¬连云港、徐州、淮安、宿迁四市2015届高三第一次调研（一模）
物 理 试 题 2015.01
注意：满分120分，考试时间100分钟。请将答案填写在答题卡上，直接写在试卷上不得分。
一、单选题：本题共5小题，每小题3分，满分15分。每小题只有一个选项符合题意。
1．下列说法符合物理学史实的是
A．楞次发现了电磁感应现象
B．伽利略认为力不是维持物体运动的原因
C．安培发现了通电导线的周围存在磁场
D．牛顿发现了万有引力定律，并测出了万有引力常量
2．图示为真空中半径为r的圆，O为圆心，直径ac、bd相互垂直。在a、c处分别固定有
电荷量为+q、－q的两个点电荷。下列说法正确的是
A．位置b处电场强度大小为
B．ac线上各点电场强度方向与bd线上各点电场强度方向垂直
C．O点电势一定等于b点电势
D．将一负试探电荷从b点移到c点，电势能减小
3．如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是
A．仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大
B．仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大
C．仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变大
D．仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大
4．如图所示， A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其电阻忽略不计。下列说法正确的是
A．S闭合瞬间，A先亮
B．S闭合瞬间，A、B同时亮
C．S断开瞬间，B逐渐熄灭
D．S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭
5．如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ。下列说法正确的是
A．当m一定时，θ越 大，轻杆受力越小
B．当m一定时，θ越小，滑块对地面的压力越大
C．当θ一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大
D．当θ一定时，M越小，可悬挂重物C的质量m越大
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，满分16分。每题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。
6. 如图所示，面积为0.02m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为 T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=50Ω，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。下列说法正确的是
A.线圈中感应电动势的表达式为
B. P上移时，电流表示数减小
C.t = 0时，电压表示数为100 V
D.当原、副线圈匝数比为2︰1时，电阻上消耗的功率为50W
7．2014年5月10日天文爱好者迎来了“土星冲日”的美丽天象。“土星冲日”是指土星和太阳正好分处地球的两侧，三者几乎成一条直线。该天象每378天发生一次，土星和地球绕太阳公转的方向相同，公转轨迹都近似为圆，地球绕太阳公转周期和半径以及引力常量均已知，根据以上信息可求出
A．土星质量
B．地球质量
C．土星公转周期
D．土星和地球绕太阳公转速度之比
8．如图所示，I为电流表示数，U为电压表示数，P为定值电阻R2消耗的功率，Q为电容器C所带的电荷量，W为电源通过电荷量q时电源做的功。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，下列图象能正确反映各物理量关系的是
9．如图所示，粗糙斜面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点。现将物块拉到A点后由静止释放，物块运动到最低点B，图中B点未画出。下列说法正确的是
A．B点一定在O点左下方
B．速度最大时，物块的位置可能在O点左下方
C．从A到B的过程中，物块和弹簧的总机械能一定减小
D．从A到B的过程中，物块减小的机械能可能大于它克
服摩擦力做的功
三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，满分42分。请将解答填在答题卡相应的位置。
10．(8分) 如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球由A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H(H>>d)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g。则：
⑴如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d = ▲ mm。
⑵小球经过光电门B时的速度表达式为 ▲ 。
⑶多次改变高度H，重复上述实验，作出 随H的变化图象如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式： ▲ 时，可判断小球下落过程中机械能守恒。
⑷实验中发现动能增加量△EK总是稍小于重力势能减少量△EP，增加下落高度后，则 将 ▲ (选填“增加”、“减小”或“不变”)。
11.（10分））⑴某同学用多用电表的欧姆档来测量电压表的内阻，如图甲所示。先将选择开关旋至倍率“×100”档，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的
▲ 接线柱（选填“＋”或“-”），测量结果如图乙所示，电压表的电阻为 ▲ Ω。
⑵该同学要测量一节干电池的电动势和内阻，有以下器材可供选择：
A．电流表（0～0.6A～3A）
B．电压表（0～3V）
C．滑动变阻器R（0～15Ω，5A）
D．滑动变阻器R′（0～50Ω，1A）
E．定值电阻R0为1Ω
F．开关S及导线若干
本次实验的原理图如图丙，则滑动变阻器应选 ▲ （填器材前的字母序号）。
按照原理图连接好线路后进行测量，测得数据如下表所示。
1 2 3 4 5
I/A 0.11 0.20 0.30 0.40 0.50
U/V 1.37 1.35 1.33 1.32 1.29
由上表数据可看出，电压表示数变化不
明显，试分析引起情况的原因是 ▲ 。
现将上述器材的连线略加改动就可使电压
表的示数变化更明显，请在图丁中按改动
后的原理图完成连线。
12.本题包括A、B和C三小题，请选定其中两题，并在答题卡相应的答题区域内作答。若三题都做，则按A、B两题评分。
A.（选修模块3－3）（12分）
⑴下列说法正确的是 ▲ .
A．液晶既具有液体的流动性，又具有光学的各向异性
B．微粒越大，撞击微粒的液体分子数量越多，布朗运动越明显
C．太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果
D．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的
压强一定减小
⑵如图，用带孔橡皮塞把塑料瓶口塞住， 向瓶内迅速打气，在瓶塞弹出
前，外界对气体做功15J，橡皮塞的质量为20g，橡皮塞被弹出的速度 为10m/s，若橡皮塞增加的动能占气体对外做功的10%，瓶内的气体作为理想气体。则瓶内气体的内能变化量为 ▲ J，瓶内气体的温度 ▲ （选填“升高”或“降低”）。
⑶某理想气体在温度为0℃时，压强为2P0（P0为一个标准大气压），体积为0.5L，已知1mol理想气体标准状况下的体积为22.4L，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1。求：
①标准状况下该气体的体积；
②该气体的分子数（计算结果保留一位有效数字)。
B.(选修模块3－4)（12分）
⑴下列说法正确的是 ▲ .
A．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率
C．高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢
D．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的相比增大
⑵一列向右传播的简谐波在t＝1s时刻的波形如图所示，再经过0.7s，x=7m处的质点P第一次从平衡位置向上振动，此时O处质点处于 ▲ (选填“波峰”、“波谷”、“平衡位置”)，这列波的周期T= ▲ s。
⑶如图，一束激光垂直于AC面照射到等边玻璃三棱镜的 AB面上。已知AB面的反射光线与折射光线的夹角为90°。光在真空中的传播速度为c。求：
①玻璃的折射率；
②激光在玻璃中传播的速度。
C.(选修模块3－5)（12分）
⑴下列说法正确的是 ▲ .
A．比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关
D．大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子
⑵用频率均为ν但强度不同的甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知 ， ▲ （选填“甲”或“乙”）光的强度大。已知 普朗克常量为 ，被照射金属的逸出功为W0，则光电子的最大初动能为 ▲ 。
⑶1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研
究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之
父”。氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是 。 经过m次 衰变和n次 衰变后变成稳定的 。
①求m、n的值；
②一个静止的氡核( )放出一个 粒子后变成钋核( )。已知钋核的速率v=1 106m/s，求 粒子的速率。
四、计算题：本题共3小题，共计47分。解答时请写出 必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，必须明确写出数值和单位。
13.（15分）如图，半径R=0.5m的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接，O为圆弧轨道ABC的圆心，B点为圆弧轨道的最低点，半径OA、OC与OB的夹角分别为53°和37°。将一个质量m=0.5kg的物体(视为质点)从A点左侧高为h=0.8m处的P点水平抛出，恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道。已知物体与轨道CD间的动摩擦因数 =0.8，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
⑴物体水平抛出时的初速度大小v0；
⑵物体经过B点时，对圆弧轨道压力大小FN；
⑶物体在轨道CD上运动的距离x。
14．（16分）如图，电阻不计且足够长的U型金属框架放置在倾角θ=37°的绝缘斜面上，该装置处于垂直斜面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.5T。质量m=0.1kg、电阻R=0.4Ω的导体棒ab垂直放在框架上，从静止开始沿框架无摩擦下滑，与框架接触良好。框架的质量M=0.2kg、宽度l=0.4m，框架与斜面间的动摩擦因数μ=0.6，与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，si n37°=0.6，cos37°=0.8。
⑴若框架固定，求导体棒的最大速度vm；
⑵若框架固定，棒从静止开始下滑5.75m时速度v=5m/s，求此过程回路中产生的热量Q及流过ab棒的电量q；
⑶若框架不固定，求当框架刚开始运动时棒的速度v1。
15.（16分）如图甲，真空中竖直放置两块相距为d的平行金属板P、Q，两板间加上如图乙最大值为U0的周期性变化的电压，在Q板右侧某个区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场。在紧靠P板处有一粒子源A，自t=0开始连续释放初速不计的粒子，经一段时间从Q板小孔O射入磁场，然后射出磁场，射出时所有粒子的速度方向均竖直向上。已知电场变化周期T= ，粒子质量为m，电荷量为+q，不计粒子重力及相互间的作用力。求：
⑴t=0时刻释放的粒子在P、Q间运动的时间；
⑵粒子射入磁场时的最大速率和最小速率；
⑶有界磁场区域的最小面积。
物理试题参考答案及评分标准
1．B 2．C 3．B 4．D 5．A 6．AD 7．CD 8．AB 9．BCD
10．（8分）⑴7.25（2分） ⑵ （2分） ⑶ 或 （2分）
⑷增加（2分）
11．（10分）⑴“－”（2分）、4×104或40000（2分）
⑵C（2分）、电池内阻过小（2分）、如右图（2分）
12A.（选修3~3）
⑴AC （4分，答案不全对得2分）
⑵5（2分） 升高（2分）
⑶①由P1V1=P2V2 得V2=1L （2分）
②由n= 得n= 个=3×1022个（2分）
12B. （选修3~4）
⑴CD （4分，答案不全对得2分） ⑵平衡位置（2分） 0.2s（2分）
⑶①如图所示，由几何关系知
光在AB界面的入射角 ，折射角
则 （2分）
②由 得 （2分）
12C. （选修3~5）
⑴AB （4分，答案不全对得2分） ⑵甲（2分） h －W0 （2分）
⑶①4m=222－206， m=4 （1分） 86=82+2m－n， n=4 （1分）
②由动量守恒定律得 － =0 （1分） =5.45×107m/s （1分）
13．(15分)
⑴由平抛运动规律知 1分
竖直分速度 m/s 1分
初速度v0= m/s 2分
⑵对从P至B点的过程，由机械能守恒有
2分
经过 B点时，由向心力公式有 2分
代入数据解得 =34N 1分
由牛顿第三定律知，对轨道的压力大小为FN =34N，方向竖直向下 1分
⑶因 ，物体沿轨道CD向上作匀减速运动，
速度减为零后不会下滑 2分
从B到上滑至最高点的过程，由动能定理有
2分
代入数据可解得 m
在轨道CD上运动通过的路程x约为1.09m 1分
14. (16分)
⑴棒ab产生的电动势 1分
回路中感应电流 1分
棒ab所 受的安培力 1分
对棒ab 2分
当加速度 时，速度最大，最大值 m/s 1分
⑵根据能量转化和守恒定律有 2分
代入数据解得 Q=2.2J 1分
或2.9C 2分
⑶回路中感应电流 1分
框架上边所受安培力 1分
对框架 2分
代入数据解得v = 2.4m/s 1分
15．(16分)
⑴设t=0时刻释放的粒子在0.5T时间内一直作匀加速运动，
加速度 1分
位移 2分
可见该粒子经0.5T正好运动到O处，假设与实际相符合
该粒子在P、Q间运动时间 1分
⑵t=0时刻释放的粒子一直在电场中加速，对应进入磁场时的速率最大
由运动学公式有 2分
t1=0时刻释放的粒子先作加速 运动（所用时间为 ），后作匀速运动，设T时刻恰好由小孔O
射入磁场，则 2分
解得 1分
进入磁场时的速率 1分
由右图知，在t1至0.5T时间内某时刻进入电场，先作加速运动，后作匀速运动，再作加速运动，速度为 时还未到达小孔O处，图中阴影面积等于粒子此时距小孔的距离，再经加速才能到达O处，此时速度已大于v1。所以速率 是粒子进入磁场时的最小速率，最小值 1分
⑶ 粒子进入磁场后做轨迹为四分之一圆周的运动 1分
半径
最大速率对应的半径 1分
最小速率对应的半径 1分
磁场的左、右边界为粒子最小、最大半径对应的四分之一圆周，上部分边界为 的一部分，如图所示阴影面积，磁场区域最小面积
2分
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