物理试题东城一模 (2).docx

高中物理学习材料
北京市东城区2011年高三一模试卷
13．由红光和紫光组成的复合光束，从某种介质射到介质和真空的界面后，光的路径可能是下面图中的 14．一块含
23892
U (铀238)的矿石质量为M ，其中238U 的质量为m 。

已知23892U 的半衰期为T ，
则下列说法正确的是
A ．经过时间2T 后这块矿石中基本不再含有23892
U 了
B ．经过时间2T 后矿石中的
238
92
U 有
4
m
发生了衰变 C ．经过时间2T 后该矿石的质量剩下4M m
D ．经过时间3T 后矿石中238
92U 的质量还剩8
m
15．倾角为45°的斜面固定于竖直墙上，为使质量分布均匀的光滑球静
止在如图所示的位置，需用一个水平推力F 作用于球上，F 的作用线通过球心。

设球受到的重力为G ，竖直墙对球的弹力为N 1，斜面对球的弹力为N 2 ，则下列说法正确的是
A ．N 1一定等于F
B ．N 2一定大于N 1
C ．N 2一定大于G
D ．F 一定小于G 16．“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星把广阔视野内的气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料。

设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n 倍，下列说法中正确的是 A ．同步卫星运行速度是第一宇宙速度的
1n
倍
B ．同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的
1n
倍 C ．
D
17．如图所示，正方形闭合导线框处在磁感应强度恒定的匀强磁场中，C 、E 、D 、F 为线框中的四个顶点，图（a ）中的线框绕E 点转动，图（b ）中的线框
向右平动，磁场足够大。

下列判断正确的是 A ．图（a ）线框中有感应电流产生，C 点电势比D 点低 B ．图（a ）线框中无感应电流产生，C 、D 两点电势相等
（a ）
（b ）
C ．图（b ）线框中有感应电流产生，C 点电势比
D 点低 D ．图（b ）线框中无感应电流产生，C 、D 两点电势相等
18．图甲是一列平面简谐横波在t=a (a>0) 时刻的波动图像，波沿x 轴正方向传播。

图乙是介质中质点P 的振动图像，振动周期为T 。

由图可知，a 的最小值是 A ．
2
T B ．T
C ．32
T
D ．2T
19．下图是示波管的工作原理图：电子经电场加速后垂直于偏转电场方向射入偏转电场，若加速电压为U 1，偏转电压为U 2，偏转电场的极板长度与极板间的距离分别为L 和d ，y 为电子离开偏转电场时发生的偏转距离。

取“单位偏转电压
引起的偏转距离”来描述示波管的灵敏度，即2
y U
（该比值越大则灵敏度越高），则下列哪种方法可以提高示波管的灵敏度
A ．增大U 1
B ．增大U 2
C ．减小L
D ．减小d
20．为监测某化工厂的含有离子的污水排放情况，技术人员在排污管中安装了监测装置，该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔，其宽和高分别为b 和c ，左、右两端开口与排污管相连，如图所示。

在垂直于上、下底面方向加磁感应强度大小为B 的匀强磁场，在空腔前、后两个侧面上各有长为a 的相互平行且正对的电极M 和N ，M 和N 与内阻为R 的电流表相连。

污水从左向右流经该装置时，电流表将显示出污水排放情况。

下列说法中错误的．．．
是 A ．M 板比N 板电势低
B ．污水中离子浓度越高，则电流表的示数越小
C ．污水流量越大，则电流表的示数越大
D ．若只增大所加磁场的磁感应强度，则电流表的示数也增大 21．（18分）
（1）某同学用单摆测重力加速度，他将单摆挂起后，进行了如下实验步骤： ①测摆长l ：用米尺量出摆线的长度；
②测周期T ：将摆球拉起，摆角小于5°时自由释放摆球，在摆球某次通过最低点时按下秒表开始计时，将此作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按下秒表停止计时，读出这段时间t ，算出单摆的周期T =
60
t ； ③将所测量的 l 和T 值代入单摆周期公式，算出重力加速度g ，将它作为实验的最后结果写进实验报告中去。

请在下面的空白处，分别指出各步骤中遗漏或错误的地方。

① ； ② ； ③ 。

（2）某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻R x （标称阻值为180Ω）的电流随其两端电压变化的特点。

实验器材：多用电表，电流表A （0－50mA ，内阻约15Ω），电压表V （5V ，内阻约20k Ω），电源E （6V 直流电源，内阻可忽略不计），滑动变阻器R （最大阻值为20Ω），定值电阻R 0（100Ω），电阻箱（99.9Ω）、开关K 和导线若干。

①该小组用多用表的“×1”倍率的挡位测热敏电阻在室温下的阻值，发现表头指针偏转的角度很小；为了准确地进行测量，应换到 倍率的挡位；如果换档后就用表笔连接热敏电阻进行读数，那么欠缺的实验步骤是： ，补上该步骤后，表盘的示数如图所示，则它的电阻是 Ω 。

②该小组按照自己设计的电路进行实验。

实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从0开始逐渐增大到5V ，作出热敏电阻的I-U 图线，如右下图所示。

请在所提供的器材中选择必需的器材，在方框内画出该小组设计的电路图。

③分析该小组所画出的I-U 图线，说明在电流比较大的情况下热敏电阻的阻值随电
流的增大而 ；分析其变化的原因可能是 。

④请提出一个简单的实验方法，说明你对变化原因的判断是正确的。

22．（16分）如图所示，水平台面AB 距地面的高度h ＝0.80m 。

质量为0.2kg 的滑块以v 0 ＝6.0m/s 的初速度从A 点开始滑动，滑块与平台间的动摩擦因数μ＝0.25。

滑块滑到平台边
缘的B 点后水平飞出。

已知AB 间距离s 1＝2.2m 。

滑块可视为质点，不计空气阻力。

（g 取10m/s 2
）求：
（1）滑块从B 点飞出时的速度大小；
（2）滑块落地点到平台边缘的水平距离s 2。

（3）滑块自A 点到落地点的过程中滑块的动能、势
能和机械能的变化量各是多少。

23．（18分）回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示。

它的核心部分是两个D 形金属盒，两盒相距很近（缝隙的宽度远小于盒半径），分别和高频交流电源相连接，使带电粒子每通过缝隙时恰好在最大电压下被加速。

两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面，带电粒子在磁场中做圆周运动，粒子通过两盒的缝隙时反复被加速，直到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。

若D 形盒半径为R ，所加磁场的磁感应强度为B 。

设两D 形盒之间所加的交流电压的最大值为U ，被加速的粒子为α粒子，其质量为m 、电量为q 。

α粒子从D 形盒中央开始被加速（初动能可以忽略），经若干次加速后，α粒子从D 形盒边缘被引出。

求：
（1）α粒子被加速后获得的最大动能E k ；
（2）α粒子在第n 次加速后进入一个D 形盒中的回旋半径与紧接着第n +1次加速后进入另一个D 形盒后的回旋半径之比；
（3）α粒子在回旋加速器中运动的时间；
（4）若使用此回旋加速器加速氘核，要想使氘核获得与α粒子相同的动能，请你通过分析，提出一个简单可行的办法。

24．（20分）如图所示，有一光滑轨道ABC ， AB 为竖直平面内半
径为R 的四分之一圆弧轨道，BC 部分为足够长的水平轨道。

一个质量为m 1的小物体自A 处由静止释放，m 1沿圆弧轨道AB 滑下，与在水平轨道BC 上质量为m 2的静止的物体相碰。

v 0
B h A
（1）如果m 2与水平轻弹簧相连，弹簧的另一端连在固定装置P 上。

m 1滑到水平轨道后与m 2发生碰撞但不粘连，碰撞后m 1与m 2一起将弹簧压缩后被弹回，m 1与m 2重新分开。

若弹簧压缩和伸长过程中无机械能损失，且m 1=m 2，求m 1反弹后能达到的最大高度； （2）如果去掉与m 2相连的弹簧及固定装置P ，m 1仍从A 处由静止释放。

a ．若m 1=
1
2
m 2，且m 1与m 2的碰撞过程中无机械能损失，求碰撞后m 1能达到的最大高度。

b ．若m 1与m 2的碰撞过程中无机械
能损失，要使m 1与m 2只能发生两次碰撞，求 m 2与 m 1的比值范围。

东城一模
理综物理部分参考答案
13．A 14．D 15．C 16．C 17．B 18．B 19．D 20．B 21．（18分）
（1）（6分） ①要用卡尺测出摆球的直径d ，摆长l 等于摆线长加上
2
d
（2分）； ② 单摆周期T 的计算，应该是T =
29.5
t
（2分）； ③改变摆长，多次测量，取g 的平均值作为实验的最后结果（2分）。

（2）（12分） ①“×10 ”（1分）；两表笔直接接触，调节欧姆表的调零旋钮，使指针指在“0Ω”处（或重新进行欧姆档的调零）（1分）；200（200～205都给分）。

（1分）
②.测量电路（电流表内接不给分）（2分）；供电电路（用限流接法不给分）（2分）
③减小（2分），这是由于电流较大时，通电生热，使热敏电阻
的温度升高，阻值变小。

（1分）
④答案比较开放，只要能用实验说明热敏电阻的温度升高电阻变小即可。

如：用欧姆档测热敏电阻的阻值，如果用手握热敏电阻使其温度升高，可以看出热敏电阻随温度升高阻值变小。

（2分）
注：热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC ）和负温度系数电阻器（NTC ）。

正温度系数热敏电阻器（PTC ）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC ）在温度越高时电阻值越小。

通过热敏电阻的电流很小时，其I-U 曲线近于直线，这是由于此刻电流的发热可以忽略，热敏电阻的温度跟环境温度相同，电阻阻值保持不变。

环境温度变化时，它的电阻随温度而变化。

热敏电阻做为测温元件使用时，要满足通过热敏电阻的电流是很小的限制条件。

当通过热敏电阻的电流较大时，由于热敏电阻本身发热，温度升高，其电阻也要变化，热敏电阻的这个特性，常常应用在控制电路中。

22．（16分）
(1) 滑块从A 点滑到B 点的过程中，克服摩擦力做功，由动能定理 22
101122
fs mv mv -=
- ① 滑动摩擦力 f =μmg ②
由①②两式联立，将v 0 ＝6.0m/s ，s 1＝2.2m ，μ＝0.25带入，可得
v =5.0m/s （6分） （2）滑块离开B 点后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动
B
A C
O
m 2 P
m 1 R x
R
E
K
2
12
h gt =
③ 水平方向做匀速直线运动
2s vt = ④
由③④两式联立，将h ＝0.80m ，g =10m/s 2
带入，可得
s 2=2.0m （5分） （3）落地时的动能E 2=
2
12
mv mgh +=4.1J 滑块在A 点的初动能为2
101 3.62
E mv ==J
由A 到落地点滑块的动能增加了210.5k E E E ∆=-=J 重力势能减小量为 1.6p E mgh ∆==J
机械能的减小量1 1.1E mgs μ∆==J （5分） 23．（18分）
（1）α粒子在D 形盒内做圆周运动，轨道半径达到最大时被引出，具有最大动能。

设此时的速度为v ，有 2
mv qvB R
= （1）
可得qBR
v m
=
α粒子的最大动能E k =222
2122q B R mv m
= （4分）
（2）α粒子被加速一次所获得的能量为qU ，α粒子被第n 次和n +1次加速后的动能
分别为
222
2122n
kn n q B R E mv nqU m === （2）
222
21
111(1)22n kn n q B R E mv n qU m
+++===+ （3）
可得
1n n R R +=
（5分） （3）设α粒子被电场加速的总次数为a ，则
E k =222
2q B R aqU m
= （4）
可得 a 22
2q B R mU
= （5）
α粒子在加速器中运动的时间是α粒子在D 形盒中旋转a 个半圆周的总时间t 。

2T
t a = （6） 2m
T qB
π= （7）
解得
2
2BR t U
π=
（5分）
（4）加速器加速带电粒子的能量为E k =222
2122q B R mv m
=，由α粒子换成氘核，有
222
2
2
2
1()222()2
q
B R q B R
m m =
，则1B =
倍； 高频交流电源的周期2m
T qB
π=
，由α粒子换为氘核时，
交流电源的周期应为原来的2倍。

（4分）
24．（20分）
（1）m 1从A 滑到B 重力势能转化为动能，m 1的速度达到v 1 21111
2
m gR m v =
① m 1与m 2发生碰撞时弹簧处于自然状态，系统动量守恒，碰撞后以共同速度v 共向右运动。

112212()m v m v m m v +=+共
v 共
=
1
2v = ② m 1与m 2一起将弹簧压缩后又被弹回，当弹簧恢复到自然长度时m 1与m 2重新分开，此时m 1与m 2的速度都为v 共，m 1以v 共为初速度滑上圆弧轨道，设m 1能达到的最大高度是h
21112
m v m gh =共 解得 1
4
h R = （5分）
（2）撤去弹簧及固定装置后。

a. m 1与m 2发生碰撞时系统动量守恒，且没有机械能损失。

设向右为正方向，有
''
111122m v m v m v =+ ③
2'2'2
111122
111222
m v m v m v =+ ④
代入m 1=12
m 2 可得
'1v = 负号表示m 1向左运动 此后m 1冲上圆弧轨道，设m 1能达到的最大高度是'
h
'2'111
2
m v mgh = 将'1v 带入上式,可得 '
19
h R = （5分）
b. m 1滑到水平轨道以速度v 1与静止的m 2发生第一次碰撞，设向右为正方向，有
''
111122m v m v m v =+
2'2'2
111122
111222
m v m v m v =+ 解得 '
121
112()m m v v m m -=
+
'11
212
2m v v m m =
+
要能发生第二次碰撞的条件是v 1’<0，即m 1<m 2；且|v 1’|＞v 2’，即| m 1—m 2|＞2m 1，可得
m 2＞3m 1 ⑤
m 1从圆弧轨道上滑下，以速度'211112
m m v v m m -=
+与速度为：'112
122m v v m m =+的m 2发生第二次碰撞，有
''""
11221122
m v m v m v m v +=+
'2'2"2"2
11221122
11112222
m v m v m v m v +=+ 第二次碰后m 1和 m 2的速度
2
"1221112
124()()
m m m m v v m m --=+ ⑥ "121212
124()
()
m m m v v m m -=
+ ⑦ 不发生第三次碰撞的条件为 "
1v ≤ "
2v ，即—"
2v ≤1"v ≤"
2v 则2
12112211214()4()4()m m m m m m m m m m --≤--≤-
解不等式2
12112214()4()m m m m m m m --≤--
得 121(5(5m m m -≤≤+ ⑧
解不等式2
12211214()4()m m m m m m m --≤-
得 m 2≥3m 1 或 m 2≤-m 1 ⑨
综合⑤、⑧、⑨，m 1与m 2只能发生两次碰撞的条件为
2
1
35m m <
≤+ （10分）。