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2013北京市丰台区高三二模物理试题及答案(word)


丰台区 2013 年高三二模
2013.5 13.下列说法正确的是( )

A.扩散现象说明分子间存在斥力 B.布朗运动是液体分子的无规则运动 C.一定质量的 0oC 的冰融化成 0oC 的水,其内能没有变化 D.一定质量理想气体对外做功,内能不一定减少,但密度一定减小

14.如图所示,电路中所有元件完好,光照射到光电管上,灵敏

电流计中没有电流通过, 某同学分析可能的原因有①入射光太弱; ②入射光波长太长③光照时间太短④电源正负极接 反。下列选项中,均有可能的是( A.①③ B.②④ C.①② D.③④ 电源
235 92

)

G U 为燃料的反应堆中,当
235 92

15. 裂变反应是目前核能利用中常用的反应。以原子核

U

俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种形式,其中一种可表示为
235 92

U+

1 0

n ?

139 54

X+

94 38

Sr + 3 0 n )

1

则下则叙述中正确的是(

A.X 原子核中含有 85 个中子 B.X 原子核中含有 139 个质子 C.裂变时释放能量,根据 ? E ? ? m c ,所以裂变后核子总质量增加
2

D.裂变时释放能量,出现质量亏损,所以裂变后核子中总质量数减少 16. 利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小,实验时让质量为 M 的某消防员 从一平台上自由下落,落地过程中先双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心 又下降了段距离, 最后停止, 用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图 所示。根据图线所提供的信息,以下判断正确的是( A.t1 时刻消防员的速度最大 B.t2 时刻消防员的速度最大 C.t3 时刻消防员的速度最大 D.t4 时刻消防员的速度最大 )
地球

F/ Fm N Mg t1 t2 t3 t4 t/ s

II A I B

1

17. 某卫星的发射过程如图所示,先将卫星从地面发射并从 A 点进入椭圆轨道 I 运行, 然后在 B 点通过改变卫星的速度,让卫星进入预定圆形轨道 II 上运行。则下列说法正确的 是( ) A.该卫星的发射速度一定要大于第二宇宙速度 11.2Km/s B.该卫星沿椭圆轨道 I 从 A 点运动到 B 点过程中,速度减小,机械能也减小 C.该卫星在轨道 I 上运动行的周期大于在轨道 II 上运行的周期 D.测量出该卫星在轨道 II 上运行的线速度和周期,即可计算地球的质量 18. 如图,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中 R1、R2、R3 和 R4 均为固 定电阻。开关 S 是闭合的,V1 和 A.U2 变小、I3 变大 B.U2 不变、I3 变小 C.I1 变小、I2 变小 D.I1 变大、I2 变大
V2

为理想电压表,读数分别为 U1 和 U2;A1 、A2 和 A1 A2

A3

为理 )

想电流表,读数分别为 I1、I2 和 I3。U1 数值不变,现断开 S,下列推断中正确的是(

R
V2
1

a R
A3

~

V1

R R
2 3

S b
4

19. 如图是质谱仪的工作原理示意图。粒子源(在加速电场上方,未画出)产生的带电 粒子被加速电场加速后, 进入速度选择器。 速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的 强度分别为 B 和 E。平板 S 上有可让粒子通过的狭缝 P 和记录粒子位 置的胶片 A1A2。平板 S 下方有强度为 B0 的匀强磁场。下列表述正确的 是( )

A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 B.能通过狭缝 P 的带电粒子的速率等于
B E q m

C.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P,粒子的比荷(

)越大

D.粒子所带电荷量相同时,打在胶片上的位置越靠近狭缝 P,表明其质量越大

20. 设电子质量为 m,电荷为 e,以角速度绕带正电的质子作圆周运动。当加上磁场方向 与电子轨道平面垂直、磁感应强度为 B 的磁场时,设电子轨道半径不变,而角速度发生变 化。你可能不会求角速度的变化 ? ? ,但仍可运用物理学中常用的方法,在下列选项中,判 断 ? ? 的值可近似等于( A. ?
mB 2e


eB 2m

B. ?

C. ?

m eB 2

D. ?

B 2me

2

21.(18 分) (1)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学经历了以下实验步骤: A. 用铅笔和直尺在白纸上从 O 点沿着两细绳方向画直线,按一定标度作出两个力 F1 和 F2 的图示,根据平行四边形定则作图求出合力 F; A B.只用一个测力计,通过细绳把橡皮筋与细绳的连接点拉到 同样的位置 O; C. 用铅笔记下 O 点的位置和两条细绳的方向, 读出两个弹簧 秤的示数; D. 在水平放置的木板上, 垫一张白纸并用图钉固定, 把橡皮筋的一端固定在板上 A 点, 用两条细绳连接在橡皮筋的另一端, 通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋, 使橡 皮筋与细绳的连接点到达某一位置 O; E.记下测力计的读数和细绳方向,按同一标度作出这个力的图示 F/,比较这个实测合 力和按平行四边形定则求出的合力 F,看它们的大小和方向是否相等; F.改变两测力计拉力的大小和方向,多次重复实验,根据实验得出结论。 ①将以上实验步骤按正确顺序排列,应为 (填选项前的字母)。 O

②在物理学中跟力一样,运算时遵守平行四边形定则的物理量还有 (至少写出三个,要求写名称) 。 (2)图 1 是利用两个电流表 A1(微安表)和 A2(毫安表)测量干电池电动势 E 和内 阻 r 的电路原理图。图中 S 为开关。R 为滑动变阻器,固定电阻 Rl 和 A1 内阻之和为 l0000Ω (比 r 和滑动变阻器的总电阻都大得多),A2 为理想电流表。
E R1 a R c A1 b A2 图 r S

E + , r R R
1

S A A A
1

A
2

图1

①按电路原理图在图 2 虚线框内各实物图之间画出连线。 ②在闭合开关 S 前,将滑动变阻器的滑动端 c 移动至_____(填“a 端”“中央”或“b 、 端”。 ) ③闭合开关 S,移动滑动变阻器的滑动端 c 至某一位置,读出电流表 A1 和 A2 的示数 I1 和 I2。多次改变滑动端 c 的位置,得到的数据为

2

3

I1(mA) 0.120 I2(mA) 480

0.125 400

0.130 320

0.135 232

0.140 140

0.145 68

在图 3 所示的坐标纸上以 I1 为纵坐标、I2 为横坐标画出所对应的 I1-- I2 曲线。
160 150 140 130 120 I2/mA 110 0 100 200 300 400 500 图3 I1/μA

④利用所得曲线求得电源的电动势 E=_____V,内阻 r =_____Ω 。 ⑤该电路中电源输出的短路电流 Im=_____A。 22. (16 分) 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距了 1 m,导轨 平面与水平面成 θ = 37° 角,下端连接阻值为 R=2Ω 的电阻。磁场方向垂直导轨平面向上, 磁感应强度为 0.4T。质量为 0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持 良好接触,它们之间的动摩擦因数为 0.25。金属棒沿导轨由静止开始下滑。 (g=10m/s2,sin37° =0.6,cos37° =0.8) (1) 判断金属棒下滑过程中产生的感应电流方向; (2) 求金属棒下滑速度达到 5m/s 时的加速度大小; (3) 当金属棒下滑速度达到稳定时,求电阻 R 消耗的功率。

B

4

23. (18 分) 有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一劲度为 k 的轻弹簧,其下端固定,上端连 接一质量为 m 的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER 流体,它对滑块的阻力可 调。起初,滑块静止,ER 流体对其阻力为 0,弹簧的长度为 L。现有一质量也为 m 的物体 从距地面 2L 处自由落下,与滑块碰撞后粘在一起向下运动。为保证滑块做匀减速运动,且 下移距离为 阻力) : (1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能; (2)滑块下移距离 d 时 ER 流体对滑块阻力的大小。 (3)已知弹簧的弹性势能的表达式为 E P ?
1 2 2mg k k x (式中 k 为弹簧劲度系数,x 为弹簧
2

2mg k

时速度减为 0,ER 流体对滑块的阻力须随滑块下移而变。试求(忽略空气

的伸长或压缩量) ,试求:两物体碰撞后粘在一起向下运动 中,ER 流体对滑块的阻力所做的功。 m A v m L
0

距离,速度减为零的过程

B

E

2 L

5

24. (20 分) 如图所示, 一个光滑、 绝缘水平高台的右面空间中存在范围足够大且水平向左的匀强电 场,高台边缘静置一个带电量为+q、质量为 m 的小球 B,另有一个绝缘不带电的小球 A(大 小与小球 B 相同,质量大于 m)以初速度 v0 向 B 运动,A 与 B 发生弹性碰撞后水平进入电 场, 发生再次碰撞后落到水平地面。 已知匀强电场的电场场强为 E= (小球 A、B 碰撞过程中电荷不发生转移) (1)如果小球 A 的质量为 3 m,求: ①小球 A、B 发生弹性碰撞(首次碰撞)后各自的速度; ②小球 A、B 再次碰撞前运动过程中相距的最大距离; ③B 小球在电场中与 A 小球再次碰撞前具有的动能; (2)如果保持 B 的质量不变,改变 A 的质量,其它条件不变,A、B 小球再次碰撞前 运动过程中相距的最大距离及再次碰撞发生的高度是否发生变化?试证明你的结论。
2mg q

, 重力加速度为 g。

6

丰台区 2013 年高三年级第二学期统一练习(二)答案

13 D

14 B

15 A

16 B

17 D

18 C

19 C

20 B

21(1) ① DCABEF (3 分,只要一个步骤顺序错误不得分) ②位移、速度、加速度、电场强度等 (3 分,写对一个得 1 分,不得有标量) 21(2) ①如图 (2 分,错一条线不得分) ②b 端 (2 分) ③如图 (2 分,必须有描点,不描点不得分) ④1.49(1.48~1.50) 分) (2 0.60(0.55~0.65) 分) (2 ⑤2.4(2.3~2.7) 分) (2 (提示:把 R1 和 A1 整体等效为一个电压表,测量路端电压) 22. (16 分) (1) 由右手定则判断金属棒中的感应电流方向为由a到b (2) 金属棒下滑速度达到 5m/s 时产生的 感应电动势为 E ? B L v ? 0 .4 ? 1 ? 5 V = 2V 感应电流为 I ?
E R ? 2 2

E,r + S

R1

A

A1

R A

A2

图2

160 150 140 130 120

I1/μA

I2/mA 110 0 100 200 300 400 500 图3

……(2分)

……(2 分)

A = 1A

……(1 分) ……(2 分) ……(2 分)

金属棒受到的安培力为 F ? B IL ? 0 .4 ? 1 ? 1 N = 0.4 N 由牛顿第二定律得: m g sin ? ? ? m g co s ? ? F ? m a 解得:a = 2m/s2 ……(1 分)

7

(3) 设金属棒运动达到稳定时,所受安培力为 F/,棒在沿导轨方向受力平衡
m g sin ? ? ? m g co s ? ? F
F
/
/

……(2 分)解得: F ? 0.8 N
/

此时感应电流为 I ?
/

?

0 .8 0 .4 ? 1

A = 2A

……(2 分)

BL

电路中电阻 R 消耗的电功率: P ? I R ? 2 ? 2 W = 8W
2 2

……(2 分)

(另解:由 F ?
/

B L v R

2

2

,解得稳定时速度达到最大值 v m ? 1 0 m/s,本题克服安培力做
/

功功率等于电阻 R 消耗的电功率,所以 P ? F v ? 0 .8 ? 1 0 W=8W) 23. (18 分)
m gL ? 1 2 m v0
2

(1)设物体下落末速度为 v0,由机械能守恒定律 ① 得 v0 ?
2 gL

……(2 分)
1 2 1 2 m gL 2 gL

设碰后共同速度为 v1, 由动量守恒定律 2mv1=mv0 ② 得 v1 ? 碰撞过程中系统损失的机械能 (2)设加速度大小为 a,有
2 a x ? v1
2

…… 分) (2 ……(2 分)

?E ?

1 2

? 2 m ? v1 ?
2

1 2

m v0 ? ?
2

③ ……(2 分)

(得

a ?

kL 8m

) FN FER

设弹簧弹力为 FN,ER 流体对滑块的阻力为 FER 受力分析如图所示
FN ? FER ? 2 m g ? 2 m a F N ? m g ? kd

④ ……(2 分) ……(2 分)
kL 4 ? kd



2mg ……(2 分)

联立③④⑤三式解得: F E R ? m g ?

(3)从碰撞结束瞬间到最低点的过程中, 重力做功为: W G ? 2 m g ?
2mg k 1 2 ? 4m g k mg k 2mg k 1 2 mg k 4m g k
2 2 2 2

⑥ ……(1 分)

弹性势能的变化为: ? E P ?

k(

?

) ?
2

k(

) ?
2

⑦…… 分) (1

所以重力做功恰等于弹性势能的增加,所以 ER 流体做功等于动能变化
W ER ? 0 ? 1 2 ? 2 m ? v1 ? ?
2

1 2

m g L ⑧ ……(2 分)

8

(另解: 2 m g ? 弹力做功 W 弹 ?

2mg k 1 2 k(

? WF mg k
ER

ER

? W弹 ? 0 ? ) ?
2

1 2

2mv )
2

2

?

2mg k
? ? 1 2

1 2

k(

mg k

联立上面两式解得: W F 24. (20 分) 解析:

m gL

(1)①A 与 B 发生弹性碰撞
1 2 ? 3m v0 ?
2

3m v0 ? 3m v 1? m v
2

2

① ②

……(1 分) ……(1 分) ……(2 分)

1 2

? 3 m v1 ?
2

1 2

m v2

联立①②解得

v2 ?

3 2

v 0 , v1 ?

1 2

v0

②A 球不带电,所以出平台后做平抛运动,在竖直方向做自由落体,水平为匀速运动; B 球在竖直方向做自由落体运动,在水平方向做类竖直上抛运动(假定向右为上) ,所以两 球在竖直方向运动情况相同,始终保持在同一高度。
x A ? v1 t



……(1 分)

xB ? v2t ?

1 2

a xt

2



……(1 分)

2mg

q ? 2g ⑤

B 球在水平方向上的加速度为 a B x ?

Eq m

?

q m

……(1 分)

所以:在飞行过程中 A 与 B 的距离为
? x ? x B ? x A ? ( v 2 ? v1 ) t ? g t
v0 2
v0 2g
2

? v0t ? g t

2

……(2 分)

?x ? ?(

gt ?

) ?
2

v0

2

g

4g

所以当 t1 ?

时, ? x 有最大值为

v0

2

……(2 分)
v 0 时,二者相距最远,有 1 2

4g
1 2 v0 ? v B ? a Bxt

(另解:当小球 B 水平分速度减小到

3

解得 t1 ?

v0 2g

,此时相距 ? x ? x B ? x A ? 2

v0 ? 2

1 2

v0

t1 ?

1 2

v 0 t1 ?

v0

2



4g

③再次发生碰撞时有 x A ? x B



……(1 分)
v0 g

联立③④⑤⑥解得发生再次碰撞的时间 t 2 ?

, xA ?

v0

2

……(1 分)

2g

9

再次碰撞点离平台的高度 h ?

1 2

gt2 ?
2

v0

2

⑦……(1 分)

2g

由动能定理 m g h ? E q x A ? E B ? 解得 E B ?
5 8 m v 0 ……(1 分)
2

1 2

m v2

2

⑧ …… (1 分)

(2)如果保持 B 的质量不变,改变 A 的质量, A 与 B 发生弹性碰撞
m 1 v 0 ? m 1 v1 ? m 2 v 2
1 2 m1v 0 ?
2


1 2 m 2v2
2

1 2

m 1 v1 ?
2



联立⑨⑩解得
v 2 ? v1 ? v 0 (与 A、B 小球质量无关)

……(2 分)
/ /2 1

所以在飞行过程中 A 与 B 的距离为 ? x ? v 0 t 1 ? g t 仍有当 t
/ 1

?

v0 2g

时,? x 有最大值为

v0

2

,A、B 小球再次碰撞前运动过程中相距的最大

4g

距离不发生改变。……(1 分) 同 理 发 生 再 次 碰 撞 的 时 间 始 终 为 t2 ?
/

v0 g

,所以再次碰撞点离平台的高度为

h ?

1 2

gt2 ?
2

v0

2

,不发生改变,即再次碰撞发生一个固定高度。……(1 分)

2g

10


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