2009年北京市西城区高三物理统一测试试题及答案(理科)

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2009年北京市西城区高三统一测试 理科综合能力试卷(物理部分)

13.下列说法正确的是

A.用加温或加压的方法不能改变原子核衰变的半衰期 B.某原子核经过一次α衰变后,核内质子数减少4个 C.β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流 D.α射线的贯穿作用很强,可用来进行工业探伤

14.下列说法正确的是

A.布朗运动就是液体分子的热运动

B.在实验室中可以得到-273.15oC的低温

C.一定质量的气体被压缩时,气体压强不一定增大 D.热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体

15.某位同学用下面的方法测量某种液体的折射率。如图所示,他在一

A 个烧杯中装满了某种透明液体,紧贴着杯口竖直插入一根直尺AB,眼睛从容器边缘的P处斜向下看去,观察到A经液面反射所成的

虚像A′恰好与B经液体折射形成的虚像重合。他读出直尺露出液C 面的长度AC、没入液体中的长度BC,量出烧杯的直径d。由此求

A′ 出这种透明液体的折射率为 A.

BCACP B.

ACBC22 C.d2?AC2 D.

dd22?BC?AC22

d

16.如图是某绳波形成过程的示意图,1、2、3、4??为绳上的一系列等间距的质点,绳处

于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动2、3、4??各个质点

依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端。t = 0时质点1开始竖直向上运动,经过四分之一周期,质点5开始运动。下列判断正确的是 A.tC.t??T43T4d?BCB 时质点5的运动方向向下 B. 时质点12的运动方向向上 D.

t?T2时质点8的加速度方向向上 时质点16开始运动

t?T 左 右

9 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1

17.几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯中。一位同

学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层。并用照相机进行了相关记录,如图所示。他们根据记录,进行了以下推断分析,其中正确的是

40

图1

图2

50 1 1 9 10 2 50 40 50 40 图3

50 40 50 图4 图5

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A.根据图2和图3可估测出电梯向上起动时的加速度

B.根据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度 C.根据图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度 D.根据图4和图5可估测出电梯向下起动时的加速度

18.宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某

星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t小球落回原处。已知该星球的半径与地球半径之比为R星:R地 = 1 : 4,地球表面重力加速度为g,设该星球表面附近的重力加速度为g′,空气阻力不计。则

A.g′: g = 5 : 1 B.g′: g = 5 : 2

C.M星 : M地 = 1 : 20 D.M星 : M地 = 1 : 80

19.如图是一种理想自耦变压器示意图,线圈绕在一个圆环形的铁芯上,P是可移动的滑动

触头。AB间接交流电压U,输出端接通了两个相同的灯泡L1和L2,Q为滑动变阻器的滑动触头。当开关S闭合,P处于如图所在的位置时,两灯均能发光。下列说法正确的是

A.将P沿逆时针方向移动,两灯均变暗 B.P不动,将Q向左移动,两灯均变亮

C.P不动,将Q向右移动,输入功率变大 D.断开开关S,L1将变暗

20.如图所示,a、b、c、d是某匀强电场中的四个点,它们

U Q R L1 S L2

正好是一个矩形的四个顶点,ab = cd = L,ad = bc = 2L,电场线与矩形所在平面平行。

已知a点电势为20V,b点电势为24V,d点电势为12V。一个质子从b点以v0的速 度射入此电场,入射方向与bc成45°,一段时间后经过c点。不计质子的重力。下列判断正确的是

a d A.c点电势高于a点电势

B.场强的方向由b指向d

C.质子从b运动到c所用的时间为2L

v0bD.质子从b运动到c,电场力做功为4eV

v0 45° c

第II卷(非选择题 21-31题共1l题 共180分)

注意事项:

1.用钢笔或圆珠笔将答案写在答题卡上。 2.答卷前将密封线内的项目填写清楚。 21.(18分)

(1)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中,用游标为10分度(测量值可准确到

0.1mm)的卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图1所示,读出小球直径d的值为 mm。在实验中需要用秒表测出单摆振动n次所需要的时间。在一次实验中,他用秒表记下了单摆振动50次的时间如图2所示,由图可读出时间为 s。

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图1 5930 31 2 28 573314 0 1 13 2 26 12 3 4 553511 4 10 5 24 6 9 8 7 6 5337 8 22 5139 20 10 4941 18 12 4716 434514 0 1 0 2 5 3 10 4 cm 2 5 3 10 0

6 378 图2

(2) 某同学用如图3所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻 r,R为电阻箱。干电池的工作电流不宜超过0.5A。实验室提供的器材如下:电压 表(量程0~3V,内阻约3kΩ),电阻箱(阻值范围0~999.9?);开关、导线若干。

-

V R S 图3

+ R S

V 图4

① 请根据图3的电路图,在图4中画出连线,将器材连接成实验电路。

② 实验时,改变电阻箱R的值,记录下电压表的示数U,得到如下表所示的若干组 R、U

的数据。

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电阻R/Ω 60.5 35.2 20.0 13.7 9.9 5.8 4.3 3.5 2.9 2.5 电压U/V 2.58 2.43 2.22 2.00 1.78 1.40 1.18 1.05 0.93 0.85

根据实验数据绘出如图5所示的1-U 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1R图线。由图象得出

1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 O 1U/V?1电池组的电动势E = V,内电阻r = Ω。 ③ 关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法,下列说法正确的是 。

A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差 B.同学读电压表读数引起的误差属于系统误差 C.本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差 D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系 统误差 ④ 若实验室没有电压表,只能用100μA的灵敏电

流表和电阻箱改装。先用如图所示的电路测量电流表 G 1R/??1

0.10 0.20 图5

0.30 0.40 的内阻:先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S2,调节R′,使电流表指针偏转到满刻度的2,读出此时R′的

3G S2 R′ S1 R 阻值为2.00×10Ω。则电流表内阻的测量值Rg = Ω。将该灵敏电流表改装成量程为3V的电压表,需 (“串联”或“并联”)阻值为R0 = Ω的电阻。

22.(16分)如图所示,水平地面AB与倾角为θ的斜面平滑相连。一个质量为m的物块静止在A点。现用水平恒力F作用在物块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动,经时间t到达B点,此时撤去力F,物块以在B点的速度大小冲上斜面。已知物块与水平地面和斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g。求: (1)物块运动到B点时速度的大小v; (2)物块在斜面上运动时加速度的大小a; (3)物块在斜面上运动的最远距离s。

23.(18分)如图所示,半径R = 0.8m的四分之一光滑圆弧轨道位于竖直平面内,与长CD = 2.0m的绝缘水平面平滑连接。水平面右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度E = 40N/C,方向竖直向上,磁场的磁感应强度B = 1.0T,方向垂直纸面向外。两个质量均为m = 2.0×10-6kg的小球a和b,a球不带电,b球带q = 1.0×10-6C的正电,并静止于水平面右边缘处。将a球从圆弧轨道顶端由静止释放,运动到D点与b球发生正碰,

A F B θ 图6

3

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碰撞时间极短,碰后两球粘合在一起飞入复合场中,最后落在地面上的P点。已知小球a在水平面上运动时所受的摩擦阻力f = 0.1mg, PN =3ND,取g =10m/s2。a、b均可作为质点。求:

(1)小球a与b相碰后瞬间速度的大小v; (2)水平面离地面的高度h;

(3)从小球a开始释放到落地前瞬间的整个运动过程中,ab系统损失的机械能ΔE。

24.(20分)某同学利用电磁感应现象设计了一种发电装置。如图1为装置示意图,图2为俯视图,将8块相同的磁铁N、S极交错放置组合成一个高h = 0.5m、半径r = 0.2m的圆柱体,并可绕固定的OO′轴转动。圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B = 0.2T,磁场方向都垂直于圆柱表面,相邻两个区域的磁场方向相反。紧靠圆柱外侧固定一根与圆柱体等长的金属杆ab,杆与圆柱平行,杆的电阻R = 0.4Ω。从上往下看,圆柱体以ω=100rad/s的角速度顺时针方向匀速转动。以转到如图所示的位置为t = 0的时刻。取g = 10m/s2,π2 = 10。求:

(1)圆柱转过八分之一周期的时间内,ab杆中产生的感应电动势的大小E;

(2)如图3所示,M、N为水平放置的平行板电容器的两极板,极板长L0 = 0.314 m,两板间距d = 0.125m。现用两根引线将M、N分别与a、b相连。若在t = 0的时刻,将一个电量q = +1.00×10-6C、质量m =1.60×10-8kg的带电粒子从紧临M板中心处无初速释放。求粒子从M板运动到N板所经历的时间t。不计粒子重力。

(3)在如图3所示的两极板间,若在t = 0的时刻,上述带电粒子从靠近M板的左边缘处以初速度v0水平射入两极板间。若粒子沿水平方向离开电场,求初速度v0的大小,并在图中画出粒子对应的运动轨迹。不计粒子重力。

b 图1 O a R C b D E B N P a N S N L0

S N a N S N S S S O N S N S N S N N S N d m +q 图3 M O′ 图2

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参考答案

13.A 14.C 15.D 16.C 17.C 18.D 19.B 20.C 21.(18分)(每空2分)

(1) (4分)16.4 96.8 (2)①(2分)如右图所示 ②(4分)2.86, 5.70~6.10 (两位有效数字均给分) ③(2分)CD(含有错误答案不给分)

34

④(6分)1.00×10,串联,2.90×10

(1000,29000同样给分) 22.(16分)

(1)(5分)从A到B,根据动量定理

?F??mg?t?mv (4分)

解得v?Ftm??gt (1分)

(2)(6分)物块在斜面上受力如右图所示

根据牛顿第二定律 mgsin???N?ma 解得a?g?sin???cos?? (3)(5分)根据v2?2as

解得s?23.(18分)

?Ft??mgt? 22mg?sin???cos??2(1)(6分)设球到D点时的速度为vD,从释放至D点,

根据动能定理mgR?0.1mg?CD?12mvD (3分)

2对a、b球,根据动量守恒定律 mvD?2mv (2分) 解得v?1.73m/s(1分)

(2)(6分)两球进入复合场后,由计算可知Eq?2mg两球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,轨迹示意图如右图所示(1分)

洛伦兹力提供向心力evB?2m由图可知r?2h(2分)

解得h?23m?3.46m (1分) (3)(6分)ab系统损失的机械能

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v2r(2分)

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?E?mg?2??R??h?mgh212 mv2或?E?0.1mg?CD?12mvD?212?2mv?Eqh

解得?E?1.48?10?4J 24. (20分)

(1)(4分)感应电动势E?Bhv (2分) v??r(1分) 代入数据得 E?2V (1分) (2)(8分)粒子加速度 a?周期T?12?Uqdm(1分)

?(1分)

121?1?粒子在T时间内运动的距离s0?a?T??m(1分)

82?8?32由s0和d的数据可知t?(3)(8分)

12T?3.14?10?2s(2分)

第一种情况:粒子运动轨迹如图1所示 初速度 v01?L014L012TT?20m/s(2分)

第二种情况:粒子运动轨迹如图2所示 初速度v02??10m/s (2分)

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