2012海淀一模物理试题及答案

2012 海淀一摸物理 13下列说法中正确的是 （ ） A光的干涉和衍射现象说明光具有粒子性 B电磁波和机械波都只能在介质中传播 C光的偏振现象说明光是纵波 D电子束通过铝箔能发生衍射现象，说明电子具有波动性 14下列说法中正确的是 （ ） A太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B原子核 经过6次 衰变和4次 衰变后成为原子核2390Th 208Pb C用升温、加压或发生化学反应的方法可以改变放射性元素的半衰期 D以 mD、m p、m n 分别表示氘核、质子、中子的质量，则 mD=mp+mn 15如图所示，a、b、c 为电场中同一条电场线上的三点，b 为 ac 中点。a、c 两点的 电势分别为 a=4V、 c=2V。下列说法中正确的是（ ） A该电场中 b 点的电势一定为 3 V Ba 点的电场强度一定大于 b 点的电场强度 C若正电荷在这个电场中只受电场力作用，且它运动过程中经过 a 点，它就一定会 沿电场线运动到 c 点 D正电荷从 a 点运动到 c 点，电势能一定减小 16如图所示，一轻质弹簧其上端固定在升降机的天花板上，下端挂一小球，在升降 机匀速竖直下降过程中，小球相对于升降机静止。若升降机突然停止运动， 设空气阻力可忽略不计，弹簧始终在弹性限度内，且小球不会与升降机的 内壁接触，则以地面为参照系，小球在继续下降的过程中 （ ） A速度逐渐减小，加速度逐渐减小 B速度逐渐增大，加速度逐渐减小 C速度逐渐减小，加速度逐渐增大 D速度逐渐增大，加速度逐渐增大 17.设想某登月飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动，测得其运动周期为 T。飞船 在月球上着陆后，航天员用测力计测得质量为 m 的物体所受重力为 P，已知引力常量为 G。根据上述已知条件，可以估算的物理量有 （ ） A月球的质量 B飞船的质量 C月球到地球的距离 D月球的自转周期 18如图所示，在原点O处的质点（波源）做简谐运动，产生沿 x 轴正方向传播的简 谐波，波速 v 400m/s。为了接收这列波，在 x400m 处设有一接收器（图中未标出）。 已知 t0 时，波源的振动刚好传播到 x40m 处，则下列说法中 正确的是 （ ） A. 波源振动的周期为 20s B. x40m 处的质点在 t0.5s 时位移最大 C. 接收器在 t1.0s 时才能接收到此波 a 图 b c a=4V c=2V 图 3 升降机 图 8 y/cm O x/m10 20 v D. 若波源向 x 轴负方向移动，则在其移动过程中接收器接收到的波的频率将小于 20Hz 19 法 拉 第 发 现 了 电 磁 感 应 现 象 之 后 ， 又 发 明 了 世 界 上 第 一 台 发 电 机 法 拉 第 圆 盘 发 电 机 ， 揭 开 了 人 类 将 机 械 能 转 化 为 电 能 并 进 行 应 用 的 序 幕 。 法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁 铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心 分别装有与金属盘接触良好的电刷 A、B，两电刷与灵敏电流计相连。 当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则（ ） A电刷 A 的电势高于电刷 B 的电势 B若仅减小电刷 A、B 之间的距离，灵敏电流计的示数将变大 C若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将变大 D若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将变 大 20某学习小组要研究影响弹簧劲度系数的因素，他们猜想弹簧的劲度系数 k 可能与 制成弹簧的钢丝的半径 r、弹簧圈的半径 R 和弹簧的圈数 n 有关。为此他们选择了同种材 料制成的不同粗细的钢丝，分别绕成了弹簧圈半径不同的弹簧。再利用薄铁片做为卡片和 指示弹簧被拉伸后所到位置的指针，用这个卡片选择对弹簧的不同位置施力，实现对同一 个弹簧使用圈数的改变（如图甲所示） ，从而可得到圈数不同的弹簧。他们分别研究了 k 与 r、k 与 R 和 k 与 n 的关系（在研究 k 与弹簧的一个参量的关系时，另外两参量保持不变） ，并根据测得的数据，分别画出了 k-r、k-R 和 k-n 图象如图乙、丙、丁所示。 关于上面实验所采用的科学方法，以及 k 与 r、R 和 n 的关系，下列说法中可能正确的 是 （ ） A等效替代法，k B控制变量法，k3nr r3 C等效替代法，k D控制变量法，k 4RnR4 21（18 分） （ 1） 某 同 学 用 半 圆 形 玻 璃 砖 测 定 玻 璃 的 折 射 率 （ 如 图 所 示 ） 。 实 验 的 主 要 过 程 如 下 ： a 把 白 纸 用 图 钉 钉 在 木 板 上 ， 在 白 纸 上 作 出 直 角 坐 标 系 xOy， 在 白 纸 上 画 一 条 线 段 AO 表 示 入 射 光 线 。 b 把 半 圆 形 玻 璃 砖 M 放 在 白 纸 上 ， 使 其 底 边 aa与 Ox 轴 重 合 。 甲 卡片 指针 图 xO y M A P1 P2 P3 B C a a B A G 图 O k r乙 O k R丙 O k n丁 c 用 一 束 平 行 于 纸 面 的 激 光 从 y0 区 域 沿 y 轴 负 方 向 射 向 玻 璃 砖 ， 并 沿 x 轴 方 向 调 整 玻 璃 砖 的 位 置 ， 使 这 束 激 光 从 玻 璃 砖 底 面 射 出 后 ， 仍 沿 y 轴 负 方 向 传 播 。 d 在 AO 线 段 上 竖 直 地 插 上 两 枚 大 头 针 P1、 P2。 e 在 坐 标 系 的 y0 的 区 域 内 竖 直 地 插 上 大 头 针 P3， 并 使 得 从 P3 一 侧 向 玻 璃 砖 方 向 看 去 ， P3 能 同 时 挡 住 观 察 P1 和 P2 的 视 线 。 f 移 开 玻 璃 砖 ， 作 OP3 连 线 ， 用 圆 规 以 O 点 为 圆 心 画 一 个 圆 （ 如 图 中 虚 线 所 示 ） ， 此 圆 与 AO 线 交 点 为 B， 与 OP3 连 线 的 交 点 为 C。 确 定 出 B 点 到 x 轴 、 y 轴 的 距 离 分 别 为 x1、 y1、 ， C 点 到 x 轴 、 y 轴 的 距 离 分 别 为 x2、 y2。 根据上述所确定出的 B、C 两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表 达式为 n= 。 若实验中该同学在 y0 的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到 P1、P 2，其 原因可能是： 。 （2）在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学的主要操作步骤如下： a取一根符合实验要求的摆线，下端系一金属小球，上端固定在 O 点； b在小球静止悬挂时测量出 O 点到小球球心的距离 l； c拉动小球使细线偏离竖直方向一个不大的角度（约为 5） ，然后由静止释放小球； d用秒表记录小球完成 n 次全振动所用的时间 t。 用所测物理量的符号表示重力加速度的测量值，其表达式为 g= ； 若测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可 能是 。 （选填下列选项前的序号） A. 测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长 B. 摆线上端未牢固地固定于 O 点，振动中出现松动，使摆线越摆越长 C. 测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间 t 记为了 n 次全振动的时间，并由 计算式 T=t/n 求得周期 D. 摆球的质量过大 在与其他同学交流实验方案并纠正了错误后， 为了减小实验误差，他决定用图象法处理数据，并 通过改变摆长，测得了多组摆长 l 和对应的周期 T， 并用这些数据作出 T2-l 图象如图甲所示。若图线的 斜率为 k，则重力加速度的测量值 g= 。 这位同学查阅资料得知，单摆在最大摆角 较大时周期公式可近似表述为 。为了用图象法验证单摆周期 T 和最大摆角 的关系，他测出摆)2sin41(2glT 长为 l 的同一单摆在不同最大摆角 时的周期 T，并根据实验数据描绘出如图乙所示的图 线。根据周期公式可知，图乙中的纵轴表示的是 ，图线延长后与横轴交点的 横坐标为 。 22 （16 分）如图所示，在竖直面内有一个光滑弧形轨道，其末端水平，且与处于同 一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切，并平滑连接。A、B 两滑块（可视为质点）用轻 细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。两滑块从弧形轨道上的某 一高度由静止滑下，当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开，弹簧迅 速将两滑块弹开，其中前面的滑块 A 沿圆形轨道运动恰能通过 轨道最高点。已知圆形轨道的半径 R=0.50m，滑块 A 的质量 mA=0.16kg，滑块 B 的质量 mB=0.04kg，两滑块开始下滑时距圆 图 h R B A 甲 T2 lO 乙 O T 形轨道底端的高度 h=0.80m，重力加速度 g 取 10m/s2，空气阻力可忽略不计。求： （1）A、B 两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小； （2）滑块 A 被弹簧弹开时的速度大小； （3）弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能。 23 （18 分）某学习小组到大学的近代物理实验室参观，实验室的老师 给他们提供了一张经过放射线照射的底片，底片上面记录了在同一直线上的 三个曝光的痕迹，如图所示。老师告诉他们，实验时底片水平放置，第 2 号 痕迹位置的正下方为储有放射源的铅盒的开口，放射源可放射出 、 、 三 种射线。然后又提供了 、 三种射线的一些信息如下表。已知铅盒上的 开口很小，故射线离开铅盒时的初速度方向均可视为竖直向上，射线中的粒 子所受重力、空气阻力及它们之间的相互作用力均可忽略不计，不考虑粒子 高速运动时的相对论效应。 原子质量单位 1u=1.6610-27kg，元电荷 e=1.610-19C，光速 c=3.0108m/s。 射线性质射线类型 组成 质量 速度 电离作用 穿透性 射线 24He 4u 0.1c 强 弱 射线 -10e u/1840 约为 c 较弱 较强 射线 光子 0 c 弱 强 （1）学习过程中老师告诉同学们，可以利用三种射线在电场或磁场中的偏转情况对它 们加以辨别。如果在铅盒与底片之间加有磁感应强度 B=0.70T 的水平匀强磁场，请你计算 一下放射源射出 射线在此磁场中形成的圆弧轨迹的半径为多大？ （保留 2 位有效数字） （2）老师对如图所示的“三个曝光的痕迹”解释说，底片上三个曝光的痕迹是铅盒与底 片处在同一平行于三个痕迹连线的水平匀强电场中所形成的。 试分析说明，第 2 号痕迹是什么射线照射形成的； 请说明 粒子从铅盒中出来后做怎样的运动；并通过计算说明第几号曝光痕迹是由 射线照射形成的。 24 （20 分）如图甲所示，表面绝缘、倾角 =30的斜面固定在水平地面上，斜面 的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽 度 D=0.40m 的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场 上边界到挡板的距离 s=0.55m。一个质量 m=0.10kg、总电阻 R=0.25 的单匝矩形闭合 金属框 abcd，放在斜面的底端，其中 ab 边与斜面底边重合，ab 边长 L=0.50m。从 t=0 时刻开始，线框在垂直 cd 边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动， 当线框的 ab 边离开磁场区域时撤去 拉力，线框继续向上运动，并与挡板 发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不 计，且没有机械能损失。线框向上运 动过程中速度与时间的关系如图乙所 示。已知线框在整个运动过程中始终 未脱离斜面，且保持 ab 边与斜面底 边平行，线框与斜面之间的动摩擦因 图 铅盒 1 2 3 v/m.s-1 t/s0 0.4 2.0 乙甲 a BD L b cd 挡板 数 = /3，重力加速度 g 取 10 m/s2。3 （1）求线框受到的拉力 F 的大小； （2）求匀强磁场的磁感应强度 B 的大小； （3）已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度 v 随位移 x 的变化规律满足 vv 0- （式中 v0 为线框向下运动 ab 边刚进入磁场时的速度大小，x 为线框 abxmRLB 边进入磁场后对磁场上边界的位移大小） ，求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦 耳热 Q。 2012 海淀一摸答案 13 （ D ）14 （ B ） 15（ D ）16 （ C ）17.（ A ） 18（ D ）1 9 （ C ）20 （ D ） 21（18 分） （ 1） 21（18 分） （1） （6 分）y 2/y1（ 3 分 ） ； 沿 P1 P2 方向的入 射 光 线 在 玻 璃 砖 底 边 的 界 面 上 发 生 了 全 反 射 。 （ 3 分 ） （2） （12 分） （2 分） ； C（2 分） ；24tlng （2 分） ；k4 sin 2 （3 分，说明：在 sin2 前面加任意符合图象意义的常数均可得分） ， （3 分）gl 说明：第问，若第一空：-cos ，第二空： ，则可同样得 6 分。gl49 22 （16 分） （1）设滑块 A 和 B 运动到圆形轨道最低点速度为 v0，对滑块 A 和 B 下滑到圆形轨道 最低点的过程，根据动能定理，有（m A+mB）gh= （m A+mB）v 02（2 分）21 解得：v 0=4.0m/s （2 分） （2）设滑块 A 恰能通过圆形轨道最高点时的速度大小为 v，根据牛顿第二定律有 mAg=mAv2/R （2 分） 设滑块 A 在圆形轨道最低点被弹出时的速度为 vA，对于滑块 A 从圆形轨道最低点运动 到最高点的过程，根据机械能守恒定律，有 mAvA2=mAg2R+ mAv2（2 分）11 代入数据联立解得：v A=5.0 m/s（2 分） （3）对于弹簧将两滑块弹开的过程，A、B 两滑块所组成的系统水平方向动量守恒， 设滑块 B 被弹出时的速度为 vB，根据动量守恒定律，有 （m A+mB）v 0=mA vA+mB vB （2 分） 解得： vB=0（1 分） 设弹簧将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为 Ep，对于弹开两滑块的过程，根据机 械能守恒定律，有 （m A+mB）v 02 + Ep= mAvA2（2211 分） 解得：E p=0.40J（1 分） 23 （18 分） （1） 射线的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设其半径为 r，根据牛顿第二定律， 有 qvB=mv2/r（3 分） 代入数据解得： r=0.89m（2 分） （2）第 2 号痕迹正对着储有放射源的铅盒的开口，表明形成第 2 号痕迹的射线做 匀速直线运动，即不受电场力作用，所以不带电，故第 2 号痕迹是 射线照射形成的。 （4 分） 射线的粒子从放射源出来经过水平匀强电场打到底片上的过程中，受恒定的电场 力作用，且水平的电场力与竖直的初速度方向垂直，故应做匀变速曲线运动。 （3 分） （说明：回答“类平抛运动” ，或“ 竖直方向做匀速直线运动，水平方向做初速度为零的 匀加速直线运动” 均可得分） 设铅盒与底片间的竖直距离为 d，电场强度为 E，带电射线从放射源射出时的初速度 为 v0，质量为 m，所带电荷量为 q，在电场中运动时间为 t，则对于粒子在电场中的运动有 竖直方向 d=v0t，水平方向的侧移量 x= t2 （21m 分） 解得：x= （1 分）20vqEd 因此对于 射线和 射线的侧移量之比有 （2 分）1845.01842 2 vmqx 表明 射线的偏转侧移量较小，所以第 3 号痕迹应是 射线所形成的。（1 分） 说明：若没有进行定量计算，只是说明 xx，此问要扣 2 分） 24 （20 分） （1）由 v-t 图象可知，在 00.4s 时间内线框做匀加速直线运动，进入磁 场时的速度为 v1=2.0m/s，所以在此过程中的加速度 a= =5.0m/s2（1 分）tv 由牛顿第二定律 F-mgsin - mgcos=ma（2 分） 解得 F=1.5 N（1 分） （2）由 v-t 图象可知，线框进入磁场区域后以速度 v1