2012年北京市西城区高三二模理综物理试题及答案(word版)

北京市西城区2012年高三二模试卷

物 理 试 题 2012.5

13．一束单色光从空气射入玻璃中，下列说法正确的是

A．若入射角足够大，则能发生全反射 B．光在玻璃中的波长小于在空气中的波长 C．光子在玻璃中的能量大于在空气中的能量 D．光在玻璃中的传播速度大于在空气中的传播速度 14．下列过程吸收能量的是

A．重核裂变

B．轻核聚变

C．原子从较高能级跃迁到较低能级 D．原子从较低能级跃迁到较高能级

15．如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，电场和磁场的方向相互垂直。一

束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转。则这些粒子一定具有相同的

A．质量m B．电量q C．运动速度v D．比荷

qm

16．已知甲、乙两个绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为r1和r2，月球半径为

R。甲、乙的运动速度大小分别用v1和v2表示。则v1和v2的比值为 A．

r1r2

B．

r2r1

C．

R r1R r2

D．

R r2R r1

17．一简谐横波沿x轴正方向传播。波源的位移y随时间t的变化规律可以用表达式

y 0.2sin4πt表示，式中位移y的单位是m，时间t的单位是s。该简谐横波的

波速为v=4.0m/s。则 A．这列波的波长λ=2.0m

B．这列波的波长λ=0.20m

C．介质中任意一点开始振动后，在一个周期内运动的路程s=0.2m

D．介质中任意一点开始振动后，在一个周期内运动的路程s=0.4m

1

18．如图所示，P、Q、A、B四个点在同一条直线上，分别把两个正、负点电荷置于

P、Q两点。A、B两点间的电势差用U表示，A点的电场强度用E表示。若把Q点的点电荷的电荷量减半，则 A．U变大，E变大 B．U变小，E变小 C．U变小，E变大 D．U变大，E变小

19．如图1所示，矩形导线框ABCD固定在匀

强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面向

里。规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中沿着ABCDA方向为感应电流i的正方向。要在线框中产生如图2所示的感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的规律可能为

D

图1

C

图

2

A B

20．如图所示，一半径为R的圆弧形轨道固定在水平地面上，O为最低点，轨道末端

A、B两点距离水平地面的高度分别为h和2h，h<<R。分别从A、B两点同时由静止释放甲、乙两个完全相同的小球。不计轨道与球之间的摩擦及空气阻力，不计两球碰撞过程中的机械能损失。

A．碰撞后乙球经过2π

Rg

的时间再次回到点O

B．碰撞后乙球落到水平地面上时的速度大小为4gh C．碰撞后甲球落到水平地面上时的速度大小为4gh D．碰撞后的瞬间两球对轨道的压力之和小于碰撞前的

瞬间两球对轨道的压力之和

2

21．实验题（18分）

（1）甲乙两个同学共同做“验证牛顿第

二定律”的实验，装置如图所示。

①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车受到的合力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响，将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，轻推小车，能使小车做

砝码盘

小车 打点计时器

_______________运动。另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质

量m 小车的质量M。（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”） 接下来，甲同学在保持小车质量不变的条件下，研究加速度与合力的关系；乙同学在保持合力不变的条件下，研究小车的加速度与质量的关系。 ②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。

实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据，可以算出小车的加速度a= m/s2。（结果保留三位有效数字） ③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a –

1M

1M

图线后，发现：当较大时，图线发生弯曲。该

同学对实验方案进行了修正，于是避免了图线发生弯曲，那么，该同学的修正方案是 A．画a与

1M mmM

的关系图线 B．画a与(M m)的关系图线

1(M m)

2

C．画 a与

的关系图线 D．画a与

的关系图线

3

（2）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，采用如图1所示的电路。

①请根据图1在图2中进行实物连线。

②某同学在实验中得到下面一组U和I的数据：

图3是该同学根据实验数据描绘出的伏安特性曲线。从图线上可以看出，当通过小灯泡的电流逐渐增大时，灯丝的阻值逐渐 ；这表明灯丝的电阻率随温度升高而 。（以上两空均选填“增大”、“不变”或“减小”）

U

/V

3.00 2.00 1.00

0.05 0.10

I

/A 0.30 图1

图

2

0 0.15

图3

0.20 0.25

③将本实验中的小灯泡两端加3.0V的电压，则小灯泡的实际功率约为

________W；若直接接在电动势为3.0V、内阻为2.0Ω的直流电源两端，则小灯泡的实际功率约为________W。（以上两空的结果均保留两位有效数字）

4

22．（16分）如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m，电荷量为

+q的小球。整个装置处于水平向右，场强大小为3mg的匀强电场中。重力加速度

4q

为g。

（1）求小球在电场中受到的电场力大小F； （2）当小球处于图中A位置时，保持静止状态。若

剪断细绳，求剪断瞬间小球的加速度大小a； （3）现把小球置于图中位置B处，使OB沿着水平方

向，轻绳处于拉直状态。小球从位置B无初速度释放。不计小球受到的空气阻力。求小球通过最低点时的速度大小v。

23. （18分）十三陵抽水蓄能电站担负着北京地区调峰和紧急事故备用电源，改

善首都供电质量的重要任务。抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。电站利用已建十三陵水库为下游水库，在蟒山后上寺沟头修建上游水库。电站的年发电量约为10亿kW·h，年抽水用电量约为14亿kW·h。如图所示，上游水库近似视为长方体，可用于发电的库容量为V，蓄水后上游水库水深为d，蓄水后水位高出下游水面高度为H。已知下游水库的库容量远大于上游水库的库容量。

（1）求十三陵抽水蓄能电站的总效率η； （2）求能用于发电的水的最大重力势能EP；

（3）若把抽水蓄能电站产生的电能输送到北

京城区。已知输电功率为P，输电线路的总阻值为R。要使输电线路上损耗的功率小于ΔP，

a．求输电电压的最小值U；

下游水库

上游水库

b．在输电功率一定时，请提出两种减少输电过程中功率损耗的方法。

5

24．（20分）如图所示，一木板放置在水平桌面上， A、B两个小物体通过不可伸长

的轻绳相连，并且跨过轻滑轮，A物体放置在木板的最左端，滑轮与物体A间的细绳平行于桌面。已知木板的质量m1=20.0kg，物体A的质量m2=4.0kg，物体B的质量m3=1.0kg，物体A与木板间的动摩擦因数 0.5，木板长L=2m，木板与物体A之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。忽略水平桌面与木板间的摩擦。重力加速度g取10m/s2。为了使A、B两个物体以及木板均保持静止状态，现对木板施加水平向左的力F1。 （1）求力F1的大小；

（2）为了使物体A随着木板一起向左运动，并

且不发生相对滑动，现把力F1替换为水平向左的力F2，求力F2的最大值；

（3）现用水平向左的力打击木板，同时撤去力

F1。使物体B上升高度hB=1.0m（物体B未碰触滑轮）时，物体A刚好到达木板最右端。求打击木板的冲量大小I。

6

北京市西城区2012年高三二模试卷

物理试题参考答案 2012.

5

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

（1）①匀速直线 远小于

②0.343 ③A

（2）①如图所示

②增大 增大

③0.81（0.80—0.82） 0.62（0.60—0.64）

评分说明：本题共18分。第（1）题中第①小题每空1分，第②和③小题各2分。第（2）题中第①小题3分；第②小题中每空2分；第③小题中第一个空2分，第二个空3分。 22．（16分）

（1）小球所受的电场力F Eq

34mg

图2

54mg

（2）根据平行四边形定则 F合 mg)2 (Eq)2 根据牛顿第二定律 F合 ma

7

所以，小球的加速度a

54

g 12mv

2

（3）根据动能定理 mgl Eql

2gl2

0

解得 v

评分说明：本题共16分。第（1）问4分；第（2）问6分；第（3）问6分 23．（18分）

（1）总效率

E有用E总

100％

1014

100 ％ 71％

（2）能用于发电的水的总质量m V

所以，能用于发电的水的最大重力势能EP mgh Vg(H （3）a．当输电电压为U时，输电电流I

所以，损失功率 P I2R (

PU

PU

d)

2

2

)R

所以，输电电压的最小值U P

R P

b．增大输电导线的横截面积；改用电阻率小的输电导线；提高输电电压。

评分说明：本题共18分。第（1）问4分；第（2）问6分；第（3）问8分。

24．（20分）

（1）对物体B受力分析如图1所示，

根据共点力平衡条件 T1=m3g ①

对物体A和木板组成的整体受力分析如图2所示 根据共点力平衡条件得 F1=T1 ② 代入数据，由①、②得 F1=10N

对物体B受力分析如图3所示，

8

a

B m3g 图3

图4

T2

fTT1 B m3g 图1

图2 FT（2）运动过程中，三个物体的加速度大小相等，设加速度大小为a。

根据牛顿第二定律 T2–m3g= m3a ③ 对物体A受力分析如图4所示， 根据牛顿第二定律 f–T2 = m2a ④ 此时，f =μm2g ⑤

代入数据，由③、④、⑤式得 a =2.0m/s 对木板受力分析如图5所示，

根据牛顿第二定律 F2–f= m1 a ⑥ 将加速度代入⑥式得 F2= 60N

2

a

F2

a 图5

f

（3）由于木板与物体A之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体A、B运动的

加速度与（2）中的加速度相等。即a =2.0m/s2 设物体B上升高度hB=1.0m，所用时间为t，满足hB

代入数据，解得 t =1.0s

设木板减速运动过程中的加速度为a ， 对木板受力分析如图6所示 根据牛顿第二定律 f m1a

代入数据，解得 a 1.0m/s

根据题意，物体B上升高度hB=1.0m过程中， 木块向左运动的位移x=L+hB=3m 设打击木板后的瞬间，木板的速度为v0，

物体A刚好到达木板最右端时，木板的速度vt v0 a t 对木板，根据运动学公式x

v0 vt

2

t

2

12

2at

fa´ 图6

代入数据，解得 v0=3.5m/s 根据动量定理 I=m1v0-0 代入数据，解得 I=70N·s

评分说明：本题共20分。第（1）问3分；第（2）问7分；第（3）问10分

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