东城区第一次模拟物理高考试题定稿 8页

2008 东城区第一次模拟物理高考试题定稿(2008.3.1) 单一选择题（8×6=48 分） 13．一个物体以一定的初速度沿足够长的粗糙斜面由底端向上滑动，经过一段时间物体又返 回到斜面底端。下列各图中，能正确表示该物体运动过程中速度 v 随时间 t 变化关系的图线 是 （ A ） 14．下列说法正确的是 ( B ) A．质点做自由落体运动，每秒内重力所做的功都相同 B．质点做平抛运动，每秒内动量的增量都相同 C．质点做匀速圆周运动，每秒内合外力的冲量都相同 D．质点做简谐运动，每四分之一周期内回复力做的功都相同 15．如图所示电路中，电源电动势为 E，线圈 L 的电阻不计。以 下判断正确的是( C ) A．闭合 S，稳定后，电容器两端电压为 E B．闭合 S，稳定后，电容器的 a 极带正电 C．断开 S 的瞬间，电容器的 a 极板将带正电 D．断开 S 的瞬间，电容器的 a 极板将带负电 16．如图 a 所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框 平面的轴 O 以角速度ω匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在图 b 中能正 确描述线框从图 a 中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是 （ A ） 17．右图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于 n=3 的激发 态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出 功为 2.49eV 的金属钠，下列说法正确的是（ D ） A. 这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从 n=3 跃迁到 n=2 所发出的光波长最短 B. 这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从 n=3 跃迁到 n=1 所发出的光频率最高 C. 金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为 11.11eV L t1 R1 R2 Ca b S L E 图 a ωO B 图 b i 0 t A i 0 t B i 0 t C i 0 t D v tO A v tO B v tO C v t D n=4 n=3 n=2 n=1 -1.51eV -0.85eV -13.60eV -3.40eV D. 金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为 9.60eV 18．在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质量为 M，气缸内有一质量为 m 的活塞， 已知 M>m。活塞密封一部分理想气体。现对气缸施一水平向左的拉力 F（如图 A）时， 气缸的加速度为 a1，封闭气体的压强为 p1，体积为 V1；若用同样大小的力 F 水平向左 推活塞，如图 B，此时气缸的加速度为 a2，封闭气体的压强为 p2、体积为 V2，设密封 气体的质量和温度均不变。则 （ D ） A．a1>a2，p1> p2，V1>V2 B．a1 p2，V1V2 19．如图所示，在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心 O 处放一点电荷。现将质量为 m、 电荷量为 q 的小球从半圆形管的水平直径端点 A 静止释放，小球沿细管滑到最低点 B 时， 对管壁恰好无压力。若小球所带电量很小，不影响 O 点处的点电荷的电场，则置于圆心处 的点电荷在 B 点处的电场强度的大小为（ C ） A． mg q B． 2mg q C． 3mg q D． 4mg q 20．我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球。假如宇航员 在月球上测得摆长为 L 的单摆做小振幅振动的周期为 T，将月球视为密度均匀、半径为 r 的 球体，则月球的密度为( B ) A． 23 L GrT  B． 2 3 L GrT  C． 2 16 3 L GrT  D． 2 3 16 L GrT  二、实验题（18 分） 21．(1)（6 分）利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（a）所 示，在悬点 O 正下方有水平放置的炽热的电热丝 P，当悬线摆至电热丝处 时能轻易被烧断；MN 为水平木板，已知悬线长为 L，悬点到木板的距离 OO’＝h（h＞L）。 （1）将小球向左拉起后 自由释放，最后小球落 到木板上的 C 点，O’C ＝s，则小球做平抛运动 的 初 速 度 为 v0________。 （2）在其他条件不变的 得分 评卷人 AC B O F F A B O O´ A P B CM N (a) v0 s2/m2 cosθO 0.5 1.0 1.0 2.0 (b) 情况下，若改变释放小球时悬线 与竖直方向的夹角 ，小球落点与 O’点的水平距离 s 将随 之改变，经多次实验，以 s2 为纵坐标、cos 为横坐标， 得到如图（b）所示图像。则当 ＝30 时，s 为 ________m； 若悬线长 L＝1.0m，悬点到木板间的距离 OO’为________m。 21.(2)（12 分）某学校实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管。已知螺线 管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8Ω·m。课外活动小组的同学设计了一 个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、 电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。 ①他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第．．．．Ⅱ．步操作．．．） Ⅰ.将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“×1”； Ⅱ. ； Ⅲ.把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图（a）所示。 图(a) 图(b) ②根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的 电压调节范围，应从图（b）的 A、B、C、D 四个电路中选择________ 电路来测量金属丝电阻； ③他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图所示，金属丝的直 径为_______mm； ④根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺 线管所用金属丝的长度约为_____m。（结果保留两位有效数 字） ⑤用电流表和电压表测量金属丝的电阻时，由于电压表、电 流表内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法， 都会产生系统误差。按如图（c）所示的电路进行测量，可以消 除由于电表内阻造成的系统误差。利用该电路进行实验的主要 操作步骤是： 得分 评卷人 图（c） S1 S2 V A R1Rx R2 2 1 0 30 20 25 A A BP S V E Rx R B A A BP S V E Rx R C A V A BP S EA Rx R A V A BP S ED Rx R ~ Ω Ω ×1k ×100 ×10 ×1 Ω OFF 2.5 10 50 250 500 2.5 50 mA 100 10 1 500 10 250 V ~ + V 第一步：先将 R2 的滑动头调到最左端，单刀双掷开关 S2 向 1 闭合，闭合开关 S1，调节 滑动变阻器 R1 和 R2，使电压表和电流表的示数尽量大些（在不超过量程的情况下），读出此 时电压表和电流表的示数 U1、I1。 第二步：保持两滑动变阻器滑动头位置不变，将单刀双掷开关 S2 向 2 闭合，读出此时 电压表和电流表的示数 U2、I2。 请写出由以上记录数据计算被测电阻 Rx 的表达式 Rx= 。 三、计算题（54 分） 22．（16 分）如图所示，MN、PQ 是平行金属板，板长为 L，两板间距离 为 d，PQ 带正电,MN 板带负电,在 PQ 板的上方有垂直纸面向里的匀强磁 场。一个电荷量为 q、质量为 m 的带负电粒子以速度 v0 从 MN 板边缘沿平 行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从 PQ 板左边缘飞进磁场，然后又恰好从 PQ 板的 右边缘飞进电场。不计粒子重力。试求： （1）两金属板间所加电压 U 的大小； （2）匀强磁场的磁感应强度 B 的大小； （3）在图中正确画出粒子再次进入电场中的运动轨迹，并标出 粒子再次从电场中飞出的速度方向。 23．（18 分） 如图所示，光滑水平面上有一质量 M＝4.0 kg 的带有圆弧轨道的小车，车的 上表面是一段长 L＝1.0m 的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径 R＝ 0.25m 的 4 1 光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在 O' 点相切．车右端固 定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧，一质量 m ＝1.0 kg 的小物块紧靠弹簧放置，小物块与水平轨道间的动摩 擦因数  = 0.50．整个装置处于静止状态, 现将弹簧解除锁定， 小物块被弹出，恰能到达圆弧轨道的最高点A．取g ＝10m/s2 , 求： （1）解除锁定前弹簧的弹性势能； (2)小物块第二次经过 O' 点时的速度大小； (3)小物块与车最终相对静止时，它距 O' 点的距离． 24．（20 分）如图所示，两根完全相同的光滑金属导轨 OP、OQ 固定在水平桌面上，导轨间 的夹角为θ＝74°，导轨单位长度的电阻为 r0＝0.10Ω/m。导轨所在空间 有垂直于桌面向下的匀强磁场，且磁场随时间变化，磁场的磁感应强度Ｂ 与时间 t 的关系为 B＝ k t ，其中比例系数 k＝2T·s。将电阻不计的金属杆 MN 放置在水平桌面上，在外力作用下，t＝0 时刻金属杆以恒定速度 v＝2m/s 从 O 点开始向 右滑动。在滑动过程中保持 MN 垂直于两导轨间夹角的平分线，且与导轨接触良好。（已知 导轨和金属杆均足够长，sin37°＝0.6， 得分 评卷人 得分 评卷人 得分 评卷人 m R O’ OA M v0 B MN PQ m,-qd cos37°＝0.8）求: ⑴在 t=6.0s 时,回路中的感应电动势的大小; ⑵在 t=6.0s 时,金属杆 MN 所受安培力的大小; ⑶在 t＝6.0s 时,外力对金属杆 MN 所做功的功率。 2008 东城区第一次理科综合模拟考试物理参考答案和评分标准(2008.3.1) 一、单项选择题（8×6=48） 题号 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 A B C A D D C B 二、实验题 21．（18 分）(1)（6 分）① )Lh( gs 2 （2 分）：②0.52（2 分）；1.5（2 分）。 21 . (2)（12 分）①Ⅱ.将红、黑表笔短接，转动调零旋钮Ω使指针指向零。 （或红黑表笔短接，调节欧姆表调零旋钮，使指针指向 0Ω）。（2 分）; ②D（2 分）;③ 0.260（2 分）；④12~13 ( 3 分) ；⑤Rx= 2 2 1 1 I U I U  （3 分）。 三．计算题(54 分) 22．22．（16 分）分析和解： （1）设带电粒子在平行金属板匀强电场中运动的时间为 t，由类平抛运动可知： tvL 0 ………………① （1 分） 2 2 1 atd  ………………②（2 分） m Eqa  …………………③（2 分） d UE  …………………④（2 分） 联立求解①～④式解得： 2 22 02 qL dmvU  ……………⑤（1 分） 或由动能定理和运动的合成、分解的方法，联立求解得出正确的结果同样给分。 设带电粒子第一次飞出电场时的速度为 v 即由动能定理 2 2 0 1 1 2 2qU mv mv  ； 2 2 2 0 yv v v  ； yv at 和①③④联立可得 2 22 02 qL dmvU  （2）带电粒子以速度 v 飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动，由 M θ B O N P Q v v0 O N PQ m,-q L d θ θ VN R vmqvB 2  …………………………………………………………………⑥（2 分） sin 2 L R   …………………………………………………………………⑦（1 分） sin yv v   …………………………………………………………………⑧ （1 分） atv y  ………………………………………………………………………⑨（1 分） 联立求解①③④⑤⑥⑦⑧⑨可得 2 04 qL dmvB  ……………………………⑩（1 分） 或由下列常规方法求解： atv y  …………………………………………⑴（1 分） 0 tan v vy ……………………………………………………………⑵（1 分） 0cos v v   ……………………………………………………………⑶（1 分） sin 2 L R   ……………………………………………………………⑷（1 分） R vmqvB 2  ……………………………………………………………⑸（1 分） 联立以上有关方程求解可得： 2 04 qL dmvB  …………………………⑹（1 分） （3）画图正确给 2 分。（轨迹 1 分、速度方向 1 分）见上图。 23、（18 分）分析和解： （1）设弹簧解除锁定前的弹性势能为 EP ，上述过程中由动量守恒、能量转换和守恒， 则有 mgLmgREP  ………………………………………………①（3 分） 代入已知条件得 EP = 7.5 J ………………………………………………②（2 分） (2)设小物块第二次经过 O' 时的速度大小为 vm ，此时平板车的速度大小为 vM ， 研究小物块在圆弧面上下滑过程，由系统动量守恒和机械能守恒， 定水平向右为正方向有 Mm Mvmv 0 …………………………………………………………③（2 分） 22 2 1 2 1 Mm MvmvmgR  ………………………………………………④（3 分） 由③④两式可得 mM gRMvm  2 ………………………………………⑤（2 分） 将已知条件代入③解得 vm =2.0 m/s ………………………………………（2 分） (3)最终平板车和小物块相对静止时，二者的共同速度为 0．设小物块相对平板车滑动的总 路程为 s，对系统由功能关系有 mgsEP  ……………………………⑥（2 分） 代入数据解得 s =1.5m ………………………………………………………（1 分） 小物块最终静止在 O' 点右侧, 它距 O'点的距离为 s – L = 0.5m ……………（1 分） 24．(20 分)分析和解：⑴经时间 t 时，金属杆切割磁感线的有效长度为 L＝2vt tan 2  ＝3t …………………………………………………………… ①（2 分） 回路所围的面积为 S＝ 2 vtL ＝3t2………………………………………………②（2 分） 回路的总电阻为 R＝ 02 cos 2 vtr  ＝0.5t ………………………………………③（2 分） 解法一：金属杆（有效长度）切割磁感线产生感应电动势大小为： E1＝BLv＝12V ……………………………………………………………④（3 分） 产生感应电流的方向为逆时针 E2= B St   =6V …………………………………………………………………⑤（3 分） 根据楞次定律可判断其感应电动势产生感应电流的方向为顺时针 由④⑤两式可得回路中的感应电动势的大小 E=E1+E2=6V……………………⑥ (1 分) 产生感应电流的方向为逆时针。 解法二：∵ kB t  , S=3t2 ∴ 23 3kB S t ktt       ∴ =(3 ) 3 3 2kt k     6v 解法三：∵ B S   ∴ ( ) ( 6) 12 6B S B S BS V           说明： 2(3 ) 3 2 6 12k kE BS t t k Vt t         动 2 2 2( ) (3 ) ( 1) 3 3 6kE B S t k t t k Vt            感 故t=6s时，回路中感应电动势应为 12 ( 6) 6E V    ⑵金属杆 MN 所受安培力的大小为 F 安=BIL …………………………………⑨（1 分） 由闭合电路欧姆定律可知回路中的电流 I＝ E R ………………………………………………………………⑩（2 分） 联立③⑦⑨得 F 安=12N ………………………………………………………○11 （1 分） ⑶外力对金属杆 MN 所做功的功率为 P 外＝F 外 v ……………………………○12 （1 分） 由于金属杆 MN 以恒定速度向右滑动有 F 安=F 外 ……………………………○13 (1 分) 联立○11 ○12 ○13 解得 P 外=24W …………………………………… （1 分） （用其它方法算出以上正确答案的同样给分）。