北京市石景山区高三一模物理.docx
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北京市石景山区高三一模物理
2015北京市石景山区高三(一模)物理
13.普朗克在1900年将“能量子”引入物理学,开创了物理学的新纪元.在下列宏观概念中,具有“量子化”特征的是( )
A.人的个数B.物体所受的重力
C.物体的动能D.物体的长度
14.下列说法正确的是( )
A.布朗运动是指液体分子的无规则运动
B.物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和
C.温度升高,物体内每个分子的动能一定增大
D.温度高的物体内能一定大
15.如图所示,直线OO′与上下表面平行的玻璃砖垂直且与其上表面交于N点.a、b为两束不同频率的单色光,以45°的入射角射到玻璃砖的上表面,入射点A、B到N点的距离相等,经折射后两束光相交于图中的P点.下列说法正确的是( )
A.在真空中,a光的传播速度小于b光的传播速度
B.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度
C.同时增大入射角(始终小于90°),则a光在下表面先发生全反射
D.对同一双缝干涉装置,a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽
16.两颗人造卫星绕地球作匀速圆周运动,对轨道半径较大的卫星,下列说法正确的是( )
A.线速度一定大B.角速度一定大C.周期一定大D.动能一定大
17.简谐横波某时刻的波形如图所示,P为介质中的一个质点,波沿x轴的正方向传播.下列说法正确的是( )
A.质点P此时刻的速度沿x轴的正方向
B.质点P此时刻的加速度沿x轴的正方向
C.再过半个周期时,质点P的位移为负值
D.经过一个周期,质点P通过的路程为2a
18.如图所示,一轻质弹簧沿竖直方向放置在水平地面上,其下端固定,当弹簧的长度为原长时,其上端位于O点.现有一小球从O点由静止释放,将弹簧压缩至最低点(弹簧始终处于弹性限度内).在此过程中,关于小球的加速度a随下降位移x的变化关系,下图中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
19.平直公路上有一台固定的超声波测速仪,汽车向测速仪作直线运动,当两者相距355m时,测速仪发出超声波,同时汽车由于紧急情况刹车,当测速仪接收到反射回来的超声波信号时,汽车恰好停止,此次测速仪以汽车相距335m,已知超声波的声速为340m/s.汽车刹车的加速度大小为( )
A.20m/s2B.10m/s2C.5m/s2D.无法确定
20.理论上已经证明:
电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场为零.现有一半径为R、电荷均匀分布的实心球体,O为球心,以O为原点建立坐标轴Ox,如图所示.关于该带电小球产生的电场E随x的变化关系,下图中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
21.
(1)在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200Ω,电压表
的内阻约为2kΩ,电流表
的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由公式Rx=
计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数.若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别极为Rx1和Rx2,则 (填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值.
(2)某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,其频率为50Hz.已知重力加速度为g=9.8m/s2.
①在实验所需的物理量中,需要直接测量的是 ,通过计算得到的是 .(填写代号)
A.重锤的质量
B.重锤下落的高度
C.重锤底部距水平地面的高度
D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度
②在实验得到的纸带中,该同学选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的点迹清晰的纸带来验证机械能守恒定律.图中A、B、C、D、E、F为六个相邻的原始点.根据图乙中的数据,求得当打点计时器打下B点时重锤的速度vB= m/s,计算出对应的
= m2/s2,ghB= m2/s2.若在实验误差允许的范围内,上述物理量之间的关系满足 ,即可验证机械能守恒定律.(计算结果保留三位有效数字)
③该同学继续根据纸带算出各点的速度v,量出下落的距离h,并以v2为纵轴、以h为横轴画出图象,下图中正确的是 .
22.如图所示,由粗细均匀、同种金属导线构成的正方形线框abcd放在光滑的水平桌面上,线框边长为L,其中ab段的电阻为R.在宽度也为L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向竖直向下.线框在水平拉力的作用下以恒定的速度v通过匀强磁场区域,线框始终与磁场方向垂直且无转动.求:
(1)在线框的cd边刚进入磁场时,bc边两端的电压Ubc;
(2)为维持线框匀速运动,水平拉力的大小F;
(3)在线框通过磁场的整个过程中,bc边金属导线上产生的热量Qbc.
23.如图是汤姆孙用来测定电子比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置示意图,某实验小组的同学利用此装置进行了如下探索:
①真空管内的阴极K发出的电子经加速后,穿过A'中心的小孔沿中心线OP的方向进入到两块水平正对放置的平行极板M和N间的区域.当M和N间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心P点处,形成了一个亮点;
②在M和N间加上偏转电压U后,亮点偏离到P1点;
③在M和N之间再加上垂直于纸面向外的匀强磁场,调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,电子在M、N间作匀速直线运动,亮点重新回到P点;
④撤去M和N间的偏转电压U,只保留磁场B,电子在M、N间作匀速圆周运动,亮点偏离到P2点.若视荧光屏为平面,测得P、P2的距离为y.
已知M和N极板的长度为L1,间距为d,它们的右端到荧光屏中心P点的水平距离为L2,不计电子所受的重力和电子间的相互作用.
(1)求电子在M、N间作匀速直线运动时的速度大小;
(2)写出电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径r与L1、L2及y之间的关系式;
(3)若已知电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径r,求电子的比荷;
(4)根据该小组同学的探索,请提出估算电子比荷的其他方案及需要测量的物理量.
24.如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为v0.质量均为m的工件离开甲前与甲的速度相同,并平稳地传到乙上,工件与乙之间的动摩擦因数为μ.乙的宽度足够大,重力加速度为g.
(1)若乙保持静止,求某工件在乙上滑行的距离;
(2)若乙的速度也为v0,求:
①刚滑上乙时,某工件受到摩擦力的大小和方向;
②某工件在乙上垂直于传送带乙的运动方向滑行的距离;
③某工件在乙上滑行的过程中产生的热量.
(3)若乙的速度为v,试判断某工件在乙上滑行的过程中所受摩擦力是否发生变化,并通过分析和计算说明理由.
物理试题答案
13.【解答】依据普朗克量子化观点,能量是不连续的,是一份一份地进行变化,属于“不连续的,一份一份”的概念的是A,BCD都是连续的,故A正确,BCD错误.
故选:
A.
14.【解答】A、布朗运动指悬浮在液体中的颗粒所做的无规则运动的运动,故A错误
B、物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和,故B正确
C、温度升高,平均动能增大,物体内每个分子的动能不一定增大,C错误
D、内能与物体的质量、温度和状态等物理量有关,温度高的内能不一定大,故D错误
故选:
B
15.【解答】A、在真空中所有色光的传播速度相等,都是c,故A错误.
B、由图看出a的折射角大,入射角相等,由折射定律n=
知,玻璃对a光的折射率小,由v=
分析可知a光在玻璃中传播速度大.故B错误.
C、a光射到下表面时,入射角等于上表面的折射角,根据光路可逆性原理得知,光线一定从下表面射出,不可能发生全反射.故C错误.
D、a光的折射率小,频率小,波长较长,由公式△x=
λ知,干涉条纹的间距与波长成正比,故a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽.故D正确.
故选:
D.
16.【解答】根据万有引力提供圆周运动向心力有
A、线速度
可知半径大的线速度小,故A错误;
B、角速度
可知轨道半径大的角速度小,故B错误;
C、周期T=
可知轨道半径大的周期大,故C正确;
D、据A分析知半径大的线速度小,但动能
,因卫星质量未知,故不能根据线速度大小确定卫星动能的大小,故D错误.
故选:
C.
17.【解答】A、由题图可得,波沿x轴方向传播,P质点在该时刻的运动方向沿y轴正方向运动,故A错误;
B、由题可知,P在X轴上方,但由于加速度a=﹣
,可知加速度的方向向下.故B错误;
C、P质点在该时刻的运动方向沿y轴正方向运动,再过半个周期时,质点P的位置在P的关于x的对称的位置上,位移为负值.故C正确;
D、经过一个周期,质点P通过的路程为4a.故D错误,
故选:
C.
18.【解答】当小球和弹簧接触时,根据牛顿第二定律得:
mg﹣kx=ma
所以:
根据数学知识可知,CD错误,当压缩到最低点时,加速度大小等于g,故A正确,故B错误.
故选:
A.
19.【解答】超声波从B发出到A与被A反射到被B接收所需的时间相等,在整个这段时间内汽车的位移x=355﹣335m=20m.初速度为零的匀变速直线运动,在开始相等时间内的位移之比为1:
3,所以x1=5m,x2=15m,则超声波被A接收时,AB的位移x′=335+5m=340m,所以超声波从B发出到被A接收所需的时间T=
.则t=2T=2s.
根据△x=aT2得,a=
=
=10m/s2.
故选:
B
20.【解答】以实心球的圆心为圆心,选取任意半径r的小球,设单位体积内的电荷量为ρ,则该半径r的小球的体积V=
πr3所带的电量:
q=ρV=
πρr3
在它的表面处产生的电场强度:
Er=
=
,与该小球的半径成正比.所以在(0﹣R)的范围内,球体内部的电场强度与r成正比.
在球体外,球体产生的场强与点电荷产生的场强的表达式即:
E=
.所以图象B表达的该球的电场的分布图是正确的.
故选:
B
21.【解答】
(1)由于待测电阻满足
,所以电流表应用内接法,即
更接近真实值;
根据串并联规律可知,采用内接法时真实值应为:
=
,即测量值大于真实值;
采用外接法时,真实值应为:
,即测量值小于真实值.
故答案为:
,大于,小于.
(2)①重锤的质量可测可不测,因为动能的增加量和重力势能的减小量式子中都有质量,可以约去.需要测量的物理量是B:
重锤下落的高度,
通过计算得到的物理量是D:
与下落高度对应的重锤的瞬时速度.
②根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小.
vB=
=1.85m/s
计算出对应的
=1.71m2/s2,
ghB=1.74m2/s2.
若在实验误差允许的范围内,上述物理量之间的关系满足
,即可验证机械能守恒定律.
③该实验原理为验证
mv2=mgh,即验证v2=2gh,以v2为纵轴,以h为横轴画出的图线应是直线,
故选:
C.
故答案为:
①B;D②1.85;1.71;1.74;
③C
22.【解答】
(1)cd边进入磁场时产生的感应电动势为E=BLv
整个回路的电阻R总=4R
回路中的电流
bc边两端的电压为
(2)为维持线框匀速运动,外力应始终等于安培力,即:
F=F安
线框所受安培力为
则水平拉力为
(3)整个线框通过磁场的过程中所经历的时间为
整个过程中bc段金属导线上产生的电热为
答:
(1)在线框的cd边刚进入磁场时,bc边两端的电压Ubc为
BLv.
(2)为维持线框匀速运动,水平拉力的大小F为
;
(3)在线框通过磁场的整个过程中,bc边金属导线上产生的热量Qbc为
.
23.【解答】
(1)电子在极板M、N间电场力与洛伦兹力的作用下沿中心轴线运动,受力平衡,设电子进入极板间的速度为v,由平衡条件有evB=eE
两极板间电场强度
解得
(2)极板M、N间仅有匀强磁场时,电子做半径为r的匀速圆周运动,射出磁场后电子做匀速直线运动,如图所示
穿出磁场后在竖直方向上移动的距离
解得
(3)电子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,洛伦兹力提供向心力
解得
(4)方案1:
若忽略电子从阴极K发出的初速度,分析电子在探索①中O、A之间的加速运动,探索③中的匀速直线运动,可以求出电子的比荷,需测量O、A间的加速电压
方案2:
分析电子在探索②、③中的运动,可以求出电子的比荷,需测量P与P1之间的距离
答:
(1)电子在M、N间作匀速直线运动时的速度大小为
;
(2)电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径r与L1、L2及y之间的关系式为
(3)若已知电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径r,电子的比荷为
(4)方案1:
若忽略电子从阴极K发出的初速度,分析电子在探索①中O、A之间的加速运动,探索③中的匀速直线运动,可以求出电子的比荷,需测量O、A间的加速电压
方案2:
分析电子在探索②、③中的运动,可以求出电子的比荷,需测量P与P1之间的距离
24.【解答】
(1)若乙保持静止,根据牛顿第二定律和运动学公式
μmg=ma
解得工件在乙上滑行的距离
(2)①沿甲与乙的运动方向建立坐标系如答图1所示.刚滑上乙时,工件相对乙运动的速度为
,方向如图所示,θ=45°
工件受到摩擦力的大小为f=μmg
方向如图所示,θ=45°
②沿x轴方向,根据牛顿运动定律和运动学公式
μmgsinθ=max
解得工件在乙上垂直于乙的运动方向滑行的距离
③工件在乙上沿x轴方向的位移为x,沿y轴方向的位移为y
根据牛顿运动定律和运动学公式
ax=μgsinθ,ay=μgcosθ
在x轴方向
在y轴方向
工件滑动的时间
乙前进的距离y1=v0t
工件相对乙的位移
解得
摩擦生热Q=μmgL
解得
(3)当乙的速度为v时,工件相对乙的速度与y轴方向的夹角为α
工件受到的摩擦力与二者相对速度的方向相反,如答图2所示.
工件在x轴、y轴方向的加速度的大小分别为ax、ay,根据牛顿运动定律ax=μgsinα,ay=μgcosα
经过极短的时间△t,x轴、y轴方向的相对速度大小分别为vx=v0﹣ax△t,vy=v﹣ay△t
解得
,
表明经过极短的时间△t,工件相对乙的速度与y轴方向的夹角仍为α,所以摩擦力方向保持不变
故工件在乙上滑行的过程中所受摩擦力的大小始终为f=μmg,方向不变
答:
(1)若乙保持静止,某工件在乙上滑行的距离为
;
(2)若乙的速度也为v0,
①刚滑上乙时,某工件受到摩擦力的大小μmg,方向45°;
②某工件在乙上垂直于传送带乙的运动方向滑行的距离为
;
③某工件在乙上滑行的过程中产生的热量
.
(3)若乙的速度为v,某工件在乙上滑行的过程中所受摩擦力没发生变化
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