 求的, 全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有错选得 O 分。 ) 18.如图所示,小球 m 可以在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动, 下列说法中正确的是 A.小球通过最高点的最小速度至为 v ? B.小球通过最高点的最小速度可以为 0

gR

C.小球在水平线 ab 以下管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力 D.小球在水平线 ab 以上管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力 19.彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色散造成的,如图所示 为太阳光照射到空气中的一个小水珠发生折射和反射时产生色散的光 路示意图,其中 a、b 为太阳光中其中两束频率不同的单色光。以下说 法中正确的是 A.色光 a 如果是黄光,色光 b 可能是紫光 B.如果太阳光在小水珠的照射方向合适,可能会有某一种或几种颜色 的光发生全反射 C.在同一装置用这身份种色光做双缝干涉实验,看到的 a 光的干涉条纹间距比 b 光的干涉 条纹间距大 D.在同一介质中 b 光的波长小于 a 光的波长 20.如图所示,水平的平行虚线间距为 d,其间有磁感应强度为 B 的匀强 磁场。一个正方形线框边长为 L(d>L) ,质量为 m,电阻为 R。开始时, 线 框的下边缘到磁场上边缘的距离为 h。将线框由静止释放,其下边缘刚进 入磁场时,线框的加速度恰为零。则线框进入磁场的过程和从磁场下边穿 出磁场的过程相比较,有 A.产生的感应电流的方向相同 B.所受的安培力的方向相反 C.进入磁场的过程中产生的热量小于穿出磁场的过程中产生的热量 D.进入磁场过程所用的时间大于穿出磁场过程中所用的时间

第 II 卷
21.如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火 花打点计时器、纸带、带夹子的重锤、天平。回答下列问题: (1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材 有 。 (填入正确选项前的字母) 。 A.毫米刻度尺 B.秒表 C.0~12V 的可调节直流电源 D.0~220V 的可调节交流电源 (2)用打点计时器打出一条纸带,前后要连续进行一 系列的操作,你认为需要并合理的步骤是 。 (选出 下列几点中需要的字母后按合理顺序排列) A.释放纸带 B.接通电源 C.取下纸带 D.切断电源 (3)释放纸带前的瞬间,重锤和手的位置合理的是 (填“甲”“乙”或“丙” 、 ) (4)下列所说的实验中涉及到的处理方法或实验结果,其中正确的是( ) A.该实验中即使不用天平测重锤的质量,同样也可以验证机械能守恒定律 B.该实验选取的纸带,测量发现所打的第一和第二点间的距离为 1.7mm,表明打点计时器 打第一点时重锤的速度不为零 C.本实验中需要直接测量得到的物理量是重锤下落的高度,通过计算得到的是当地的重力 加速度值和速度值 D.为了计算方便,本实验中先选一条打点计时器打第一点时重锤的速度为零的清晰纸带,

然后通过对纸带的测量、分析,求出当地的重力加速度的值,再代入表达式:mgh ? 进行验证 E.本实验中,实验操作非常规范,数据处理足够精确,实验结果一定是 mgh 略大于 不可能出现

1 2 mv 2

1 2 mv , 2

1 2 mv 略大于 mgh 2

22.半导体热敏电阻是一种电阻值能很灵敏地随温 度变化的半导体器材,根据它的这种特性,可以用 它来做成一只电子温度计,下面是对一次实际制作 过程的描述: 图 1 是半导体电子温度计的电路, Rt 就是准备用来测温的半导体热敏电阻,它与一只 定律电阻 R0 相串联, 然后两端加上一个恒定电压 U0, 电压表用来测量 Rt 两端的电压。 Rt 的温度变化时, 当 其阻值将发生变化,电压表的读数也发生变化。 只要事先加以标定,由电压表的读数就可知道 Rt 所处的温度。在某次实际的实验中,取 U0=12V, R0=2.0KΩ 。把半导体热敏电阻插入一只填充了一 种用以增加导热性的“导热硅脂”的薄铜管,就 做成了温度计的探温头。为对这只电子温度计进 行标度,把探温头和一只标准温度一起放在装有 热水的容器内,如图 2 所示。随着水的逐渐冷却, 记下标准温度计和电压表的读数,得到的数据点 如图 3 所示。 (1)据图 3 作出这只温度探头的“θ —u” (温度—电压)关系曲线。 (2) 1 表示电路中所用的 15V~0.3V—0 双量程电压表的刻度板, 图 试在刻度板上标出 20℃, 40℃,60℃,80℃四个温度值的位置,并这与出其对应的电压值。再说明用的是电压表的哪 一个量程。 (3)求 20℃时的热敏电阻阻值,并说明计算电阻值所依据的公式。

23.电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理。某一水平面内有一直角坐标系 xOy 平面,x=0 和 x=L=10cm 的区间内有一沿 x 轴负方向的有理想边界的匀强电场 E1=1.0× 4 10 V/m,x=L 和 x=3L 的区间内有一沿 y 轴负方向的有理想 4 边界的匀强电场 E2=1.0×10 V/m, 一电子 (为了计算简单, 比荷取为:

e ? 2 ? 1011 C / kg )从直角坐标系 xOy 平面 m

内的坐标原点 O 以很小的速度进入匀强电场 E1, 计算时不 计此速度且只考虑 xOy 平面内的运动。求: (1)电子从 O 点进入到离开 x=3L 处的电场所需的时间; (2)电子离开 x=3L 处的电场时的 y 坐标; (3)电子离开 x=3L 处的电场时的速度大小和方向。

24.风洞实验室在航空航天飞行器的研究中发挥着重要的作用,用它可以分析、研究影 响飞行器飞行速度的各种因素。 风洞实验室中可以产生方向水平、 速度大小可调节的风, 用来研究处在流动气体中物体的受力情况。 现将一套有木球的细折杆 ABC 固定在风洞实 验中,球的质量为 m,重力加速度为 g,球在杆上运动时,球与杆之间的滑动摩擦力跟 它们之间的弹力成正比,比例系数为 k,设 AB、BC 的交接处 B 点用一段小圆弧平滑连 接(即认为小球过 B 点的瞬间速度大小会突然变化) ,如图所示。实验时,先在无风的 情况下让小球从斜杆上 h 高处由静止释放,小球最后滑到水平面上的 C 点停下,测得 AC 两点间水平距离为 L1;接着调节合适的风速大小,再将小球从杆的上端同一位置由 静止释放,小球最后停在水平面上的 D 点,测得 AD 两点间水平距离为 L/2,如果小球 在运动过程中始终受到恒定的水平风力的作用, 试求: (1)比例系数 k 值的大小; (2)水平风力 F 多大? (3) 若斜面的倾角θ 为已知, 要使小球在杆上保持静 止状态,水平风力 F 必须满足什么条件?(设最大静 摩擦力与滑动摩擦力相等)

25.如图所示,直角坐标平面 xOy 内有一条直线 AC 过坐标原点 O 与 x 轴成 45°夹角,在 OA 与 x 轴负半轴之间的区域内存在垂直 xOy 平面向外的匀强磁场 B,在 OC 与 x 轴正半轴之 间的区域内存在垂直 xOy 平面向外的匀强磁场 B2。现有一质量为 m,带电量为 q(q>0)的 带电粒子以速度 v 从位于直线 AC 上的 P 点,坐标为(L,L) ,竖直向下射出,经测量发现, 此带电粒子每经过相同的时间 T,会再将回到 P 点,已知距感应强度 B2 ?

mv 。 (不计粒子 qL

重力)求: (1)请在图中画出带电粒子的运动轨迹,并求出匀强磁场 B1 与 B2 的比值; 1、 (B B2 磁场足够大) (2)求出带电粒子相邻两次经过 P 点的时间间隔 T; (3)若保持磁感应强度 B2 不变,改变 B1 的大小,但不改变其方向,使 B1 ?

mv 。现从 P 2qL

点向下先后发射速度分别为

v v 和 的与原来相同的带电 4 3

粒子(不计两个带电粒子之间的相互作用力,并且此时算 作第一次经过直线 AC) 如果它们第三次经过直线 AC 时轨 , 迹与 AC 的交点分别 记为 E 点和 F 点(图中未画出) ,试 求 EF 两点间的距离。 (4)若要使(3)中所说的两个带电粒子同时第三次经过 直线 AC, 问两带电粒子第一次从 P 点射出时的时间间隔△ t 要多长?

参考答案
第Ⅰ卷(选择题,共 120 分) 一、单项选择题 14 B 15 C 16 C 17 A

二、不定项选择题 18 B 19 ACD 20 CD 第Ⅱ卷(非选择题,共 180 分) 三、计算与实验题 21. (1)AD(2)BADC(3)丙(4)AE 22. (2 分) (1) (2) 分) (5 20℃ 40℃ 60℃ 80℃ , , , 四个温度值的位置对应的电压表的读数为: —1.83V; —1.08V; 20℃ 40℃ 60℃ —0.62V;80℃ —0.42V;从图线上的数据可知,电压表的读数范围在“0—3V”范围内, 故选择“0—3V”量程。

(3) 分=2+1) (3 根据电路图可得:

U0 ?U U U ? ? Rt ? ? R0 ? 0.36(k?) R0 Rt U0 ?U
O 23. 分析与解: 设电子离开 x=L 的位置记为 P 点, 离开 x=3L 的位置记为 Q 点,则: (1) v P ?

y

图3

vy
R

v θ

Q P E1
R

vx
R

x E2
R

2?

eE1 ? L ? 2 ? 107 (m / s) (2 分) m

L

2L

t1 ?

2L ? 10 ?8 ( s ) (2 分) eE 1 / m

运动到 Q 点时: t 2 ?

2L ? 10?8 ( s) (2 分) vP

所以总时间为: t ? t1 ? t 2 ? 2 ?10?8 (s) (1 分) (2)电子运动到 Q 点时: y Q ?

1 eE2 2 ? ? t 2 ? 0.1(m) (3 分) 2 m

(3)电子离开 x=3L 处的电场时:

?v ? v 2 ? v 2 ? 2 2 ? 107 (m / s)(2分) ?v x ? v P ? 2 ? 107 (m / s) x y ? Q ? (2分) ? ? ? eE2 vy ? t 2 ? 2 ? 107 (m / s) ? 1 ? ? ? 45? (2分) ?v y ? ?tan? ? m ? vx ?

24.分析与解: (1)因为球在杆上运动时,球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的弹力成正 比,设比例系数为 k,并设 AB 间的水平距离为 x,斜面的倾角为 θ,无风时,小球从 A 点到 C 点,根据动能定理得:

mgh ? kmg cos? ?

x h ? kmg ( L ? x) ? 0 ? k ? (3 分+2 分) cos? L

(2)有风时,小球从 A 点到 D 点,根据动能定理得:

mgh ? F ?
(4 分)

L x L ? k (mg cos ? ? F sin ? ) ? ? kmg ( ? x) ? 0 (其中 x tan ? ? h ) 2 cos ? 2

?F?

2h ? kL hL mg ? 2 mg (3 分) 2kh ? L 2h ? L2

(3)小球沿斜面有上滑趋势时: Fmax cos? ? mgsin ? ? k (mgcos? ? Fmax sin ? )

? Fmax ?
小 球

L sin ? ? h cos ? ? mg (4 分) L cos ? ? h sin ?
沿 斜 面 有 下 滑 趋 势 时 :

F min cos ? ? mg sin ? ? k (mg cos ? ? Fmin sin ? )
L sin ? ? h cos ? ? mg (3 分) L cos ? ? h sin ? L sin ? ? h cos ? L sin ? ? h cos ? ? mg ? F ? ? mg (1 分) 所以风力大小的范围是: L cos ? ? h sin ? L cos ? ? h sin ? ? Fmin ?
(等号没有亦可)

25 . 解 答 : 1 ) (6 分 ) 带 电 粒 子 从 P 点 匀 速 运 动 到 Q 点 , 然 后 作 半 径 为 : (

qvB2 ? m

v2 mv ? R2 ? ? L 的匀速圆周运 R2 qB2

动,运动到H点时的速度方向与AC垂直,从H点 匀速运动到D点,后作匀速圆周运动到P点。根据 平面几何知识可知: PO ? OD ?

2L ,四边形
O1

y

A P

AODOR1R为棱形,OR1R为圆心,即带电粒子在匀 强磁场BR1R中作匀速圆周运动时的半径RR1R为

2 L , 根 据 q v ?B m 1

v2 R1

, 得 :

45° D O Q

x

B1 ?

2m v 2 ? B2 2qL 2
C

H

(2)(5 分) T ? t1 ? t2 ? t3 ? t4

t1 ?
t3 ?

L 3 3? L , t2 ? T2 ? , v 8 4v
L 5 5 2? L , t4 ? T2 ? v 8 4v

y

A P

(8 ? 3? ? 5 2? ) L T ? t1 ? t 2 ? t 3 ? t 4 ? 4v
(3)(6 分)两带电粒子在磁场BR2R中运动时的半径为:

v v m L L ? ? R2 ? 4 ? , R2? ? 3 ? qB2 4 qB2 3
m

O C

45 °
P

x

B1 ?

m v B2 mv ? ,故粒子在磁场BR1R中的运动半径 R1 ? ? 2R2 ,则两带电粒子都刚好 2qL 2 qB1

运动 1/4 圆周到达A点,所以:EF两点间的距离EF=0(如图所示) (4)(5 分)两带电粒子在同一磁场中的周期相同,转过的圆心角也相同,故在同一磁场中的 运动时间相同,所以时间间隔 Δt 就是直线运动的时间差: ?t ?

L?

L L L? 3 ? 2L 2? v v v 4 3


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