2015届北京四中高三物理三模

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北京四中2015届理科综合能力测试

本试卷共 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。

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 O 16 Na 23 S 32 Fe 56 Br 80

第一部分（选择题 共120分）

本部分共20题，每小题6分，共120分。在每小题列出的四个选项中，选 出最符合题目要求的一项。 13．下列说法正确的是( )

A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量

14．用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光( )

A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大 B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角大 C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大 D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大

15．热现象与大量分子热运动的统计规律有关，1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。对某一部分密闭在钢瓶中的理想气体，在温度T1、T2时的分子速率分布图象如题图所示，下列分析和判断中正确的是( ) A．两种状态下瓶中气体内能相等

B．两种状态下瓶中气体分子平均动能相等 C．两种状态下瓶中气体分子势能相等

D．两种状态下瓶中气体分子单位时间内撞击瓶壁的总冲量相等

16．在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象分别如图中曲线a、b所示，则( )

A．两次t=0时刻线圈平面与中性面垂直 B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3

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C．曲线a表示的交变电动势频率为25Hz D．曲线b表示的交变电动势有效值为10V

17．如图所示，某同学在研究运动的合成时做了下述活动：用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动，运动中保持直尺水平，同时，用右手沿直尺向右移动笔尖。若该同学左手的运动为匀速运动，右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动，则关于笔尖的实际运动，下列说法中正确的是( )

A．笔尖做匀速直线运动 B．笔尖做匀变速直线运动 C．笔尖做非匀变速曲线运动

D．笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小

18．一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v。在此过程中( )

1A.地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为mv2

2B.地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为零

1C.地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为mv2

2D.地面对他的冲量为mv-mgΔt，地面对他做的功为零 19．库仑利用“把一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，前者的电荷量就会与后者平分”的方法，研究得到了电荷间的作用力与电荷量的乘积成正比。某同学也利用此方法研究电容器的带电量与电压之间的关系，他利用数字电压表快速测量电容器的电压，他得到了如下数据。则以下说法不正确的是（ ） Q q q/2 q/4 q/8 q/16 U（V） 2.98 1.49 0.74 0.36 0.18 A．实验过程中使用的电容器规格要尽量一致，以保证接触后电荷量平分 B．根据实验数据可以得到电容器的电容与电压成正比 C．根据实验数据可以得到电容器的带电量与电压成正比 D．根据实验数据不能够计算得到该电容器的电容

20．类比是物理学中常用的思想方法。狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布，距离它r处的磁感应强度大小为

kB=2(k为常数)。磁单极S的磁场分布如图r甲所示，它与如图乙所示负点电荷Q的电场分布相似。假设磁单极子S和负点电荷Q均固定，有一带电小球分别在S和Q附近做匀

速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断不正确的是

A.若小球带正电，其运动轨迹平面可在S正上方，如图甲所示 B.若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q正下方，如图乙所示

2

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C.若小球带负电，其运动轨迹平面可在S正上方，如图甲所示 D.若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q正下方，如图乙所示

第二部分（非选择题 共180分）

本部分共11小题，共180分 21．（18分）

甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。 I．甲组同学采用图甲所示的实验装置。

(1)为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用 ；（用器材前的字母表示）

a．长度接近1m的细绳 b. 长度为30cm左右的细绳 c．直径为1.8cm的塑料球 4 5 6 0 1 2 3 7 8 d．直径为1.8cm的铁球

e．最小刻度为1cm的米尺 f．最小刻度为1mm的米尺 用主尺最小分度为1mm，游标上有20个分度的卡尺测量金属球的直径，结果如图1所示，可以读出此金属球的直径为___________mm。 图1 (2)该组同学先测出悬点到小球球心30 2 28 的距离L，然后用秒表测出单摆完成n次全振动 26 4 所用的时间t。请写出重力加速度的表达式24 6 g= 。（用所测物理量表示） 8 22 20 10 18 12 在一次实验中，他用秒表记下了单摆振动5016 14 10 次的时间如图2所示，由图可读出时间为 s。 41 图 12

图2

(3)在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值 。（选填“偏大”、“偏小”或 “不变”）

II．乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个

v/cm·s-1 速度传感器，如图乙所示。将摆球拉开一小角度使10 其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中

t/s 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 速度随时间变化的关系，如图丙所示的v-t图线。

(4)由图丙可知，该单摆的周期T= s； -10 丙

(5)更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出T2-L（周期平方-摆长）图线，并根

据图线拟合得到方程T2＝4.04L＋0.035。由此可以得出当地的重力加速度g＝____ m/s2。(取π2＝9.86，结果保留3位有效数字)

5931 57555314 0 1 13 2 3 12 4 11 5 10 9 8 7 6 33353751394941474543 3

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22．（16分）

在竖直平面内有一个粗糙的

1圆弧轨道，其半径R=0.4m，4轨道的最低点距地面高度h=0.8m。一质量m=0.1kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放，到达最低点时以一定的水平速度离开轨道，落地点距轨道最低点的水平距离x=0.8m。空气阻力不计，g取10m/s2，求： h （1）小滑块离开轨道时的速度大小； （2）小滑块运动到轨道最低点时，对轨道的压力大小； （3）小滑块在轨道上运动的过程中，克服摩擦力所做x 的功。

23．（18分）在研究某些物理问题时，有很多物理量难以直接测量，我们可以根据物理量之间的定量关系和各种效应，把不容易测量的物理量转化成易于测量的物理量。

载流导体板垂直置于匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板这两个表面之间就会形成稳定的电势差，这种现象称为霍尔效应。利用霍尔效应可以测量磁场的磁感应强度。

z 半导体材料硅中掺砷后成为N型半导体，它的自

由电子的浓度大大增加，导电能力也大大增加。一块B b N型半导体的样品的体积为a?b?c，A′、C、A、C′为a A′ 其四个侧面，如图所示。已知半导体样品单位体积中c I 的电子数为n，电子的电荷量为e。将半导体样品放

C′ C 在匀强磁场中，磁场方向沿Z轴正方向，并沿x方向通有电流I。试分析求解：

A (1)C、C′两个侧面哪个面电势较高？ x (2)半导体中的自由电子定向移动的平均速率是多少？

(3)若测得C、C′两面的电势差为U，匀强磁场的磁感应强度是多少？

24．（20分）某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，一个劲度系数k＝迎风板 1300N/m，自然长度L0＝0.5m弹簧一端固定在墙

M N 上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧

风 穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的。迎风板面积S＝0.5m2，V 工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与

R 迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连。迎风墙 板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好，不

E r 计摩擦。定值电阻R＝1.0?，电源的电动势E＝

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y 5

12V，内阻r＝0.5?。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U1＝3.0V，某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U2＝2.0V。（电压表可看作理想表），试分析求解：

(1)此时风作用在迎风板上的力的大小；

(2)假设风（运动的空气）与迎风板作用后的速度变为零，空气的密度为1.3kg/m3，求风速多大。

(3)对于金属导体，从宏观上看，其电阻定义为：R=U。金属导体的电阻I满足电阻定律：R=ρL。在中学教材中，我们是从实验中总结出电阻定律的， S而“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。设有一段通电导体，其长L，横截面积为S，电子电量为e，电子质量为m，单位体积内自由电子数为n，自由电子两次碰撞之间的时间为t0，现在，请同学们利用金属电子论，从理论上推导金属导体的电阻

LR∝。

S

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