2015模拟物理

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第 1 页 共 11 页 2015 年北京市高考物理模拟（三） 一、选择题（共 8 小题，每小题 6 分，满分 48 分） 1．（6 分）我国已建成的秦山、大亚湾等十几座核电站，有效的解决了工农业生产中的电力需求问题．目前这些正 在工作中的核电站利用的是（ ） A．放射性元素衰变放出的能量 B．人工放射性同位素衰变放出的能量 C．重核裂变放出的能量 D．轻核聚变放出的能量 2．（6 分）下列现象中能说明分子间存在斥力的是（ ） A．气体的体积容易被压缩 B．液体的体积很难被压缩 C．走进中医院，中药的气味很容易被闻到 D．将破碎的玻璃用力挤在一起，却不能将它们粘合在一起 3．（6 分）两块相同的、彼此正对平行且相互绝缘的金属板构成了一个平行板电容器，现给这个电容器充电后，与 电源断开，再将这个电容器的两极板相互靠近，保持正对面积不变，则（ ） A．电容器所储存的电能不变 B．电容器所带的电荷量减少 C．电容器的电容减小 D．电容器两极板间的电势差减小 4．（6 分）如图所示，由同种材料制成的粗细均匀的正方形金属线框，以恒定速度通过有理想边界的匀强磁场，线 框的边长小于有界磁场区域的宽度．开始时线框的 ab 边恰与磁场的边界重合，整个运动过程中线框的运动方向始 终与 ab 边垂直，线框平面始终与磁场方向垂直．则下图中可能定性反映出线框中 a、b 两点间的电势差 Uab 随时间 变化的是（ ） A． B． C． D． 第 2 页 共 11 页 5．（6 分）2003 年 10 月 15 日，我国航天员杨利伟乘“神舟 5 号”载人飞船进入太空，经过 21h 绕地球飞行 14 周 后返回地面，成为中国进入太空的第一人．已知地球半径为 6400km，“神舟 5 号”飞船绕地球飞行的轨道可视为圆 周，则“神舟 5 号”飞船运行的轨道距地面的高度约为（ ） A．几千千米 B．几百千米 C．几万米 D．几千米 6．（6 分）向平静的水面上抛入一小块石头，在水面上激起一列水波．若将水波视为理想的横波（实际上水波的情 况较复杂．不是横波），现观察到水面上漂浮的一片树叶 A 在开始振动后 6s 内全振动了 3 次，当这片树叶开始第 6 次振动时，沿这列水波传播的方向与该片树叶相距 10m、浮在水面上的另一片树叶 B 刚好开始振动，则（ ） A．这列水波的周期是 0.5s B．这列水波的波长为 m C．这列水波的速度为 1.0m/s D．树叶 A 在 l．Os 内沿水面运动 1．Om 7．（6 分）如图甲所示，利用激光器发射出的激光照射到双缝上，在双缝后面的光屏上能呈现出明、暗相问的干涉 条纹．若实验中仅改变某一个实验条件、而其他条件均不变的情况下，得到的干涉图样分别如图乙和丙所示．对于 这两次实验，下列说法中正确的是（ ） A．由于选用的激光器不同，乙图对应的激光的频率较高 B．双缝到光屏的距离 L 不同，乙图对应的 L 较大 C．双缝的间距不同，乙图对应的间距较大 D．激光器到双缝的距离不同，乙图对应的距离较大 第 3 页 共 11 页 8．（6 分）在研究物体运动规律时，可以用频闪照相技术拍下运动物体的情况，然后根据频闪照片记录相等时间间 隔内物体位置的变化，分析物体运动的速度与加速度．现要研究甲、乙两个小球的运动情况，拍摄时，甲球从 A 点 水平抛出的同时，乙球从 B 点开始下落，同时频闪照相系统开始闪光拍照，所得到的频闪照片如图所示．已知照片 背景的小方格均为相同的正方形，则下列说法中正确的是（ ） A．只能确定乙球的运动是自由落体运动，不能对甲球的运动作出判断 B．不能确定甲球沿竖直方向的运动是自由落体运动 C．只能确定甲球沿水平方向的运动是匀速直线运动，不能对其竖直方向的运动作出判断 D．可以确定甲球的运动可视为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成 二、非选择题 9．（6 分）如图为示波器的面板，荧光屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形． ①若要增大荧光屏上显示波形的亮度，应调节 旋钮． ②若要使荧光屏上显示的波形线条变细且边缘清晰，应调节 旋钮． ③若要将荧光屏上显示的波形曲线调至荧光屏的中央，应调节 旋钮． 第 4 页 共 11 页 10．（12 分）用如图 1 所示的装置进行实验，可以研究物体的加速度与质量及所受合外力的关系．实验过程中，将 砝码盘及其中砝码所受总重力视为研究物体（小车）昕受的合外力（拉力）的大 小． ①甲同学用这套装置探究“物体质量一定时．其加速度与合外力大小的关系”． a．他首先保证小车的质量不变．多次改变小车所受合外力（拉力）的大小．分别根据打点计时器打出的纸带计算 出小车运动的加速度．并利用测量的数据画出 a﹣F 图线进行分析． b．若发现图线在横轴上的截距 OA 较大（如图 2 甲）．明显超出了偶然误差的范围，其原因是由于 c．若发现图线不是一条直线，而向下弯曲（如图 2 乙），其原因是由于 ②乙同学用这套装置设计了研究“在合外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的实验方案，其主要 实验步骤如下： a．先不加挂砝码盘，在小车上加装一定质量的砝码，调整木板右端的高度，用手轻推一下小车，直到打点计时器 打出一系列间隔均匀的点迹． b．按住小车，按图 2 方式加挂砝码盘，打开打点计时器电源，释放小车，获得带有打上了点迹的纸带，在纸带上 标出小车中砝码的质量 m． c．按住小车，仅改变小车上加装砝码的质量，更换纸带重复上述步骤 a、b． d．求出与不同 m 相对应的加速度 a． 以小车上加装砝码的质量 m 为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸上做出去 ﹣m 关系图线如图 3 所示．设图中直线的斜 率为 k，在纵轴上的截距为 b，则根据牛顿第二定律可知，小车受到的拉力为 ，小车的质量为 ． 11．（16 分）如图所示，长为 L 的平直轨道 AB 与位于竖直平面内、半径为尺的半圆形光滑轨道 BCD 平滑连接，半圆 形轨道 BCD 的直径 BD 与水平轨道 AB 垂直．可视为质点的物块质量为 m．在水平拉力的作用下，从水平轨道的 A 端 由静止出发到 B 点时撤去拉力．又沿半圆形轨道运动，并且恰好能通过轨道最高点 D．已知重力加速度为 g，物块 与水平轨道间的动摩擦因数为μ，求： （1）物块通过轨道最高点 D 时的速度大小； （2）物块通过半圆形轨道 B 点时对轨道的压力大小； （3）水平拉力对物块所做的功． 第 5 页 共 11 页 12．（18 分）如图所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内，导轨间的距离为 L，导轨上横放着两 根导体棒 ab 和 cd，它们与两金属导轨组成闭合回路．已知两根导体棒的质量均为 m，导体棒 ab 在导轨之间的电阻 为 2R，导体棒 cd 在导轨之间的电阻为 R，导轨光 滑且电阻可忽略不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁 场，磁感强度为 B．开始时，导体棒 cd 静止，导体棒 ab 具有水平向右的初速度 v0，此后的运动过程中，两导体始 终与金属导轨垂直且接触良好．求： （1）闭合回路中电流的最大值； （2）两导体棒运动的整个过程中回路中产生的焦耳热； （3）当导体棒 ab 的速度大小变为 v0 时，导体棒 ab 发热的功率及其加速度大小． 13．（20 分）如图所示，在电子枪中由阴极 K 逸出的电子，经过匀强电场加速后沿直线穿过加速电场后打到目标靶 上．已知加速电压 U=4.55×103V，电子的质量 m=O.91×10﹣30kg、电荷量 e=1.60×10﹣19C．电子由阴极逸出进入加速 电场时的初速度、所受重力及空气阻力均可忽略不计，不考虑相对论效应． （1）求电子通过加速电场加速后的速度大小； （2）若在加速电场中形成电流强度 I=4.0mA 稳定的细柱形电子流，电子打到目标靶上后不反弹而被靶吸收，求电 子流对目标靶的平均作用力的大小； （3）若在加速电场中形成电流强度，I=4.0mA 稳定的细柱形电子流，那么在匀强加速电场内沿电子流方向上取 a、 b 两点，其中 a 点距负极板的距离为两板间距的 ，b 点在正极板上，在这两点各取一段极短的相等长度的电子流， 求这两段电子流内所含电子个数之比． 第 6 页 共 11 页 参考答案与试题解析 一、选择题（共 8 小题，每小题 6 分，满分 48 分） 1．【解答】ABC、核电站采用的是核裂变来释放原子核能；故 AB 错误，C 正确； D、目前的核电站均采用核裂变；聚变的应用尚在试验阶段；故 D 错误； 故选：C． 2．【解答】A、气体的体积容易被压缩，是由于气体分子之间的距离比较大，不能说明分子间存在斥力．故 A 错误； B、液体难被压缩，是由于分子间存在斥力．故 B 正确； C、走进中医院，中药的气味很容易被闻到是由于分子的扩散．故 C 错误； D、将破碎的玻璃用力挤在一起，却不能将它们粘合在一起，是由于分子之间的引力比较小，不能说明分子之间存 在斥力．故 D 错误． 故选：B 3．【解答】电容器正对面积不变，两极板相互靠近，d 减小，由电容的决定式 C= 知电容逐渐增大．平行板电 容器充电后断开电源后，电容器的电量 Q 不变； Q 不变，C 增大，由电容的定义式 C= ，知板间电压减小；电容器的储能取决于电量及电压的乘积，因电压减小， 故电能减小；故 ABC 错误，D 正确； 故选：D． 4．【解答】设线框每边电阻为 R，线框边长为 L，线框速度为：v， 线框进入磁场过程，产生的感应电动势：E=BLv， a、b 两点间的电势差：Uab= ×3R= BLv， 线框完全进入磁场过程：Uab=E=BLv， 线框离开磁场过程，产生的感应电动势：E=BLv， a、b 两点间的电势差：Uab= ×R= BLv， 由图示图象可知，A 正确，BCD 错误； 故选：A． 5．【解答】由题意知飞船绕地球飞行 14 圈用时间为 21h23min，所以飞船的周期 第 7 页 共 11 页 T= = s=5400s 飞船飞行时万有引力提供圆周运动向心力有： =m （R+h）， 根据万有引力等于重力得 GM=gR2， 可得卫星距地面的高度 h= ﹣R≈3×105m 故选：B 6．【解答】A、据题，小树叶在 3.0s 内全振动了 6 次，则此水波的周期为 T= s=2s．故 A 错误． B、C 由题意当某小树叶开始第 6 次振动时，沿水波的传播方向与该小树叶相距 10m、浮在水面的另一小树叶刚好开 始振动，则波从第一个树叶传到第二个树叶的时间为 5 个周期，即为 t=10s，波速为 v= = m/s=1.0m/s，波长为 λ=vT=1×2m=2m．故 B 错误，C 正确． D、树叶在原处上下振动，不随波逐流．故 D 错误． 故选：C 7．【解答】A、根据双缝干涉条纹的间距公式△x= λ知，波长大的双缝间距大，所以甲图对应光的波长长，频率小．故 A 错误． B、根据双缝干涉条纹的间距公式△x= λ知，甲图对应的双缝间距大，则甲图双缝到光屏的距离大．故 B 正确． C、甲图的干涉条纹间距大，则可能是甲图对应的双缝间距较小．故 C 错误． D、光源到双缝的距离不影响双缝干涉条纹的间距．故 D 错误． 故选：B． 8．【解答】根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量，即△x=aT2，可以确定乙球做自由落体运动，根据 甲球在竖直方向上运动规律与乙球的运动规律相同，可知甲球在竖直方向上做自由落体运动，根据甲球在水平方向 上相等时间内的水平位移相等，可知甲球在水平方向上做匀速直线运动．故 D 正确，A、B、C 错误． 故选：D． 第 8 页 共 11 页 二、非选择题 9．【解答】（1）若要增大波形的亮度，应调节辉度调节旋钮； （2）若要波形变细且清晰，应调节聚焦调节旋钮和辅助聚焦调节旋钮； （3）若要将波形调至屏中央，应调节竖直位移调节旋钮． 故答案为：（1）辉度； （2）聚焦； （3）竖直位移（或写为↓↑）． 10．【解答】①甲图象表明在小车的拉力为 0 时，小车的加速度大于 0，说明合外力大于 0，说明平衡摩擦力过渡， 即把长木板的末端抬得过高了．故 A 错误 B 正确． 乙图象说明在拉力大于 0 时，物体的加速度为 0，说明合外力为 0，即绳子的拉力被摩擦力平衡了，即没有平衡摩 擦力或平衡摩擦力不足，也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够． 随着 增大，小车质量在减小，因此小车质量不再满足远大于砂和小砂桶的质量，加速度不可能一直均匀增大，加 速度的增大幅度将逐渐减小，最后趋近于定值 g， ②设小车的质量为 m'，则有 F=（m+m'）a， 变形得 = m+ ， 所以 ﹣m 图象的斜率为 =k， 所以作用力 F= ， ﹣m 图象的截距为 =b， 所以 m′= ． 故答案为：①没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够，不满足小车的质量远小于砝码盘中及其中砝码的总质量；② ， ． 11．【解答】解：（1）设滑块恰好通过最高点 D 的速度为 vD，根据牛顿第二定律有： mg= 解得： （2）滑块自 B 点到 D 点的过程机械能守恒，设滑块在 B 点的速度为 vB，则有： = 第 9 页 共 11 页 设物块在 B 点所受到的支持力为 FN，由牛顿第二定律可知： FN﹣mg=m 解得：FN=6mg； 根据牛顿第三定律可求求得，物块对轨道的压力大小为 6mg； （3）由动能定理可知： W﹣μmgL= 解得：W= mgR+μmgL 答：（1）物块通过轨道最高点 D 时的速度大小为 （2）物块通过半圆形轨道 B 点时对轨道的压力大小为 6mg； （3）水平拉力对物块所做的功 mgR+μmgL 12．【解答】解：（1）当导体棒 ab 刚开始运动时，闭合回路中的磁通量变化率最大，感应电动势最大，所以电流最 大， 最大电动势为 Em=BLv0 由闭合电路欧姆定律得： 最大电流为： （2）运动过程中，两导体棒沿水平方向不受外力，动量守恒 设共同速度为 v，则：mv0=2mv 解得： 整个过程中两导体棒组成系统损失的动能全部转化为焦耳热，根据能量守恒定律得： （3）设 ab 棒的速度变为 时，cd 棒的速度为 v'，则由动量守恒可得： 解得 此时回路中的电动势为 第 10 页 共 11 页 此时回路中的电流为 导体棒的发热功率为： 此时 ab 棒所受的安培力为 由牛顿第二定律可得，ab 棒的加速度为： 答：（1）闭合回路中电流的最大值为 ； （2）两导体棒运动的整个过程中回路中产生的焦耳热为 ； （3）当导体棒 ab 的速度大小变为 v0 时，导体棒 ab 发热的功率为 ，其加速度大小为 13．【解答】解：（1）电子被加速，从正极板射出时速度最大，设最大速度为 vm，根据动能定理得电子的加速过程 有： ， 解得最大速度为： = =4.0×107m/s， （2）根据 I= 可知，1s 内打到目标靶上的电子所带总电荷量为：q=It=4.0×10﹣3C， 所以 1s 内打到目标靶上的电子数为：n= ． 设电子对目标靶的平均作用力为 F，对 t 时间内打到目标靶上的电子，根据动量定理有：Ft=ntmvm， 解得：F=nmvm=2.5×1016×0.91×10﹣30×4×107N=0.91×10﹣6N． （3）设 a、b 两处单位长度的电子流内所含的电子个数分别 na 和 nb，电子的速度分别为 va 和 vb，a、b 两处的电流 大小分别为 Ia=naeva，Ib=nbevb， 因有稳定的细柱形电子流，所以有：Ia=Ib， 又因电子从负极板到正极板做初速度为零的匀加速运动，设电子在电场中的加速度为 a，根据运动学公式知，当电 子运动到离负极板的距离为 x 时，其速度大小为 ， 第 11 页 共 11 页 即 v∝ ， 所以有： ． 答：（1）电子通过加速电场加速后的速度大小为 4.0×107m/s； （2）电子流对目标靶的平均作用力的大小为 0.91×10﹣6N； （3）这两段电子流内所含电子个数之比为 2：1．