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北京市通州区2015年高三二模考试理综物理试卷


通州区 2015 年高三年级模拟考试(二)

理科综合(物理 )试卷
2015 年 5 月 13.下列说法正确的是 A.温度升高,物体的每一个分子的动能都增大 B.外界对气体做功,气体的内能一定增大 C.当两个分子间的距离为 r0(平衡位置)时,分子力为零,分子势能最小 D.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动 14. 如图为氢原子的能级图

. 当氢原子从 n=4 的能级跃迁到 n=2 的能级时, 辐射出光子 a, 当氢原子从 n=3 的能级跃迁到 n=1 的能级时,辐射出光子 b.则下列说法中正确的是 A.光子 a 的能量大于光子 b 的能量 B.光子 a 的波长小于光子 b 的波长 C.b 光比 a 光更容易发生衍射现象 D.在同种介质中,a 光子的传播速度大于 b 光子的传播速度 15.万有引力定律和库仑定律都遵循平方反比规律,因此引力场和电场之间有许多相似的 性质, 在处理有关问题时可以将它们进行类比. 例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电 场强度, 其定义式为 E=F/q; 在引力场中可以有一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱, 设地球质量为 M,半径为 R,地球表面处的重力加速度为 g,引力常量为 G,如果一个质量 为 m 的物体位于距离地心 2R 处的某点,则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是 A. G

Mm (2 R)
2

B.

g 4

C. G

M 2R

D.

g 2

16.如图甲为一列简谐横波在 t=0.10 s 时刻的波形图,P 是平衡位置为 x=4m 处的质点, 图乙为质点 P 的振动图像,则

A.该波向+x 方向传播,速度是 40 m/s B.该波向-x 方向传播,速度是 20 m/s C.从 t=0.10 s 到 t=0.25 s,质点 P 沿 x 轴移动了 30 cm D.t=0.15 s 时,质点 P 的加速度达到正向最大 17.有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重,其环形座舱套在竖直 柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由下落.落到一定位 置时,制动系统启动,座舱做减速运动,到地面时刚好停下.下列说法

中正确的是 A.座舱自由下落的过程中人处于超重状态 B.座舱自由下落的过程中人处于失重状态 C.座舱减速下落的过程中人处于失重状态 D.座舱下落的整个过程中人处于超重状态 18.如图所示,两根足够长的固定平行光滑金属导轨位于同一水平面,导轨上横放着两根 相同的导体棒 ab、cd 与导轨构成闭合回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质 弹簧,两棒的中间用细线绑住,它们的电阻均为 R,回路上其余部分 的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开 始时,导体棒处于静止状态。剪断细线后,导体棒在运动过程中 A.回路中没有感应电动势 B.两根导体棒所受安培力的方向相同 C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒,机械能不守恒 D.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒,机械能守恒 19.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.两板间有一个正试探电荷固定在 P 点,如图 1 所示,以 C 表示电容器的电容、E 表示两板间的场强、φ 表示 P 点的电势,W 表示正电荷在 P 点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离 l0 的 过程中,各物理量与负极板移动距离 x 的关系图象 2 中正确的是 b d a c

图1

图2

20.太阳帆航天器是一种利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器,如图所示.在没有空 气的宇宙中,太阳光光子会连续撞击太阳帆,使太阳帆获得的动量逐渐增加,从而产生加速 度.太阳帆飞船无需燃料,只要有阳光,就会不断获得动力加速飞行.有人设想在探测器上 安装有面积极大、反射功率极高的太阳帆,并让它正对太阳.已知太阳 光照射太阳帆时每平方米面积上的辐射功率为 P0,探测器和太阳帆的总 质量为 m,太阳帆的面积为 s,此时探测器的加速度大小为

2 sP0 mc P0 s C. mc
A.

2 sp mc ps D. mc
B.

第Ⅱ 卷 (非选择题 包括 11 道题,共 180 分)
注意事项: 1.用黑色字迹的签字笔将答案直接写在答题卡相应位置上,写在试卷上不得分 。 ........ 2.答卷前,请将答题卡中的个人信息按要求填写清楚。 二、非选择题 21. (18 分) (1) 在做“验证动量守恒定律”实验时,入射球 a 的质量为 m1,被碰球 b 的质量为 m2, 各小球的落地点如图所示,下列关于这个实验的说法正确的是( A.入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球 B.每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下 C.要验证的表达式是 m1 ON =m1 OM +m2 OP D.要验证的表达式是 m1 OP =m1 OM +m2 ON (2)某同学在做测金属丝电阻率的实验中,取一根粗细均匀的康铜丝,先用螺旋测微器 测出康铜丝的直径 d;然后分别测出不同长度 l1,l2,l3,l4……的康铜丝的电阻 R1,R2,R3, R4……,以 R 为纵坐标,以 l 为横坐标建立直角坐标系,画出 R-L 图像。 )

A V

S





45 40 35 0 30





①某次测量康铜丝的直径时螺旋测微器的示数如图丁所示.可知此次测得康铜丝的直 径为 mm。

②图乙是测量康铜丝电阻的原理图,根据原理图在如图甲所示的实物图中画出连线。 ③利用上面的电路图测出的电阻值比真实值 这种误差叫做 。 (填“偏大”或“偏小”) ,

④坐标图丙中的 6 个点表示实验中测得的 6 组康铜丝的长度 l、电阻 R 的值.请你利用 R-L 图像和螺旋测微器多次测量求得的康铜丝直径 d, 求出康铜丝的电阻率 ρ= m。

22.(16 分)如图所示,在竖直平面内有一个粗糙的 1/4 圆弧轨道,其半径 R=0.4 m,轨 道的最低点距地面高度 h=0.8 m,一质量 m=0.1 kg 的小滑块从轨道的最高点 A 由静止释放, 到达最低点 B 时的速度大小为 v=2.0 m/s.不计空气阻力,g 取 10 m/s2,求: (1)小滑块运动到圆弧轨道最低点 B 时,对轨道的压力的大小; (2)小滑块落地点 C 距轨道最低点 B 的水平距离 x; (3)小滑块在轨道上运动的过程中克服摩擦力所做的功.

A R

O B h C x

23. (18 分)翼型飞行器有很好的飞行性能。其原理是通过对降落伞的调节,使空气升 力和空气阻力都受到影响。同时通过控制动力的大小而改变飞行器的飞行状态。已知:飞行 器的动力 F 始终与飞行方向相同, 空气升力 F1 与飞行方向垂直, 大小与速度的平方成正比, 即 F1=C1v2;空气阻力 F2 与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,即 F2=C2v2。其中 Cl、 C2 相互影响,可由运动员调节,满足如图 1 所示的关系。飞行员和装备的总质量为 90 kg。 (重力加速度取 g =10 m/s2)

图2

(1)若飞行员使飞行器以 v1 ? 10 3m / s 速度在空中沿水平方向匀速飞行,如图 2(a)所 图1 示。则飞行器受到动力 F 大小为多少? (2)若飞行员关闭飞行器的动力,使飞行器匀速滑行,且滑行速度 v2 与地平线的夹角

? ? 30o ,如图 2(b)所示,则速度 v2 的大小为多少?(结果可用根式表示)
(3)若飞行员使飞行器在空中的某一水平面内做匀速圆周运动,如图 2(c)所示,在此过 程中 C2 只能在 1.75~2.5 N s2/m2 之间调节,且 Cl、C2 的大小与飞行器的倾斜程度无关。则

飞行器绕行一周动力 F 做功的最小值为多少?(结果可保留 π)

24.(20 分)离子推进器是太空飞行器常用的动力系统,某种推进器设计的简化原理如图 1 所示,截面半径为 R 的圆柱腔分为两个工作区。I 为电离区,将氙气电离获得 1 价正离子, II 为加速区,长度为 L,两端加有电压,形成轴向的匀强电场。I 区产生的正离子以接近 0 的初速度进入 II 区,被加速后以速度 vM 从右侧喷出。 I 区内有轴向的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,方向在图 2 中垂直纸面向外。在离轴 线 R/2 处的 C 点持续射出一定速度范围的电子。假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上 运动,截面如图 2 所示(从左向右看) 。电子的初速度方向与中心 O 点和 C 点的连线成 α 角 (0<α<90?) 。推进器工作时,向 I 区注入稀薄的氙气。电子使氙气电离的最小速度为 v0,电 子在 I 区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好。已知离子质量为 M;电子质 量为 m,电量为 e。 (电子碰到器壁即被吸收,不考虑电子间的碰撞) 。 (1)求 II 区的加速电压及离子的加速度大小; (2)α 为 90?时,要取得好的电离效果,求射出的电子速率 v 的范围; (3)要取得好的电离效果,求射出的电子最大速率 vm 与 α 的关系。

图1

图2

2015 通州二模物理参考答案 2015.5 13.C 14. D 15.B 16.D 17.B 18.C 19.C 20.A

21. (18 分) 解: (1) D (4 分) (2 分) (4 分) (4 分)

(2) 1.880(1.878-1.882 均正确) ②电路连接如图所示; ③偏小,系统误差.

④R—l 图像中直线的斜率为

k?

R 3. 0 ? ? 10? / m. l 0.30

又由 R ? ?

?d 2 l 和s ? , 4 s
(4 分)

得: ? ? 22.(16 分)

Rs 5?d 2 ?.m = ks ? l 2

解析:(1)小滑块到达轨道最低点时,受重力和轨道对它的弹力 F,根据牛顿第二定律

F ? mg ? m

v2 R

(3 分) (2 分)

解得: F ? 2.0 N

根据牛顿第三定律,轨道受到的压力大小 F’=F=2.0 N (2 分) (2)小滑块离开轨道后做平抛运动,设运动时间为 t,初速度为 v,则

x ? vt , h ?

1 2 gt 2

(3 分) (2 分)

解得 x ? 0.8m

(3)在滑块从轨道的最高点到最低点的过程中,根据动能定理:

mgR ? W f ?

1 mv 2 ? 0 2

(2 分)

解得: Wf ? ?0.2 J 所以小滑块克服摩擦力做功为 0.2 J. 23. (18 分) (1)由受力分析可知: mg ? C1v1
2 2 2

(2 分)

(2 分)

得 C1 ? 3N ? s / m ,由 Cl、C2 关系图象可得 C2 ? 2.5 N.s2/m2 动力 F ? F2 ? C2v1
2

(2 分)

F ? 750 N 所以 (2)由受力分析可知
2 mgcos? ? C1v2 2 mgsin ? ? C2v2

(2 分)

(1 分) (1 分) (1 分)

C1 ? C2 cot?

在图 3 中过原点作直线正确得到直线与曲线的交点。

C2 ? 2.3N.s 2 / m 2

, C1 ? 4 N .s 2 / m 2 , 得 v2 约为 195m / s

(3 分)

(3)设此时飞行器飞行速率为 v,圆周运动的半径为 R, F1 与竖直方向夹角为 α,则有: 竖直方向合力为零

mg ? C1v2 c o ? s
C1 v 2 sin ? ? mv 2 R

(1 分) (1 分) (1 分)

水平方向合力提供向心力 动力

F ? F2 ? C2v2

绕行一周动力做的功为

W ? F ? 2?R ?

2?C2 m 2 g C12 s i n ?. c o ? s
?

(1 分)

当 C2 ? ? 1.75N ? s 2 / m2 , C1 ? 6N ? s 2 / m 2 , ? ? 45 时, W 有最小值。 Wmin ? 49455 J (2 分)

24.(20 分) 1 (1)由动能定理得 Mv2 =eU 2 M
2 MvM U= 2e

(2 分) (2 分) (2 分

eE U v2 M a= =e = M ML 2L

(2)设电子运动的最大半径为 r 3 2r= R 2 v2 eBv=m r 3eBR 所以有 v0≤v< 4m 4mv0 要使⑦式有解,磁感应强度 B> 3eR (2 分) (2 分) (2 分) (2 分)

R (3) 如图所示,OA=R-r,OC= ,AC=r 2 3R 根据几何关系得 r= 4(2-sin α) 3eBR 得 vmax= . 4m(2-sin α) (4 分) (2 分)


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