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2013年丰台高三一模物理部分及答案(附评分标准)


丰台区 2013 年高三年级第二学期统一练习(一) 13.关于一定质量的气体,下列叙述正确的是 A.气体体积增大时,其内能一定减少 B.外界对气体做功,气体内能一定增加 C.气体从外界吸收热量,其内能一定增加 D.气体温度升度,其分子平均动能一定增加 14. 已知天然放射现象放出 α、β、γ 三种射线。下列说法正确是 A.α、β、γ 三种射线分别是氦原子核、电子和中子 B.三种射

线中 α 射线速度最快、β 射线离作用最强、γ 射线穿透能力最强 C.α 射线轰击氮原子核可以产生质子,核反应方程为 4 He + 14 N ? 17 O + 1 H 2 7 8 1 D.英国物理学家 J.J.汤姆孙最早用 α 射线完成著名的“α 粒子散射实验”并提出核式结 构的原子模型 15. 两束单色光线 a、b 以相同的角度从某种玻璃射入空气,发现 a 发生了全反射、b 没 有发生全反射,则下列说法中正确的是 A.光线 a 的波长较大 C.光线 b 的临界角较小 B.玻璃对光线 a 的折射率较大 D.光线 b 在玻璃中的速度较小

16. 2012 年 10 月 25 日,我国在西昌卫星发射中心成功将一颗北斗导航卫星发射升空并 送入预定转移轨道。这是一颗地球静止轨道卫星,将与先期发射的 15 颗北斗导航卫星组网 运行,形成区域服务能力。关于这颗地球静止轨道卫星的说法正确的是 A.它的周期与月球绕地球运动的周期相同 B.它在轨道上运动时可能经过北京的上空 C.它运动时的向心加速度大于重力加速度 D.它运动的线速度比地球第一宇宙速度小 17. 如图所示为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形图象(图中仅画出 0~12m 范围内的波形) 。经过 ?t ? 1.2 s 的时间,恰好第三次重复出现图示的波形。根据提 供的信息,下列判断中正确的 A.波的传播速度的大小为 30m/s B.波中质点 P 的振动的周期为 0.3 s C.可以画出波中质点 P 的振动图像 D.该时间段内质点 P 经过的路程为 24 m
10 O -10 P 2 4 6 8 10 12 x/m y/cm

1

18. 如图所示一块绝缘薄圆盘可绕其中心的光滑轴自由转动,圆盘的四周固定着一圈带 电的金属小球,在圆盘的中部有一个圆形线圈。实验时圆盘沿顺时针方向绕中心转动时,发 现线圈中产生逆时针方向(由上向下看)的电流,则下列关于可能出现的现象的描述正确的 是 A.圆盘上金属小球带负电,且转速减小 B.圆盘上金属小球带负电,且转速增加 C.圆盘上金属小球带正电,且转速不变 D.圆盘上金属小球带正电,且转速减小
ω 带电金属小球 线圈

19.光滑水平面上有一边长为 L 的正方形区域处在场强为 E 的匀强电场中,电场方向与 正方形一边平行。一质量为 m、带电量为 q 的小球由某一边的中点,以垂直于该边的水平初 速 v0 进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时,具有的动能不可能为 ... A.

1 2 mv0 2

B.

1 2 2 mv0 ? qEL 2 3

C.

1 2 1 mv0 ? qEL 2 2

D.

1 2 mv0 ? qEL 2
m1 m2

20. 如图所示,两质量分别为 m1 和 m2 的弹性小球又叠放在一起,从高 度为 h 处自由落下,且远大于两小球半径,所有的碰撞都是完全弹性碰撞, 且都发生在竖直方向。 已知 m2=3m1, 则小球 m1 反弹后能达到的高度为 ( A.h B.2h C.3h D.4h )

h

21.(18 分) (1)现要测定一个额定电压 6V、额定功率 3W 的小灯泡的伏安特性曲 线。要求所测电压范围为 0V~5.5V。 现有器材: 直流电源 E(电动势 6V,内阻不计) ; 电压表○(量程 6V,内阻约为 4×104Ω) V ; 电流表A1(量程 300mA,内阻约为 2Ω) ; ○ 电流表A2(量程 600mA,内阻约为 1Ω) ; ○ 滑动变阻器 R(最大阻值约为 30Ω) ; 电子键 S,导线若干。 ①如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选用的电流表是 。

2

②下图已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接。

A

A

V

_ +

(2)某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源, 输出电压为 6V 的频率为 50Hz 交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上 拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。 ①他进行了下面几个操作步骤: A.按照图示的装置安装器件; B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上; C.用天平测出重锤的质量; D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带; E.测量纸带上某些点间的距离; F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。 其中没有必要进行的步骤是_________,操作不当的步骤是_________。 ②他进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析。如图所示.其中 O 点为 起始点,A、B、C、D、E、F 为六个计数点。根据以上数据,当打点到 B 点时重锤的速度 _________m/s,计算出该对应的

1 2 v =_______ m2/s2,gh=_______ m2/s2,可认为在误差范围 2
A B C D E 单位:cm F

内存在关系式______________,即可验证机械能守恒定律。 (g=9.8 m/s2)
O
14.31 17.80 21.68 25.90 30.51 35.49

③他继续根据纸带算出各点的速度 v,量出下落距离 h,并以 出的图象,应是图中的_______。

v2 为纵轴、以 h 为横轴画 2

3

v2 2

v2 2

v2 2

v2 2

O A.

h

O B.

h

O C.

h

O D.

h

④他进一步分析,发现本实验存在较大误差。为此设计出用如图所示的实验装置来验证 机械能守恒定律。通过电磁铁控制的小铁球从 A 点自由下落,下落过程 中经过光电门 B 时,通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡 光时间 t,用毫米刻度尺测出 AB 之间的距离 h,用游标卡尺测得小铁球 的直径 d。重力加速度为 g。实验前应调整光电门位置使小球下落过程 中 球 心通 过光 电门 中的激 光 束 。 小铁 球通 过光电 门 时的 瞬时 速度 v= 。如果 d、t、h、g 存在关系式 ,也可验证 B A

机械能守恒定律。 ⑤比较两个方案,改进后的方案相比原方案的最主要的优点是: 。 22. (16 分) 一长 l =0.80m 的轻绳一端固定在 O 点,另一端连接一质量 m =0.10kg 的小球,悬点 O 距 离水平地面的高度 H = 1.00m。开始时小球处于 A 点,此时轻绳拉直处于水平方向上,如图 所示。 让小球从静止释放, 当小球运动到 B 点时, 轻绳碰到悬点 O 正下方一个固定的钉子 P 时立刻断裂。不计轻绳断裂的能量损失,取重力加速度 g=10m/s2。求: (1)当小球运动到 B 点时的速度大小; (2)绳断裂后球从 B 点抛出并落在水平地面的 C 点,求 C 点与 B 点之间的水平距离; (3)若 OP=0.6m,轻绳碰到钉子 P 时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂,求轻绳 能承受的最大拉力。
O

l

A

P

H
B

C

4

23.(18 分) 如图是磁流体发电工作原理示意图。发电通道是个长方体,其中空部分的长、高、宽分 别为 l 、 a 、 b ,前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可略的导体电极,这两个电 极与负载电阻 R 相连。发电通道处于匀强磁场里,磁感应强度为 B,方向如图。发电通道内 有电阻率为 ? 的高温等离子电离气体沿导管高速向右流动,运动的电离气体受到磁场作用, 产生了电动势。发电通道两端必须保持一定压强差,使得电离气体以不变的流速 v 通过发 电通道。不计电离气体所受的摩擦阻力。根据提供的信息完成下列问题: (1)判断发电机导体电极的正负极,求发电机的电动势 E; (2)发电通道两端的压强差 ? P ; (3)若负载电阻 R 阻值可以改变,当 R 减小时,电路中的电流会增大;但当 R 减小到 R 0 时,电流达到最大值(饱和值)Im;当 R 继续减小时,电流就不再增大,而保持不变。设变 化过程中,发电通道内电离气体的电阻率保持不变。求 R 0 和 Im。

b R a
电离气体流动方向

B l

5

24. (20 分) 如图所示, 竖直平面内有一半径为 r、 内阻为 R1、 粗细均匀的光滑半圆形金属环, M、 在 N 处与相距为 2r、电阻不计的平行光滑金属轨道 ME、NF 相接,EF 之间接有电阻 R2,已知 R1=12R,R2=4R。在 MN 上方及 CD 下方有水平方向的匀强磁场 I 和 II,磁感应强度大小 均为 B。现有质量为 m、电阻不计的导体棒 ab,从半圆环的最高点 A 处由静止下落,在下 落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,两平行轨道中够长。已知 导体棒 ab 下落 r/2 时的速度大小为 v1,下落到 MN 处的速度大小为 v2。 (1)求导体棒 ab 从 A 下落 r/2 时的加速度大小。 (2)若导体棒 ab 进入磁场 II 后棒中电流大小始终不变,求磁场 I 和 II 之间的距离 h 和 R2 上的电功率 P2。 (3)当导体棒进入磁场 II 时,施加一竖直向上的恒定外力 F=mg 的作用,求导体棒 ab 从开始进入磁场 II 到停止运动所通过的距离和电阻 R2 上所产生的热量。

6

丰台区 2013 年高三年级第二学期统一练习(一)
理科综合 (物理)(参考答案)
13 D 14 C 15 B 16 D 17 C 18 A 19 B 20 D

21(1) ① A2



(2 分) (2 分)

②如图

(2 分)

21(2) ①C 、B

②1.84、1.69、1.74、 ③C(2 分) ④v ?

1 2 v ? gh 2

(4 分)

d d2 , 2 ? gh t 2t

(4 分)

⑤ 没有纸带与打点计时器间的摩擦影响,提高了测量的精确程度,实验误差减小了。 (2 分)

22. (16 分) (1)设小球运动到 B 点时的速度大小 v B ,由机械能守恒定律得

1 2 mv B ? m g l 2 解得小球运动到 B 点时的速度大小

①(2 分)

vB ? 2 gl = 4.0 m/s
x ? vB t
y ? H ?l ? 1 2 gt 2

②(2 分)

(2)小球从 B 点做平抛运动,由运动学规律得 ③(2 分) ④ (2 分)

解得 C 点与 B 点之间的水平距离

x ? vB ?

2( H ? l ) =0.80m g

⑤(2 分)

(3)若轻绳碰到钉子时,轻绳拉力恰好达到最大值 Fm,由牛顿定律得

Fm ? m g ? m
r ?l?d
由以上各式解得

2 vB r

⑥(2 分) ⑦(2 分)

Fm ? 9 N
7

(2 分)

23. (18 分) 解: (4 分)发电机上导体电极为正极、下导体电极为负极。 (1) 电机的电动势 E ? Bav (2) (10 分)外电路闭合后: I ?
E Bav ? R?r R?r

(2 分) ① (2 分) ②(2 分)

发电通道内电离气体的等效电阻为 r ? ?

a bl

③(2 分)

等离子电离气体等效电流受到的安培力为

F ? BIa
等离子电离气体水平方向由平衡条件得
ab?p ? BIa ? 0

④(2 分) ⑤(2 分)
BI B alv ? b blR ? ? a
2

联立①②③④⑤解得 ?p ?

⑥(2 分)

注:用能量守恒处理一样给分 (3) 分)当所有进入发电机的等离子全都偏转到导体电极上形成电流时,电流达到 (4 最大值 Im,
Im ? Q nqabvt ? ? nqabv t t
B a ?? nqb bl

⑦ (2 分) (2 分)

联立②⑦解得 R0 ?

24. (20 分) 解: (6 分)以导体棒为研究对象,棒在磁场 I 中切割磁感线,棒中产生产生感应 (1) 电动势,导体棒 ab 从 A 下落 r/2 时,导体棒在重力与安培力作用下做加速运动, 由牛顿第二定律,得 mg ? BI1l ? ma 式中 l ? 3r ①(1 分) ②(1 分) ③(1 分)

I1 ?

Blv1 R并1
8R ? 4R+4R) ( =4R 8R+(4R+4R)

R并1=

④(2 分)

由以上各式可得到 a=g-

3B 2 r 2v1 4mR

⑤(1 分)

(2) 分)当导体棒 ab 通过磁场 II 时,若安培力恰好等于重力,棒中电流大小始终 (8 不变,即 I 2 ?

2Brv3 , R并2

⑥(1 分)

mg ? 2BI 2r

⑦(1 分)

8

(或 mg ? BI ? 2r ? B ?

B ? 2r ? v3 4B2r 2v3 ) ? 2r ? R并2 R并2
⑧(1 分)

式中 R并2= 解得

12R ? 4R =3R 12R+4R

v3 ?

mgR并2 3mgR ? 4B2r 2 4B2r 2

⑨(2 分)

导体棒从 MN 到 CD 做加速度为 g 的匀加速直线运动,有
2 2 v3 ? v2 ? 2gh
2 9m2 gR 2 v2 ? 32 B 4 r 4 2 g
_

⑩ (1 分) 11 ○(2 分) 12 ○ 13 ○ 14 ○(1 分) 15 ○(1 分) (1 分)



h?

(3) 分)由动量定理得 ? B I ? 2r ? t ? 0 ? mv3 (6 即 ?B 即?

B ? 2r ? v ? 2r ? t ? 0 ? mv3 R并 2

_

4B2 r 2 x ? 0 ? mv3 R并2

9m 2 gR 2 联立⑨○解得 x ? 14 16 B 4 r 4
1 2 mgx ? Fx ? W安 ? 0 ? mv3 2
所以产生总热量为

停下来过程中重力做正功、外力 F 和安培力做负功,由动能定理有

Q ? W安 ?

1 2 mv3 2

16 ○(1 分) 17 ○(1 分) (1 分)

3 Q 4 27 m3 g 2 R 2 联立⑨○○解得: Q2 ? 16 17 128 B 4 r 4
在电阻 R2 上产生的热量为 Q2 ?

9


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