北京市西城区2015届高三二模理综物理试题(解析版)

第1页2015年北京市西城区高三二模理科综合物理试题13．下列关于光的本性的说法正确的是（）A．光电效应现象说明光具有粒子性B．光电效应现象说明光具有波动性C．光的干涉、衍射现象说明光是横波D．光的干涉、衍射现象说明光是纵波【答案】A【命题立意】本题旨在考查光电效应、光的衍射和干涉。【解析】AB、光电效应是金属中的电子吸收能量后，飞出金属表面的现象；说明光具有粒子性；故A正确，B错误；CD、光的干涉、衍射现象仅说明光具有波动性，而不能说明光是纵波或是横波，故CD错误。故选：A14．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在某一时刻的波形曲线如图所示，由图可知（）A．各质点振动的周期为4sB．该简谐横波的波长为4mC．此时刻质点A的速度为0D．此时刻质点B的加速度为0【答案】B【命题立意】本题旨在考查波长、周期和波速的关系、横波的图象。【解析】A、由波形图不能读出波的周期，故A错误；B、由图象可知波长4m，故B正确；C、由图像可知，此时A位于平衡位置，速度达最大，故C错误；D、由图像可知，此时B位于最大振幅位置，加速度达最大，故D错误。故选：B15．如图所示，在竖直光滑墙壁上用细绳将一个质量为m的球挂在A点，平衡时细绳与竖直墙的夹角为θ，θ45°。墙壁对球的支持力大小为N，细绳对球的拉力大小为T，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A．Nmg，TmgAx/my/cm1350AB7第2页B．Nmg，TmgC．Nmg，TmgD．Nmg，Tmg【答案】C【命题立意】本题旨在考查共点力平衡的条件及其应用、力的合成与分解的运用。【解析】以球为研究对象，分析其受力情况：重力mg、悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力，根据平衡条件，有：cosmgTtanNmg球所受绳和墙壁的作用力的合力大小等于mg由于045则：Nmg，Tmg故选：C【举一反三】本题是三力平衡问题，分析受力情况，作出力图，运用平衡条件和几何知识列式求解即可。16．如图所示，虚线为电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等。一个带正电的点电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能，则下列说法正确的是（）A．A点的电势比B点的高B．无法比较A、B两点的电势高低C．A点的电场强度比B点的大D．无法比较A、B两点的场强大小【答案】AAB第3页【命题立意】本题旨在考查电势、电势能、电场强度。【解析】AB、由带正电的点电荷在电势高的地方，电势能大，又带正电的点电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能，所以A点的电势比B点的高，故A正确，B错误；CD、由题图可知，A点出的电场线比B点出的电场线稀疏，所以A点的电场强度比B点的小，故CD错误。故选：A17．在如图所示的电路中，L1、L2是两个相同的小灯泡，A、B处的虚线框内各接有一个电学元件。a、b两端分别与直流电源和交流电源相连接，且直流电源的电压与交流电源电压的有效值相等。观察两种情况下灯泡的亮度。当接直流电源时，L1不发光，L2正常发光；当接交流电源时，L1发光，L2明显变暗。则下列说法正确的是（）A．A中接的是电阻，B中接的是电容器B．A中接的是电感线圈，B中接的是电阻C．A中接的是电感线圈，B中接的是电容器D．A中接的是电容器，B中接的是电感线圈【答案】D【命题立意】本题旨在考查电容器和电感器对交流和直流的导通和阻碍作用。【解析】由题意可知，当直流电源时，L1不发光，L2正常发光，可知A处电路被阻断，所以A处接的是电容器；当接交流电源时，A处接的是电容器可通交流，所以L1发光，而L2明显变暗，可知接通时，有反向电压加在B处，即B处接电感线圈，通交流电时，由于自感作用，使L2明显变暗；综上所述，选D。故选：D【易错警示】本题要抓住电容器与电感的特性：电容器具有通交流，隔直流，电感具有通直流、阻交流的特性。18．如图所示为游乐场中过山车的一段轨道，P点是这段轨道的最高点，A、B、C三处是过山车的车头、中点和车尾。假设这段轨道是圆轨道，各节车厢的质量相等，过山车在运行过程中不受牵引力，所受阻力可忽略。那么，过山车在通过P点的过程中，下列说法正确的是（）A．车头A通过P点时的速度最小B．车的中点B通过P点时的速度最小C．车尾C通过P点时的速度最小D．A、B、C通过P点时的速度一样大PABCL1L2abAB第4页【答案】B【命题立意】本题旨在考查竖直平面内圆周运动。【解析】山车在通过P点的过程中，车头A和车尾C通过P点时，还不是整体过最高点，所以其重力比所需向心力要大，故经过时速度不是最小；而车的中点B通过P点时，如某质点过最高点，要能过最高点，其重力刚好提供向心力，所以车的中点B通过P点时的速度最小，故B正确，ACD错误。故选：B19．如图是一个多用电表的简化电路图。S为单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱O可以接通1，也可以接通2、3、4、5或6。下列说法正确的是（）A．当开关S分别接1或2时，测量的是电流，其中S接1时量程较大B．当开关S分别接3或4时，测量的是电阻，其中A是黑表笔C．当开关S分别接5或6时，测量的是电阻，其中A是红表笔D．当开关S分别接5和6时，测量的是电压，其中S接5时量程较大【答案】A【命题立意】本题旨在考查多用电表的原理及其使用。【解析】A、电表改装时，并联分流电阻成为电流表，并联电阻越小分流越大，改装成的电流表量程越大，故图中1、2为电流测量端，测量时S接1时量程较大，故A正确；BC、测量电阻时欧姆表内部应接电源，由图可知测电阻只有接3或4，由内部电源正负极，可知A是红表笔，故BC错误；D、要测量电压，电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S旋到位置5、6时，测量电压，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故当转换开关S旋到6的量程比旋到5的量程大，故D错误。故选：AABEE′123456SO第5页20．由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图象，取r趋近于无穷大时Ep为零。通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是（）A．假设将两个分子从r=r2处释放，它们将相互远离B．假设将两个分子从r=r2处释放，它们将相互靠近C．假设将两个分子从r=r1处释放，它们的加速度先增大后减小D．假设将两个分子从r=r1处释放，当r=r2时它们的速度最大【答案】D【命题立意】本题旨在考查分子间的相互作用力、分子势能。【解析】AB、分子之间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，分子斥力的变化快，当2rr时分子引力等于分子斥力，所以，2r是分子的平衡距离，假设将两个分子从2rr处释放，两个分子将在此位置保持平衡，故AB错误；CD、当2rr时，分子间的作用力表现为斥力，由于分子斥力的变化快，将两个分子从1rr处释放后，它们间的斥力越来越小，所以加速度先逐渐减小，做加速运动，当2rr，分子引力等于分子斥力，合力为零，加速度为零，速度达最大，故C错误，D正确。故选：D21．（18分）图1所示为某同学研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图。（1）下面列出了一些实验器材：电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶、刻度尺。除以上器材外，还需要的实验器材有：__________。砂桶纸带图1垫块小车打点计时器r1rOr2Ep第6页A．秒表B．天平（附砝码）C．低压交流电源D．低压直流电源（2）实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力：小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做__________运动。（3）实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是__________。这样，在改变小车上砝码的质量时，只要砂和砂桶质量不变，就可以认为小车所受拉力几乎不变。（4）如图2所示，A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T，A、B间的距离为x1，B、C间的距离为x2，则小车的加速度a=__________。已知T=0.10s，x1=5.90cm，x2=6.46cm，则a=__________m/s2（结果保留2位有效数字）。（5）在做实验时，该同学已补偿了打点计时器对小车的阻力及其它阻力。在处理数据时，他以小车的加速度的倒数a1为纵轴，以小车和车上砝码的总质量M为横轴，描绘出a1-M图象，图3中能够正确反映a1-M关系的示意图是__________。【答案】（1）BC；（2）匀速直线；（3）Mm；（4）212xxT、0.56；（5）C【命题立意】本题旨在考查验证牛顿第二运动定律。【解析】（1）本实验还需要天平来测量小车和砝码、砂和砂桶的质量；由于选用的是电磁打点计时器，所以还需要低压交流电源，故选；BC；（2）实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力，所以需把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动；图3MOa1Oa1Oa1Oa1ABCDMMM图2ABCx1x2第7页（3）设绳子上拉力为F，以整体为研究对象有()mgmMa，解得mamM，以M为研究对象有绳子的拉力MFMamgmM，显然要有Fmg必有mMM，故有Mm，即只有Mm时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力．所以为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量；（4）由2xaT，得：2122xxxaTT，代入数据，解得：2221220.06460.05900.560.10xxamsmsT；（5）该同学已补偿了打点计时器对小车的阻力及其它阻力，在处理数据时，他以小车的加速度的倒数a1为纵轴，以M为横轴，随质量增大，a1减小，故选：C。故答案为：（1）BC；（2）匀速直线；（3）Mm；（4）212xxT、0.56；（5）C。22．（16分）如图所示为竖直放置的四分之一圆弧轨道，O点是其圆心，半径R=0.8m，OA水平、OB竖直。轨道底端距水平地面的高度h=0.8m。从轨道顶端A由静止释放一个质量m=0.1kg的小球，小球到达轨道底端B时，恰好与静止在B点的另一个相同的小球发生碰撞，碰后它们粘在一起水平飞出，落地点C与B点之间的水平距离x=0.4m。忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求：（1）两球从B点飞出时的速度大小v2；（2）碰撞前瞬间入射小球的速度大小v1；（3）从A到B的过程中小球克服阻力做的功Wf。【答案】（1）1ms；（2）2ms；（3）0.6J【命题立意】本题旨在考查平抛运动、动量守恒定律。【解析】（1）两球从B点飞出后做平抛运动，则有：竖直方向上：221gth解得：s4.0thABRROC第8页水平方向上：tvx2解得：m/s12v（2）两球碰撞，根据动量守恒定律则有：212mvmv解得：m/s21v（3）入射小球从A运动到B的过程中，根据动能定理得：02121mvWmgRf解得：J6.0fW答：（1）两球从B点飞出时的速度大小为1ms；（2）碰撞前瞬间入射小球的速度大小为2ms；（3）从A到B的过程中小球克服阻力做的功为0.6J。23．（18分）（1）从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。例如，玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为m，元电荷为e，静电力常量为k，氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1。a．氢原子处于基态时，电子绕原子核运动，可等效为环形电流，求此等效电流值。b．氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。已知当