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2013北京朝阳区二模物理试题及答案


北京市朝阳区高三年级第二次综合练习 理科综合测试 2013.5 一、选择题(本题共 20 小题,每小题 6 分,共 120 分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。 ) 13.一定质量的气体温度不变时,体积减小,压强增大,说明 A.气体分子的平均动能增大 B.气体分子的平均动能减小 C.每秒撞击单位面积器壁的分子数增多 D.每秒撞击单位面积器壁的分子数减少 14.氢

原子的能级如图所示。已知可见光的光子能量在 1.62eV~3.11eV 之间,由此可推出,氢原子 A.从 n=2 能级向 n=1 能级跃迁时发出的光为可见光 C.从高能级向 n=2 能级跃迁时发出的光均为可见光 A. u ? 311sin100πt (V) B. u ? 220sin100πt (V) C. u ? 311sin 50πt (V) D. u ? 220sin 50πt (V) 16.如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图,若此时质元 P 正处于加速运动 过程中,则此时 A.质元 Q 和质元 M 均处于加速运动过程中 B.质元 Q 和质元 N 均处于加速运动过程中 C.质元 Q 处于加速运动过程中,质元 M 处于减速运动过程中 D.质元 Q 处于减速运动过程中,质元 N 处于加速运动过程中 17. 经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和木星轨道之间, 它们绕太阳沿椭圆轨道运行, 其轨道参数如下表。 远日点 神舟星 杨利伟星 3.575AU 2.197AU 近日点 2.794AU 1.649AU B.从 n=3 能级向 n=2 能级跃迁时发出的光为可见光 D.从高能级向 n=3 能级跃迁时发出的光均为可见光

15.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交流电电压瞬时值的表达式为

注:AU 是天文学中的长度单位,1AU=149 597 870 700m(大约是地球到太阳的平均距离) 。 “神舟星”和“杨利伟星”绕太阳运行的周期分别为 T1 和 T2,它们在近日点的加速度分别为 a1 和 a2。则下列说法正确的是 A. T1 ? T2 , a1 ? a2 C. T1 ? T2 , a1 ? a2 B. T1 ? T2 , a1 ? a2 D. T1 ? T2 , a1 ? a2

18.如图 1 所示,虚线 MN、M′N′为一匀强磁场区域的左右边界,磁场宽度为 L,方向竖直向下。边长为 l 的正方形闭合金属 线框 abcd,以初速度 v0 沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动,经过一段时间线框通过了磁场区域。已知 l<L,甲、乙两位 同学对该过程进行了分析,当线框的 ab 边与 MN 重合时记为 t=0,分别定性画出了线框所受安培力 F 随时间 t 变化的图 线,如图 2、图 3 所示,图中 S1、S2、S3 和 S4 是图线与 t 轴围成的面积。关于两图线的判断以及 S1、S2、S3 和 S4 应具有 的大小关系,下列说法正确的是

A.图 2 正确,且 S1>S2

B.图 2 正确,且 S1=S2

C.图 3 正确,且 S3>S4

D.图 3 正确,且 S3=S4

19.如图所示,一个电荷量为-Q 的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的 O 点。另一个电荷量为+q、质量为 m 的点电荷乙,从 1

A 点以初速度 v0 沿它们的连线向甲运动,运动到 B 点时速度为 v,且为运动 过程中速度的最小值。已知点电荷乙受到的 阻力大小恒为 f,AB 间距离为 L0,静电力常量为 k,则下列说法正确的是 A.点电荷乙从 A 点向甲运动的过程中,加速度逐渐增大

B.点电荷乙从 A 点向甲运动的过程中,其电势能先增大再减小 C.OB 间的距离为

kQq f
1 fL0 ? mv 2 2 ? q

D.在点电荷甲形成的电场中,AB 间电势差 U AB

20.如图所示,一个质量为 m 的圆环套在一根固定的水平直杆上,杆足够长,环与杆的动摩擦因数为 μ。现给环一个向右的 初速度 v0,如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的 力 F,F=kv(k 为常数,v 为环的速率) ,则环在整个运动 过程中克服摩擦力所做的功不可能为 ... A.

1 2 mv0 2

B.

1 2 m3 g 2 1 2 m3 g 2 C.0 D. mv0 ? mv0 ? 2 2k 2 2 2k 2

二、非选择题(本题共 11 小题,共 180 分) 21. (18 分) (1)在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确的操作,插好了 4 枚大头针 P1、P2 和 P3、P4,如图所示。 ①在坐标线上画出完整的光路图,并标出入射角 θ1 和折射角 θ2; ②对你画出的光路图进行测量,求出该玻璃的折射率 n=_________(结果保留 2 位有效数字) 。

图1 (2)某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线。 ①甲同学要描绘一个标有“3.6V,1.2W”的小灯泡的伏安特性曲线,除了导线和开关外,还有下列器材可供选择: 电压表 V(量程 5V,内阻约为 5kΩ) 直流电源 E(电动势 4.5V,内阻不计) 电流表 A1(量程 350mA,内阻约为 1Ω) 电流表 A2(量程 150mA,内阻约为 2Ω) 滑动变阻器 R1(阻值 0 ~ 200Ω) 滑动变阻器 R2(阻值 0 ~ 10Ω) 实验中电流表应选______,滑动变阻器应选______; (填写器材代号) 以下的四个电路中应选用_________进行实验。

2

图3 ②乙同学利用甲同学的电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线, 如图 3 所示。 然后他用图 4 所示的电路给三个 元件分别供电, 并测出给元件 1 和元件 2 供电时的电流和电压值, 分别标在图 3 上, 它们是 A 点和 B 点。 已知 R0=9.0Ω, 则该电源的电动势 E ' ? _______V, 内电阻 r ' ? _______Ω。 这个电源给元件 3 供电时, 元件 3 的电功率 P=_______W。

22. (16 分) 如图所示,遥控赛车比赛中一个规定项目是“飞跃壕沟”,比赛要求:赛车从起点出发,沿水平直轨道运动,在 B 点飞出 后越过“壕沟”,落在平台 EF 段。已知赛车的额定功率 P=10.0W,赛车的质量 m=1.0kg,在水平直轨道上受到的阻力 f=2.0N, AB 段长 L=10.0m,BE 的高度差 h=1.25m,BE 的水平距离 x=1.5m。若赛车车长不计,空气阻力不计,g 取 10m/s2。 (1)若赛车在水平直轨道上能达到最大速度,求最大速度 vm 的大小; (2)要越过壕沟,求赛车在 B 点最小速度 v 的大小; (3)若在比赛中赛车通过 A 点时速度 vA=1m/s,且赛车达到额定功率。要使赛车完成比赛,求赛车在 AB 段通电的最短时 间 t。

23. (18 分) 图甲为竖直放置的离心轨道,其中圆轨道的半径 r=0.10m,在轨道的最低点 A 和最高点 B 各安装了一个压力传感器(图 中未画出) ,小球(可视为质点)从斜轨道的不同高度由静止释放,可测出小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力 FA 和 FB。g 取 10m/s2。 (1)若不计小球所受阻力,且小球恰能过 B 点,求小球通过 A 点时速度 vA 的大小; (2)若不计小球所受阻力,小球每次都能通过 B 点,FB 随 FA 变化的图线如图乙中的 a 所示,求小球的质量 m; (3)若小球所受阻力不可忽略,FB 随 FA 变化的图线如图乙中的 b 所示,求当 FB=6.0N 时,小球从 A 运动到 B 的过程中 损失的机械能 ?E 。

3

24. (20 分) 如图所示,在 xOy 坐标系中,第一象限存在一与 xOy 平面平行的匀强电场,在第二象限存在垂直于纸面的匀强磁场。在 y 轴上的 P 点有一静止的带正电的粒子,某时刻,粒子在很短时间内(可忽略不计)分裂成三个带正电的粒子 1、2 和 3,它 们所带的电荷量分别为 q1、q2 和 q3,质量分别为 m1、m2 和 m3,且 q1 : q2 : q3 ? 1:1: 2 , m1 ? m2 ? m3 。带电粒子 1 和 2 沿 x 轴负方向进人磁场区域,带电粒子 3 沿 x 轴正方向进入电场区域。经过一段时间三个带电粒子同时射出场区,其中粒子 1、 3 射出场区的方向垂直于 x 轴,粒子 2 射出场区的方向与 x 轴负方向的夹角为 60°。忽略重力和粒子间的相互作用。求: (1)三个粒子的质量之比; (2)三个粒子进入场区时的速度大小之比; (3)三个粒子射出场区时在 x 轴上的位移大小之比。

北京市朝阳区高三年级第二次综合练习 理科综合测试 2013.5 一、选择题(本题共 20 小题,每小题 6 分,共 120 分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。 ) 题号 答案 题号 答案 21. (18 分) (1)① 答案如下图所示 ?????????????????????????(4 分) ② 1.4?????????(2 分) (2)① A1 ??????(2 分) 11 12 13 C 14 B 15 A 16 D 17 A 18 D 19 C 20 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

二、非选择题(共 11 小题,共 180 分)

R2 ??????????(2 分) 4

A ??????????(2 分) ② 3.0?????????(2 分) 1.0??????????(2 分) 0.2????????(2 分) 22. (16 分) 解: (1)赛车在水平轨道上达到最大速度时,设其牵引力为 F 牵,根据牛顿第二定律有

F牵 ? f ? 0
又因为 所以 vm ?

P ? F牵 ? vm 额
P额 f ? 5.0 m/s?????????????????????(4 分)

(2)赛车通过 B 点在空中做平抛运动,设赛车能越过壕沟的最小速度为 v,在空中运动时间为 t1,则有

h?

1 2 gt1 2



x ? v 1t

所以 v ? 3.0 m/s????????????????????????(6 分) (3)若赛车恰好能越过壕沟,且赛车通电时间最短,在赛车从 A 点运动到 B 点的过程中,根据动能定理有

1 1 2 P ? t ? fL ? mv2 ? mvA 额 2 2
所以 t ? 2.4 s?????????????????????????(6 分) 23. (18 分) 解: (1)若小球恰能通过 B 点,设此时小球质量为 m,通过 B 时的速度为 vB。根据牛顿第二定律有
2 vB r

mg ? m

根据机械能守恒定律有

所以

1 2 1 2 mvA ? mvB ? mg ? 2r 2 2 vA ? 5 m/s ? 2.2 m/s????????????????????(6 分)
5 m/s 时,小球对轨道压力的大小 FA1=6N。设小球通

(2)根据第(1)问及图乙可知:当小球通过 A 点时的速度 vA ?

过 A 点时,轨道对小球支持力的大小为 FA2。根据牛顿运动定律有

FA1 ? FA2



v2 FA 2 ? m g? m A r

所以 m ? 0.1 kg????????????????????????(6 分) (3) 根据图乙可知: 当小球通过 B 点时, 若小球对轨道压力的大小 FB=6.0N, 则小球通过 A 点时对轨道压力的大小 FA=16N。 设轨道对小球通过 A、B 时支持力的大小分别为 F ' A 、 F 'B ,速度分别为 v ' A 、 v 'B 。根据牛顿运动定律有

F ' A ? FA F 'B ? FB

且 且

v '2 F ' A ? m g? m A r v '2 F 'B ? m g? m B r

在小球从 A 运动到 C 的过程中,根据功能原理又有

1 1 mv '2 ? mv '2 ? mg ? 2r ? ?E A B 2 2 所以 ?E ? 0.2 J????????????????????????(6 分)
24. (20 分) 5

解: (1)设粒子 1、2 在磁场中做匀速圆周运动的周期分别为 T1 和 T2。则有

T1 ?
由题意可知: 所以

2πr2 2πm2 2πr1 2πm1 ? ? , T2 ? v2 Bq2 v1 Bq1

1 1 T1 ? T2 4 6

m1 2 ? m2 3

又因为

m1 ? m2 ? m3

所以 m1 : m2 : m3 ? 2 : 3: 5 ????????????????????(6 分) (2)设粒子 1、2 在磁场中做匀速圆周运动的半径分别为 r1 和 r2。则有

r1 ? r2 ?

m1v1 r Bq ? v1 ? 1 1 Bq1 m1 m2 v2 r Bq ? v2 ? 2 2 Bq2 m2

由几何关系可知: r2 ? 2r1 所以

v1 3 ? v2 4

在粒子分裂的过程中,动量守恒,则

m3v3 ? m1v1 ? m2 v2 ? 0
所以 v1 : v2 : v3 ? 15 : 20 :18 ????????????????????(7 分) (3)三个粒子射出场区时在 x 轴上的位移分别为 x1、x2 和 x3。由几何关系可知:

x1 ? r1 , x2 ? 3r1
粒子 3 在电场中运动时,沿 x 轴方向的分运动是:初速度为 v3 的匀减速运动,末 速度为 0。设运动时间为 t,则有

x3 ?

v3 v T mv ? t ? 3 ? 1 ? 0.3π ? 1 1 ? 0.3πr1 2 2 4 Bq1

所以 x1 : x2 : x3 ? 1: 3 : 0.3π ?????????????????????(7 分)

6


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