北京市四中高三物理三模理综试题（含解析）.doc

北京四中2015 届理综物理能力测试本试卷共 页，共300分。考试时长150分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。以下数据可供解题时参考：可能用到的相对原子质量：h 1 c 12 o 16 na 23 s 32 fe 56 br 80第一部分(选择题 共120分)本部分共20题，每小题6分，共120分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。13.【题文】下列说法正确的是a.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期b.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子c.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力d.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量【答案】b【解析】本题主要考查半衰期、跃迁以及红外线；选项a，元素的半衰期与物理或者化学状态无关，选项a错误；选项b，基态时能量最小，因此氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，选项b正确；选项c，从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力，故选项c错误；选项d，原子核所含核子单独存在时的总质量未必小于该原子核的质量，如氢原子核只有一个质子，原子核与核子质量等，故选项d错误；本题正确选项为b。【题型】单选题【备注】【结束】14.【题文】用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流i与光电管两极间所加电压u的关系如图。则这两种光a.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大b.从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角大c.通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大d.通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大【答案】c【解析】本题主要考查光电效应、干涉以及折射；图像横截距表示遏制电压，由知b光照射获得的光电子最大初动能较大，故选项a错误；由光电效应方程知b光的能量大，即频率大，折射率大，由知b光的临界角较小，故选项b错误；由知b光的波长较小，则依据可知b光的条纹间距小，a光的条纹间距大，故选项c正确；因为条纹b光的折射率大，b光的偏折程度大，选项d错误；本题正确选项为c。【题型】单选题【备注】【结束】15.【题文】热现象与大量分子热运动的统计规律有关，1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。对某一部分密闭在钢瓶中的理想气体，在温度t1、t2时的分子速率分布图象如题图所示，下列分析和判断中正确的是a.两种状态下瓶中气体内能相等b.两种状态下瓶中气体分子平均动能相等c.两种状态下瓶中气体分子势能相等d.两种状态下瓶中气体分子单位时间内撞击瓶壁的总冲量相等【答案】c【解析】本题主要考查理想气体状态方程以及内能；选项a，因为气体体积一定，即分子势能不变，但由于温度不同，即分子平均动能不同，故内能不同，温度越高，内能越大，选项a错误；选项b，由于温度不同，即分子平均动能不同，故选项b错误；选项c，因为气体体积一定，即分子势能不变，选项c正确；选项d，由理想气体状态方程可知压强增大，故，故温度越高，单位时间内撞击瓶壁的总冲量越大，选项d错误；本题正确选项为c。【题型】单选题【备注】【结束】16.【题文】在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象分别如图中曲线a、b所示，则a.两次t=0时刻线圈平面与中性面垂直b.曲线a、b对应的线圈转速之比为23c.曲线a表示的交变电动势频率为25hzd.曲线b表示的交变电动势有效值为10v【答案】c【解析】本题主要考查交流电的四值；当线圈从中性面开始时，由图2可知线圈从中性面开始运动，故选项a错误；选项b，曲线a周期4，曲线b周期6，频率值比即转速之比为3:2，选项b错误；选项c，曲线a周期4，频率为25hz，故选项c正确；选项d，由可知有效值,又因为角速度之比为3:2，故有效值之比为3:2，因曲线a电动势为，故曲线b电动势有效值为，选项d错误；本题正确选项为c。【题型】单选题【备注】【结束】17.【题文】如图所示，某同学在研究运动的合成时做了下述活动：用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动，运动中保持直尺水平，同时，用右手沿直尺向右移动笔尖。若该同学左手的运动为匀速运动，右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动，则关于笔尖的实际运动，下列说法中正确的是a.笔尖做匀速直线运动b.笔尖做匀变速直线运动c.笔尖做非匀变速曲线运动d.笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小【答案】d【解析】本题主要考查运动的合成与分解；笔尖实际上是水平方向匀加速运动与竖直方向匀速运动的合运动，故笔尖做匀加速曲线运动，选项a、b、c错误；设速度与水平方向夹角为，则由tan越来越小，故选项d正确；本题正确选项为d。【题型】单选题【备注】【结束】18.【题文】一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经t时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v。在此过程中a.地面对他的冲量为mv+mgt，地面对他做的功为b.地面对他的冲量为mv+mgt，地面对他做的功为零c.地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为d.地面对他的冲量为mv-mgt，地面对他做的功为零【答案】b【解析】本题主要考查动量定理以及功；人的速度原来为零，起跳后变化v，则由动量定理可得： i-mgt =mv故地面对人的冲量为mv+mgt；而人在跳起时，人受到的支持力没有产生位移，故支持力不做功，故选项b正确；【题型】单选题【备注】【结束】19.【题文】库仑利用“把一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，前者的电荷量就会与后者平分”的方法，研究得到了电荷间的作用力与电荷量的乘积成正比。某同学也利用此方法研究电容器的带电量与电压之间的关系，他利用数字电压表快速测量电容器的电压，他得到了如下数据。则以下说法不正确的是qqq/2q/4q/8q/16u(v)2.981.490.740.360.18a.实验过程中使用的电容器规格要尽量一致，以保证接触后电荷量平分b.根据实验数据可以得到电容器的电容与电压成正比c.根据实验数据可以得到电容器的带电量与电压成正比d.根据实验数据不能够计算得到该电容器的电容【答案】b【解析】本题主要考查电荷量、电容以及电压的关系；选项a，为了保证每次电荷量能被平分，应该使用完全相同的电容器，选项a正确；选项b，有表中数据可知随着电荷量每次减半，电压也每次减半，故电荷量与电压比值恒定，即电容器电容为定值，故选项b错误；选项c，有表中数据可知电荷量与电压成正比，故选项c正确；选项d，电荷量与电压比值即电容，但是电荷量未知，故电容不可求得，选项d正确；本题错误选项为b。【题型】单选题【备注】【结束】20.【题文】类比是物理学中常用的思想方法。狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布，距离它r处的磁感应强度大小为b=(k为常数)。磁单极s的磁场分布如图甲所示，它与如图乙所示负点电荷q的电场分布相似。假设磁单极子s和负点电荷q均固定，有一带电小球分别在s和q附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断不正确的是a.若小球带正电，其运动轨迹平面可在s正上方，如图甲所示b.若小球带正电，其运动轨迹平面可在q正下方，如图乙所示c.若小球带负电，其运动轨迹平面可在s正上方，如图甲所示d.若小球带负电，其运动轨迹平面可在q正下方，如图乙所示【答案】d【解析】本题主要考查带电粒子在磁场与电场中的运动；选项a，若小球带正电，在s正上方圆周运动，应该是俯视逆时针，选项a正确；选项b，若小球带正电，在q正上方圆周运动，二者之间的库仑力水平分力提供向心力，竖直分力与重力平衡，故选项b正确；选项c，若小球带负电，在s正上方圆周运动，应该是俯视顺时针，选项c正确；选项d，若小球带负电，二者之间有库伦斥力，不可能做圆周运动，故选项d错误；本题错误选项为d。【题型】单选题【备注】【结束】 第二部分(非选择题 共180分) 本部分共11小题，共180分21.【题文】甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。i甲组同学采用图甲所示的实验装置。(1)为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用 ；(用器材前的字母表示)a长度接近1m的细绳b. 长度为30cm左右的细绳c直径为1.8cm的塑料球d直径为1.8cm的铁球e最小刻度为1cm的米尺f最小刻度为1mm的米尺用主尺最小分度为1mm，游标上有20个分度的卡尺测量金属球的直径，结果如图1所示，可以读出此金属球的直径为_mm。 (2)该组同学先测出悬点到小球球心的距离l，然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。请写出重力加速度的表达式g= 。(用所测物理量表示)在一次实验中，他用秒表记下了单摆振动50次的时间如图2所示，由图可读出时间为 s。 (3)在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点o处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值 。(选填“偏大”、“偏小”或 “不变”)ii乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示。将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的v-t图线。(4)由图丙可知，该单摆的周期t= s；(5)更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出t2-l(周期平方-摆长)图线，并根据图线拟合得到方程t24.04l0.035。由此可以得出当地的重力加速度g_ m/s2。(取29.86，结果保留3位有效数字)【答案】(1)adf，19.40 (2)，101.3 (3)偏小 (4) 2.0 (5)9.76【解析】本题主要考查用单摆测当地重力加速度；(1) 细线太长，操作不方便，太短周期较小，测量误差太大，故选a；球应该选择密度大的，这样可以减小空气阻力影响，故选d;为了提高测量的精确度，应该选择毫米刻度尺，故选f；游标卡尺主尺19mm，游标尺读数0.058=0.40mm，故读数为19.40mm；(2) 由；分针读数1.5分钟即90s，秒针读数11.3s，故秒表读数为101.3s；(3) 摆长变长，说明把摆长测短了，由故加速度测量值比实际值偏小；(4) 有图像知，相邻的速度最大且同向的时刻之差即周期，故周期为2.0s；(5) 知图像斜率【题型】实验题【备注】【结束】22.【题文】在竖直平面内有一个粗糙的圆弧轨道，其半径r=0.4m，轨道的最低点距地面高度h=0.8m。一质量m=0.1kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放，到达最低点时以一定的水平速度离开轨道，落地点距轨道最低点的水平距离x=0.8m。空气阻力不计，g取10m/s2，求：(1)小滑块离开轨道时的速度大小；(2)小滑块运动到轨道最低点时，对轨道的压力大小；(3)小滑块在轨道上运动的过程中，克服摩擦力所做的功。【答案】(1)(2)2.0n;(3)0.2j【解析】本题主要考查平抛运动、牛顿运动定律以及动能定理；(1)小滑块离开轨道后做平抛运动，设运动时间为t，初速度为v，则解得：(2)小滑块到达轨道最低点时，受重力和轨道对它的弹力为n，根据牛顿第二定律： 解得：=2.0n(3)在滑块从轨道的最高点到最低点的过程中，根据动能定理： 所以小滑块克服摩擦力做功为0.2j。【题型】计算题【备注】【结束】23.【题文】在研究某些物理问题时，有很多物理量难以直接测量，我们可以根据物理量之间的定量关系和各种效应，把不容易测量的物理量转化成易于测量的物理量。载流导体板垂直置于匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板这两个表面之间就会形成稳定的电势差，这种现象称为霍尔效应。利用霍尔效应可以测量磁场的磁感应强度。半导体材料硅中掺砷后成为n型半导体，它的自由电子的浓度大大增加，导电能力也大大增加。一块n型半导体的样品的体积为abc，a、c、a、c为其四个侧面，如图所示。已知半导体样品单位体积中的电子数为n，电子的电荷量为e。将半导体样品放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴正方向，并沿x方向通有电流i。试分析求解：(1)c、c两个侧面哪个面电势较高？(2)半导体中的自由电子定向移动的平均速率是多少？(3)若测得c、c两面的电势差为u，匀强磁场的磁感应强度是多少？【答案】(1)【解析】本题主要考查洛伦兹力、电流微观表达式以及共点力平衡条件；(1) 自由电子在磁场中受洛伦兹力后，向c侧面方向偏转，因此c侧面有多余的负电荷，c侧面有多余的正电荷，建立了沿y轴负方向的匀强电场，c侧面的电势较高。沿x 方向的电阻加在a、a 的电压为电流i是大量自由电子定向移动形成的，i=电子的定向移动的平均速率为。自由电子受到的洛伦兹力与电场力平衡，有磁感应强度【题型】计算题【备注】【结束】24.【题文】某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，一个劲度系数k1300n/m，自然长度l00.5m弹簧一端固定在墙上的m点，另一端n与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的。迎风板面积s0.5m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连，另一端在m点与金属杆相连。迎风板可在金属