2009年北京市丰台区高三物理统一测试试题及答案(理科)

2009年北京市丰台区高三统一测试 理科综合能力试卷（物理部分）13．在核反应方程式kX Xe Sr n U ++→+1365490381023592中（ ）A ．X 是质子，k=9B ．X 是质子，k=10C ．X 是中子，k=9D ．X 是中子，k=1014．被活塞封闭在气缸中的一定质量的理想气体，在温度升高，压强保持不变的过程中，则（ ）A ．气缸中每个气体分子的速率都增大B ．气缸中单位体积内气体分子数减少C ．气缸中的气体吸收的热量等于气体内能的增加量D ．气缸中的气体吸收的热量小于气体内能的增加量15．如图所示是一个点电荷电场中的等势面的一部分，下列说法中正确的是（ ）A ．A 点的场强一定大于B 点的场强 B ．A 点的场强可能等于B 点的场强C ．A 点的电势一定高于B 点的电势D ．A 点的电势一定低于B 点的电势16．两束不同频率的单色光 a 、b 以相同的入射角从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象（α>β）。

下列说法中正确的是 （） A ．光束 b 的频率比光束a 的频率低B ．光束a 在水中的传播速度比光束b 在水中的传播速度小C ．水对光束a 的折射率比水对光束 b 的折射率小D ．若光束从水中射向空气，则光束b 的临界角比光束 a 的临界角大17．图甲为一列简谐横波在t ＝20s 时的波形图，图乙为这列波中P 点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是（ ）A ． v ＝25cm/s ，向左传播B ． v ＝50cm/s ，向左传播C ． v ＝25cm/s ，向右传播D ． v ＝50cm/s ，向右传播18．为了研究太阳演化的进程需知太阳的质量，已知地球的半径为R ，地球的质量为m ，日地中心的距离为r ，地球表面的重力加速度为g ，地球绕太阳公转的周期为T ，则太阳的质量为 （ ） A ．4π2mr 3T 2R 2g B ．T 2R 2g 4π2mr 3 C ．4π2m g R 2 r 3T 2 D ．r 3 T 24π2m R 2g19．一个静止的质点，在0~4s 时间内受到力F 的作用，力的方向始终在同一直线上，力F 随时间t 的变化如图所示，则质点在 （ ）A ．第2s 末速度改变方向B ．第2s 末位移改变方向C ．第4s 末回到原出发点D ．第4s 末运动速度为零20．如图所示是世界上早期制作的发电机及电动机的实验装置，有一个可绕固定转轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在蹄形磁铁当中．实验时用导线A 连接铜盘的中心，用导线B 通过滑片与铜盘的边缘连接且接触良好．若用外力摇手柄使得铜盘转动起来时，在AB 两端会产生感应电动势；若将AB 导线连接外电源，则铜盘会转动起来．下列说法正确的是（ ）A ．产生感应电动势的原因是铜盘盘面上无数个同心圆环中的磁通量发生了变化B ．若电路闭合时，顺时针转动铜盘，电路中会产生感应电流，且电流从A 端流出C ．通电后铜盘转动起来，是由于铜盘上相当于径向排列的无数根铜条受到安培力作用D ．若要通电使铜盘顺时针转动起来，A 导线应连接外电源的正极第Ⅱ卷（非选择题 共180分）说明：非选择题部分请按题目要求作答。

解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．21．(20分)（1）在《验证机械能守恒定律》的实验中，已知重锤的质量为m ，使用的交流电的频率为f 。

重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量并通过计算，就可以验证机械能守恒定律。

①如图所示，选取纸带上打出的连续五个点A 、B 、C 、D 、E ，测出A 点距起始点O 的距离为s 0，点A 、C 间的距离为s 1，点C 、E 间的距离为s 2，用以上给出的已知量写出C 点速度的表达式为v C = ，打点计时器在打O 点到C 点的这段时间内，重锤的重力势能的减少量为 ，动能的增加量为 。

②某同学上交的实验报告显示，重锤增加的动能略大于重锤减小的重力势能，则出现这一问题的原因可能是 。

（填字母） A ．重锤的质量测量错误 B ．该同学自编了实验数据C ．该同学实验操作时先释放纸带，后接通电源D ．重锤下落时受到的阻力过大（2）有一根很细的均匀空心金属管，管长约50cm 、电阻约为10Ω，现需测定它的内径d ，但因其内径较小，无法用游标卡尺直接测量。

已知这种金属的电阻率为ρ。

实验室中/s -可以提供下列器材： A ．厘米刻度尺； B ．毫米刻度尺； C ．螺旋测微器；D ．电流表（量程300mA ，内阻约1Ω）；E ．电流表（量程3A ，内阻约0.1Ω）；F ．电压表（量程3V ，内阻约6k Ω）；G ．滑动变阻器（最大阻值1k Ω，额定电流0.5A ）； H ．滑动变阻器（最大阻值5Ω，额定电流2A ）； I ．蓄电池（电动势6V ，内阻0.05Ω）； J ．开关一个及带夹子的导线若干。

请设计一个实验方案，要求实验误差小，便于调节。

回答下列问题：①实验中应测物理量的名称及符号是 ； ②应选用的实验器材有 ；（填字母） ③在方框中画出实验电路图；④按照你设计的电路图将图中所示仪器连成实验电路；⑤用测得的物理量和已知量写出计算金属管内径d 的表达式为d = 。

22．（16分）如图所示，某人乘雪橇从雪坡A 点滑至B 点，接着沿水平地面滑至C 点停止。

人与雪橇的总质量为70kg ，A 点距地面的高度为20m ，人与雪橇在BC 段所受阻力恒定。

图表中记录了人与雪橇运动过程中的有关数据。

求：（取g ＝10m ／s 2） （1）人与雪橇从A 到B 的过程中，损失的机械能； （2）人与雪橇在BC 段所受阻力的大小； （3）B C 的距离。

23．（18分）如图所示，真空中有以（r ，0）为圆心，半径为r 的圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度+ A + 待测管大小为B ，方向垂直于纸面向里，在y = r 的虚线上方足够大的范围内，有方向水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E ，从O 点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内，且质子在磁场中的偏转半径也为r ，已知质子的电荷量为q ，质量为m ，不计重力、粒子间的相互作用力及阻力的作用。

求： （1）质子射入磁场时速度的大小；（2）沿x 轴正方向射入磁场的质子，到达y 轴所需的时间；（3）与x 轴正方向成30o 角（如图中所示）射入的质子，到达y 轴的位置坐标。

24．（18分）如图所示，水平地面上方被竖直线MN 分隔成两部分，M 点左侧地面粗糙，与B 球间的动摩擦因数为μ＝0.5，右侧光滑．MN 右侧空间有一范围足够大的匀强电场。

在O 点用长为R ＝5m 的轻质绝缘细绳，拴一个质量m A ＝0.04kg ，带电量为q ＝+2⨯10-4 C 的小球A ，在竖直平面内以v ＝10m/s 的速度做顺时针匀速圆周运动，小球A 运动到最低点时与地面刚好不接触。

处于原长的弹簧左端连在墙上，右端与不带电的小球B 接触但不粘连，B 球的质量m B =0.02kg ，此时B 球刚好位于M 点。

现用水平向左的推力将B 球缓慢推至Ｐ点（弹簧仍在弹性限度内），MP 之间的距离为L ＝10cm ，推力所做的功是W ＝0.27J ，当撤去推力后，B 球沿地面向右滑动恰好能和A 球在最低点处发生正碰，并瞬间成为一个整体C （A 、B 、C 均可视为质点），碰撞前后电荷量保持不变，碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E ＝6⨯103N/C ，电场方向不变。

求：（取g ＝10m/s 2） （1）在A 、B 两球在碰撞前匀强电场的大小和方向；（2）A 、B 两球在碰撞后瞬间整体C（3）整体C（1）①4)(21fs s +（2分）)(10s s mg +（2分）32)(2221f s s m +（2分）②BC （2分） （2）①金属管的长度L 、外径D 、加在管两端的电压U 、通过管的电流强度I 。

（2分） ②B 、C 、D 、F 、H 、I 、J （2分） ③电路图（3分） ④连线图（3分）⑤ULID d πρ42-=（2分） 22．（16分）解：（1）从A 到B 的过程中，人与雪橇损失的机械能为：△E ＝222121B A mv mv mgh -+① （3分） 代入数据解得：△J E 9100= （2分）（2）人与雪橇在BC 段做减速运动的加速度：tv v a BC ∆-= ② （2分）根据牛顿第二定律：ma F f = ③ （2分）由②③得：N F f 140= （2分）（3）由动能定理得：2210B f mv x F -=- （3分） 代入数据解得：m x 36= （2分） 23．（18分）解：（1）质子射入磁场后做匀速圆周运动，有rv m qvB 2= （1分）得 mqBrv = （1分）（2）质子沿x 轴正向射入磁场后经41圆弧后以速度v 垂直于电场方向进入电场，在磁场中运动周期qBnT π2=在磁场中运动的时间qBmT t 241π==（2分）进入电场后做类平抛运动，沿电场方向运动r 后到达y 轴，因此有qEmra r t 222==（2分）所求时间为qEmrqBnt t t 2221+=+=π（2分）（3）质子在磁场中转过120º角后从P 点垂直于电场线进入电场，如图所示。

P 点距y 轴的距离r r r x 5.130sin 1=+=（2分）其中221'21t mqE x ⋅=（2分）得质子到达y 轴所需时间为qErmt 3'2=（2分）在y 方向质子做匀速直线运动，因此有mE qrBrvt y 3''2== （2分）质子到达y 轴的位置坐标为（0，mEqrBrr 3+）（2分）24．（18分）解：（1）要使小球在竖直平面内做匀速圆周运动，必须满足 g m Eq F A ==电 （2分）所以C N qgm E A /1023⨯==（1分）方向竖直向上（1分）（2）由功能关系得，弹簧具有的最大弹性势能J gl m W E B p 26.0=-=μ设小球B 运动到M 点时速度为v B ，由功能关系得221B B B p v m gL m E =-μ s m v B /5=（4分）两球碰后结合为C ，设C 的速度为v 1，由动量守恒定律得m A v －m B v B ＝m C v 1v 1＝5m ／s （2分） （3）电场变化后，因N g m q E c 6.0'=-N Rv m c 3.021=)'(21g m q E Rv m c c -<所以C 不能做圆周运动，而是做类平抛运动， 设经过时间t 绳子在Q 处绷紧，由运动学规律得 t v x 1=221at y =222)('R y R x m g m q E a cc =-+-=可得t ＝1sv y ＝at ＝10m ／sx ＝y ＝R ＝5m （2分）即：绳子绷紧时恰好位于水平位置，水平方向速度变为0，以竖直速度V 2＝v y 开始做圆周运动（1分）设到最高点时速度为v 3由动能定理得：gR m qR E v m v m c c c -=-'21212223 得s m v /2103=（2分）在最高点由牛顿运动定律得：Rv m q E g m T c c 23'=-+（2分）求得 T ＝3N （1分）。