2013年北京市西城区高三一模物理试题及答案

12013年北京市西城区高三一模物理试题2013.413.下列核反应方程中X代表质子的是A.XXeI1315413153B.XOHeN17842147C.XHeHH423121D.XThU234902389214.用某种频率的光照射锌板，使其发射出光电子。为了增大光电子的最大初动能，下列措施可行的是A．增大入射光的强度B．增加入射光的照射时间C．换用频率更高的入射光照射锌板D．换用波长更长的入射光照射锌板15.一定质量的理想气体，当温度保持不变时，压缩气体，气体的压强会变大。这是因为气体分子的A．密集程度增加B．密集程度减小C．平均动能增大D．平均动能减小16.木星绕太阳的公转，以及卫星绕木星的公转，均可以看做匀速圆周运动。已知万有引力常量，并且已经观测到木星和卫星的公转周期。要求得木星的质量，还需要测量的物理量是A．太阳的质量B．卫星的质量C．木星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径D．卫星绕木星做匀速圆周运动的轨道半径17.一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y＝0.1sintπ5.2，位移y的单位为m，时间t的单位为s。则A.弹簧振子的振幅为0.2mB.弹簧振子的周期为1.25sC.在t=0.2s时，振子的运动速度为零D.在任意0.2s时间内，振子的位移均为0.1m18.如右图所示，正电荷Q均匀分布在半径为r的金属球面上，沿x轴上各点的电场强度大小和电势分别用E和表示。选取无穷远处电势为零，下列关于x轴上各点电场强度的大小E或电势随位置x的变化关系图，正确的是19.某同学采用如图1所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系。用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F；通过分析打点计时器打出的纸带，测量加速度a。分别以合力F和加速度a作为横轴和纵轴，建立坐标系。根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹，结果跟教材中的结论不完全一致。该同学列举产生这种结果的可能原因如下：（1）在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高；（2）没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低；OxErE0A．OxEB．Oxr0C．OxD．rE00rOxr2（3）测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大；（4）砂桶和砂的质量过大，不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件。通过进一步分析，你认为比较合理的原因可能是A．（1）和（4）B．（2）和（3）C．（1）和（3）D．（2）和（4）20.如图所示，一长木板放置在水平地面上，一根轻弹簧右端固定在长木板上，左端连接一个质量为m的小物块，小物块可以在木板上无摩擦滑动。现在用手固定长木板，把小物块向左移动，弹簧的形变量为x1；然后，同时释放小物块和木板，木板在水平地面上滑动，小物块在木板上滑动；经过一段时间后，长木板达到静止状态，小物块在长木板上继续往复运动。长木板静止后，弹簧的最大形变量为x2。已知地面对长木板的滑动摩擦力大小为f。当弹簧的形变量为x时，弹性势能221kxEP，式中k为弹簧的劲度系数。由上述信息可以判断A．整个过程中小物块的速度可以达到1xmkB．整个过程中木板在地面上运动的路程为)(22221xxfkC．长木板静止后，木板所受的静摩擦力的大小不变D．若将长木板改放在光滑地面上，重复上述操作，则运动过程中物块和木板的速度方向可能相同21.（18分）在实验室测量两个直流电源的电动势和内电阻。电源甲的电动势大约为4.5V，内阻大约为1.5Ω；电源乙的电动势大约为1.5V，内阻大约为1Ω。由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能提供如下器材：A.量程为3V的电压表VB.量程为0.6A的电流表A1C.量程为3A的电流表A2D.阻值为4.0Ω的定值电阻R1E.阻值为100Ω的定值电阻R2F.最大阻值为10Ω的滑动变阻器R3G.最大阻值为100Ω的滑动变阻器R4纸带打点计时器图1垫木aFO图2AV图1定值电阻滑动变阻器3（1）选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材，采用图1所示电路测量电源甲的电动势和内电阻。①定值电阻应该选择（填D或者E）；电流表应该选择（填B或者C）；滑动变阻器应该选择（填F或者G）。②分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，计算机拟合得到如图2所示U—I图象，U和I的单位分别为V和A，拟合公式为U=﹣5.6I+4.4。则电源甲的电动势E=V；内阻r=Ω（保留两位有效数字）。③在测量电源甲的电动势和内电阻的实验中，产生系统误差的主要原因是A.电压表的分流作用B.电压表的分压作用C.电流表的分压作用D.电流表的分流作用E.定值电阻的分压作用（2）为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内电阻，选择电压表、定值电阻等器材，采用图3所示电路。①定值电阻应该选择（填D或者E）。②实验中，首先将K1闭合，K2断开，电压表示数为1.48V。然后将K1、K2均闭合，电压表示数为1.23V。则电源乙电动势E=V；内阻r=Ω（小数点后保留两位小数）。V图3定值电阻K1K2U=-5.6I+4.400.511.522.5300.10.20.30.40.50.60.7IU图24θhOA22.（16分）如图所示，跳台滑雪运动员从滑道上的A点由静止滑下，经时间t0从跳台O点沿水平方向飞出。已知O点是斜坡的起点，A点与O点在竖直方向的距离为h，斜坡的倾角为θ，运动员的质量为m。重力加速度为g。不计一切摩擦和空气阻力。求：（1）运动员经过跳台O时的速度大小v；（2）从A点到O点的运动过程中，运动员所受重力做功的平均功率GP；（3）从运动员离开O点到落在斜坡上所用的时间t。23.（18分）如图1所示，两根间距为l1的平行导轨PQ和MN处于同一水平面内，左端连接一阻值为R的电阻，导轨平面处于竖直向上的匀强磁场中。一质量为m、横截面为正方形的导体棒CD垂直于导轨放置，棒到导轨左端PM的距离为l2，导体棒与导轨接触良好，不计导轨和导体棒的电阻。（1）若CD棒固定，已知磁感应强度B的变化率tB随时间t的变化关系式为tktBsin，求回路中感应电流的有效值I；（2）若CD棒不固定，棒与导轨间最大静摩擦力为fm，磁感应强度B随时间t变化的关系式为B=kt。求从t=0到CD棒刚要运动，电阻R上产生的焦耳热Q；（3）若CD棒不固定，不计CD棒与导轨间的摩擦；磁场不随时间变化，磁感应强度为B。现对CD棒施加水平向右的外力F，使CD棒由静止开始向右以加速度a做匀加速直线运动。请在图2中定性画出外力F随时间t变化的图象，并求经过时间t0，外力F的冲量大小I。RDCBOtFPQNM图1图2524.（20分）如图1所示，M、N为竖直放置的平行金属板，两板间所加电压为U0，S1、S2为板上正对的小孔。金属板P和Q水平放置在N板右侧，关于小孔S1、S2所在直线对称，两板的长度和两板间的距离均为l；距金属板P和Q右边缘l处有一荧光屏，荧光屏垂直于金属板P和Q；取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴。M板左侧电子枪发射出的电子经小孔S1进入M、N两板间。电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略。不计电子重力和电子之间的相互作用。（1）求电子到达小孔S2时的速度大小v；（2）若板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场，电子刚好经过P板的右边缘后，打在荧光屏上。求磁场的磁感应强度大小B和电子打在荧光屏上的位置坐标x；（3）若金属板P和Q间只存在电场，P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图2所示，单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N。电子打在荧光屏上形成一条亮线。忽略电场变化产生的磁场；可以认为每个电子在板P和Q间运动过程中，两板间的电压恒定。a.试分析在一个周期（即2t0时间）内单位长度亮线上的电子个数是否相同。b.若在一个周期内单位长度亮线上的电子个数相同，求2t0时间内打到单位长度亮线上的电子个数n；若不相同，试通过计算说明电子在荧光屏上的分布规律。QPMNOS1S2x荧光屏图1Out图23U0t02t0﹣3U06北京市西城区2013年高三一模试卷参考答案及评分标准物理2013.413.B14.C15.A16.D17.C18.C19.A20.B21．实验题（18分）（1）①D【2分】；B【2分】；F【2分】②4.4【2分】；1.6【2分】③A【2分】（2）①D【2分】；②1.48【2分】；0.81【2分】22．（16分）（1）运动员从A到O点过程中，根据动能定理221mvmgh【3分】解得：ghv2【3分】（2）重力做功的平均功率0tmghtWPG【4分】（3）运动员从O点到落在斜坡上做平抛运动竖直方向：221gty【2分】水平方向：vtx【2分】由平抛运动的位移关系可知：tanxy【1分】解得：gghttan22【1分】23．（18分）（1）根据法拉第电磁感应定律回路中的感应电动势tlkltΦesin21所以，电动势的最大值21mlklE【2分】由闭合电路欧姆定律RlklREI21mm【2分】由于交变电流是正弦式的，所以RlklI221【2分】（2）根据法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势2121lkltBllE根据闭合电路欧姆定律，RlklREI217CD杆受到的安培力tRllkBIlF22121A【2分】当CD杆将要开始运动时，满足：mAfF【2分】由上式解得：CD棒运动之前，产生电流的时间2212llkRftm所以，在时间t内回路中产生的焦耳热22lfRtIQm【2分】（3）CD棒切割磁感线产生的感应电动势vBlE1时刻t的感应电流RatBlREI1【1分】CD棒在加速过程中，根据由牛顿第二定律maBIlF1【2分】解得：matRalBF212【1分】根据上式可得到外力F随时间变化的图像如图所示由以上图像面积可知：经过时间t0，外力F的冲量I00212)(21tmamatRalBI解得：0202122matRatlBI【2分】24．（20分）（1）根据动能定理2021mveU【3分】解得：meUv02①【3分】（2）电子在磁场中做匀速圆周运动，设圆运动半径为R，在磁场中运动轨迹如图，由几何关系222)2(lRlR解得：lR45【2分】FtOmat0RααRlll/2Ox8根据牛顿第二定律：RvmBev2【1分】解得：emUlB0254【1分】设圆弧所对圆心为α，满足：54sinRl由此可知：34tan电子离开磁场后做匀速运动，满足几何关系：tan2llx【1分】通过上式解得坐标lx611【1分】（3）a.设电子在偏转电场PQ中的运动时间为t1，PQ间的电压为u垂直电场方向：1vtl②平行电场方向：21121atx③此过程中电子的加速度大小mleua④①、②、③、④联立得：014Uulx【1分】电子出偏转电场时，在x方向的速度1atvx⑤电子在偏转电场外做匀速直线运动，设经时间t2到达荧光屏。则水平方向：2vtl⑥竖直方向：22tvxx⑦①、⑤、⑥、⑦联立，解得：022Uulx【1分】电子打在荧光屏上的位置坐标uUlxxx02143⑧【1分】对于有电子穿过P、Q间的时间内进行讨论：由图2可知，在任意t时间内，P、Q间电压变化u相等。由⑧式可知，打在荧光屏上的电子形成的亮线长度uUlx043。所以，在任意t时间内，亮线长度x相等。由题意可知，在任意t时间内，射出的电子个数是相同的。也就是说，在任意t时间内，射出的电Ox1x2x9子都分布在相等的亮线长度x范围内。因此，在一个周期内单位长度亮线上的电子个数相同。【1分】b.现讨论2t0时间内，打到单位长度亮线上的电子个数：当电子在P、Q电场中的侧移量x1=2l时，由014Uulx得：u=2U0【1分】当偏转电压在0~±2U0之间时，射入P、Q间的电子可打在荧光屏上。由图2可知，一个周期内电子能从P、Q电场射出的时间34320tTt所以，一个周期内打在荧光屏上的电子数340NtNt【1分】由⑧式，电子打在荧光屏上的