2012届高三北京市石景山区一模物理试题定稿

2012届高三北京市石景山区一模物理试题
2012．3 13．在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物理学史的是
A．查德威克通过研究阴极射线发现了电子
B．汤姆生首先提出了原子的核式结构学说
C．居里夫人首先发现了天然放射现象
D．卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子
14．如图所示，上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，
一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面
射出，分成a、b两束平行单色光。

下列说法中
正确的是
A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B．在玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角
C．在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
D．用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光干涉条纹的间距比b光的宽
15．“严禁超载，严禁超速，严禁疲劳驾驶”是预防车祸的有效办法。

下列说法中正确的是
A．汽车超速会增大汽车的惯性
B．汽车超载会减小汽车的刹车距离
C．疲劳驾驶会缩短司机的反应时间
D．汽车超载会增大汽车的惯性
16．据报道，嫦娥二号探月卫星环月飞行的高度距离月球表面100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的嫦娥一号更加详实。

若两颗卫星环月运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示，则
A．嫦娥二号环月运行时向心加速度比嫦娥一号小B．嫦娥二号环月运行的速度比嫦娥一号大C．嫦娥二号环月运行的周期比嫦娥一号长D．嫦娥二号环月运行时机械能比嫦娥一号大
N
Q P
17．图a 是一列简谐横波在t = 2s 时的波形图，图b 是这列波中P 点的振动图象，则该
波的传播速度和传播方向是
A ．v = 25 m/s ，向x 轴负方向传播
B ．v = 25 m/s ，向x 轴正方向传播
C ．v = 50 m/s ，向x 轴负方向传播
D ．v = 50 m/s ，向x 轴正方向传播
18．“叠罗汉”是一种高难度的杂技。

由六人叠成的三层静态
造型如图所示，假设每个人的质量均为m ，下面五人弯腰后背部呈水平状态，则最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为(重力加速度为g ) A ．mg 43 B ．mg C ．mg 4
5 D ．
mg 23
19．铁路上常使用如图所示的电磁装置向控制中心传输信
号，以报告火车的位置。

火车首节车厢下面安装一磁铁，磁铁产生垂直于地面的匀强磁场。

当磁铁经过安放在两铁轨间的线圈时，会使线圈产生电脉冲信号并被控制中心接收。

若火车以恒定加速度通过线圈，则表示线圈两端的电压u 与时间t 的关系图线可能正确的是
接控制中心
B
20．物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系，则根据单位间
的关系可以判断物理关系式是否可能正确。

某组同学在探究“声速v 与空气压强P 和空气密度ρ的关系”时，推导出四个空气中声速的关系式，式中k 为比例常数，无单位。

则可能正确的关系式是 A ．ρ
p
k
v =声 B ．ρ
2
声p
k
v =
C ．ρ
p
kp
v =声 D ．ρ
ρ
p
k v =声
21．（1）（8分）为检测一个标值为5 Ω的滑动变阻器，现可供使用的器材如下：
A ．待测滑动变阻器R x ，总电阻约5 Ω
B ．电流表A 1，量程0.6 A ，内阻约0.6 Ω
C ．电流表A 2，量程3 A ，内阻约0.12 Ω
D ．电压表V 1，量程15 V ，内阻约15 kΩ
E ．电压表V 2，量程3 V ，内阻约3 kΩ
F ．滑动变阻器R ，总电阻约20 Ω
G ．直流电源E ，电动势3 V ，内阻不计
H ．电键S 、导线若干
①为了尽可能精确测定R x 的总电阻值，所选电流表为___________（填“A 1”或“A 2”），所选电压表为_________（填“V 1”或“V 2”）；
②请根据实验原理图甲，完成图乙未完成的实物连线，使其成为测量电路；
③图丙所示是用螺旋测微器测量待测滑动变阻器所采用的电阻丝的直径，则该电阻丝的直径为____________mm 。

图丙
E r S
图甲
R x
R
S
+
-
图乙
（2）（10分）光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器。

当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。

现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与其质量、所受合外力的关系， NQ 是水平桌面，PQ 是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）。

小车上固定着用于挡光的窄片K ，测得其宽度为d ，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K 的挡光时间分别为t 1和t 2。

①该实验中，在改变小车的质量M 或沙桶的总质量m 时，保持M >>m ，这样做的目的是 ； ②为了计算出小车的加速度，除了测量d 、t 1和t 2之外，还需要测量 ，若上述测量量用x 表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a = ； ③某同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图乙中作出小车的加速度与所受合外力的关系图象；
④由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是： 。

O
22．（16分）如图甲所示，质量M = 1 kg 的薄木板静止在水平面上，质量m = 1 kg 的铁
块静止在木板的右端，可视为质点。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知木板与水平面间的动摩擦因数μ1 = 0.05，铁块与木板之间的动摩擦因数μ2 = 0.2，取g = 10 m/s 2。

现给铁块施加一个水平向左的力F 。

（1）若力F 恒为 4 N ，经过时间1 s ，铁块运动到木板的左端，求木板的长度L ； （2）若力F 从零开始逐渐增加，且铁块始终在木板上没有掉下来。

试通过分析与计算，
在图乙中作出铁块受到的摩擦力f 随力F 大小变化的图象。

23．(18分)在足够长的光滑固定水平杆上，套有一个质量为kg 5.0=m 的光滑圆环。

一
根长为m 1=L 的轻绳，一端拴在环上，另一端系着一个质量为kg 2=M 的木块，如
图所示。

现有一质量为g 200=m 的子弹以m/s 10000=v 的水平速度射入木块，子弹穿出木块时的速度为m/s 200=u ，子弹与木块作用的时间极短，取g = 10 m/s 2。

求： （1）当子弹射穿木块时，轻绳的拉力大小F ； （2）当子弹射穿木块后，木块向右摆动的最大高度h ； （3）当木块第一次返回到最低点时，木块的速度大小M v 。

m
右
图甲
图乙
F /N
24．（20分）电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。

偏转电场的极板由
相距为d 的两块水平平行放置的导体板组成，如图甲所示。

大量电子由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间OO ＇射入偏转电场。

当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t 0；当在两板间加最大值为U 0、周期为2t 0的电压（如图乙所示）时，所有电子均能从两板间通过，然后进入竖直宽度足够大的匀强磁场中，最后打在竖直放置的荧光屏上。

已知磁场的磁感应强度为B ，电子的质量为m 、电荷量为e ，其重力不计。

（1）求电子离开偏转电场时的位置到OO ＇的最小距离和最大距离； （2）要使所有电子都能垂直打在荧光屏上，
①求匀强磁场的水平宽度L ；
②求垂直打在荧光屏上的电子束的宽度y 。

图乙
荧 光
屏 图甲
2012届高三北京市石景山区一模物理评分参考
2012．3
13-20单项选择题：（6分×8=48分）
21．（18分）（1）①（每空2分）A 1； V 2
②（2分）如答图1
③（2分）1.205
（2）①小车所受合外力大小等于(或约等于)mg (2分)
②两光电门之间的距离（或小车由光电门1运动至光电门2所用时间）(2分)
2
2
2
12
2
2
12
2)(t xt t t d - （或
2
121)(t xt t t d -）(2分)
③图略(2分)
④木板倾角偏小（或平衡摩擦力不足或未完全平衡摩擦力）(2分)
22．（16分）解：
（1）对铁块，由牛顿第二定律：
12ma mg μF =-（1分）
对木板，由牛顿第二定律：
212)(Ma g m M mg =+-μμ（1分）
R x
R
S
+ - 答图1
设木板的长度为Ｌ，经时间t 铁块运动到木板的左端，则
2
221t a s =木（1分） 212
1t a s =
铁（1分）
又： L s s =-木铁（1分） 解得： Ｌ= 0.5ｍ（1分）
（2）①当N g M m F 1)(1=+≤μ时，系统没有被拉动，静摩擦力与外力成正比，
即：f = F （2分）
②当N g M m μF 1)(1=+>时，若M 、m 相对静止，铁块与木板有相同的加速度a ，则：
a M m g M m F )()(1+=+-μ
ma f F =-
解得： )N (12-=f F
此时： N 22=≤mg μf ，也即N 3≤F
所以： 当N 3N 1≤<F 时，)N (5.02
+=F f （2分）
③当N F 3>时，M 、m 相对滑动，此时铁块受到的摩擦力为：
N 22==mg μf （2分）
f —F 图象如答图2所示。

（4分）
23．（18分） 解：(1) 设子弹从木块中穿出时木块的速度为v 1，在子弹与木块相互作用的过程中，由动量守恒：
1000Mv u m v m += （2分）
答图2
解得： v 1=8m/s （1分）
对木块，由牛顿第二定律得：L
v M Mg F 2
1
=-（2分）
解得： F = 148N （1分）
（2）在木块与圆环一起向右运动的过程中，由水平方向动量守恒，机械能守恒，得：
21)(v m M Mv +=（2分）
Mgh v m M Mv ++=
2
22
1)(2
121（2分）
解得： h = 0.64m （2分）
(3) 木块从最高点返回最低点的过程中，由水平方向动量守恒、机械能守恒得：
M Mv mv v m M +=+32)(（2分） 2
2
32
22
12
1)(2
1M Mv mv Mgh v m M +
=
++（2分）
解得： v 3 = 12.8m/s v M = 4.8m/s （2分）
v 3 = 0
v M = 8m/s (舍去)
24．（20分）（1）由题意可知，从0、2t 0、4t 0……等时刻进入偏转电场的电子离开偏转电
场时的位置到OO ＇的距离最大，在这种情况下，电子的最大距离为
2
002
002
0002
0max 23212
1t dm
e U t dm
e U t dm
e U t v at y y =
+
=
+=
（4分）
从t 0、3t 0……等时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时的位置到OO ＇的距离最小，在这种情况下，电子的最小距离为
2
002
0min 2121t dm
e U at y =
=
（4分）
（2）①设电子从偏转电场中射出时的偏向角为θ ，由于电子要垂直打在荧光屏上，所以电子在磁场中运动半径应为：
θ
sin L R =
（2分）
设电子离开偏转电场时的速度为v t ，垂直偏转极板的速度为v y ，则电子离开偏转电场时的偏向角为：
t
y v v =
θsin ，
式中 00t dm
e U v y =
（2分）
又 Be mv R t =
（1分）
解得： dB
t U L 00=（1分）
②由于各个时刻从偏转电场中射出的电子的速度大小相等，方向相同，因此电子进入磁场后做圆周运动的半径也相同，都能垂直打在荧光屏上。

（2分）
由第（1）问知电子离开偏转电场时的位置到OO ＇的最大距离和最小距离的差值为：
min max 1y y y -=∆
2
001t dm
e U y =
∆ （2分）
所以垂直打在荧光屏上的电子束的宽度为：
2
001t dm
e U y y =
∆=∆（2分）。