2011届武汉市高中毕业生五月供题训练理科综合物理部分

2011届武汉市高中毕业生五月供题训练理科综合物理部分（一）武汉市教育科学研究院命制2011年5月13日选择题共21题，每小题6分，共126分二、选择题（本题包括8个小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）14、1966年香港中文大学第三任校长高锟通过光学玻璃纤维实现了远距离传输光信号，这一技术成为电话和互联网等现代通信网络运行的基石，高锟因此荣获了2009年度诺贝尔物理学奖。下列关于“光纤”及其原理的说法中，正确的是（ABD）A、光纤通信利用了光的全反射原理B、光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点C、实用光导纤维由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射D、当今，在信号的传输领域中，光纤电缆（“光缆”）已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”，成为传播信息的主要工具，是互联网的骨架，并已连接到普通社区15、用油膜法测量油酸分子直径的实验中，1mL油酸酒精溶液（纯油酸对溶液的体积比为1∶400）可滴150滴，将一滴此溶液滴注在清水盘中央部分，让其自由扩展可得到一块平均直径约为15.0cm的圆形薄膜。忽略油酸分子间的间隙，实验测得油酸分子的直径为（A）A、1×10-7cmB、1×10-8cmC、1×10-9cmD、1×10-10cm16、图甲是一列平面简谐横波在t=a(a0)时刻的波动图像，波沿x轴正方向传播。图乙是介质中质点P的振动图像，振动周期为T。由图可知，a的最小值是（B）A、2TB、TC、32TD、2T17、大量处于基态的氢原子吸收频率为ν的光子后，能发出6种不同频率的光，频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3、……、ν6，若频率为ν3的光能使某金属光电效应，则以下说法正确的是（CD）A、ν=ν1B、频率为ν3的光子是氢原子从n=2跃迁到n=1时产生的C、频率为ν2的光比频率为ν3的光在水中的传播速度大D、用从n=3跃迁到n=1所产生的辐射光照射该金属，一定能发生光电效应18、如图所示，民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驰的马背上沿着跑道AB运动拉弓放箭射向他左侧的固定靶。假设运动员骑马奔驰的速度为v1，运动员静止时射出的箭速度为v2，跑道离固定靶的最近距离OA=d。若不计空气阻力的影响，要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短，则（BC）A、运动员骑马奔驰时应该瞄准靶心放箭B、运动员应该在距离A点为v1v2d的地方放箭C、箭射到靶的最短时间为dv2D、箭射到靶的最短时间为dv22－v1219、北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的三维卫星定位与通信系统(CNSS)，它包括5颗同步卫星和30颗非静止轨道卫星，其中还有备用卫星在各自轨道上做匀速圆周运动。设地球半径为R，同步卫星的轨道半径约为6.6R。如果某一备用卫星的运行周期约为地球自转周期的1/8，则该备用卫星离地球表面的高度约为（A）A、0.65RB、1.65RC、2.3RD、3.3R20、点电荷A、B是带电量为Q的正电荷，C、D是带电量为Q的负电荷，它们处在一个矩形的四个顶点上。它们产生静电场的等势面如图中虚线所示，在电场中对称地有一个正方形路径abcd（与ABCD共面），如图中实线所示，O为正方形与矩形的中心，则（C）A、取无穷远处电势为零，则O点电势为零，场强为零B、b、d两点场强相等，电势相等C、将某一正试探电荷沿正方形路径a→d→c移动，电场力先做正功，后做负功D、将某一正试探电荷沿正方形路径a→b→c移动，电场力先做正功，后做负功21、如图所示，水平面内两根光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。若对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动并依次通过位置b和c。若导轨与金属棒的电阻不计，a到b与b到c的距离相等，则下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的是（C）A、在从a到b与从b到c的两个过程中，通过金属棒的横截面的电量之比为1:2B、金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为1:2C、金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1:2D、在从a到b与从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1:1第Ⅱ卷非选择题共13题，共72分RFabcB22、（6分）某同学利用单摆测定当地重力加速度。如图甲所示，实验时使摆球在垂直于纸面的平面内摆动。为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源、光敏电阻与某一自动记录仪相连；他用刻度尺测量细绳的悬点到球的顶端的距离当作摆长，分别测出摆长为L1和L2时，该仪器显示的光敏电阻的阻值R随时间t变化的图线分别如图乙、丙所示。（1）根据图乙、丙可知：当摆长为L1时，单摆的周期为T1＝______；当摆长为L2时，单摆的周期为T2＝__________。（2）请用所测量的物理量L1、L2、T1、T2，写出摆球直径的表达式d＝_________________，当地的重力加速度值g＝_____________________。（3）写出两条对提高实验结果准确程度有益的建议①____________________________________________________________________________②____________________________________________________________________________22、（6分）解答：（1）2t1（1分）2t2（1分）；（2）2(T22L1－T12L2)T12－T22（1分）4π2(L1－L2)T12－T22（1分）；（3）①摆线的最大摆角不超过100；②选择密度大的摆球。（2分）23、（12分）现有以下器材：A、电流计G：Ig=300μA，rg约为500ΩB、电阻箱R1：0~9999.9ΩC、电阻箱R2：0~999.9ΩD、电阻箱R3：0~0.99ΩE、滑动变阻器R：0~5ΩF.、定值电阻R0=8Ω（起保护作用）G、电源E：电动势3V，内阻不计H、电键和导线各若干（1）要求从给定器材中选择器材设计一个实验电路，用半偏法粗测电流计G的内阻。请将电路图画在下列方框中；（2）上述用半偏法测量电流计G的内阻存在系统误差，根据所设计的电路，经计算可知电流计G的内阻真实值r真=________（用R1、R2、R3中的某两个量表示）（3）实验测得电流计G的内阻真实值为500Ω，将它改装成一只量程为0.3A的电流表A′。现用一只标准电流表A（量程0.3A，内阻0.1Ω）对改装的电流表A′进行校正，请重新选择适当的器材，在实物图中连接电路。23、（12分）解答：（1）4分（2）R1R2R1－R24分（3）4分24（16分）、一质量为m＝1kg的木箱在水平地面上沿直线向右运动，到达A处时木箱开始受到F＝4N的水平恒力作用，此后木箱继续沿同一直线运动，经过t＝2s到达B处，木箱在B处的速度与在A处的速度大小相同。已知木箱与水平地面之间的动摩擦因数为μ＝0.2，重力加速度g=10m/s2，求木箱在这2s内的位移。24、（16分）解答：依题意可知，木箱先向右做匀减速直线运动，速度减小为零后向左做匀加速直线运动，如图所示。设木箱在A处向右的速度大小为v，经过t1速度减小为零，位移大小为s1，加速度大小为a1，由牛顿第二定律F＋μmg＝ma12分v＝a1t12分s1＝vt12（方向水平向右）2分设再经过t2到达B处，木箱速度大小仍为v，位移大小为s2，加速度大小为a2，由牛顿第二定律F－μmg＝ma22分v＝a2t22分s2＝vt22（方向水平向左）2分又t1＋t2=2s则木箱这2s内的位移s＝s2－s11分联立解得s＝1.5m2分位移方向水平向左1分25、（18分）如图所示，光滑水平面MN的左端M处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带理想连接。传送带水平部分长L＝8m，并以恒定速度v＝3m/s沿图示箭头方向移动。质量均为m＝1kg、静止于MN上的物块A、B（视为质点）之间压缩一轻弹簧，贮有弹性势能EP＝16J。若A、B与传送带间的动摩擦因数＝0.2，则解除弹簧压缩，弹开物块A、B后，求：（1）物块B在传送带上向右滑行的最远距离L1；（2）物块B返回到水平面MN时的速度vB′；（3）若物块B返回水平面MN后，与被弹射装置P弹回的物块A在水平面MN上弹性碰撞（碰撞过程无动能损失，碰撞时间极短），使物块B从传送带水平部分的右端Q滑出，则弹射装置P必须给物块A至少做多少功？25、（18分）解答：（1）解除锁定后弹簧恢复原长时，A、B的速度大小分别为vA、vB，由系统机械能守恒、动量守恒mBvB＝mAvA2分E＝12mBvB2＋12mAvA22分联立解得vA＝vB＝4m/s设B沿传送带向右滑行的最远距离为L1，由功能关系mgL1＝12mvB22分解得L1＝4m2分（2）因为v＝4m/s＞3m/s，所以B返回时先加速再随传送带一起运动，B返回到水平面MN时的速度vB′＝3m/s2分（3）以A为研究对象，设碰后A、B的速度分别为vA′、vB′′，由动能定理W＝12mAvA′2－12mAvA22分B能从Q端滑出一定有12mBvB′′2≥mgL2分A与B质量相等，完全弹性碰撞后速度互换，则A的速度vA′＝vB′′2分联立解得W≥8J2分26、（20分）在高能物理研究中，粒子加速器起着重要作用，而早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次，因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。1930年，EarnestO.Lawrence博士提出了回旋加速器的理论，他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转，多次反复地通过高频加速电场，直至达到高能量，图甲为他设计的回旋加速器的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成，两个D形盒正中间开有一条狭缝，两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图，在D型盒上半面中心S处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D型盒中，在磁场力作用下运动半周，再经狭缝电压加速；为保证粒子每次经过狭缝都被加速，应设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始，最后到达D型盒的边缘，获得最大速度后被束流提取装置提取。设被加速的粒子为质子，质子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R，狭缝之间的距离为d，质子从离子源出发时的初速度为零，分析时不考虑相对论效应。（1）求质子经第1次加速后进入一个D形盒中的回旋半径与第2次加速后进入另一个D形盒后的回旋半径之比；（2）若考虑质子在狭缝中的运动时间，求质子从离开离子源到被第n次加速结束时所经历的时间；（3）若要提高质子被此回旋加速器加速后的最大动能，可采取什么措施？（4）若使用此回旋加速器加速氘核，要想使氘核获得与质子相同的最大动能，请你通过分析，提出一个简单可行的办法。26、（20分）解答：（1）设质子经过窄缝被第n次加速后速度为vn，由动能定理nqU＝12mvn2①2分第n次加速后质子在磁场中做匀速圆周运动的半径为Rn，由牛顿第二定律Bqvn＝mvn2Rn②2分由以上两式解得Rn＝2nmUqB2则R1R2＝122分（2）由牛顿第二定律qUd＝ma③1分质子在狭缝中经n次加速的总时间t1＝vna④1分联立①③④解得电场对质子加速的时间t1＝d2nmqU质子在磁场中做匀速圆周运动的周期T＝2πmqB⑤1分粒子在磁场中运动的时间t2＝(n－1)T2⑥1分联立⑤⑥解得t2＝(n－1)πmqB故质子从离开离子源到被第n次加速结束时所经历的时间t＝t1＋t2＝d2nmqU＋(n－1)πmqB2分（3）设质子从D盒边缘离开时速度为vmBqvm＝mvm2R⑦1分质子获得的最大动能为Ekmax＝12mvm2＝q2B2R22m⑧2分所以，要提高质子被此回旋加速器加速后的最大动能，可以增大加速器中的磁感应强度B