北京丰台高考理综物理一模试题及答案分析

北京丰台高考理综物理一模试题及答案分析

丰台区2011年高三年级第二学期统一练习（一）‎ 理科综合 (物理) ‎‎2011/4/1‎ ‎13. 下列关于电磁波的说法正确的是 A. 麦克斯韦提出了电磁波理论，并用实验证实了电磁波的存在 B. 各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为3×‎108m/s ‎ C. 经过调幅后的电磁波是横波，经过调频后的电磁波是纵波 ‎ D. 红外线是波长为可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食品消毒 ‎14. 1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线。下列关于这个实验的说法正确的是 ‎ A. 这个实验的核反应方程是U+n→Ba+Kr+n B. 这是一个核裂变过程，反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和 C. 这个反应中的释放出的能量可以用爱因斯坦的光电效应方程来计算 D. 实验中产生γ射线，其穿透能力极强，比X射线还强很多倍 玻璃 ‎15. 如图所示，、两种单色光，平行地射到平板玻璃上，经平板玻璃后射出的光线分别为、。下列说法正确的是 ‎ A．光线的折射率比光线的折射率大，光线的波长比光线的波长短 B．光线进入玻璃后的传播速度小于光线进入玻璃后的传播速度 C．若光线能使某金属产生光电效应，光线也一定能使该金属产生光电效应 D．光线的频率的比光线的频率高，光线光子电量比光线光线光子能量大 ‎16. 一个介子由一个夸克和一个反d夸克组成，二者的电荷分别是和。如果将夸克按经典带电粒子处理，两夸克间的距离约10‎-15m，基本电荷e=1.6×10‎-19C，静电力常量k=9×109 N﹒m2/C2，则介子中两个夸克的库仑力约为 A．5×10-14N B．5×105N C．50N D．5×1020N ‎17. 科学家在研究地月组成的系统时，从地球向月球发射激光，测得激光往返时间为t，若已知万有引力常量为G，月球绕地球运动（可视为匀速圆周运动）的周期为T，光速为c，地球到月球的距离远大于它们的半径。则可求出地球的质量为 A． B． C． D． ‎ ‎0.2‎ O ‎0.4‎ ‎5‎ ‎－5‎ y/cm t/s ‎18.一质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐振动，其振动图象如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为‎1.0m/s。此质点振动0.2s后立即停振动，再经过0.1s后的波形图是 ‎0.2‎ O ‎0.4‎ ‎5‎ ‎－5‎ y/cm x/m ‎0.2‎ O ‎0.4‎ ‎5‎ ‎－5‎ y/cm ‎0.2‎ O ‎0.4‎ ‎5‎ ‎－5‎ y/cm ‎0.2‎ O ‎0.4‎ ‎5‎ ‎－5‎ y/cm A B C D x/m x/m x/m ‎19. 示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况。图甲为示波器的原理结构图，电子经电压Uo加速后进入偏转电场。竖直极板AB间加偏转电压UAB、水平极板间CD加偏转电压UCD，偏转电压随时间变化规律如图乙所示。则荧光屏上所得的波形是 S D C B A Uo UAB s UCD K t UAB T ‎2T O t UCD T ‎2T O 图乙 甲图 y x A y x B y x A O O y x C O y x D O O O R A h R B C s ‎20. 如图所示，长为s的光滑水平面左端为竖直墙壁，右端与半径为R光滑圆弧轨道相切于B点。一质量为m的小球从圆弧轨道上离水平面高为h(h«R)的A点由静止下滑，运动到C点与墙壁发生碰撞，碰撞过程无机械能损失，最终小球又返回A点；之后这一过程循环往复地进行下去，则小球运动的周期为（ ）‎ A． B．‎ C． D．‎ 欧 姆 档 调 零 旋 纽 选择开关 ‎21.（18分）‎ ‎（1）用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kW的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤：‎ a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔。‎ b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔。‎ c．旋转选择开关，对准欧姆档Í1k的位置。‎ d．旋转选择开关，对准欧姆档Í100的位置。‎ e．旋转选择开关，对准交流“OFF”档，并拔出两表笔。‎ ‎①请把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上 。‎ ‎②根据右图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为 Ω。‎ ‎(2) 某实验小组采用如图所示的装置探究“合外力做功与速度变化的关系”。实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点。小车所受到的拉力F为0.20N，小车的质量为‎200g。‎ ‎①实验前，木板左端被垫起一些，使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动。这样做的目的是（ ）‎ A．为了平稳摩擦力 B．增大小车下滑的加速度 C．可使得细绳对小车做的功等于合外力对小车做的功 D．可以用质量较小的砝码就可以拉动小车，以满足砝码质量远小于小车质量的要求 ‎②同学甲选取一条比较理想的纸带做分析。小车刚开始运动时对应在纸带上的点记为起始点O，在点迹清楚段依次选取七个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻计数点间的时间间隔为0.1s。测量起始点O至各计数点的距离，计算计数点对应小车的瞬时速度、计数点与O点之间的速度平方差、起始点O到计算点过程中细绳对小车做的功。其中计数点D的三项数据没有计算，请完成计算并把结果填入表格中。‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ B C D E F G A O 点迹 O A B C D E F G x/cm ‎15.50‎ ‎21.60‎ ‎28.61‎ ‎36.70‎ ‎45.75‎ ‎55.75‎ ‎66.77‎ v/(m﹒s-1)‎ ‎0.656‎ ‎0.755‎ ‎0.953‎ ‎1.051‎ ‎△v 2/(m2﹒s-2)‎ ‎0.430‎ ‎0.570‎ ‎0.908‎ ‎1.105‎ W/J ‎0.0432‎ ‎0.0572‎ ‎0.0915 ‎ ‎0.112‎ ‎③以W为纵坐标、以△v 2为横坐标在方格纸中作出W---△v 2图象。B 、C、E、F四 点已经在图中描出，请在图中描出D点，并根据描点合理画出图象。‎ W/J ‎0.120‎ ‎0.100‎ ‎0.080‎ ‎0.060‎ ‎0.040‎ ‎0.020‎ ‎0‎ ‎0.20‎ ‎0.40‎ ‎0.60‎ ‎0.80‎ ‎1.20‎ ‎1.00‎ ‎△v 2/(m2﹒s-2)‎ ‎④根据图象分析得到的结论 。‎ ‎⑤同学乙提出利用上述实验装置来验证动能定理。如图所示是打点计时器打出的小车在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带，测量数据已用字母表示在图中。小车质量为m，打点计时器的打点周期为T。利用这些数据可以验证动能定理。‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ M N xM xN xMN 请你判断这种想法是否可行？如果不行，说明理由。如果可行，写出必要的分析与推理。‎ ‎22. （16分）‎ 如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=‎1 m。导轨平面与水平面成q＝37°角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度为B=0.4T。质量为‎0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直且保持良好接触，它们间的动摩擦因数为μ=0.25。金属棒沿导轨由静止开始下滑，当金属棒下滑速度达到稳定时，速度大小为‎10 m/s。（取g＝‎10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）。求：‎ ‎（1）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；‎ ‎（2）当金属棒下滑速度达到稳定时电阻R消耗的功率；‎ R θ a b B ‎（3）电阻R的阻值。‎ ‎23.（18分）‎ 高频电源 出口处 R A B D21‎ D11‎ 图甲 图乙 ‎1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。‎ 某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图为俯视图乙。回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器中，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强在场，且与D形盒盒面垂直。两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。D形盒半径为R，磁场的磁感应强度为B。设质子从粒子源A处时入加速电场的初速度不计。质子质量为m、电荷量为+q。加速器接一定涉率高频交流电源，其电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。‎ ‎(1)求质子第1次经过狭缝被加速后进入D形盒运动轨道的半径r1；‎ ‎(2)求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t ；‎ ‎(3)如果使用这台回旋加速器加速α粒子，需要进行怎样的改动？请写出必要的分析及推理。‎ ‎24．（20分） ‎ ‎ 如图所示，P为质量为m=‎1kg的物块，Q为位于水平地面上的质量为M=‎4kg的特殊平板，平板与地面间的动摩因数μ=0.02。在板上表面的上方，存在一定厚度的“相互作用区域”，区域的上边界为MN。P刚从距高h=‎5m处由静止开始自由落下时，板Q向右运动的速度为vo=‎4m/s。当物块P进入相互作用区域时，P、Q之间有相互作用的恒力F=kmg，其中Q对P的作用竖直向上，k=21，F对P的作用使P刚好不与Q的上表面接触。在水平方向上，P、Q之间没有相互作用力，板Q足够长，空气阻力不计。‎ ‎( 取g=‎10m/s2，以下计算结果均保留两位有效数字)求：‎ ‎（1）P第1次落到MN边界的时间t和第一次在相互作用区域中运动的时间T；‎ ‎（2）P第2次经过MN边界时板Q的速度v；‎ ‎（3）从P第1次经过MN边界到第2次经过MN边界的过程中，P、Q组成系统损失的机械能△E；‎ h N M Q P vo ‎（4）当板Q速度为零时，P一共回到出发点几次？‎ 丰台区2011年高三年级第二学期统一练习（一）‎ 理科综合 (物理)(参考答案)‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ ‎17‎ ‎18‎ ‎19‎ ‎20‎ B D C C A C B A ‎21(1) ① cabe （2分） ‎ ‎② 11kΩ （2分） ‎ ‎21(2) ①AC （2分） ‎ ‎②0.857、0.734、0.0734 （3分）‎ ‎ ③描点，将五点连成通过原点的直线（3分） ‎ ‎④W与△v2成正比 （2分） ‎ ‎⑤ 可行 （1分）‎ 从A到B的过程中，恒力做的功为WMN＝FxMN （1分）‎ 物体动能的变化量为 EkN－EkM＝mvM2－mvN2＝m()2－m()2＝ （1分）‎ 有FxMN=，说明合外力做功等于物体动能变化，即验证了动能定理。（1分）‎ ‎ 22. （16分）‎ ‎（1）（4分）‎ 金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律 ‎ （2分）‎ 得：a＝10´（0.6－0.25´0.8）m/s2＝‎4 m/s2 （2分）‎ ‎（2）（6分）‎ 设金属棒运动达到稳定时，设速度为v，所受安培力为F，棒沿导轨方向受力平衡，根据物体平稳条件 ‎ （2分）‎ 将上式代入即得F＝0.8 N ‎ 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率 P＝Fv （2分）‎ P=0.8×10W=8W （2分）‎ ‎（3）（6分）‎ 设电路中电流为I，感应电动势为E ‎ =0.4×1×10V=4V （2分）‎ ‎，A=‎2A （2分）‎ ‎，Ω = 2Ω （2分）‎ ‎23. （18分）‎ 解析: (1) （6分）‎ 设质子第1次经过狭缝被加速后的速度为v1‎ ‎ ① （2分） ‎ ‎ ② （2分）‎ 联立①②解得： （2分）‎ ‎(2) （8分）‎ 设质子从静止开始加速到出口处被加速了n圈，质子在出口处的速度为v ‎ ③ （2分）‎ ‎ ④ （1分）‎ ‎ ⑤ （2分）‎ ‎ ⑥ （1分）‎ 联立③④⑤⑥解得 （2分）‎ ‎(3) （4分）‎ 回旋加速器正常工作时高频电压的频率必须与粒子回旋的频率相同。设高频电压的频率为f, 则 ‎ 当速α粒子时α粒子的比荷为质子比荷的2倍，‎ ‎，所以不用直接使用。 （2分） ‎ ‎ 改动方法一：让回旋磁场的磁感应强度加倍。 （2分）‎ 改动方法二：让加速高频电压的频率减半。‎ ‎24. 解：(1) （8分）‎ P自由落下第一次到达边界MN时 ‎ s （2分）‎ ‎ ‎ P到达边界MN时速度m/s （2分）‎ P进入相互作用区域时，kmg - mg = ma a = (k - 1)g = ‎200m/s2 （2分）‎ P第一次进入相互作用区域减速到零后又向上加速，以速度大小再次越过MN，所以运动时 s （2分）‎ ‎(2) （4分）‎ 上面分析知P先自由下落，以进入相互作用区域，减速到零后又向上加速，以速度大小再次越过MN，然后做竖直上抛运动回到原出发点，接着又重复上述运动过程。‎ 每当P从出发点运动到MN的时间t内，板Q加速度 a1向左，m/s2 （1分） ‎ 每当P在相互作用区中运动的时间T内，板Q加速度a2向左 m/s2 （1分）‎ P第2次经过MN边界时，板Q的速度 m/s （2分）‎ ‎（3）（4分）‎ P第1次经过MN边界时，板Q的速度 m/s （2分）‎ ‎=J （2分）‎ ‎(4) （4分）‎ 设板Q速度为零时，P一共回到出发点n次。由以上分析得：‎ ‎ （2分）‎ 代入数据，解得 故n取7 （2分）‎