2010年北京朝阳区高三一模试题：物理

2009—2010学年度高三年级第二学期统一考试（一）

理科综合能力测试

2010.4

第Ⅰ卷（选择题）

13．通过粒子散射实验（    ）

    A．发现了电子        B．建立了原子的核式结构模型

    C．爱因斯坦建立了质能方程    D．发现某些元素具有天然放射现象

【解析】卢瑟福对粒子散射实验数据分析后认为，占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围内，提出了核式结构模型，B对。

【答案】B

14．如图所示，两束单色光A、B分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复光P，下列说法正确的是（    ）

    A．A光的频率大于B光的频率

    B．在玻璃砖中A光的传播速度小于B光的传播速度

    C．两种单色光由玻璃射向空气时，A光的临界角较大

    D．若用B光照射某种金属时能发生光电效应现象，则用A光照射该金属也一定能发生光电效应现象

【解析】由题可知，，故光的频率较大，即，A错；由知，在玻璃砖中，，B错；两种单色光由玻璃射向空气时，由于，所以，，C对；由于光频率大于光频率，所以若用B光照射某种金属时能发生光电效应现象，则用A光照射该金属时不一定能发生光电效应现象，D错。

【答案】C

15．如图所示，甲图为一沿x轴正向传播的简谐波在t=0时刻的波形图，a、b、c、d是这列波上的四个质点。则乙图是哪个质点的振动图像？（    ）

    A．a    B．b    C．c    D．d

【解析】由乙图知，在时刻，质点位于平衡位置，可能是、质点，排除AC；由于波沿轴正向传播，所以，在时刻，通过平衡位置向上运动，通过平衡位置向下运动，选B。

【答案】B

16．一理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t变化的规律如图所示，副线圈接一个的电阻，则（    ）

A．电阻R两端电压的有效值为50

    B．电阻R中电流的频率为

    C．1分钟内电阻R产生的热量为

    D．变压器的输入功率为250W

【解析】副线圈两端电压有效值为，A错；交流电的周期为，所以，频率为，B错；电阻的发热功率为，所以，一分钟内其产生的热量为，C错；变压器的输入功率为，D对。

【答案】D

17．如图所示，直线MN是某电场中的一条电场线（方向未画出）。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a至b的运动轨迹，轨迹为一条抛物线。下列判断正确的是（    ）

    A．电场线MN的方向一定是由N指向M

    B．带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小

    C．带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能

    D．带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度

【解析】

【答案】C

18．如图所示，单匝闭合金属线圈的面积为S，电阻为R，垂直于磁感线放在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为。从某时刻起（记为时刻）磁感应强度的大小发生变化，但方向不变。在这段时间内磁感应强度B随时间变化的规律（k为一个正的常数）。在这段时间内，线圈中感应电流（    ）

    A．方向为逆时针方向，大小为

    B．方向为顺时针方向，大小为

    C．方向为逆时针方向，大小为

    D．方向为顺时针方向，大小为

【解析】由楞次定律知，感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，根据安培定则，线圈中的电流方向为逆时针方向。由法拉第电磁感应定律知，感应电流的大小为，选A。

【答案】A

19．如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（    ）

    A．角速度的大小关系为

    B．向心加速度的大小关系为

    C．线速度的大小关系为

    D．周期关系为

【解析】根据万有引力定律和牛顿第二定律可得，对于人造卫星和地球同步卫星，有：

，可见，越大，向心加速度越小，角速度越小，线速度越小，周期越大，故，，，，排除A；c为地球同步卫星，所以，，，D对；由于向心加速度为，所以，B错；线速度，所以，C错。

【答案】D

20．如图所示，质量相等的物块A、B叠放在光滑水平面上。两轻质弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端分别与A、B相连接。两弹簧的原长相同，与A相连的弹簧的劲度系数小于与B相连的弹簧的劲度系数。开始时A、B处于静止状态。现对物块B施加一水平向右的拉力，使A、B一起向右移动到某一位置又处于静止状态（A、B无相对滑动，弹簧处于弹性限度内），撤去这个拉力后（    ）

    A．A受到的合力总等于弹簧对B的弹力

    B．A受到的合力总大于弹簧对B的弹力

    C．A受到的摩擦力始终与弹簧对它的弹力方向相同

    D．A受到的摩擦力与弹簧对它的弹力方向有时相同，有时相反

【解析】撤去拉力后，、在弹簧弹力作用下做简谐运动，设在某时刻弹簧的形变量为，则系统的回复力大小为，，受到的合力为，AB错；受到的摩擦力为，所以，摩擦力始终与弹簧对它的弹力方向相同，C对D错。

【答案】C

第Ⅱ卷（非选择题）

21．

（1）游标卡尺主尺的最小刻度是1mm，游标尺上有20个等分刻度，则游标尺上每一分度与主尺上的最小刻度相差     mm。用这个游标卡尺测量一小球的直径，如图所示的读数是     mm。

【解析】游标尺上每一分度与主尺上的最小刻度相差，如图所示读数为。

【答案】0.05    13.85  

（2）某同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻。已知干电池的电动势约为，内阻约为；电压表（量程，内阻），电流表（量程，内阻），滑动变阻器有（最大阻值，额定电流2A）和（最大阻值，额定电流）各一只。

    ①实验中滑动变阻器应选用            。（选填“”或“”）

②根据图甲在实物图乙中连线使之为实验电路。

③在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的电压与电流关系图线，根据图线

求出的电源电动势           V，内阻       Ω。

【解析】①电源的短路电流约为，故应选。

②注意电池和仪表的正负，注意滑动变阻器的联接方式。

③图线在纵轴的截距即为电源电动势，注意纵轴坐标不是从零开始，故电源内阻应为。

【答案】①R1      ②答案见下图

    ③1.47      0.93  

（3） ①下图所示为气垫导轨。导轨上的两滑块质量相等，两滑块上的挡光片宽度相同。现将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验。实验中用滑块甲撞击静止在导轨上的滑块乙，碰撞前滑块乙处于静止状态。第一次在两滑块碰撞端安上弹簧片，第二次在两滑块碰撞端粘上橡皮泥。两次实验时滑块甲碰前通过光电门计时装置记录的挡光片的挡光时间相等，碰后滑块乙第一次和第二次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间分别为。通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律，请你判断的关系应为      （选填“>”、“<”或“=”）

        ②大小相等的入射小球和被碰小球的质量均已知，利用右图所示的装置和器材能做“验证动量定恒定律”的实验吗？             。（选填“能”或“不能”）

        如果你选填的是“能”，那么你还需要的器材是：

                              。

        如果你选填的是“不能”，请简要说明理由：

                                                        。

【解析】①第一次发生弹性碰撞，第二次发生完全非弹性碰撞，因此，第一次碰后滑块乙的速度大于第二次碰后的速度，故。

②利用此装置和刻度尺可验证动量守恒定律，验证时利用位移代替速度。

【答案】①< ②能；刻度尺    不能；缺少刻度尺

22．如图所示，质量的物体与地面的动摩擦因数。物体在与地面成的恒力作用下，由静止开始运动，运动撤去，又经过物体刚好停下。（）求

   （1）撤去后物体运动过程中加速度的大小；

   （2）撤去时物体的速度；

   （3）的大小。

【解析】（1）撤去F后物体的受力情况如右图所示，根据牛顿运动定律

又因为

所以  

（2）设撤去F时物体的速度为v，

因为

所以  

（3）物体受恒力F作用时的受力情况如右图所示，设物体在F作用过程中的加速度为，则

根据牛顿运动定律

又因为

所以

【答案】见解析

23．现代技术中，传感器是指这样一类元件：它能够将诸如力、温度、光、声、化学成分等大量电学量按照一定规律转换为电学量。如图所示的装置就是一种测压强的传感器。图中、为大小、形状完全相同的金属板，它们构成一个电容器，其中板被固定，两金属板的正对面积为。金属板间空气的介电常数为，静电力常量为。、是两根完全一样的轻质弹簧，它们的劲度系数为两弹簧一端固定，另一端与金属板上的绝缘杆相连。传感器未工作时，弹簧处于自然长度，两金属板间的距离为

   （1）现将两金属板与直流电源相连对电容器进行充电，充至电容器两极板间电压为后与电源断开。由于两金属板带电导致的两板间距的变化忽略不计，求电容器所带电荷量；

   （2）若仅已知现对极板的右侧施加一均匀向左的待测压强，甲同学说：可以通过测量施加压强前后两极板间的电压，对压强进行测量；乙同学说：可以通过测量施加压强前后电容器的带电量对压强进行测量。

        a．你选择上述哪种方法，指出这种方法中开关所处的状态，并简要说明理由。

b．根据你选择的方法，通过推导写出压强的表达式。

【解析】（1）因为电容器的电容

   所以 

（2）a.若采用甲同学方法，将开关S断开，使极板上所带电荷量保持不变。

b. 由题意可知：

， 

， 

解得：  

a．若采用乙同学的方法，将开关S闭合，使两极板间的电压保持不变。

b．由题意可知：

， 

，     

解得    

【答案】见解析

24．如图所示为一种获得高能粒子的装置。环形区域内存在垂直纸面向外，大小可调的匀强磁场。、为两块中心开有小孔的极板，每当带电粒子经过、板时，都会被加速，加速电压均为；每当粒子飞离电场后，、板间的电势差立即变为零。粒子在、间的电场中一次次被加速，动能不断增大，而绕行半径不变（、两极板间的距离远小于）。当时，质量为，电荷量为的粒子静止在板小孔处，

   （1）求粒子绕行圈回到板时的动能；

   （2）为使粒子始终保持在圆轨道上运动，磁场必须周期性递增；求粒子绕行第圈时磁感应强度的大小；

   （3）求粒子绕行圈所需总时间。

【解析】（1）粒子绕行一圈动能的增量为，绕行圈所获得的总动能

（2）因为

得

（3）粒子做半径为的匀速圆周运动，每一圈所用时间为，

由于每一圈速度不同，所以每一圈所需时间也不同

第一圈：， 

第二圈：， 

……

第圈的速度

故绕行圈所需总时间

【答案】见解析