北京西城区抽样测试定稿理综物理部分.docx
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北京西城区抽样测试定稿理综物理部分
北京市西城区2010年4月抽样测试物理部分2010.03.31
13.华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖,他被誉为“光纤通讯之父”。
光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维,它的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播。
下列关于光导纤维的说法中正确的是
A.内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
C.波长越短的光在光纤中传播的速度越大
D.频率越大的光在光纤中传播的速度越大
14.太阳内部持续不断地发生着4个质子(
)聚变为1个氦核(
)的热核反应,核反应方程是
,这个核反应释放出大量核能。
已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3,真空中的光速为c。
下列说法中正确的是
A.方程中的X表示中子(
)
B.方程中的X表示电子(
)
C.这个核反应中质量亏损Δm=4m1-m2
D.这个核反应中释放的核能ΔE=(4m1-m2-2m3)c2
15.下列叙述中不正确的是
A.对α粒子散射实验的研究使人们认识到中子是原子核的组成部分
B.电子衍射现象的发现为物质波理论提供了实验支持
C.电子的发现使人们认识到原子有复杂的结构
D.天然放射现象的发现使人们认识到原子核有复杂的结构
16.已知地球同步卫星的轨道半径是地球半径的k倍,则
A.第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的k倍
B.第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的
倍
C.地球表面附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的k倍
D.地球表面附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的
倍
17.一理想变压器原、副线圈匝数比n1:
n2=5:
3。
原线圈两端接一正弦式交变电流,其电压u随时间t变化的规律如图所示。
当副线圈仅接入一个100
的纯电阻用电器时,用电器恰能正常工作。
则
A.该用电器的额定电压为100V
B.该用电器的额定电压为60
V
C.变压器的输入功率是36W
D.原线圈中的电流是0.60A
18.如图所示,倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时,小物体A与传送带相对静止。
重力加速度为g。
则
A.只有a>gsinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用
B.只有a C.只有a=gsinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 D.无论a为多大,A都受沿传送带向上的静摩擦力作用 19.如图所示,空间存在一有边界的条形匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边界的间距为L。 一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行。 t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置I),导线框的速度为v0。 经历一段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置II),导线框的速度刚好为零。 此后,导线框下落,经过一段时间回到初始位置I。 则 A.上升过程中,导线框的加速度逐渐增大 B.下降过程中,导线框的加速度逐渐增大 C.上升过程中合力做的功与下降过程中的相等 D.上升过程中克服安培力做的功比下降过程中的多 20.如图所示,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道,轨道的半径都是R。 轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x。 一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道,经过最低点B时的速度为v。 小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为ΔF(ΔF>0)。 不计空气阻力。 则 A.m、x一定时,R越大,ΔF一定越大 B.m、x一定时,v越大,ΔF一定越大 C.m、R一定时,x越大,ΔF一定越大 D.m、R一定时,v越大,ΔF一定越大 21.(18分) (1)某班同学在做“练习使用多用电表”的实验。 ①某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻Rx的阻值,当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时,多用电表指针示数如图1所示,此被测电阻的阻值约为___________。 ②某同学按如图2所示的电路图连接元件后,闭合开关S,发现A、B灯都不亮。 该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障。 检查前,应将开关S。 (选填“闭合”或“断开”) ③若②中同学检查结果如表所示,由此可以确定 A.灯A断路 B.灯B断路 C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路 (2)某同学采用如图3所示的装置验证规律: “物体质量一定,其加速度与所受合力成正比”。 a.按图3把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车做匀速直线运动; b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重,接通电源,放开小车,打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号; c.保持小车的质量M不变,多次改变配重的质量m,再重复步骤b; d.算出每条纸带对应的加速度的值; e.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示配重受的重力mg(作为小车受到的合力F),作出a-F图象。 ①在步骤d中,该同学是采用v-t图象来求加速度的。 图4为实验中打出的一条纸带的一部分,纸带上标出了连续的3个计数点,依次为B、C、D,相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。 打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。 打点计时器打C点时,小车的速度为m/s; ②其余各点的速度都标在了v-t坐标系中,如图5所示。 t=0.10s时,打点计时器恰好打B点。 请你将①中所得结果标在图5所示的坐标系中,并作出小车运动的v-t图线;利用图线求出小车此次运动的加速度a=_________m/s2; ③最终该同学所得小车运动的a-F图线如图6所示,从图中我们看出图线是一条经过原点的直线。 根据图线可以确定下列说法中不正确的是 A.本实验中小车质量一定时,其加速度与所受合力成正比 B.小车的加速度可能大于重力加速度g C.可以确定小车的质量约为0.50kg D.实验中配重的质量m远小于小车的质量M 22.(16分)如图所示,竖直平面内的光滑弧形轨道的底端恰好与光滑水平面相切。 质量为M=2.0kg的小物块B静止在水平面上。 质量为m=1.0kg的小物块A从距离水平面高h=0.45m的P点沿轨道从静止开始下滑,经过弧形轨道的最低点Q滑上水平面与B相碰,碰后两个物体以共同速度运动。 取重力加速度g=10m/s2。 求 (1)A经过Q点时速度的大小v0; (2)A与B碰后速度的大小v; (3)碰撞过程中系统(A、B)损失的机械能ΔE。 23.(18分)1897年汤姆逊发现电子后,许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。 1907-1916年密立根用带电油滴进行实验,发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍,于是称这一数值e为基本电荷。 如图所示,两块完全相同的金属极正对着水平放置,板间的距离为d。 当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时,所受空气阻力的大小与速度大小成正比。 两板间不加电压时,可以观察到油滴竖直向下做匀速运动,通过某一段距离所用时间为tl;当两板间加电压U(上极板的电势高)时,可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动,且在时间t2内运动的距离与在时间tl内运动的距离相等。 忽略空气浮力。 重力加速度为g。 (1)判断上述油滴的电性,要求说明理由; (2)求上述油滴所带的电荷量Q; (3)在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量。 再采用上述方法测量油滴的电荷量。 如此重复操作,测量出油滴的电荷量Qi如下表所示。 如果存在基本电荷,请根据现有数据求出基本电荷的电荷量e(保留到小数点后两位)。 实验次序 1 2 3 4 5 电荷量Qi(10-18C) 0.95 1.10 1.41 1.57 2.02 24.(20分)在如图所示的x-o-y坐标系中,y>0的区域内存在着沿y轴正方向、场强为E的匀强电场,y<0的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。 一带电粒子从y轴上的P(0,h)点以沿x轴正方向的初速度射出,恰好能通过x轴上的D(d,0)点。 已知带电粒子的质量为m,带电量为–q。 h、d、q均大于0,不计重力的影响。 (1)若粒子只在电场作用下直接到达D点,求粒子初速度的大小v0; (2)若粒子在第二次经过x轴时到达D点,求粒子初速度的大小v0; (3)若粒子在从电场进入磁场时到达D点,求粒子初速度的大小v0; 参考答案 第I卷(选择题共20题每题6分共120分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A D A B C B D C 第Ⅱ卷(非选择题共11题共180分) 21.实验题(18分) (1)①2.6k(2分) (或2.6×1032600) ②断开(2分) ③D(2分) (2)①0.44(3分) ②如图1 (标点2分) (连线2分) 1.0(0.95~1.05)(2分) ③B(3分) 22.(16分) 解: (1)A从P滑到Q的过程中,根据机械能守恒定律得 (2分) 解得A经过Q点时速度的大小 (3分) (2)A与B相碰,根据动量守恒定律得 mv0=(m+M)v(2分) 解得 .0m/s(3分) (3)根据能量守恒定律得 (3分) 解得A与B碰撞过程中系统损失的机械能ΔE=3.0J(3分) 23.(18分) (1)当极板上加了电压U后,该油滴竖直向上做匀速运动,说明油滴受到的电场力竖直向上,与板间电场的方向相反,所以该油滴带负电。 (4分) (2)设油滴运动时所受空气阻力f与速度大小v满足关系f=kv 当不加电场时,设油滴以速率v1匀速下降,受重力和阻力而平衡,即 (2分) 当极板加电压U时,设油滴以速率v2匀速上升,受电场力、重力和阻力,即 (2分) E= (2分) 根据题意有v1t1=v2t2(1分) 解得Q= (2分) (3)如果存在基本电荷,那么油滴所带的电荷量Q应为某一最小单位的整数倍,即油滴电荷量的最大公约数(或油滴带电量之差的最大公约数)为基本电荷e。 由于 Q2-Q1=0.15×10-18C,Q3-Q2=0.31×10-18C,Q4-Q3=0.16×10-18C,Q5-Q4=0.45×10-18C 可以看出,油滴带电量之差都近似为某个数的整数倍,即 Q2-Q1=e1,Q3-Q2=2e2,Q4-Q3=e3,Q5-Q4=3e4 所以 或者采用作图的方法: 由于油滴所带电荷Qi是基本电荷e的整数倍。 即 Qi=nie(其中ni为整数) 以自然数n为横坐标,以电荷量Q为纵坐标,建立Q-n坐标系。 找出油滴带电量之差的最大公约数,再将电荷量Qi与这个最大公约数的比值(四舍五入取整)作为ni,将坐标(ni,Qi)对应的点标在坐标纸上,最后作一条直线,使这些点尽可能落在直线上,则e为该直线的斜率。 如图2所示,e=1.52×10-19C。 说明方法(3分) 写出结果e=1.50×10-19C~1.58×10-19C或 (k为自然数)(2分) 24.(20分) (1)粒子只在电场作用下直接到达D点 设粒子在电场中运动的时间为t, 粒子沿x方向做匀速直线运动,则x=v0t①(1分) 沿y方向做初速度为0的匀加速直线运动,则h= ②(1分) 加速度 ③(1分) 粒子只在电场作用下直接到达D点的条件为x=d④(1分) 解①②③④得 (2分) (2)粒子在第二次经过x轴时到达D点,其轨迹如图3所示。 设粒子进入磁场的速度大小为v,v与x轴的夹角为θ,轨迹半径为R,则 vsinθ=at⑤(1分) ⑥(2分) 粒子第二次经过x轴时到达D点的条件为 x-2Rsinθ=d⑦(2分) 解①②③⑤⑥⑦得 + (2分) (3)粒子在从电场进入磁场时到达D点,其轨迹如图4所示。 根据运动对称性可知QN=2OM=2x(2分) 粒子在从电场进入磁场时到达D点的条件为 x+n(2x-2Rsinθ)=d⑧(3分) 其中n为非负整数。 解①②③⑤⑥⑧得 + (2分)
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