2012北京朝陽區(qū)高三二模物理

2012北京市朝陽區(qū)高三（二模）

物理一、選擇題（共8小題，每小題3分，滿分24分）（3分）“國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃”是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項(xiàng)目之一.某熱核聚變反應(yīng)方程為：H+即一：He+]n,相關(guān)的原子核或核子質(zhì)量如下表，該反應(yīng)中放出的能量為（）核聚變反應(yīng)方程為：H+即一：He+]n,相關(guān)的原子核或核子質(zhì)量如下表，該反應(yīng)中放出的能量為（）質(zhì)量 mjm m m2 3 4C.（m+m-m-m）c2D.（m+m-m-m）c21 2 3 4 3 4 1 2（3分）如圖所示，兩束不同的單色細(xì)光束a、b,以不同的入射角從空氣射入玻璃三棱鏡中，其出射光恰好合為B.若讓a、b光分別從同種玻璃射向空氣，b光發(fā)生全反射的臨界角較大C.若讓a、b光分別通過同一雙縫裝置，在同位置的屏上形成干涉圖樣，則b光條紋間距較大D.若讓a、b光分別照射同種金屬，都能發(fā)生光電效應(yīng)，則b光照射金屬產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能較大（3分）為了科學(xué)研究的需要，常常將帶電粒子儲(chǔ)存在圓環(huán)形狀空腔中，圓環(huán)狀空腔置于一個(gè)與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示.如果磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,質(zhì)子（；H）和a粒子（^He）在空腔中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡相同，質(zhì)子和a粒子在圓環(huán)空腔中運(yùn)動(dòng)的速率分別為\和va，運(yùn)動(dòng)周期分別為Th和Ta，則以下判斷正確的是（ ）XXA. VHWva； THWTa B. vjva； TH=Ta C. vH=Va；1WT。D. vH^Va； TH=Ta（3分）如圖所示，一自耦變壓器（可看做理想變壓器）輸入端48間加一正弦式交流電壓，在輸出端CD間接燈泡和滑動(dòng)變阻器.轉(zhuǎn)動(dòng)滑片P可以改變副線圈的匝數(shù)，移動(dòng)滑片Q可以改變接入電路電阻的阻值.則（ ）A.只將P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮 B.只將P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮C.只將Q向上移動(dòng)，燈泡變亮 D.只將Q向下移動(dòng)，燈泡變亮1/10 1（3分）如圖甲所示，一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，O點(diǎn)為振源，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離l=10m.t=0時(shí)刻O點(diǎn))t=0時(shí)刻振源O的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向A.該波的波長為5m,由平衡位置開始振動(dòng)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象.下列判斷正確的是（B.該波的波長為2m,t=0時(shí)刻振源)t=0時(shí)刻振源O的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向A.該波的波長為5m,由平衡位置開始振動(dòng)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象.下列判斷正確的是（B.該波的波長為2m,t=0時(shí)刻振源O的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向C.該波的波長為5m,t=0時(shí)刻振源O的振動(dòng)方向沿y軸正方向D.該波的波長為2m,t=0時(shí)刻振源O的振動(dòng)方向沿y軸正方向6.（3分）如圖所示長為L、傾角為。的光滑絕緣斜面固定在水平面上，斜面處于電場中.一電荷量為+q、質(zhì)量A.為m的小球以速度v°由斜面底端A.為m的小球以速度v°由斜面底端A沿斜面上滑，到達(dá)頂端B的速度仍為、，則（ ）C.D.不論電場是否是勻強(qiáng)電場，A、B兩點(diǎn)間的電勢差^mgLsinQ為 若電場是勻強(qiáng)電場，則場強(qiáng)大小一定為理qB.若電場是勻強(qiáng)電場，A、B兩點(diǎn)間的電勢差一定為這B.Q不論電場是否是勻強(qiáng)電場，小球在B點(diǎn)的電勢能一定大于在A點(diǎn)的電勢能7.容器不帶電.現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab以水平初速度v0向右運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好.某同學(xué)定性畫出了導(dǎo)體棒ab的v-t7.容器不帶電.現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab以水平初速度v0向右運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好.某同學(xué)定性畫出了導(dǎo)體棒ab的v-t圖象，如圖乙所示.圖1中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象A.則他畫出的是（ ）B.圖2中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象C.圖3中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象D.圖2和圖3中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象（3分）圖甲中的三個(gè)裝置均在水平面內(nèi)且處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，足夠長的光滑導(dǎo)軌固定不動(dòng)，圖2中電8.（3分）一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與質(zhì)量為m的滑塊相連.滑塊在光滑水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng)，

周期為T,振幅為A.滑塊從最大位移向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中，在求彈簧彈力的沖量大小時(shí)，有以下兩種不同的8.2/10

解法:解法解法二由于彈簧的彈力F與位移x成正比，所以甲同學(xué)先求 乙同學(xué)查閱資料后得到彈性勢能的表達(dá)式是:出0?1內(nèi)的平均彈力

p_kA+OT由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間是:，4解法:解法解法二由于彈簧的彈力F與位移x成正比，所以甲同學(xué)先求 乙同學(xué)查閱資料后得到彈性勢能的表達(dá)式是:出0?1內(nèi)的平均彈力

p_kA+OT由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間是:，4所以1_卞?；粵43e4"（x為彈簧的形變量二設(shè)滑塊到達(dá)平衡位置時(shí)的速度為V,根據(jù)機(jī)械能守恒定律:--kA2_—rnv22 2所以：v_A,；k又根據(jù)動(dòng)量定理：I_mv-O_A1.；/關(guān)于以上兩種解法，下列判斷準(zhǔn)確的是（ ）A.只有解法一正確 B.只有解法二正確C.解法一和解法二都正確D.解法一和解法二都不正確二、解答題（共4小題，滿分76分）9.（18分）（1）某物理學(xué)習(xí)小組在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中（g取9.8m/s2）：①他們拿到了所需的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、鐵架臺(tái)、紙帶夾和重物，此外還需要—（填字母代號(hào)）A.直流電源B.交流電源 C.游標(biāo)卡尺D.毫米刻度尺E.天平及祛碼F.秒表②先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放重物，打出的某條紙帶如下圖所示，O是紙帶靜止時(shí)打出的點(diǎn)，A、B、C是標(biāo)出的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測出它們到O點(diǎn)的距離分別為xjlZ.lGcm、x2_19.1cm和x3_27.36cm,其中有一個(gè)數(shù)值在記錄時(shí)有誤，代表它的符號(hào)是—（選填“xj、“x2”或“x3”）.③已知電源頻率是50Hz,利用②中給出的數(shù)據(jù)求出打B點(diǎn)時(shí)重物的速度v「m/s.④重物在計(jì)數(shù)點(diǎn)0、B對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)過程中，減小的重力勢能為mgx2,增加的動(dòng)能為9m廿|,通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，mgx2-ymv^（選填“>”、“<”或“_"），其原因是—.3/10

（2）另一個(gè)物理學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的裝置和頻閃相機(jī)來探究碰撞中的不變量.其實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：用天平測出A、B兩個(gè)小球的質(zhì)量嗎、mB（mA>mB）；步驟2：安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，使斜槽末端保持水平，調(diào)整好頻閃相機(jī)的位置并固定；步驟3：讓入射小球從斜槽上某一位置P由靜止釋放，小球離開斜槽后，用頻閃相機(jī)記錄下小球相鄰兩次閃光時(shí)的位置，照片如圖乙所示；步驟4：將被碰小球放在斜槽末端，讓入射小球從位置P由靜止開始釋放，使它們碰撞.兩小球離開斜槽后，用頻閃相機(jī)記錄兩小球相鄰兩次閃光時(shí)的位置，照片如圖丙所示.經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，他們猜想碰撞前后物體的質(zhì)量和速度的乘積之和不變.①實(shí)驗(yàn)中放在斜槽末端的小球是_（選填"A”或"B”）；②若要驗(yàn)證他們的猜想，需要在照片中直接測量的物理量有一（選填“xj、”yj、”xj、”yj、"％”、"yj）.寫出該實(shí)驗(yàn)小組猜想結(jié)果的表達(dá)式—（用測量量表示）.③他們?cè)谡n外書中看到“兩物體碰撞中有彈性碰撞和非彈性碰撞之分，碰撞中的恢復(fù)系數(shù)定義為e二——一，lv20-v10?其中vio和v20分別是碰撞前兩物體的速度，vjDv2分別是碰撞后兩物體的速度，彈性碰撞恢復(fù)系數(shù)e=1,非彈性碰撞恢復(fù)系數(shù)e<1.”于是他們根據(jù)照片中的信息求出本次實(shí)驗(yàn)中恢復(fù)系數(shù)的值e=—.（結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字）-41：『一-41：『一（18分）如圖所示，空間有一場強(qiáng)為E、水平向左的勻強(qiáng)電場，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）在粗糙絕緣水平面上由靜止釋放，在電場力的作用下向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)位移為L時(shí)撤去電場?設(shè)滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中，電荷量始終保持不變，已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為匕（1）畫出撤去電場前滑塊運(yùn)動(dòng)過程中的受力示意圖，并求出該過程中加速度a的大小;（2）求滑塊位移為L時(shí)速度v的大小;（3）求撤去電場后滑塊滑行的距離x.4/10（20分）如圖甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長直導(dǎo)軌，間距L=2.0m,R是連在導(dǎo)軌一端的電阻，質(zhì)量m=1.0kg的導(dǎo)體棒ab垂直跨在導(dǎo)軌上，電壓傳感器與這部分裝置相連.導(dǎo)軌所在空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場.從t=0開始對(duì)導(dǎo)體棒ab施加一個(gè)水平向左的拉力，使其由靜止開始沿導(dǎo)軌向左運(yùn)動(dòng)，電壓傳感器測出R兩端的電壓隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示，其中OA、BC段是直線，AB段是曲線.假設(shè)在1.2s以后拉力的功率P=4.5W保持不變.導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒ab的電阻均可忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好.不計(jì)電壓傳感器對(duì)電路的影響.g取10m/s2.求:(1)導(dǎo)體棒(1)導(dǎo)體棒ab最大速度vm的大小;(2)導(dǎo)體棒ab(2)導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)u和電阻R的值.在1.2s?2.4s的時(shí)間內(nèi)，該裝置總共產(chǎn)生的熱量Q；（20分）某同學(xué)用一個(gè)光滑的半圓形軌道和若干個(gè)大小相等、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球做了三個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，軌道固定在豎直平面內(nèi)，且兩端同高.第一次，他將一個(gè)小球從離軌道最低點(diǎn)的豎直高度h處由靜止沿軌道下滑（h遠(yuǎn)小于軌道半徑），用秒表測得小球在軌道底部做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的周期為T；第二次，他將小球A放在軌道的最低點(diǎn)，使另一個(gè)小球B從軌道最高點(diǎn)由靜止沿軌道滑下并與底部的小球碰撞，結(jié)果小球B返回到原來高度的二，小球A也上滑到同樣的高度；第三次，用三個(gè)質(zhì)量之比為mjm2：m3=5：3：2的小球做實(shí)驗(yàn)，如圖所示，先將球1^和m3放在軌道的最低點(diǎn)，球1^從某一高度由靜止沿軌道下滑，它們碰后上升的最大高度分別為h0與和與，不考慮之后的碰撞.設(shè)實(shí)驗(yàn)中小球間的碰撞均無能量損失.重力加速度為g.求：（1）半圓形軌道的半徑R；（2）第二次實(shí)驗(yàn)中兩小球的質(zhì)量之比mA：mB；（3）第三次實(shí)驗(yàn)中三個(gè)小球上升的最大高度之比h/h2：h3.5/10物理試題答案一、選擇題(共8小題，每小題3分，滿分24分).【解答】該核反應(yīng)中質(zhì)量虧損△小=(m1+m2-m3-m4).根據(jù)△E=4mc2,得△￡=(m1+m2-m3-m4)C2.故C正確，A、B、D錯(cuò)誤.故選C.2【解答】A、根據(jù)光線在三棱鏡中的折射知，b光線偏折比較厲害，則b光的折射率大，根據(jù)v=￡知，b光在介質(zhì)11中傳播的速度較小.故A錯(cuò)誤.B、b光的折射率大，根據(jù)sinC—■，知b光發(fā)生全反射的臨界角較小.故B錯(cuò)誤.C、b光折射率大小，則頻率大，波長小，根據(jù)△工三人知，b光的條紋間距較小.故C錯(cuò)誤.UD、根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hv-W°知，b光的頻率較大，則b光照射金屬產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能較大.故D正確.故選D.3【解答】粒子在空腔中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故滿足qvB=m3得：v=@生■，由題知，R相同，B相同，而9不同，則R iri mv不同，即有vHWv。；據(jù)周期公式有T」子，知R相同，v不同，則［WTa故選A4【解答】A、將P沿順時(shí)針方向移動(dòng)時(shí)，變壓器的原線圈的匝數(shù)增大，副線圈的匝數(shù)減少，燈泡兩端的電壓將減小，所以燈泡變暗，A錯(cuò)誤.B、將P沿逆時(shí)針方向移動(dòng)時(shí)，變壓器的原線圈的匝數(shù)減少，副線圈的匝數(shù)增多，燈泡兩端的電壓將增大，所以燈泡變亮，B正確.C、D：當(dāng)將Q向上移動(dòng)或?qū)向下移動(dòng)時(shí)，改變的是連入電路的電阻大小變化，而燈泡兩端的電壓副線圈的匝數(shù)比決定，現(xiàn)在匝數(shù)不變，輸入電壓不變，所以燈泡兩端電壓不變，CD錯(cuò)誤；故選B5【解答】由乙圖可知，振動(dòng)周期為2s,經(jīng)過4s鐘，波從O點(diǎn)傳到P點(diǎn)，所以丫《￥=工5口加，所以人=vT=2.5X2=5m,由乙圖可知，P點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，P點(diǎn)起振時(shí)方向沿與軸正方向，故t=0時(shí)刻振源O的振動(dòng)方向沿y軸正方向.故選C6/106【解答】A：小球在斜面上向上運(yùn)動(dòng)的過程，電場力做的正功和重力做的負(fù)功大小相等，但是不知道電場強(qiáng)度的方向，由此即使是勻強(qiáng)電場，則場強(qiáng)大小不一定為里，故A錯(cuò)誤；QBD：由于電場力做的正功和重力做的負(fù)功大小相等，即qU=W=mgh=mgLsin。，所以AB之間的電勢差：uX四巴，G q與是否是勻強(qiáng)電場無關(guān)，故B錯(cuò)誤，D正確；C：由于電場力做的正功，A到B的過程電勢能減小，故小球在B點(diǎn)的電勢能一定小于在A點(diǎn)的電勢能，C錯(cuò)誤.故選：D7【解答】圖甲中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過電阻R轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，ab棒速度減小，當(dāng)ab棒的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)，ab棒靜止，最終速度變?yōu)榱?；圖乙中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流而使電容器充電，當(dāng)電容骯極板間電壓與導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等時(shí)，電路中沒有電流，ab棒不受安培力，向右做勻速運(yùn)動(dòng)；圖丙中，導(dǎo)體棒先受到向左的安培力作用向右做減速運(yùn)動(dòng)，速度減為零后再在安培力作用下向左做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與電源的電動(dòng)勢相等時(shí)，電路中沒有電流，ab棒向左做勻速運(yùn)動(dòng)，即導(dǎo)體棒先做減速運(yùn)動(dòng)，速度減為零后，反向做加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)；由以上分析可知，圖乙所示圖象是圖2中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象，故B正確；故選B.8【解答】彈簧振子的彈力并不會(huì)隨時(shí)間成正比增加，而是隨位移均勻增加，在F--t圖象中，圖線形狀呈現(xiàn)正弦規(guī)律變化，因此不可以取平均力計(jì)算，故解法一不妥，故選B二、解答題（共4小題，滿分76分）9【解答（1）①“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中除所需的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、鐵架臺(tái)、紙帶夾和重物，此外還需要交流電源和毫米刻度尺，故還需要BD.②毫米刻度尺應(yīng)估讀到0.01cm,所以叼的讀數(shù)有誤.③由七三得，打B點(diǎn)時(shí)的速度為^^謁尸^代入數(shù)據(jù)解得力f1.90m/s.④下落過程中重物減少的重力勢能大于增加的動(dòng)能，即mgx2>^m花|,其原因是紙帶和限位孔之間有摩擦力以及重物受到空氣阻力.（2）①由碰撞理論可知，為使碰撞小球不被碰回應(yīng)使碰撞小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量，所以放在斜槽末端的小球是B.7/10②碰撞時(shí)應(yīng)有叫“二叫u+mRv,由平拋規(guī)律有鼠口二Frit，,尸職戶，，代入代代入上式可得A|-|A]口-；■ UU 1 1 上上4'□=%、+叱，，所以需要在照片中直接測量的物理量有盯、町、叼，該實(shí)驗(yàn)小組猜想結(jié)果的表達(dá)式為%、=%、+叱％③根據(jù)碰撞中的恢復(fù)系數(shù)定義為e=|")"/，可變形為e=產(chǎn)，1|=誓_=0.88v20-vlol 0一上口 8故答案為(1)①BD，②篁之，③1.90，④〉，紙帶和限位孔間有摩擦力以及重物受到空氣的阻力(2)①B，②篁口、,]、工？，m/口=噸芯]+叱xz，0.8810【解答】解：(1)滑塊沿軌道向左運(yùn)動(dòng)過程中滑塊受到重力、電場力、地面的支持力和滑動(dòng)摩擦力，受力如圖所示.根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律：mg-N=0qE-f=ma又因?yàn)椋篺=uN所以：a=-^—一乩區(qū)ID(2)物塊向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：v2=2aL所以：v=[2(fwg)L(3)滑塊在導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有：qEL-umg(L+x)=0-0解得：x=(-j^ 1)L乩rog答：(1)畫出撤去電場前滑塊運(yùn)動(dòng)過程中的受力示意圖如圖所示，該過程中加速度a的大小為國工-Rg；KI(2)滑塊位移為L時(shí)速度v的大小是(3)撤去電場后滑塊滑行的距離x為(Y--1)L.Umg11.【解答】解：(1)從乙圖可知,t=2.4s時(shí)R兩端的電壓達(dá)到最大,Um=1.0V，由于導(dǎo)體棒內(nèi)阻不計(jì)，故Um=Em=BL\=1.0V，8/10所以〃二211rl/s①(2)因?yàn)镋=U=BLv,而B、L為常數(shù)，所以，在0?1.2s內(nèi)導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)導(dǎo)體棒在這段時(shí)間內(nèi)加速度為a.設(shè)t1=1.2s時(shí)導(dǎo)體棒的速度為v1,由乙圖可知此時(shí)電壓UJ0.90V.因?yàn)?Ei=Ui=BLvi?所以￥]二^^=0,9w/s在1.2s?2.4s時(shí)間內(nèi)，根據(jù)功能原理十% 二骨%Jq?所以Q=5.3J(3)導(dǎo)體棒做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a—」-。.當(dāng)t=1.2s時(shí)，設(shè)拉力為*，則有F]]-二5M同理，設(shè)t=2.4s時(shí)拉力為F2，則有根據(jù)牛頓第二定律有F「f-F安jma④F2一_F安2=0⑤mg-N=0⑥BL%又因?yàn)锽LU?F安2二四小=^⑧f=uN⑨由④⑤⑥⑦⑧⑨，代入數(shù)據(jù)可求得：R=0.4Q,u=0.2答：(1)導(dǎo)體棒ab最大速度vm