北京市海淀区高三物理上学期第一次模拟试卷(含解析)

北京市海淀区2015届高考物理一模试卷（反馈卷）
一、选择题（共10小题，其中第3题和第4题，第8题和第9题为交叉题，3、4题中和8、9题中各选一题作答，每小题6分，满分48分）
1．下列说法中正确的是( )
A．布朗运动证明组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
B．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
C．当分子间距离增加时，分子引力增加，分子斥力减小
D．分子势能随着分子间距离的增大而减小
2．关于天然放射现象，下列说法正确的是( )
A．α射线是由氦原子核衰变产生
B．β射线是由原子核外电子电离产生
C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生
D．通过化学反应不能改变物质的放射性
3．a、b两种单色光以相同的入射角从玻璃射向空气中，光路如图所示．根据这两种光的传播情况，判断下列说法中正确的是( )
A．在该玻璃中传播时，b光的速度较大
B．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，b光折射角较大
C．从该玻璃中射入空气发生全反射时，a光临界角较大
D．用同一装置进行双缝干涉实验，b光的相邻条纹间距较大
4．a、b两种单色光以相同的入射角从玻璃射向空气中，光路如图所示．根据这两种光的传播情况，判断下列说法中正确的是( )
A．a光的频率较高
B．a光的波长较大
C．用b光照射某金属时能产生光电效应，则a光照射该金属时也一定能产生光电效应D．用a、b光分别照射A、B两种金属时，若光电子的最大初动能相等，则A金属的逸出功较大
5．一简谐机械横波沿x轴传播，在t=0时刻的波形曲线如图甲所示，该波在x=0处质点的振动图象如图乙所示．则下列说法中正确的是( )
A．该波的波速为2.0m/s
B．这列波的振幅为60cm
C．t=0时，x=4.0m处质点比x=5.0m处质点的加速度大
D．t=0时，x=8.0m处质点沿y轴正方向运动
6．甲、乙两个带电粒子，以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN进入方向垂直纸面向里的匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，半圆轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力及空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A．甲带正电，乙带负电
B．甲的荷质比小于乙的荷质比
C．甲、乙两个带电粒子从进入磁场到穿出磁场的过程中，洛伦兹力对甲、乙的冲量为零D．甲的运行时间小于乙的运行的时间
7．某校科技小组的同学设计了一个传送带测速仪，测速原理如图所示，在传送带下方固定有间距为L、长度为d的平行金属电极．电极间充满磁感应强度为B、方向垂直传送带平面（纸面）向里的匀强磁场，且电极间接有理想电压表和电阻R，传送带背面固定有若干根间距为d的平行细金属条，传送带运行过程中磁场中始终仅有一根金属条，且金属条随传送带通过磁场区域时与电极接触良好．不计金属条的电阻，若传送带匀速运动时，电压表读数为U．则下列说法中不正确的是( )
A．传送带匀速运动的速率为
B．金属条每次经过磁场区域全过程中，电阻R产生焦耳热为
C．金属条经过磁场区域的过程中其受到的安培力大小为
D．金属条每次经过磁场区域全过程中，克服安培力做功为
8．如图所示，一根空心铝管竖直放置，把一枚小圆柱形的永磁体从距离铝管上端为h处由静止释放，经过一段时间后，永磁体穿出铝管下端口．假设永磁体在铝管内下落过程中始终沿着铝管的轴线运动，不与铝管内壁接触，且无翻转．忽略空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A．若仅增大h，则永磁体穿出铝管时的速度一定变大
B．若仅增大h，则永磁体穿过铝管的过程中产生的焦耳热减少
C．在永磁体穿过铝管的过程中，永磁体一定做匀加速运动
D．在永磁体穿过铝管的过程中，一定有机械能转换成电能
9．某同学利用图甲装置研究磁铁下落过程中的电磁感应有关问题．打开传感器，将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为h处静止释放，穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落过程中受到的磁阻力远小于磁铁的重力，且不发生转动），不计线圈电阻，计算机荧屏上显示出图乙的UI﹣t曲线，图乙中的两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是( )
A．若仅增大h，两个峰值间的时间间隔会增大
B．若仅减小h，两个峰值都会减小
C．若仅减小h，两个峰值可能会相等
D．若仅减小滑动变阻器接入电路的阻值，两个峰值都会增大
10．2013年6月20日，女航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课．授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应．在视频中可观察到漂浮的液滴处于周期性的“脉动”中．假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性的微小变化（振动），如图所示．已知液滴振动的频率表达式
为f=k，其中k为一个无单位的比例系数，r为液滴半径，ρ为液体密度；σ（其单位为N/m）为液体表面张力系数，它与液体表面自由能的增加量△E（其单位为J）和液体
表面面积的增加量△S有关，则在下列关于σ、△E和△S关系的表达式中，可能正确的是( )
A．σ=△E×△S B．σ=C．σ=D．σ=
二、非选择题
11．用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．
①实验中的电磁打点计时器，其电源应使用输出电压为6V的__________（选填“交流电”或“直流电”）．
②先接通电源，使重锤从高处由静止开始下落，打点计时器每经过T时间在重锤拖着的纸带上打出一个点．其中A、B和C、D、E是两段连续打出的点，B、C间有一段纸带未画出．用刻度尺测量出各点间的距离分别为s1、s2、s3和s4，如图2所示．当地重力加速度为g．打点计时器在打出D点时重锤下落的速度v D=__________，若测得打出B点时重锤下落的速度为v B，则该实验需要验证的关系式是__________．（用题目给出的物理量符号表示）．
12．在“测定金属的电阻率”的实验中，电阻丝的电阻R x约为
20Ω．
①用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图1所示，则该电阻丝直径的测量值
d=__________mm；
②实验中除开关、若干导线之外还能提供下列器材：
电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ）；
电压表V2（量程0～15V，内阻约15kΩ）；
电流表A1（量程0～200mA，内阻约3Ω）；
电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω）；
滑动变阻器R1（0～10Ω）；
滑动变阻器R2（0～500Ω）；
电源E （电动势为3.0V，内阻不计）．
为了调节方便，测量准确，实验中电压表应选__________，电流表应选__________．为了使实验中电阻丝两端电压变化范围尽量大一些，且便于调节，滑动变阻器应选__________；（选填器材的名称符号）
③请根据图2所示电路，用连线代替导线将图3中的实验器材连接起来，并使滑动变阻器置于最左端时接通电路后流过电阻丝的电流最小；
④滑动变阻器R1、R2的两个固定端接线柱之间的距离相等．在该实验中，若将滑动变阻器R1、R2分别接入上述电路，测量滑动变阻器最左端到滑片P的距离x，则图4中电压表示数U随x变化的图象可能正确的是__________．（图中实线表示接入R1时的情况，虚线表示接入R2时的情况）
13．（16分）如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平面上，有一个质量m=0.20kg，带电荷量q=2.0×10﹣6C的小物块（视为质点）处于静止状态．从t=0时刻开始，在水平面上方空间加一个水平方向的电场，电场强度随时间的变化如图乙所示（水平向右的方向为正方向）．已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.10，取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）t=0.50s时小物块的加速度大小；
（2）t=1.0s时小物块的速度大小；
（3）小物块运动2.0s位移大小．
14．（18分）离子推进器的工作原理如图所示，推进剂氙原子由Q孔喷注入腔室C后，被电子枪G射出的电子碰撞而电离，成为带正电的氙离子．氙离子从腔室C中飘移过栅电极A 的速度大小可忽略不计，在栅电极A、B之间的电场中加速，并从栅电极B喷出．在加速氙离子的过程中飞船获得推力．
已知栅电极A、B之间的电压为U，氙离子的质量为m、电荷量为q．氙离子所受重力忽略不计．
（1）该推进器固定在地面上实验时，氙离子通过栅电极B时的动能；
（2）配有该离子推进器的飞船的总质量为M，现需要对飞船运行方向作一次微调，即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度△v，此过程中可认为氙离子仍以第（1）中所求的速度通过栅电极B．推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目为N．离子推进器有一个参数，它是离子推进器工作过程中产生的推力与A、B之间的电场对氙离子做功的功率的比值S．推进器工作时飞船的总质量可视为不变．
①使氙离子获得的动能所消耗的功率P可以近似看作是离子推进器消耗的功率？为什么？
②如果想加大推力F，那么比值S应该加大还是减小？为什么？
15．有人设想：可以在飞船从运行轨道进入返回地球程序时，借飞船需要减速的机会，发射一个小型太空探测器，从而达到节能的目的．如图所示，飞船在圆轨道Ⅰ上绕地球飞行，其轨道半径为地球半径的3倍．当飞船通过轨道Ⅰ的A点时，飞船上的发射装置短暂工作，将探测器沿飞船原运动方向射出，并使探测器恰能完全脱离地球的引力范围，即到达距地球无限远时的速度恰好为零，而飞船在发射探测器后沿椭圆轨道Ⅱ向前运动，其近地点B到地心的距离近似为地球半径R．以上过程中飞船和探测器的质量均可视为不变．已知地球表面的重力加速度为g．
若规定两质点相距无限远时引力势能为零，则质量分别为M、m的两个质点相距为r时的引力势能为﹣GMm/r，式中G为引力常量．飞船沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ的运动过程，以及探测器被射出后的运动过程中，其动能和引力势能之和保持不变．
（1）若飞船的总质量为M0，求将其送入圆形轨道Ⅰ至少需要消耗多少能量（不考虑地球自转的影响）；
（2）由开普勒第二定律可知，飞船沿椭圆轨道Ⅱ运动过程中，通过A点与B点的速度大小与这两点到地心的距离成反比．若飞船与探测器的质量之比为2：1，则探测器完全脱离地球的引力后，继续做宇宙航行的速度多大？
北京市海淀区2015届高考物理一模试卷（反馈卷）
一、选择题（共10小题，其中第3题和第4题，第8题和第9题为交叉题，3、4题中和8、9题中各选一题作答，每小题6分，满分48分）
1．下列说法中正确的是( )
A．布朗运动证明组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
B．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
C．当分子间距离增加时，分子引力增加，分子斥力减小
D．分子势能随着分子间距离的增大而减小
考点：分子间的相互作用力；布朗运动；物体的内能．
专题：分子间相互作用力与分子间距离的关系．
分析：布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，它反映的是液体分子的无规则运动；温度是分子平均动能的标志；斥力和引力都随着分子减距离的增加而减小；分子势能在平衡距离处最小，从平衡距离处增大或减小分子间距离，分子势能都增大．
解答：解：A、布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，不是固体颗粒内分子的无规则热运动，A错误；
B、内能与温度、体积、物质的多少等因素有关，而分子平均动能只与温度有关，故内能不同的物体，它们分子热运动的平均分子动能可能相同，B正确；
C、斥力和引力都随着分子减距离的增加而减小，故C错误；
D、分子势能在平衡距离处最小，从平衡距离处开始增大或减小分子间距离，分子势能都增大，故D错误；
故选：B．
点评：解决本题需要掌握：布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，它反映的是液体分子的无规则运动；温度是分子平均动能的标志；斥力和引力都随着分子减距离的增加而减小；分子势能在平衡距离处最小，从平衡距离处增大或减小分子间距离，分子势能都增大．
2．关于天然放射现象，下列说法正确的是( )
A．α射线是由氦原子核衰变产生
B．β射线是由原子核外电子电离产生
C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生
D．通过化学反应不能改变物质的放射性
考点：天然放射现象．
分析：本题考查三种射线的α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来．β射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即β粒子．γ射线是原子核在发生α衰变和β衰变时产生的能量以γ光子的形式释放．放射性元素的放射性是原子核自身决定的．解答：解：A、α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来．故A错误．
B、β射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即β粒子．故B错误．
C、γ射线是原子核在发生α衰变和β衰变时产生的能量以γ光子的形式释放．故C错误．
D、放射性元素的放射性是原子核自身决定的，而化学反应不能改变原子的原子核，故化学反应并不能改变物质的放射性．故D正确．
故选D．
点评：本题考查的内容比较简单，只要多看多记就能解决．故要加强知识的积累．
3．a、b两种单色光以相同的入射角从玻璃射向空气中，光路如图所示．根据这两种光的传播情况，判断下列说法中正确的是( )
A．在该玻璃中传播时，b光的速度较大
B．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，b光折射角较大
C．从该玻璃中射入空气发生全反射时，a光临界角较大
D．用同一装置进行双缝干涉实验，b光的相邻条纹间距较大
考点：光的折射定律．
专题：光的折射专题．
分析：根据折射定律分析介质对a和b光折射率的大小，由sinC=分析临界角的大小．用
同一干涉装置时干涉条纹间距与波长成正比．据题分析．
解答：解：A、由图看出：b光的折射角大于a光的折射角，根据折射定律得知：玻璃对b 光的折射率大于对a光的折射率．由v=可知，在该玻璃中a光的传播速度较大．故A错误．B、以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，由折射定律n=知，b光折射率较大，折射角较小，故B错误．
C、根据临界角公式sinC=，知a光折射率较小，其临界角较大，故C正确．
D、玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率，则b光的频率大于a光的频率，而a光的波长大于b光的波长．由于在相同的条件下，双缝干涉条纹间距与波长成正比，所以用同一干涉装置可看到a光的干涉条纹间距较大．故D错误．
故选：C．
点评：本题是几何光学与物理光学的简单综合．要掌握折射定律以及折射率与光的波长、频率、临界角、光速等量的关系，这些知识可结合光的色散、干涉等实验进行记忆．
4．a、b两种单色光以相同的入射角从玻璃射向空气中，光路如图所示．根据这两种光的传播情况，判断下列说法中正确的是( )
A．a光的频率较高
B．a光的波长较大
C．用b光照射某金属时能产生光电效应，则a光照射该金属时也一定能产生光电效应D．用a、b光分别照射A、B两种金属时，若光电子的最大初动能相等，则A金属的逸出功较大
考点：光的折射定律．
专题：光的折射专题．
分析：根据折射定律分析介质对a和b光折射率的大小，即可确定频率的大小和波长的大小．根据频率的大小，结合光电效应的条件判断能否发生光电效应．结合光电效应方程分析金属逸出功的大小．
解答：解：AB、由光路图可知，b光线的偏折程度大于a光线的偏折程度，由折射定律知b光的折射率较大，其频率较高，波长较小，a光的折射率较大，其频率较低，波长较大，故A错误，B正确．
C、产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，频率越高的光越容易产生光电效应，则用b光照射某金属时能产生光电效应，则a光照射该金属时不一定能产生光电效应．故C错误．
D、用a、b光分别照射A、B两种金属时，若光电子的最大初动能相等，由光电效应方程E k=hγ﹣W0，可知由于b光的折射率较大，频率较大，光子能量也较大，所以B金属的逸出功较大，故D错误．
故选：B．
点评：解决本题的突破口在于通过光线的偏折程度比较出折射率的大小，要掌握折射率与光的频率、波长等大小关系．
5．一简谐机械横波沿x轴传播，在t=0时刻的波形曲线如图甲所示，该波在x=0处质点的振动图象如图乙所示．则下列说法中正确的是( )
A．该波的波速为2.0m/s
B．这列波的振幅为60cm
C．t=0时，x=4.0m处质点比x=5.0m处质点的加速度大
D．t=0时，x=8.0m处质点沿y轴正方向运动
考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象．
分析：由甲图读出波长，由乙图读出周期，即求出波速；由乙图上判断x=0的质点在t=0
时刻的速度方向，在甲图上判断出波的传播度方向，从而得到各个质点的运动情况．
解答：解：A、由甲图得到波长为8m，由乙图得到周期为4s，故波速：v=；
故A正确；
B、振幅为偏离平衡位置的最大位移的大小，由图可得振幅为30cm，故B错误；
C、t=0时，x=4.0m处质点比x=5.0m处质点的位移小；根据F=﹣kx，x=4.0m处质点比x=5.0m 处质点的回复力小；根据牛顿第二定律，x=4.0m处质点比x=5.0m处质点的加速度小，故C 错误；
D、由乙图上判断x=0的质点在t=0时刻的速度方向向下，采用波形微平移的方法得到波形向左平移，故t=0时，x=8.0m处质点沿y轴负方向运动，故D错误；
故选：A．
点评：本题关键要把握两种图象的联系，能根据振动图象读出质点的速度方向，在波动图象上判断出波的传播方向．
6．甲、乙两个带电粒子，以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN进入方向垂直纸面向里的匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，半圆轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力及空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A．甲带正电，乙带负电
B．甲的荷质比小于乙的荷质比
C．甲、乙两个带电粒子从进入磁场到穿出磁场的过程中，洛伦兹力对甲、乙的冲量为零D．甲的运行时间小于乙的运行的时间
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律．
专题：带电粒子在磁场中的运动专题．
分析：本题关键是明确粒子垂直射入匀强磁场后，在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律列式分析轨道半径和公转周期，根据左手定则判断洛伦兹力方向．
解答：解：A、在P点，速度向下，磁场向内，甲受向左的洛伦兹力，根据左手定则，甲带负电荷；
同理，在P点，乙受向右的洛伦兹力，速度向下，磁场向内，根据左手定则，乙带正电荷；故A错误；
B、粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：qvB=m，故=，由于v、
B均相同，甲的轨道半径大，说明甲的荷质比小于乙的荷质比；故B正确；
C、由于洛仑兹力不为零，时间不为零；故冲量不为零；故C错误；
D、周期T==，由于t=，故t=；由于B均相同，甲的荷质比小，故甲用时
较长；故D错误；
故选：B．
点评：本题是粒子在磁场中圆周运动的推论公式R=和T=的简单运用，同时要结合左手定则分析电荷的带电情况；注意冲量的定义．
7．某校科技小组的同学设计了一个传送带测速仪，测速原理如图所示，在传送带下方固定有间距为L、长度为d的平行金属电极．电极间充满磁感应强度为B、方向垂直传送带平面（纸面）向里的匀强磁场，且电极间接有理想电压表和电阻R，传送带背面固定有若干根间距为d的平行细金属条，传送带运行过程中磁场中始终仅有一根金属条，且金属条随传送带通过磁场区域时与电极接触良好．不计金属条的电阻，若传送带匀速运动时，电压表读数为U．则下列说法中不正确的是( )
A．传送带匀速运动的速率为
B．金属条每次经过磁场区域全过程中，电阻R产生焦耳热为
C．金属条经过磁场区域的过程中其受到的安培力大小为
D．金属条每次经过磁场区域全过程中，克服安培力做功为
考点：导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．
专题：电磁感应——功能问题．
分析：磁场中始终有一根金属条切割磁感线产生感应电动势，电压表近似测量电动势．本题由电磁感应E=BLV和欧姆定律、W=Fx等知识求解．
解答：解：A、设电动势为E，橡胶带运动速率为v．由E=BLv，不计金属条的电阻，E=U 得：v=，故A正确；
B、设电功率为P，则P=，W=Pt=，故B不正确；
C、设电流强度为I，安培力为F，I=，F=BIL=，故C正确；
D、克服安培力做的功为W．W=Fd得：W=；
本题选择不正确的，故选：B
点评：本题是理论联系实际问题，关键是建立物理模型，综合运用电磁感应知识、电路知识、力学知识解题，考查分析和解决实际问题的能力
8．如图所示，一根空心铝管竖直放置，把一枚小圆柱形的永磁体从距离铝管上端为h处由静止释放，经过一段时间后，永磁体穿出铝管下端口．假设永磁体在铝管内下落过程中始终沿着铝管的轴线运动，不与铝管内壁接触，且无翻转．忽略空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A．若仅增大h，则永磁体穿出铝管时的速度一定变大
B．若仅增大h，则永磁体穿过铝管的过程中产生的焦耳热减少
C．在永磁体穿过铝管的过程中，永磁体一定做匀加速运动
D．在永磁体穿过铝管的过程中，一定有机械能转换成电能
考点：楞次定律；功能关系；焦耳定律．
分析：磁铁穿过铝管时，会产生感应电流，进而产生安培力，根据安培力和重力的作用，判定磁体的运动情况，结合能量守恒定律确定能量关系．
解答：解：从h处由静止释放，有运动学公式得：，进入铝管后，磁铁在下落时，导致铝管内的磁通量在变化，从而产生感应电流，会产生安培力进而阻碍磁铁的下落，根据法拉第电磁感应定律，磁体的运行速度影响磁通量的变化，进而影响感应电流和安培力的大小，有感应电流产生则一定有电能，故一定有机械能转换成电能，故D正确；
又由于无法确定安培力和重力的关系，则磁体的运动可能是一直匀加速，或者先匀加速再匀速，还有可能先匀减速再匀速，故A错误，C错误；
有能量守恒定律可知，减少的机械能转化为动能和焦耳热，但不确定速度的变化情况，无法确定动能的变化，进而无法确定焦耳热的大小，故B错误；
故选：D
点评：本题是电磁感应和能量相结合的题目，但磁体运动中现有知识无法具体计算安培力大小，故只能通过定性分析得出答案，其次在受力分析后确定运动形式时，要考虑全面．
9．某同学利用图甲装置研究磁铁下落过程中的电磁感应有关问题．打开传感器，将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为h处静止释放，穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落过程中受到的磁阻力远小于磁铁的重力，且不发生转动），不计线圈电阻，计算机荧屏上。