北京市西城区高三物理一模试题及

1、北京市西城区 2012 年高三一模试卷 物物理理试试题题 2012.4 13下列实验或者事实，揭示了原子具有核式结构的是 A电子的发现B光电效应实验 C粒子散射实验D天然放射现象 14不同的物理量可以有相同的单位。下列各组物理量中有相同单位的是 A速度和角速度B电压和电动势 C电势和电势能D磁通量和磁感应强度 15如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1 ，电阻R55，原线圈两端接一正弦式交变电流， 该交变电流电压的有效值为 220V。电路中交流电压表和电流表的示数分 A 别为 R VA110V、2.0AB440V、8.0A C156V、1.4AD55V、0.5A 16如图 1 所示，一

2、个物体放在粗糙的水平地面上。在t =0 时刻，物体在水平力F 作用下由静止开始做直 线运动。在 0 到 t 0 时间内物体的加速度 a 随时间 t的变化规律如图 2 所示。 F 已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等。则 At 0 时刻，力 F等于 0 图 1 B在 0 到 t 0 时间内，力 F大小恒定 a C在 0 到 t 0 时间内，物体的速度逐渐变大 D在 0 到 t 0 时间内，物体的速度逐渐变小 O t 0 t 17如图所示为一列沿着x轴正方向传播的简谐横波在t=0 时刻的波形图。已知 这列波的波速 v=5.0m/s 。则 A这列波的频率 f =1.0Hz B经过一个周期，x=0.5

3、m 处的质点沿着 x轴正 -0.2 向运动的距离为 1.0m Cx=0.5m 和 x=1m 处的质点可以同时到达波峰位置 D在 t=0.5s时刻，x=0.5m 处的质点正在沿着 y轴负方向运动 0.2 0 y/m 图 2 0.51x/m 18如图所示，两物体A、B 分别与一竖直放置的轻质弹簧的两端相连接，B 物体在水 平地面上，A、B 均处于静止状态。从 A 物体正上方与 A 相距 H 处由静止释放一 C 小物体 C。C 与 A 相碰后立即粘在一起向下运动，以后不再分开。弹簧始终处于 H 弹性限度内。 用E 表示 C 与 A 碰撞过程中损失的机械能， 用 F 表示 C 与 A 一起 下落过程中

4、地面对 B 的最大支持力。若减小C 物体释放时与 A 物体间的距离 H ， A 其他条件不变，则 AE 变小，F变小BE 不变，F变小 B CE 变大，F变大DE 不变，F 不变 19已知一颗质量为 m 的行星绕太阳做匀速圆周运动，运动周期为 T1，该行星的自转周期为 T2，万有引 力常量为 G。根据这些已知量可以求出 A该行星到太阳的距离 B卫星绕该行星运行的第一宇宙速度 C该行星绕太阳运动的向心加速度 D该行星的同步卫星的运动轨道半径 20有一种飞行器是利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速粒子流，对飞行器自身产生反冲力，从 而对飞行器的飞行状态进行调整的。已知飞行器发射的高速粒子流是由

5、二价氧离子构成的。当单位时 间内发射的离子个数为 n，加速电压为 U 时，飞行器获得的反冲力为 F。为了使加速器获得的反冲力 变为 2F，只需要 A将加速电压变为 2U B将加速电压变为 4U C将单位时间内发射的离子个数变为2n D将单位时间内发射的离子个数变为4n 21实验题（18 分） P1（1）如图 1 所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸 P2 平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上 N O aa 确定玻璃砖的界面 aa和 bb。 O 为直线 AO 与 aa的交点。 在直线 OA 上竖直地插上 P1、P2两枚大头针。 bb 该同学接下来要完成的必要

6、步骤有 O P3 A插上大头针 P3，使 P3仅挡住 P2的像 P4 NB插上大头针 P3，使 P3挡住 P1的像和 P2的像 B C插上大头针 P4，使 P4仅挡住 P3 图 1 D插上大头针 P4，使 P4挡住 P3和 P1、P2的像 过 P3、P4作直线交 bb于 O，过 O作垂直于 bb的直线 NN，连接 OO。测量图 1 中角 和 的大小。则玻璃砖的折射率n=。 如图 2 所示，该同学在实验中将玻璃砖界面 aa和 bb的间距画 aa 得过宽。 若其他操作正确， 则折射率的测量值准确值 （选 填“大于” 、 “小于”或“等于” ） 。 bb （2）在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学

7、进行了如下操作： A 10 5 0 0 45 图 2 图 3 图 4 1、用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度 l。再用螺旋测微器测量金属丝的直径 D，某次测量结果如图 3 所示，则这次测量的读数D=mm。 2、为了合理选择实验方案和器材，首先使用欧姆表（ 1 挡）粗测拟接入电路的金属丝的阻 值 R。欧姆调零后，将表笔分别与金属丝两端连接，某次测量结果如图4 所示，则这次测 量的读数 R=_。 3、使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验，除电源 （电动势为 4V，内阻很小） 、待测电阻丝、导线、开关外，电压表应选用，电流 表应选用，滑动变阻器应选用（选填

8、器材前的字母） 。 A电压表 V2（量程 3V，内阻约 3k） V B电压表 V1（量程 15V，内阻约 15k） A abc C电流表 A1（量程 600mA，内阻约 1） S E D电流表 A2（量程 3A，内阻约 0.02） E滑动变阻器 R1（总阻值 10，额定电流 2A） 图 5 F 滑动变阻器 R2（总阻值 100， 额定电流 2A） 4、 若采用图 5 所示的电路测量金属丝的电阻， 电压表的左端应与电路中的_点相连 （选 填“a”或“b” ） 。若某次测量中，电压表和电流表读数分别为U 和 I，请用上述直接测量 的物理量（D、l、U、I）写出电阻率 的计算式：。 5、 右方框中所

9、列的是一些材料在20oC 铜1.710-8m 时的电阻率。实验中使用的金属丝是 钨5.310-8m 方框中列出的的某一种材料。某次实 康铜5.010-7m 验中，测得金属丝的长度为52.80cm， 锰铜4.410-7m 直径为 0.495mm，阻值为2.9。则金 镍铬合金1.110-6m 属丝的材料为（选填金属 名称） 。 22 （16 分）如图所示，一质量 M=2.0kg 的长木板 AB 静止在水平面上，木板的左侧固定一半径 R=0.60m 的四分之一圆弧形轨道，轨道末端的切线水平，轨道与木板靠在一起，且末端高度与木板高度相同。 现在将质量 m=1.0kg 的小铁块（可视为质点）从弧形轨道顶

10、端由静止释放，小铁块到达轨道底端时的 速度 v0=3.0m/s，最终小铁块和长木板达到共同速度。忽略长木板与地面间的摩擦。取重力加速度 g=10m/s2。求 （1）小铁块在弧形轨道末端时所受支持力的大小F； （2）小铁块在弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功Wf； （3）小铁块和长木板达到的共同速度v。 A B 23 （18 分）飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析。如图所示，在真空状态 下，自脉冲阀P 喷出微量气体，经激光照射产生不同正离子，自a 板小孔进入 a、b 间的加速电场，从 b 板小孔射出， 沿中线方向进入 M、 N 板间的方形区域， 然后到达紧靠在其右侧的

11、探测器。 已知极板 a、 b 间的电压为 U0，间距为 d，极板 M、N 的长度和间距均为 L。不计离子重力及经过a 板时的初速度。 （1）若 M、N 板间无电场和磁场，请推导出离子从a 板到探测器的飞行时间 t 与比荷 k（k= q ，q 和 m 分别为离子的电荷量和质量）的关系式； m （2）若在 M、N 间只加上偏转电压 U1，请论证说明不同正离子的轨迹是否重合； （3）若在 M、N 间只加上垂直于纸面的匀强磁场。已知进入a、b 间的正离子有一价和二价的两种， 质量均为 m，元电荷为 e。要使所有正离子均能通过方形区域从右侧飞出，求所加磁场的磁感 应强度的最大值 Bm。 a P b M

12、L 探测器 激 光 束 d N L 24 （20 分）如图 1 所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端 L 处的右侧一段被弯成半径为 的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差 L 2 L 的水平面上。以弧形导轨的末端点O 为坐标 2 原点，水平向右为 x 轴正方向，建立 Ox 坐标轴。圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均 匀分布，但随时间t 均匀变化的磁场 B(t)，如图2 所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化， 只沿 x 方向均匀变化的磁场 B(x)， 如图 3 所示； 磁场 B(t)和 B(x)的方向均竖直向上。 在圆弧导轨最上端， 放置一质量为 m 的金

13、属棒 ab， 与导轨左段形成闭合回路， 金属棒由静止开始下滑时左段磁场B(t)开始 变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t0金属棒恰好滑到圆弧导轨底端。已知金属棒在回路中 的电阻为 R，导轨电阻不计，重力加速度为g。 （1）求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E； （2）如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场B(x)区域，离开时的速度为v，求金属棒从开始滑动 到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q； （3）如果根据已知条件，金属棒滑行到x=x1位置时停下来， a. 求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q； b. 通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的

14、位置。 L 2 B(t) L L a b B(x) B0 B(t) B0 B(x) O 图 1 x O 图 2 t t0 O 图 3 x x0 北京市西城区 2012 年高三一模试卷 物理试题参考答案物理试题参考答案 2012.4 13C14B15A16C17D18A19D20B 21 （18 分） （1）B D sin 小于 sin UD2 （2）0.516 （0.5150.519）3A C Eb镍铬合金 4Il 评分说明：本题共 18 分。第（1）问中每空 2 分，共 6 分；第（2）问中，第、小 问每空 1 分，其他题目每空 2 分。第（1）问中的第小问，漏选得1 分；不选、多选、 错选

15、不得分。 22 （16 分） 2mv 0（1）小木块在弧形轨道末端时，满足F mg R 解得：F 25N 1 2（2）根据动能定理mgR W f mv 0 0 2 解得：Wf1.5J （3）根据动量守恒定律mv0 (m M)v 解得：v 1.0m/s 评分说明：本题共 16 分。第（1）问 5 分；第（2）问 5 分；第（3）问 6 分 23 （18 分） （1）带电离子在平行板 a、b 间运动时，根据动能定理qU 0 解得：v 1 2mv 0 2 2qU 0，即v 2kU0 m 带电离子在平行板 a、b 间的加速度a 1 kU 0 U 0q，即a 1 dmd vd2kU 0 a 1 kU 0

16、 所以，带电离子在平行板a、b 间的运动时间t 1 带电离子在平行板 M、N 间的运动时间t 2 L v L 2kU 0 所以，带电离子的全部飞行时间t t 1 t 2 2d L 2kU 0 （2）正离子在平行板 M、N 间水平方向运动位移为x 时，在竖直方向运动的位移为y。 水平方向满足x vt 竖直方向满足y 1 2a 2t 2 U k 加速度a 2 1 L U 1x 2 由上述、式得：y 4LU 0 式是正离子的轨迹方程，与正离子的质量和电荷量均无关。所以，不同正离子的轨迹是 重合的。 （3）当 M、N 间磁感应强度大小为B 时，离子做圆周运动，满足 mv2 Bvq R 由上述、两式，解

17、得：带电离子的轨道半径R 2U 0m 2B q 上式表明：在离子质量一定的情况下，离子的电荷量越大，在磁场中做圆周运动的半径越 小，也就越不容易穿过方形区从右侧飞出。所以，要使所有的一价和二价正离子均能通过方形 区从右侧飞出，只要二价正离子能从方形区飞出即可。当二价正离子刚好能从方形区域飞出时 的磁感应强度为满足题目条件的磁感应强度的最大值。 设当离子刚好通过方形区从右侧飞出时的轨道半径为R，由几何关系得 L R2 L2(R )2 2 5L 解得：R 4 将二价正离子的电量 2e 代入式得：R U 0m 2B e 由、式得：B 4U 0m，此值即为所求的磁感应强度的最大值Bm。 5Le 评分说

18、明：本题共 18 分。第（1）问 6 分；第（2）问 5 分；第（3）问 7 分。 24 （20 分） BB 0（1）由图 2 可知， tt 0 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E B B L2 L20 ttt 0 422L B 0 U （2）金属棒在弧形轨道上滑行过程中，产生的焦耳热Q 1 t RRt 0 金属棒在弧形轨道上滑行过程中，根据机械能守恒定律 mg L1 2mv 0 22 金属棒在水平轨道上滑行的过程中，产生的焦耳热为Q 2，根据能量守恒定律 1 2 1 2 L1 mv 0 mv mgmv2 2222 所以，金属棒在全部运动过程中产生的焦耳热 Q 2 2L4B 0 L1 Q Q 1 Q 2 mgmv2 Rt 0 22 （3）a根据图 3，x=x1（x1x0）处磁场的磁感应强度B 1 B 0 (x 0 x 1)。设金属棒在水平轨道上滑行 x 0 时间为t。由于磁场 B(x)沿 x 方向均匀变化，根据法拉第电磁感应定律 B B 1Lx 1 0 B Lx (2x x 1) 2 t时间内的平均感应电动势E 010 tt2x 0t 所以，通过金属棒电荷量q It B Lx (2x x )E t 0101 R2x 0R EL2B 0b. 金属棒在弧形轨道上滑行过程中