理科综合物理试题 2014年3月
命题： 物理 55中 化学 50中 生物 北京汇文中学 审查： 东城区(北区)教研中心
本试卷分第Ⅰ卷（）和第Ⅱ卷（非）两部分，满分300分。考试时间150分钟。
第Ⅰ卷（选择题 共120分）
本卷共20小题，每小题6分，共120分。在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项。
13．二十世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构。发现了电子、中子和质子，右图是
A．卢瑟福的α粒子散射实验装置 B．卢瑟福发现质子的实验装置 C．汤姆逊发现电子的实验装置
D．查德威克发现中子的实验装置
14．如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知
A．当它们在真空中传播时，a光的速度最大 B．当它们在玻璃中传播时，c光的波长最长
C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大
D．若它们都能使某种金属产生光电效应，c光照射出光电子的最大初动能最大
15．由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的
A．质量相同 B．轨道平面可以不同 C．速度一定小于第一宇宙速度 D．轨道半径可以不同
16．一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T。图1为该波在t= 时刻的波形图，a、b是波上的两个质点。图2表示介质中某一质点的振动图象。下列说法中正确的是
A．图2是质点a的振动图象 B．图2是质点b的振动图象 C．t=0时刻质点a的速度比质点b的大
D．t=0时刻质点a的加速度比质点b的大
17．有同学这样探究太阳的密度：正午时分让太阳光垂直照射一个中央有小孔的黑纸板，接收屏上出现了一个小圆斑；测量小圆斑的直径和黑纸板到接收屏的距离，可大致推出太阳直径。他掌握的数据有：太阳光传到地球所需的时间、地球的公转周期、万有引力恒量；在最终得出太阳密度的过程中，他用到的物理规律是小孔成像和
A．牛顿第二定律 B．万有引力定律、牛顿第二定律
C．万有引力定律 D．万有引力定律、牛顿第三定律
18．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升。若两极板间电压为－U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是
A．2v、向上 B．2v、向下 C．3v、向上 D． 3v、向下
19．如图所示，一光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角，两导轨上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上。质量为m的金属杆ab，以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端。若运动过程中，金属杆保持与导轨垂直且接触良好，并不计金属杆ab的电阻及空气阻力，则
A．上滑过程的时间比下滑过程长 B．上滑过程中安培力的冲量比下滑过程大
C．上滑过程通过电阻R的电量比下滑过程多 D．上滑过程通过电阻R产生的热量比下滑过程多
20．酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻值，这样，仪表显示的数据就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是
A. U越大，表示c越大，c与U成正比 B. U越大，表示c越大，但c与U不成正比
C. U越大，表示c越小，c与U成反比 D. U越大，表示c越小，但c与U不成反比
第Ⅱ卷（非选择题 共180分）
请将二卷答案写在答题纸上，用黑色签字笔作答。
21．（18分）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测电阻丝阻值约为4Ω。
（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径d。其中一次测量结果如右图所示，图中读数为d = mm。 （2）为了测量电阻丝的电阻R，除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：
电压表V，量程3V，内阻约3kΩ 电流表A1，量程0.6A，内阻约0.2Ω
电流表A2，量程100μA，内阻约2000Ω 滑动变阻器R1，0～1750Ω，额定电流0.3A
滑动变阻器R2，0～50Ω，额定电流1A 电源E1（电动势为1.5 V，内阻约为0.5Ω）
电源E2（电动势为3V，内阻约为1.2Ω）
为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表________，滑动变阻器_________，电源___________。（填器材的符号）
（3）请在右边的方框图中画出测量电阻丝的电阻应采用的电路图，并在图中标明所选器材的符号。
（4）请根据电路图，在下图所给的实物图中画出连线。
（5）用测量量表示计算材料电阻率的公式是ρ = （已用刻度尺测量出接入电路中的金属导线的有效长度为l）。
（6）有的同学认为本实验中可以不使用滑动变阻器，只要准确测量一组电压和电流数据就够了。你觉得一定要使用滑动变阻器吗？简述你的理由是：
22．（16分）如图所示，半径R = 0.1m的竖直半圆形光滑轨道bc与水平面ab相切。质量m = 0.1kg的小滑块B放在半圆形轨道末端的b点，另一质量也为m = 0.1kg的小滑块A以v0 = 2 m/s的水平初速度向B滑行，滑过s = 1m的距离，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B粘在一起运动。已知木块A与水平面之间的动摩擦因数μ = 0.2。A、B均可视为质点。（g = 10m/s²）。求：
（1）A与B碰撞前瞬间的速度大小vA；
（2）碰后瞬间，A、B共同的速度大小v；
（3）在半圆形轨道的最高点c，轨道对A、B的作用力N的大小。
23．（18分）如图所示，绝缘细绳绕过轻滑轮连接着质量为m的正方形导线框和质量为M的物块，导线框的边长为L、电阻为R。物块放在光滑水平面上，线框平面竖直且ab边水平，其下方存在两个匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，方向水平但相反，Ⅰ区域的高度为L，Ⅱ区域的高度为2L。 开始时，线框ab边距磁场上边界PP′的高度也为L，各段绳都处于伸直状态，把它们由静止释放，运动中线框平面始终与磁场方向垂直，M始终在水平面上运动，当ab边刚穿过两磁场的分界线QQ′进入磁场Ⅱ时，线框做匀速运动，不计滑轮处的摩擦。
求：
（1）ab边刚进入磁场Ⅰ时，线框的速度大小；
（2）cd边从PP′位置运动到QQ′位置过程中，通过线圈导线某横截面的电荷量；
（3）ab边从PP′位置运动到NN′位置过程中，线圈中产生的焦耳热。
24．（20分）如图所示，在竖直平面内，虚线MO与水平线PQ相交于O，二者夹角θ=30°，在MO左侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场，MO右侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场，O点处在磁场的边界上，现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v（0≤v≤ ）垂直于MO从O点射入磁场，所有粒子通过直线MO时，速度方向均平行于PQ向左，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。
求：
（1）速度最大的粒子从O开始射入磁场至返回水平线POQ所用的时间。
（2）磁场区域的最小面积。
2014联考理综（物理参考答案） 2014.3
13A 14 D 15 C 16 D 17B 18 D19 D 20 B
21．（18分）（每小题3分）
（1）0.855（ 0.002） （2）A1，R2，E2
（3）电路如右图 （4）如下图 （5）
（6）一定要使用滑动变阻器。
因为多次测量取平均值，可以减小偶然误差。
22．（16分）
解：（1）以A、B为研究对象，从b到c，根据动能定理
（3分）
vA = 6m/s （2分）
（2）以A、B为研究对象，根据动量守恒定律
mvA = 2mv （3分）
v = 3m/s （2分）
（3）以A、B为研究对象，从b到c，根据机械能守恒定律
（2分）
在c点，根据牛顿第二定律
（2分）
N = 8N （2分）
23．（18分）
解：(1)对线框和物块组成的整体，由机械能守恒定律
mgL＝12(m＋M)v12 （2分）
v1＝ 2mgLm＋M （2分）
(2)线框从Ⅰ区进入Ⅱ区过程中，
ΔΦ＝Φ2-Φ1＝2BL2 （2分）
E＝ΔΦΔt （1分）
I＝ER （1分）
通过线圈导线某截面的电量：q＝IΔt＝2BL2R（2分）
(3)线框ab边运动到位置NN′之前，线框只有ab边从PP′位置下降2L的过程中才有感应电流，设线框ab边刚进入Ⅱ区域做匀速运动的速度是v2，线圈中电流为I2，
I2＝ （2分）
此时M、m均做匀速运动， 2BI2L＝mg （2分）
v2＝mgR4B2L2
根据能量转化与守恒定律，mg?3L＝12(m＋M)v22＋Q （2分）
则线圈中产生的焦耳热为: Q＝3mgL－(m＋M)m2g2R232B4L4 （2分）
24．（20分）
解：（1）粒子的运动轨迹如图所示，设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R，周期为T，粒子在匀强磁场中运动时间为t1
则
（1分）
（1分）
（2分）
设粒子自N点水平飞出磁场，出磁场后应做匀速运动至OM，设匀速运动的距离为s，匀速运动的时间为t2，由几何关系知：
s=R/tanθ （1分）
（1分）
过MO后粒子做类平抛运动，设运动的时间为 ，
则： （2分）
又由题知： （1分）
则速度最大的粒子自O进入磁场至重回水平线POQ所用的时间为：
（1分）
（2分）
（2）由题知速度大小不同的粒子均要水平通过OM，则其飞出磁场的位置均应在ON的连线上，故磁场范围的最小面积 是速度最大的粒子在磁场中的轨迹与ON所围成的面积，
扇形 的面积 （2分）
的面积为：
（2分）
（2分）
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