2015年北京海淀区东城区西城区朝阳区顺义区石景山区丰台区房山区

2015年北京海淀区高三年级第二学期期中练习

物理部分 2015.04

13．下列说法中正确的是

A．当物体的温度升高时，物体内每个分子热运动的速率一定都增大 B．布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性 C．分子间的吸引力总是大于排斥力 D．物体运动得越快，其内能一定越大

14．在下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是

A．

235921891U?0n?14456Ba?36Kr?30n B．

32349020Th?23491Pa??1e

412344C．238U?Th?92902He D． 1H?1H?2He?0n

15．a、b两种单色光以相同的入射角从空气斜射向某种玻璃中，光路如图所示。关于a、b两种单色光，下列说法中正确的是 A．该种玻璃对b光的折射率较大 B．b光在该玻璃中传播时的速度较大

空气 玻璃 a b

C．两种单色光从该玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小

D．在同样的条件下，分别用这两种单色光做双缝干涉实验，b光的干涉图样的相邻条纹间距较大

16．一简谐机械横波沿x轴传播，波速为2.0m/s，该波在t=0时刻的

波形曲线如图甲所示，在x=0处质点的振动图像如图乙所示。则下列说法中正确的是 A．这列波的振幅为60cm B．质点的振动周期为4.0s

C．t=0时，x=4.0m处质点比x=6.0m处质点的速度小 D．t=0时，x=4.0m处质点沿x轴正方向运动

30 0 -30 30 0 -30 2 4 6 8 x/m

y/cm y/cm 甲 T/2 T t/s 乙

17．如图所示，甲、乙两个质量相同、带等量异种电荷的带电粒子，以不同的速率经小孔P

垂直磁场边界MN，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，半圆轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受重力及空气阻力，则下列说法中正确的是

M P N A．甲带负电荷，乙带正电荷

B．洛伦兹力对甲做正功

乙 C．甲的速率大于乙的速率 B 甲 D．甲在磁场中运动的时间大于乙在磁场中运动的时间

1

18．某校科技小组的同学设计了一个传送带测速仪，测速原理如图所示。在传送带一端的下

方固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B、方向垂直传送带平面（纸面）向里、有理想边界的匀强磁场，且电极之间接有理想电压表和电阻R，传送带背面固定有若干根间距为d的平行细金属条，其电阻均为r，传送带运行过程中始终仅有一根金属条处于磁场中，且金属条与绝缘橡胶电极接触良好。当传送带以一定的速度匀速运动

传送带 时，电压表的示数为U。则下列说法中正确的是 B V R UA．传送带匀速运动的速率为

BLL d 运动方向

d

金属条 金属电极 U2B．电阻R产生焦耳热的功率为

R?rC．金属条经过磁场区域受到的安培力大小为

BUd

R?r

BLUd RD．每根金属条经过磁场区域的全过程中克服安培力做功为

19．如图所示，一根空心铝管竖直放置，把一枚小圆柱形的永磁体从铝管上端由静永磁止释放，经过一段时间后，永磁体穿出铝管下端口。假设永磁体在铝管内下落体过程中始终沿着铝管的轴线运动，不与铝管内壁接触，且无翻转。忽略空气阻

空力，则下列说法中正确的是 心铝A．若仅增强永磁体的磁性，则其穿出铝管时的速度变小 管B．若仅增强永磁体的磁性，则其穿过铝管的时间缩短

C．若仅增强永磁体的磁性，则其穿过铝管的过程中产生的焦耳热减少 D．在永磁体穿过铝管的过程中，其动能的增加量等于重力势能的减少量

20．2013年6月20日，女航天员王亚平在―天宫一号‖目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课。授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应。在视频中可观察到漂浮的液滴处于相互垂直的两个椭球之间不断变化的周期性―脉动‖中。假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述―脉动‖可视为液滴形状的周期性微小变化（振动），如图所示。已知液滴振动的频率表达式为f?kr?????，其中k为一个无单位的比例系数，r为液滴半径，ρ为液体密度，σ为液体表面张力系数（其单位为N/m），α、β、γ是相应的待定常数。对于这几个待定常数的大小，下列说法中可能正确的是

311A．??,??,???

222311B． ???,???,??

22211C．???2,??,???

22

D．???3,???1,??1

2

第二部分（非选择题 ）

21．（18分）

（1）用如图1所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 ①先将打点计时器接通电源，让重锤从高处由静止开始下落。打点计时器每经过0.02s在重锤拖着的纸带上打出一个点，图2中的纸带是实验过程中打点计时器打出的一条纸带。打点计时器打下O点（图中未标出）时，重锤开始下落，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。刻度尺0刻线与O点对齐，A、B、C三个点所对刻度如图2所示。打点计时器在打出B点时重锤下落的高度hB= cm，下落的速度为vB= m/s（计算结果保留3位有效数字）。

②若当地重力加速度为g，重锤由静止开始下落h时的速度大小为v，则该实验需要验证的关系式是 。（用题目所给字母表示）

A 15 16 17 18 19 B 20 图2

21 22 23 C 24 cm 25 打点 计时器 纸带 夹子 重物 图1

（2）在―测定金属的电阻率‖的实验中：

①用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图3所示，则该金属丝直径40 的测量值d= mm；

0 35 ②按图4所示的电路图测量金属丝的电阻Rx（阻值约为15Ω）。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材： 图3 V 电压表V（量程0~3V，内阻约3k?）；

A 电流表A1（量程0~200mA，内阻约3?）；

Rx 电流表A2（量程0~0.6A，内阻约0.1?）；

S E 滑动变阻器R1（ 0~50?）；

R 滑动变阻器R2（ 0~200?）；

图4

电源E（电动势为3.0V，内阻不计）。

为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选 ，滑动变阻器应选 。（选填器材的名称符号）

③请根据图4所示电路图，用连线代替导线将图5中的实验器材连接起来，并使滑动变阻器的滑片P电阻丝 置于b端时接通电路后的电流最小。

④若通过测量可知，金属丝的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由

a P b 此可计算得出金属丝的电阻率ρ= 。（用

题目所给字母和通用数学符号表示）

⑤在按图4电路测量金属丝电阻的实验中，将滑动变

图5

阻器R1、R2分别接入实验电路，调节滑动变阻器的

滑片P的位置，以R表示滑动变阻器可接入电路的最大阻值，以RP表示滑动变阻器接入电PP路的电阻值，以U表示Rx两端的电压值。在图6中U随 变化的图象可能正确的是 。

R

3

（图线中实线表示接入R1时的情况，虚线表示接入R2时的情况）

U U U U

O RP/R O RP/R O RP/R RP/R O A B C D

图6 22．（16分）

如图所示，在真空中足够大的绝缘水平面上，有一个质量m＝0.20kg，带电荷量q＝2.0×10－6

C的小物块处于静止状态。从t=0时刻开始，在水平面上方空间加一个范围足够大、水平向右E=3.0×105N/C的匀强电场，使小物块由静止开始做匀加速直线运动。当小物块运动1.0s时撤去该电场。已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.10，取重力加速度g＝10 m/s2。求：

（1）小物块运动1.0s时速度v的大小；

（2）小物块运动2.0s过程中位移x的大小；

（3）小物块运动过程中电场力对小物块所做的功W。

23．（18分）

甲图是我国自主研制的200mm离子电推进系统， 已经通过我国“实践九号”卫星空间飞行试验验 证，有望在2015年全面应用于我国航天器。 离子电推进系统的核心部件为离子推进器，它采 用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的

甲 调整，具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、

定位更精准等优势。

B A C 离子推进器的工作原理如图乙所示，推进剂氙原 P 子P喷注入腔室C后，被电子枪G射出的电子碰

接 撞而电离，成为带正电的氙离子。氙离子从腔室C中电 G 源 飘移过栅电极A的速度大小可忽略不计，在栅电极A、U B之间的电场中加速，并从栅电极B喷出。在加速氙

乙

离子的过程中飞船获得推力。

已知栅电极A、B之间的电压为U，氙离子的质量为m、电荷量为q。

（1）将该离子推进器固定在地面上进行试验。求氙离子经A、B之间的电场加速后，通过栅电极B时的速度v的大小；

（2）配有该离子推进器的飞船的总质量为M，现需要对飞船运行方向作一次微调，即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度Δv，此过程中可认为氙离子仍以第（1）中所求的速度通过栅电极B。推进器工作时飞船的总质量可视

4

为不变。求推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目N。

（3）可以用离子推进器工作过程中产生的推力与A、B之间的电场对氙离子做功的功率的比值S来反映推进器工作情况。通过计算说明采取哪些措施可以增大S，并对增大S的实际意义说出你的看法。

24．（20分）

有人设想:可以在飞船从运行轨道进入返回地球程序时，借飞船需要减速的机会，发射一个小型太空探测器，从而达到节能的目的。

如图所示，飞船在圆轨道Ⅰ上绕地球飞行，其轨道半径为地球半径的k倍（k>1）。当飞船通过轨道Ⅰ的A点时，飞船上的发射装置短暂工作，B 将探测器沿飞船原运动方向射出，并使探测器恰能完全脱离地球的引力范围，即到达距地球无限远时的速度恰好为零，而飞船在发射探测器后沿椭圆轨道Ⅱ向前运动，其近地点B到地心的距离近似为地球半径R。

以上过程中飞船和探测器的质量均可视为不变。已知地球表面的重力加速度为g。 （1）求飞船在轨道Ⅰ运动的速度大小；

（2）若规定两质点相距无限远时引力势能为零，则质量分别为M、m的两个质点相距为r时的引力势能Ep??Ⅱ

A Ⅰ

GMm，式中G为引力常量。在飞船沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ的运动过r程，其动能和引力势能之和保持不变；探测器被射出后的运动过程中，其动能和引力势能之和也保持不变。

①求探测器刚离开飞船时的速度大小；

②已知飞船沿轨道Ⅱ运动过程中，通过A点与B点的速度大小与这两点到地心的距离成反比。根据计算结果说明为实现上述飞船和探测器的运动过程，飞船与探测器的质量之比应满足什么条件。

5

海淀区高三年级第二学期期中练习

物理参考答案 2015.04.09

（共120分）

一．选择题（共48分，13题~20题每题6分）

13．B 14．D 15．A 16．B 17．C 18．D 19．A 20．B 二。21．（18分）

（1）①19.40（19.38~19.42）（2分）；1.94（1.93~1.95）（2分）； 1gh?v22（2分） ②

电阻丝 （2）①0.383（0.382~0.385）（2分）

②A1（2分）；R1（2分）；③见答图1（2分）；

P ??④

?Ud24Il（2分）；⑤A（2分）

答图1

R 三．计算题 22．(16分)

（1）小物块受电场力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有qE??mg?ma1 （2分） 根据运动学公式t1=1.0s时小物块的速度大小有v1=a1t1 （2分）

解得：v1=2.0m/s（2分）

1（2）小物块t1=1.0s内位移的大小x1?a1t12?1.0m （2分）

2撤去电场后小物块做匀减速运动，根据牛顿第二定律有?mg?ma2 （2分） 小物块t2=1.0s内的位移x2?v1t2?12a2t2?1.5m（2分） 2小物块运动2.0s位移大小x=x1+ x2=2.5m（2分）

（3）小物块运动过程中电场力对小物块所做的功W=qEx1=0.60J（2分） 23．（18分）解析：（1）根据动能定理有qU=1mv2（4分） 2解得：v=2qU（3分） m（2）在与飞船运动方向垂直方向上，根据动量守恒有：MΔv=Nmv（4分） 解得：N=MDv=mvMDv2qUm（2分）

（3）设单位时间内通过栅电极A的氙离子数为n，在时间t内，离子推进器发射出的氙

6

离子个数为N?nt，设氙离子受到的平均力为F?，对时间t内的射出的氙离子运用动量定理，F?t?Nmv?ntmv，F?= nmv（1分）

根据牛顿第三定律可知，离子推进器工作过程中对飞船的推力大小F=F?= nmv 电场对氙离子做功的功率P= nqU（1分）

则 S?F?2m（1分）

PqU根据上式可知：增大S可以通过减小q、U或增大m的方法。（1分）

提高该比值意味着推进器消耗相同的功率可以获得更大的推力。（1分） （说明：其他说法合理均可得分） 24. （20分）

解析：（1）设地球质量为M，飞船质量为m，探测器质量为m'，当飞船与探测器一起绕地球做圆周运动时的速度为v0

2v0GM(m?m?)根据万有引力定律和牛顿第二定律有 （4分） ?(m?m?)2(kR)kR对于地面附近的质量为m0的物体有 m0g=GMm0/R2（3分） 解得： v0?gR（3分） k12（2）①设探测器被发射出时的速度为v'，因其运动过程中动能和引力势能之和保持不变，所以探测器刚好脱离地球引力应满足 m?v??．．2解得 ： v??GMm??0 （3分） kR2GM2gR（2分） ?2v0?kRk②设发射探测器后飞船在A点的速度为vA,运动到B点的速度为vB, 因其运动过程中动

能和引力势能之和保持不变，所以有

12GMm12GMmmvB??mvA? （3分） 2R2kR对于飞船发射探测器的过程，根据动量守恒定律有 (m+ m')v0=mvA+ m'v'（1分） 因飞船通过A点与B点的速度大小与这两点到地心的距离成反比，即RvB=kRvA 解得：

m??m2?1（1分） 21?k?1

7

北京市东城区2014—2015学年度第二学期高三综合练习（一）

理科综合物理部分

13．一个氢原子从较高能级跃迁到较低能级，该氢原子

A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少 C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少 14．对于红、绿、蓝三种单色光，下列表述正确的是

A．红光频率最高

B．蓝光频率最高

C．绿光光子能量最小 D．蓝光光子能量最小 15．下列说法正确的是

A．物体吸收热量，其温度一定升高 B．外界对气体做功，气体的内能一定增大

C．要使气体的分子平均动能增大，外界必须向气体传热 D．同种气体温度越高分子平均动能越大

16．用手按住木块在竖直墙壁上缓慢运动，突然松手后，下列说法正确的是

A．木块所受重力发生变化 B．木块所受支持力保持不变 C．木块所受摩擦力发生变化 D．木块的运动状态保持不变 17. 如图甲所示，弹簧的一端与一个带孔小球连接，小球穿

在光滑水平杆上，弹簧的另一端固定在竖直墙壁上。小球可在a、b两点之间做简谐运动，O点为其平衡位置。根据图乙所示小球的振动图像，可以判断

A. t?0时刻小球运动到a点 B. t?t1时刻小球的速度为零

C. 从t1到t2时间内小球从O点向b点运动

0 t1 t2 乙 t a x O 甲

b x D. 从t1到t2时间内小球刚好完成一次全振动

18．静止在地面上的物体随地球自转做匀速圆周运动。下列说法正确的是 A．物体受到的万有引力和支持力的合力总是指向地心 B．物体做匀速圆周运动的周期与地球自转周期相等 C．物体做匀速圆周运动的加速度等于重力加速度 D．物体对地面压力的方向与万有引力的方向总是相同

8

19．将头发微屑悬浮在蓖麻油里并放到电场中，微屑就会按照电场强度的方向排列起来，显

示出电场线的分布情况，如图所示。图甲中的两平行金属条分别带有等量异种电荷，图乙中的金属圆环和金属条分别带有异种电荷。比较两图，下列说法正确的是 A．微屑能够显示出电场线的分布情况是因为微屑都带上了同种电荷

B．在电场强度为零的区域，一定没有微屑分布

C．根据圆环内部区域微屑取向无序，可知圆环内部电场为匀强电场

D．根据圆环内部区域微屑取向无序，可知圆环内部各点电势相等

甲

乙

20．如图所示，空间存在着匀强电场E和匀强磁场B，匀强电场E沿y轴正方向，匀强磁场

B沿z轴正方向。质量为m、电荷量为+q的带电粒子，t=0时刻在原点O，以沿x轴正方向的速度v0射入。粒子所受重力忽略不计。关于粒子在任意时刻t的速度沿x轴和y轴方向的分量vx和vy，请通过合理的分析，判断下列选项中可能正确的是

EEqBEqB?(?v0)cost；vy?(?v0)sint BBmBmEEqBEqBt；vy?(?v0)sint B．vx??(?v0)cosBBmBmEEqBEqBt；vy?(?v0)cost C．vx??(?v0)sinBBmBmEEqBEqBt；vy?(?v0)cost D．vx??(?v0)sinBBmBm A．vx?

y

E

v0

x

O z

B

21．（18分）（1）如图是一位拳击手击碎木板时拳头的v-t图像，根据图像估算前5×10-3s

内拳头的位移是 。

9

v/ms-1 10 5 0

t/×10-3s

5 10

（2）一名同学用图示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验。

①以下是这位同学根据自己的设想拟定的实验步骤，请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上

A．以弹簧长度l为横坐标，以钩码质量m为纵坐标，标出各组数据(l，m)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；

B．记下弹簧下端不挂钩码时，其下端A处指针在刻度尺上的刻度l0； C．将铁架台固定于桌子上，将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；

D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下钩码；

E．由图像找出m-l间的函数关系，进一步写出弹力与弹簧长度之间的关系式(重力加速度取g＝9.80m/s2)；求出弹簧的劲度系数。

②下图为根据实验测得数据标出的对应点，请作出钩码质量m与弹簧长度l之间的关系图线。

③写出弹簧弹力F和弹簧长度l之间关系的函数表达式： ④此实验得到的结论是：此弹簧的劲度系数k= N/m。（计算结果保留三位有效数字）

⑤如果将指针分别固定在图示A点上方的B处和A点下方的C处，做出钩码质量m和指针刻度l的关系图象，由图象进一步得出的弹簧的劲度系数kB、kC。kB、kC与k相比，可能是 。(请将正确答案的字母填在横线处)

A. kB大于k B. kB等于k C. kC小于k D. kC等于k

10

A C B 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 m/kg 0 10 20 30 40 50 l/×10-2m

22．（16分）两块大小、形状完全相同的金属板水平正对放置，两板分别与电源正、负极相

连接，两板间的电场可视为匀强电场，两板间有带电液滴。已知两板间电压为2×104V、板间距离为0.1m时，质量为1.6×10-14kg的带电液滴恰好静止于处于两板中央位置。g取10m/s2，不计空气阻力。

求：（1）两板间的电场强度E的大小； （2）液滴所带的电荷量q的值；

（3）如某一时刻突然撤去板间的电场，求液滴落到下板所用的时间。

23．（18分）如图甲所示，在劲度系数为k的轻弹簧下挂一个质量为m的物体，将物体从

弹簧原长处无初速释放；图乙所示的物体和弹簧与图甲中完全相同，用手托着物体从弹簧原长处缓缓下落，直至手离开物体后，物体处于静止。（不考虑空气阻力）

（1）简要说明图甲中的物体被释放后做什么运动； （2）做出图乙中手对物体的支持力F随物体下降位移x变

化的示意图，借助F-x图像求支持力F做的功的大小；

（3）利用弹力做功只和始末位置有关的特点，求图甲中物体

运动的最大速度。

11

甲 乙

a b

24．（20分）（1）如图所示匝数n=60的线圈绕在变压器的闭合铁芯上，通过A、B两端在线圈内通有随时间变化的电流。有两个互相连接的金属环，细环的电阻是粗环的3倍，将细环套在铁芯的另一端。已知某一时刻细环和粗环的连接处CD间的电压U=0.2V，并知道粗环的电阻R=1.0Ω，求此时刻线圈AB的感应电动势。（CD间距很小；可认为磁感线都集中在铁芯内）

（2）变压器的线圈是由金属线绕制成的，若在短时间内吸热过多来不及散热就会损坏。现对粗细均匀的电阻线通以直流电的情况进行讨论：设通电产生的焦耳热与电阻线升高的温度之间满足如下关系： Q?kcm?T，其中c表示物体的比热，m为物体的质量，?T表示升高的温度，k为大于1的常数。请你选择一些物理量，通过论述和计算证明“为避免升温过快，若电流越大，电阻线应该越粗”。（说明自己所设物理量的含义）

（3）下面请根据以下微观模型来研究焦耳热，设有一段横截面积为S，长为l的直导线，单位体积内自由电子数为n，每个电子电量为e，质量为m。在导线两端加电压U时，电子定向运动，在运动过程中与金属离子碰撞，将动能全部传递给离子，就这样将由电场得到的能量变为相撞时产生的内能。“金属经典电子论”认为，电子定向运动是一段一段加速运动的接替，各段加速都是从定向速度为零开始。根据统计理论知，若平均一个电子从某一次碰撞后到下一次碰撞前经过的时间为t，一秒钟内一个电子经历的平均碰撞次数为以上叙述中出现的各量表示这段导体发热的功率P。

12

A

/B C D 2，请利用t

北京市东城区2014—2015学年度第二学期高三综合练习（一）

物理参考答案

13 B 14 B 15 D 16 C 17 C 18 B 19 D 20 B 21.（1）0.047m~0.049m （2）①C，B，D，A，E ②

③F=12.5（l?0.15） ④12.5 ⑤A、D

22.（1）两板间匀强电场的电场强度E? 代入数据，解得E?2?10V/m

（2）带电液滴在两板间处于平衡： Eq?mg 液滴所带的电荷量q?5m/kg 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0 10 20 30 40 50 l/×10-2m

U dmg E?19 代入数据，解得q?8?10C

12gt，将h=0.05m代入，得出t=0.1s 2 （3）撤去电场，液滴做自由落体运动，由h?

13

23．（1）图甲所示物体被释放后做简谐运动。

（2）图乙中物体受重力mg、弹簧弹力f和支持力F，因为缓缓下落，所以对任意位置满足 F?mg?kx ①

当下降位移x=0时，支持力F=mg；

F mg mg当mg=kx，即下降位移x?时，支持力F=0。

kF-x图像如答图所示，图线下所围的面积等于支持力F做的功：

0

mg/k x

1mg1m2g2? W?mg ②

2k2k（3）图甲所示物体运动过程中只受到重力和弹簧弹力， 在受力满足mg?kx，即下降位移x?mg时，有最大速度v k对物体从释放到有最大速度的过程应用动能定理，有

mgx?W弹?12mv ③ 2因为图甲与图乙所示弹簧完全相同且弹簧弹力做的功只与始末位置有关，因此上式中的W弹与图乙所示过程中弹簧弹力做的功相等

对图乙所示过程应用动能定理mgx?W弹?W?0 ④

1m2g2得到W弹?

2k代入③式，解得：图甲中物体运动的最大速度：v?gm kU0.2??0.2A R124．（20分）（1）当CD间电压为0.2V时，粗环中的电流I?设此刻细环中的感应电动势为e，则对细环和粗环组成的回路满足

e?I(R?)r?0.2?(?3由法拉第电磁感应定律E?n1?) 0??，及题设闭合铁心磁通量处处相等可知： ?t同一时刻线圈AB中的感应电动势为60e=48V

（2）设有一小段长为l的电阻线，其横截面积为S，电阻率为ρ，密度为ρ，通过它的电流

，

为I，因为通电产生焦耳热使这段电阻线经过时间Δt温度升高?T， 电流流过电阻线产生的焦耳热Q?IR?t，

14

2

其中R??l S2?t?kcm?，T此热量的一部分被电阻线吸收，温度升高，此过程满足 IR

其中m??,lS

?TI2?联立，整理，有：??tkc?,S2, ?TI2由于k、c、?、?都是常数，所以与2成正比 ?tS?T?TI2表示单位时间内升高的温度；与2成正比表明： ?t?tS当电流越大时，若想让单位时间内升高的温度少一些，则要求电阻线的横截面积大一些。 （3）导线两端电压为U，所以导线中的电场强度E?U l导线中的一个电子在电场力F?eE的作用下，经过时间t获得的定向运动速率为

12e2U2t2eEeUv?at?t?t，由电能转化为的动能为Ek?mv? mml22ml2已知平均一秒钟内一个电子经历的碰撞次数为2， t22e2U2t所以一秒钟内一个电子获得的动能为 Ek?2t2ml22nSte2U2整条导线在一秒钟内获得的内能为nsl Ek?t2ml2nSte2U2一秒钟内由电能转化为的内能即这段导线的发热功率，因此P? 2ml

15

北京市西城区高三年级第一次综合练习

理科综合试卷

2015．4 本试卷共16页，共300分。考试时长150分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 以下数据可供解题时参考：

可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 Cl 35.5

13．关于分子间的作用力，下列说法正确的是 A．分子间只存在引力 B．分子间只存在斥力 C．分子间同时存在引力和斥力 D．分子间不可能同时存在引力和斥力

14．一束单色光从空气射向某种介质的表面，光路如图所示，则该介质的折射率为 A．1.50 B．1.41 C．0.71 D．0.67

15．如图1所示，有一个弹簧振子在a、b两点之间做简谐运动， O点是平衡位置，建立图1中所示的坐标轴，其振动图象如图2所示，则下列说法正确的是

A．振子振动的周期等于t1 B．振子振动的周期等于t2 C．t1时刻振子位于b点 D．t1时刻振子位于a点

图2 O t1 t2 t3 t4 t

x a O 图1

b x 30° 45°空气 介质

16．如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是

16

N S N S S N S N I I I I A

B

C D

17．如图所示，将一个带正电的粒子以初速度v0沿图中所示方向射入匀强电场，不计粒子的重力，若粒子始终在电场中运动，则该粒子速度大小的变化情况是

A．先减小后增大 B．先增大后减小 C．一直增大 D．一直减小

E v0 + 18．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如人原地起跳时，总是身体弯曲，略下蹲，再猛然蹬地，身体打开，同时获得向上的初速度，双脚离开地面。从开始蹬地到双脚离开地面的整个过程中，下列分析正确的是

A．地面对人的支持力始终等于重力 B．地面对人的支持力的冲量大于重力的冲量 C．人原地起跳过程中获得的动能来自于地面 D．人与地球所组成的系统的机械能是守恒的

19．如图所示，A、B为两个验电器，在B上装有一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），最初B和C带电，A不带电。D是带有绝缘柄的金属小球。某同学利用这些器材完成了下面实验：使不带电的D先跟C的外部接触，再让D跟A的金属球接触，这样操作若干次，发现A的箔片张开；而让不带电的D先跟C的内部接触，再让D跟A的金属球接触，这样操作若干次，发现A的箔片始终不张开。通过以上实验，能直接得到的结论是

D

A B A B C D 17

C

A．电荷分布在C的外表面 B．电荷在C的表面均匀分布 C．带电的C是一个等势体 D．电荷总量是守恒的

20．某些物质在低温下会发生“零电阻”现象，这被称为物质的超导电性，具有超导电性的材料称为超导体。

根据超导体的“零电阻”特性，人们猜测：磁场中的超导体，其内部的磁通量必须保持不变，否则会产生涡旋电场，导致超导体内的自由电荷在电场力作用下不断加速而使得电流越来越大不可控制。但是，实验结果与人们的猜测是不同的：磁场中的超导体能将磁场完全排斥在超导体外，即内部没有磁通量，超导体的这种特性叫做“完全抗磁性”（迈斯纳效应）。

现在有两个实验方案：（甲）如右图所示，先将一个金属球放入匀强磁场中，等稳定后再降温使其成为超导球并保持低温环境，然后撤去该磁场；（乙）先将该金属球降低温度直至成为超导球，保持低温环境加上匀强磁场，待球稳定后再将磁场撤去。

根据以上信息，试判断上述两组实验中球内磁场的最终情况是下图中的哪一组？

21．（18分）

某实验小组要描绘一只小灯泡L（2.5V 0.3A）的伏安特性曲线。实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：

电源E（3.0V，内阻约0.5Ω） 电压表V1（0～3V，内阻约3kΩ） 电压表V2（0～15V，内阻约15kΩ） 电流表Al（0.6A，内阻约0.125Ω）

电流表A2（0～3A，内阻约0.025Ω） 滑动变阻器R（0～5Ω） （1）电压表应选择________，电流表应选择________。 （2）应选择图1中哪一个电路图进行实验？________。

B B B 甲

乙

甲

B B 甲 乙 甲 乙 乙

A B C D

V V A R × L E × L R E A V 18

V A × L E S × L E S A S S R R

（3）根据正确的实验电路图，该小组同学测得多组电压和电流值，并在图2中画出了小灯泡L的伏安特性曲线。由图可知，随着小灯泡两端电压的增大，灯丝阻值也增大，原因是________________________________。当小灯泡两端电压为1.40V时，其电阻值约为________Ω（结果保留2位有效数字）。

0 0.10 0.20 I/A 0.30 + + + + + 1.0 + + + + 2.0 图2

3.0 U/V

（4）若将如图3所示的交变电压直接加在这个小灯泡L的两端，则小灯泡的电功率为________W（结果保留1位有效数字）。

（5）将小灯泡L接入图4所示电路，通过实验采集数据，得到了电压表示数U随电流表示数I变化的图象，图5的各示意图中能正确反映U-I关系的是________。

O I O I 图5

O 19

I O I U U U U u/V 2 0 -2 图3 1 2 t/×10-2s

E r × L R A V S 图4

A

B C D

22．（16分）

如图所示，两平行金属板P、Q水平放置，板间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B1的匀强磁场。一个带正电的粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动。粒子通过两平行板后从O点进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场中，在洛仑兹力的作用下，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板MN上的A点。测得O、A两点间的距离为L。不计粒子重力。

（1）试判断P、Q间的磁场方向； （2）求粒子做匀速直线运动的速度大小v；

P O Q - A N + M B2 q（3）求粒子的电荷量与质量之比。

m

23．（18分）

利用万有引力定律可以测量天体的质量。 （1）测地球的质量

英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”。

已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G。若忽略地球自转的影响，求地球的质量。

（2）测“双星系统”的总质量

所谓“双星系统”，是指在相互间引力的作用下，绕连线上某点Ｏ做匀速圆周运动的两个星球A和B，如图所示。已知A、B间距离为L，A、B绕O点运动的周期均为T，引力常量为G，求A、B的总质量。

（3）测月球的质量

若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”。已知月球的公转周期为T1，月球、地球球心间的距离为L1。你还可以利用（1）、（2）中提供的信息，求月球的质量。

A O B 20

24．（20分）

我们一般认为，飞船在远离星球的宇宙深处航行时，其它星体对飞船的万有引力作用很微弱，可忽略不计。此时飞船将不受外力作用而做匀速直线运动。

设想有一质量为M的宇宙飞船，正以速度v0在宇宙中飞行。飞船可视为横截面积为S的圆柱体（如图1所示）。某时刻飞船监测到前面有一片尘埃云。

（1）已知在开始进入尘埃云的一段很短的时间Δt内，飞船的速度减小了Δv，求这段时间内飞船受到的阻力大小。

图1

v0

（2）已知尘埃云分布均匀，密度为ρ。

a. 假设尘埃碰到飞船时，立即吸附在飞船表面。若不采取任何措施，飞船将不断减速。通过监测得到飞船速度的倒数“1/v”与飞行距离“x”的关系如图2所示。求飞船的速度由v0减小1%的过程中发生的位移及所用的时间。

1/v0 1/v O 图2

x b. 假设尘埃与飞船发生的是弹性碰撞，且不考虑尘埃间的相互作用。为了保证飞船能以速度v0匀速穿过尘埃云，在刚进入尘埃云时，飞船立即开启内置的离子加速器。已知该离子加速器是利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速（远远大于飞船速度）粒子流，从而对飞行器产生推力的。若发射的是一价阳离子，每个阳离子的质量为m，加速电压为U，元电荷为e。在加速过程中飞行器质量的变化可忽略。求单位时间内射出的阳离子数。

北京市西城区2015年高三一模试卷

参考答案及评分标准

21

物 理 2015.4

题号 答案 13 C 14 B 15 D 16 D 17 A 18 B 19 A 20 C 21．（18分）

（1）V1 〖2分〗 Al 〖2分〗 （2）A 〖2分〗

（3）灯丝的电阻率随温度的升高而增大 〖3分〗 7.0 〖3分〗 （4）0.3 〖3分〗 （5）C 〖3分〗 22．（16分）解：

（1）粒子做匀速运动，电场力和洛伦兹力平衡（如图所示）。

根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里。 〖4分〗 （2）电场力和洛伦兹力平衡 qE?qvB1 〖3分〗 解得 v?E 〖3分〗 B1qvB1

（3）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动

v2qvB2?m 〖2分〗

rqE 又 L?2r 〖2分〗 解得

q2E? 〖2分〗 mLB1B223．（18分）解：

（1）设地球的质量为M，地球表面某物体质量为m，忽略地球自转的影响

G

Mm?mg 〖3分〗 R2gR2解得 M? 〖3分〗

G（2）设A的质量为M1，A到O的距离为r1； 设B的质量为M2，B到O的距离为r2。 GM1M22π2?M()r1 〖2分〗 12TLMM2πG122?M2()2r2 〖2分〗

TL 又 L?r1?r2

4π2L3解得 M1?M2? 〖2分〗

GT222

（3）设月球的质量为M3。

34π2L1由（2）可知 M3?M? 〖3分〗 2GT1gR2由（1）可知 M?

G34π2L1gR2解得 M3? 〖3分〗 -GGT1224．（20分）解： （1）飞船的加速度 a??v 〖1分〗 ?t?v 〖2分〗 ?t根据牛顿第二定律 f?Ma 〖1分〗 飞船受到的阻力 f?M（2）a．对飞船和尘埃，根据动量守恒定律

Mv0?(M??Sx) 解得 x?99v0 〖2分〗 100M 〖1分〗 99?S11100(?)x 〖2分〗 2v099v0199M 〖1分〗

19602v0?S 由1/v-x图象可知

t?解得 t? b．设在很短的时间Δt内，与飞船碰撞的尘埃的质量为m'，所受飞船的作用力为f'。

飞船与尘埃发生的是弹性碰撞

Mv0?Mv1?m'v2

111222 Mv0?Mv1?m'v22222Mv0

M?m'解得 v2?

由于M??m'，所以碰撞后尘埃的速度 v2=2v0 〖3分〗

对尘埃，根据动量定理 f'?t?m'v2 其中 m'??Sv0?t

2 则飞船所受阻力 f'?2?Sv0 〖2分〗

设一个离子在电场中加速后获得的速度为v。

23

根据动能定理 eU?12mv 〖1分〗 2 设单位时间内射出的离子数为n。

在很短的时间Δt内，根据动量定理

F?t?n?tmv

则飞船所受动力 F?nmv 〖2分〗 飞船做匀速运动 F?f' 解得 n?说明：

24（2）b，可按上述处理，即把整个过程分成若干小段，开始的一个Δt只考虑飞船（不发射粒子）与尘埃碰撞，接下来的下一个Δt只考虑飞船发射粒子（不考虑与尘埃碰撞）??

也可做如下处理：

以匀速飞行的飞船为参考系，则尘埃以速度v0向飞船运动，发生弹性碰撞后又以速度v0反弹。 〖2分〗

设在很短的时间Δt内，与飞船碰撞的尘埃的质量为m'，所受飞船的作用力为f'。 对尘埃，由动量定理 f'??t?m'?v0?(?m'?v0) 其中 m'??Sv0?t

2则飞船所受阻力为 f'?2?Sv0 〖3分〗

22?Sv0 〖2分〗 eUm

24

2015年北京市朝阳区高三一模物理试题

13．下列说法中正确的是 ( ) A．布朗运动就是液体分子的热运动

B．物体的温度越高，分子的平均动能越大 C．外界对系统做功，其内能一定增加

D．系统从外界吸收热量，其内能一定增加

14．一个氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级，则该氢原子 ( ) A．吸收光子，能量增加 B．吸收光子，能量减少 C．放出光子，能量增加 D．放出光子，能量减少

15．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁场方向垂直的轴匀速转动产生交流电，电动势e随时间t的变化关系如图乙所

示，则 ( ) A．该交流电的频率为100Hz

B．该交流电电动势的有效值为311V C．t=0.01s时，穿过线框的磁通量为零

D．t=0.01s时，穿过线框的磁通量的变化率为零

图甲 图乙 16．如图所示，从同一水平线上的不同位置，沿水平方向抛出两小球A、B，不计空气阻力。要使两小球在空中相遇，则必须 A．先抛出A球 B．先抛出B球

C．同时抛出两球 D．两球质量相等

17．如图所示，一物块静止在粗糙的斜面上。现用一水平向右的推力F推物块，物块仍静止不动。则( )

A．斜面对物块的支持力一定变小 B．斜面对物块的支持力一定变大 C．斜面对物块的静摩擦力一定变小 D．斜面对物块的静摩擦力一定变大

18．图中虚线是某电场中的一簇等势线。两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。若粒子仅受电场力的作用，下列说法中正确的是（ ） A．两粒子的电性相同

B．a点的电势高于b点的电势

C．粒子从P运动到a的过程中，电势能增大 D．粒子从P运动到b的过程中，动能增大

19．在“测电源电动势和内阻”的实验中，某同学作出了两个电源路端电压U与电流I的关系图线，如图所示。两个电源的电动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2。如果外电路分别接入相同的电阻R，则两个电源的（ ）

25

2015．4 .3

A．路端电压和电流不可能同时相等 B．输出功率不可能相等 C．总功率不可能相等 D．效率不可能相等

20．第一宇宙速度又叫做环绕速度，第二宇宙速度又叫做逃逸速度。理论分析表明，逃逸速度是环绕速度的2倍，这个关系对其他天体也是成立的。有些恒星，在核聚变反应的燃料耗尽而“死亡”后，强大的引力把其中的物质紧紧地压在一起，它的质量非常大，半径又非常小，以致于任何物质和辐射进入其中都不能逃逸，甚至光也不能逃逸，这种天体被称为黑洞。

c 已知光在真空中传播的速度为c，太阳的半径为R，太阳的逃逸速度为500。假定

R太阳能够收缩成半径为r的黑洞，且认为质量不变，则r应大于( )

A．500

21．（18分）

（1）用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。

① 这块玻璃砖的折射率n=________（用图中字母表示）。

甲 ② 如果有几块宽度d不同的玻璃砖可供选择，为了减小

误差，应选用宽度d较_____（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。

（2）某同学利用单摆测定当地的重力加速度。

① 实验室已经提供的器材有：铁架台、夹子、秒表、游标卡尺。除此之外，还需要的器材有________。

A．长度约为1m的细线 B．长度约为30cm的细线 C．直径约为2cm的钢球 D．直径约为2cm的木球 E．最小刻度为1cm的直尺 F．最小刻度为1mm的直尺

② 该同学在测量单摆的周期时，他用秒表记下了单摆做50次全振动的时间，如图乙所示，秒表的读数为________s。

55B．5002 C．2.5?10 ．5.0?10

乙 丙

③ 该同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出L-T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式g=________。处理完数据

26

后，该同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球的半径，这样________（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。

④ 该同学做完实验后，为使重力加速度的测量结果更加准确，他认为： A．在摆球运动的过程中，必须保证悬点固定 B．摆线偏离平衡位置的角度不能太大 C．用精度更高的游标卡尺测量摆球的直径

D．测量周期时应该从摆球运动到最高点时开始计时 其中合理的有_________。 ⑤ 该同学在做完实验后，继续思考测量重力加速度的其它方法。请你展开想像的翅膀，再设计一个方案测量重力加速度。（简要说明需要的器材以及测量方法）

__________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________

22．（16分）

如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T，两条光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l=0.40m，左端接有阻值R=0.40Ω的电阻。一质量m=0.10kg、阻值r=0.10Ω的金属棒MN放置在导轨上。金属棒在水平向右的拉力F作用下，沿导轨做速度v=2.0m/s的匀速直线运动。求： （1）通过电阻R的电流I； （2）拉力F的大小；

（3）撤去拉力F后，电阻R上产生的焦耳热Q。

23．（18分）

如图甲所示，倾角θ =37°的粗糙斜面固定在水平面上，斜面足够长。一根轻弹簧一端固定在斜面的底端，另一端与质量m=1.0kg的小滑块（可视为质点）接触，滑块与弹簧不相连，弹簧处于压缩状态。当t=0时释放滑块。在0~0.24s时间内，滑块的加速度a随时间t变化

2的关系如图乙所示。已知弹簧的劲度系数k?2.0?10N/m，当t=0.14s时，滑块的速度

1v1=2.0m/s。g取l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。弹簧弹性势能的表达式为Ep?kx2（式

2中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）。求： （1）斜面对滑块摩擦力的大小f；

（2）t=0.14s时滑块与出发点间的距离d； （3）在0~0.44s时间内，摩擦力做的功W。

图甲 图乙

27

24．（20分） 研究物理问题的方法是运用现有的知识对问题做深入的学习和研究，找到解决的思路与方法，例如：模型法、等效法、分析法、图像法。掌握并能运用这些方法在一定程度上比习得物理知识更加重要。

（1）如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场，半径为r的绝

缘光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，AB是竖直方向的直径。一质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上，并静止在P点，且OP与竖直方向的夹角θ=37°。不计空气阻力。已知重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

a．求电场强度E的大小；

b．若要使小球从P点出发能做完整的圆周运动，求小球

初速度应满足的条件。

28

图甲

（2）如图乙所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，一个质量为

m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘竖直细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ。现使圆环以初速度v0向上运动，经时间t圆环回到出发位置。不计空气阻力。已知重力加速度为g。求当圆环回到出发位置时速度v的大小。

图乙

2015年北京市朝阳区高三年级第一次综合练习

理科综合试卷 2015．4

第一部分（选择题 共120分）

题号 答案

13 B 14 A 15 D 16 C 17 B 18 D 19 D 20 C 第二部分（非选择题 共180分）

21．（18分） （1）①

sin?1?????????????????????????（2分） sin?2② 大 ???????????????????????????（2分） （2）① ACF ??????????????????????????（2分）

② 95.1??????????????????????????（2分） 4?2(LB?LA)③ ???????????????????????（2分）

TB2?TA2 不影响 ?????????????????????????（2分） ④ AB????????????????????????????（2分）

29

⑤【方案一】

需要的器材有：质量已知的钩码、测力计。

测量方法：已知钩码的质量m，再用测力计测出其重力G，则可求出重力加

速度g?G。 m【方案二】

需要的器材有：铁架台、打点计时器及相应的电源、导线、纸带、刻度尺、

重锤。

测量方法：让重锤拖着纸带做自由落体运动，通过打点计时器在纸带上记录

的信息可求得重力加速度。

????????????????????????????????（4分）

22．（16分）

解：（1）感应电动势E?Blv?0.40V

E?0.80A???????????（5分） R?r （2）金属棒受到的安培力FA?BIl?0.16N

通过电阻R的电流I?

根据牛顿第二定律有 F?FA?0 所以

F?0.16N???????????????????????（5分）

（3）撤去拉力F后，金属棒做减速运动并最终静止，金属棒的动能全部转化为回路中

的焦耳热。在这段过程中，根据能量守恒定律有

12mv?Q总 2Q?RQ?0.16J??????????????（6分） R?r总所以

23．（18分）

解：（1）当t1=0.14s时，滑块与弹簧开始分离，此后滑块受重力、斜面的支持力和摩擦力，

滑块开始做匀减速直线运动。由题中的图乙可知，在这段过程中滑块加速度的大小a1=10m/s2。根据牛顿第二定律有

mgsin??f?ma1

f?4.0N ???????????????????（4分）

所以

（2）当t1=0.14s时弹簧恰好恢复原长，所以此时滑块与出发点间的距离d等于t0=0时弹

1簧的形变量x，所以在0~0.14s时间内弹簧弹力做的功W弹?Ep初?Ep末?kd2。在

2这段过程中，根据动能定理有

12W弹?mgdsin??fd?mv1?0

2可求得 d = 0.20 m ?????????????????????（6分）

（3）设从t1=0.14s时开始，经时间?t1滑块的速度减为零，则有

30

?t1?0?v1?0.20s ?a1这段时间内滑块运动的距离

20?v1x1??0.20m

2(?a1)此时t2=0.14s+?t1=0.34s，此后滑块将反向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可求得此时加速度的大小

a2?mgsin???mgcos?2

?2.0m/s

m在0.34s~0.44s（?t2?0.1s）时间内，滑块反向运动的距离

12x2?a2?t2?0.01m

2W??f(d?x1?x2)??1.64J ????????（8分）

所以在0~0.44s时间内，摩擦力f做的功

24．（20分）

解：（1）a．当小球静止在P点时，小球的受力情况如图所示，则有

qE?tan37 mgE?3mg????????????（4分） 4q 所以

b．当小球做圆周运动时，可以等效为在一个“重力加速度”

5为g的“重力场”中运动。若要使小球能做完整的圆周4运动，则小球必须能通过图中的Q点。设当小球从P点出发的速度为vmin时，小球到达Q点时速度为零。在小球从P运动到Q的过程中，根据动能定理有

512 ?mg?2r?0?mvmin42 所以

vmin?5gr 即小球的初速度应大于5gr ???????????????（6分）

（2）在圆环运动的过程中，圆环受向下的重力mg、水平方向的洛伦兹力qvB、细杆的

弹力N和摩擦力f，其中f一直与运动方向相反，且摩擦力的大小f = μN=μqvB。

【方法一】

圆环从开始向上运动到回到出发位置的过程中，取竖直向上为正方向，根据动

量定理有If?mgt??mv?mv0 而 所以

If??f上t?f下t =??qv上Bt上??qv下Bt下??qB(x下?x上）?0 v?gt?v0

31

【方法二】

圆环向上运动的过程中做减速运动，加速度a?圆环向下运动的过程中做加速运动，加速度a?mg??qvB（越来越小）。 mmg??qvB（越来越小）。 m圆环从开始向上运动到回到出发位置的过程中，其速度v随时间t的变化关系如图甲所示（取竖直向上为正方向），图中图线与t轴所围面积表示圆环在对应时间内通过的路程，而圆环向上运动和向下运动所经位移大小相同，所以图中区域A与区域B面积相等。

甲 乙

在运动过程中，圆环所受摩擦力f=μqvB，与v成正比，所以其所受摩擦力f随时间t的变化关系应与图甲相似，但方向相反，如图乙所示，图中区域A′与区域B′的面积也相等。而在f-t图中，图线与t轴所围面积表示对应时间内阻力f的冲量，所以整个过程中f的总冲量If = 0。

在整个过程中，根据动量定理有

If?mgt??mv?mv0

所以

v?gt?v0 ???????????????（10分）

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2015顺义一模

13.根据玻尔理论，氢原子由基态向激发态跃迁时 A．辐射能量，能级升高 B. 辐射能量，能级降低 C．吸收能量，能级升高 D. 吸收能量，能级降低

14.有关分子动理论和物体的内能，下列叙述正确的是 A. 物体吸热，内能一定增加 B. 布朗运动指的是分子的热运动

C. 气体的压强是由于大量分子频繁撞击器壁产生的 D．根据油膜实验可知分子在永不停息地做无规则运动

15.两种单色光束a、b分别照射在同一套双缝干涉演示实验装置时，得到的干涉图样如图(a)、（b）所示，则

A．a光的波长大于b光的波长 B．a光的光子能量大于b光的光子能量 C．a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度 D.同一种介质对a光的折射率大于对b光的折射率

16.某列简谐横波在t=0时刻的波形如右图所示，若该横波沿x轴正方向传播，且波速v=4m/s，则x=8ｍ处的质点的振动图像是下列图像中的

（a） （b） y/cm 20 0 -20 4 8 12 16 x/m

20 -20

20 -20

20 -20

33

20 -20

17.如图所示，质量为m的物块静止在水平面上，物块上连接一根劲度系数为k的轻质弹簧。某时刻（t=0）施加一外力在弹簧上端A点，让A点以速度v匀速上升，重力加速度为g，则下列说法正确的是 A．经过时间t?mg物块脱离地面 kvB．物块脱离地面后以速度v向上做匀速运动 C．物块脱离地面后向上运动的过程中其机械能守恒 D．整个过程中弹簧、物块、地球所组成系统的机械能守恒

18.利用微波炉烹饪食物在家庭生活中已被广泛应用。其基本原理是应用微波发生器，产生振动频率为2.45?109Hz的微波，使食物中的水分子随之振动，产生大量的热能。若某微波炉的产品参数如下图所示， 产品容量 操控方式 烹饪方式 内胆材质 其他性能 20L 电脑式 微波/光波 纳米银 输入电源 额定功率 内腔尺寸 产品尺寸 220V/50Hz 1100W 180×315×329mm 271×457×395mm 薄膜按键，电子除味功能。 则该微波炉的额定电流和微波波长约为

A.0.2A 0.12m B. 5A 0.12m C. 0.2A 8.17m D. 5A 8.17m

19．飞机场安检系统中的安检门可以检测出旅客是否带有金属物体,其基本原理如图所示,闭合电键后，当金属物体靠近线圈时,电路中电流发生变化,而非金属物体靠近时则对电路中的电流没有影响，其原因是 A. 金属物体密度大于非金属物体 B．金属物体导热性能强于非金属物体 C．金属物体反射电磁波的能力强于非金属物体 D．金属物体能形成涡流使线圈中的磁通量发生变化

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非金属

电流表

线圈

金属

电源

20．质量为m的物体从距离地面高度为H0处由静止落下，若不计空气阻力，物体下落过程中动能Ek随距地面高度h变化关系的Ek-h图像是

0 A

H0 h 0 B

H0 h 0 H0 C

h 0 D

H0 h Ek Ek Ek Ek

21.(

18分)（1）在测量金属丝电阻率的实验中

①用螺旋测微器测量金属丝直径

如图所示，则金属丝直径d = mm

②测量金属丝的电阻Rx时，应选用下面电路图中的 图

③若金属丝的长度为L，直径为d，金属丝两端电压为U，流过金属丝的电流为I，则金属丝电阻率的表达式ρ =

（2）利用单摆测当地重力加速度的实验中

①利用游标卡尺测得金属小球直径如下图所示，小球直径d = cm

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②某同学测量数据如下表，请在下图中画出L—T2图像

Ｌ/ｍ T2/ s2

0.400 1.60 0.500 2.10 0.600 2.40 0.800 3.20 1.200 4.80 1.5 L/m 1.0 0.5 0 1 2 3 4 5 T2/s2

由图像可得重力加速度g = m/s2（保留三位有效数字）

③某同学在实验过程中，摆长没有加小球的半径，其它操作无误,那么他得到的实验图像可能是下列图像中的

Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ 0 A

T2 0 B

T2 0 C

Ｔ 0 D

Ｔ 36

22.(16分)如图所示，两个斜面AB和CD的倾角分别为α和β，且均与水平面BC平滑连接。水平面的C端静止地放置一质量为m的物块，在斜面AB上一质量为M的物块加速下滑，冲至水平面后与物块m碰撞前瞬间速度为v0，碰撞后合为一体冲上斜面CD，物块与斜面的动摩擦因数均为?，重力加速度为g。求： （1）物体M在斜面AB上运动时的加速度a； （2）两物体碰后的共同速度v； （3）能冲上斜面CD的最大高度Ｈ。

23.（18分） 如图，在竖直向下的磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L=0.4m。一质量为m=0.2kg、电阻R0=0.5Ω的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。若轨道左端P点接一电动势为E=1.5V、内阻为r=0.1Ω的电源和一阻值R=0.3Ω的电阻。轨道左端M点接一单刀双掷开关K，轨道的电阻不计。求：

（1）单刀双掷开关K与1闭合瞬间导体棒受到的磁场力F； （2）单刀双掷开关K与1闭合后导体棒运动稳定时的最大速度vm；

（3）导体棒运动稳定后，单刀双掷开关K与1断开，然后与2闭合，求此后能够在电阻R上产生的电热QR和导体棒前冲的距离X。

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D β m C B M A α M a 1 K 2 E P R b N Q

24.（20分）天宫一号是我国研发的一个目标飞行器，目的是作为其他飞行器的接合点，是中国空间实验室的雏形，于北京时间2011年9月29日21时16分03秒发射升空。 （1）若万有引力常量为G，地球质量为MD，地球半径为RD，天宫一号离地面的高度为H，求：天宫一号的运行周期T；

（2）发射天宫一号的速度必须大于第一宇宙速度，试推导第一宇宙速度的表达式；若RD=6370km，g取9.8m/s2，求出第一宇宙速度的值；

（3）若万有引力常量为G，中心天体的质量为M，质量为m的物体距中心天体r时具有的引

①求出第二宇宙速度的值；

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力势能

Mm为 ? ? G

E（以无穷远处势能为0）

Pr

②若把地球绕太阳公转的轨道近似认为是圆，且不计其它星体对飞行物体的作用力，地球的公转速度为29.8km/s，求第三宇宙速度。

参考答案：

（选择题共20题，每题6分，共120分） 题号 13 14 15 16 17 18 19 20 选项 C C A D A B D B 21.（18分）（1）① 1.775 ② 甲 ③

?Ud2 4IL 1.5 L/m （2）① 2.26 1.0 ② g= 9.86 m/s2

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0.5 0 1 2 3 4 5 T2/s2

③ B

22.（16分）

解：（1） Mgsinα - ?Mgcosα = Ma a = gsinα - ?gcosα （5分） （2） M v0 = (M + m)v v =

MM?mv0 (5分)

（3）

12(M+m) v2 =(M+m)g (sinβ +?cosβ)H/sinβ H= M2V2 0sin?2(M?m)2g(sin???cos?)23.（18分） 解 (1) I =

ERr = 2.5 A

0? F = BIL = 1 N （6分） (2) 导体运动稳定后 E = BLvm = 1.5 v v

m = 3.75 m/s (6分)

(3)单刀双掷开关K与2闭合后，电路中产生的总电热Q Q =

1 m vm22 = 1.4 J 在电阻R上产生的电热QRR = R?R Q = 0.53 J

0在此过程中 Ft = m vm

即 B2L2XR?R= m vm

0X = 3.75 m（6分）

40

(6分)

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