2012年北京朝阳区物理二模及答案

优卓相伴学习无忧曹老师：15010201801北京市朝阳区高三年级第二次综合练习理科综合测试(物理)2012．513．“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。某热核聚变反应方程为23411120H+HHe+n，相关的原子核或核子质量如下表，该反应中放出的能量为21H31H42He10n质量m1m2m3m4A．212341()2mmmmcB．234121()2mmmmcC．21234()mmmmcD．23412()mmmmc14．如图所示，两束不同的单色细光束a、b，以不同的入射角从空气射入玻璃三棱镜中，其出射光恰好合为一束。以下判断正确的是A．在同种介质中b光的速度较大B．若让a、b光分别从同种玻璃射向空气，b光发生全反射的临界角较大C．若让a、b光分别通过同一双缝装置，在同位置的屏上形成干涉图样，则b光条纹间距较大D．若让a、b光分别照射同种金属，都能发生光电效应，则b光照射金属产生的光电子最大初动能较大15．为了科学研究的需要，常常将带电粒子储存在圆环形状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中，如图所示。如果磁场的磁感应强度为B，质子（11H）和α粒子（42He）在空腔中做圆周运动的轨迹相同，质子和α粒子在圆环空腔中运动的速率分别为vH和vα，运动周期分别为TH和Tα，则以下判断正确的是A．vH≠vα；TH≠TαB．vH=vα；TH=TαC．vH=vα；TH≠TαD．vH≠vα；TH=Tα16．如图所示，一自耦变压器（可看做理想变压器）输入端AB间加一正弦式交流电压，在输出端CD间接灯泡和滑动变阻器。转动滑片P可以改变副线圈的匝数，移动滑片Q可以改变接入电路电阻的阻值。则A．只将P顺时针转动，灯泡变亮B．只将P逆时针转动，灯泡变亮C．只将Q向上移动，灯泡变亮D．只将Q向下移动，灯泡变亮17．如图甲所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，O点为振源，P点到O点的距离l=10m。t=0时刻O点由平衡位置开始振动，图乙为质点P的振动图像。下列判断正确的是优卓相伴学习无忧曹老师：15010201801A．该波的波长为5m，t=0时刻振源O的振动方向沿y轴负方向B．该波的波长为2m，t=0时刻振源O的振动方向沿y轴负方向C．该波的波长为5m，t=0时刻振源O的振动方向沿y轴正方向D．该波的波长为2m，t=0时刻振源O的振动方向沿y轴正方向18．如图所示，长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平面上，斜面处于电场中。一电荷量为+q、质量为m的小球以速度v0由斜面底端A沿斜面上滑，到达顶端B的速度仍为v0，则A．若电场是匀强电场，则场强大小一定为mgqB．若电场是匀强电场，A、B两点间的电势差一定为mgLqC．不论电场是否是匀强电场，小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能D．不论电场是否是匀强电场，A、B两点间的电势差一定为sinmgLq19．图甲中的三个装置均在水平面内且处于竖直向下的匀强磁场中，足够长的光滑导轨固定不动，图2中电容器不带电。现使导体棒ab以水平初速度v0向右运动，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。某同学定性画出了导体棒ab的v-t图像，如图乙所示。则他画出的是A．图1中导体棒ab的v-t图像B．图2中导体棒ab的v-t图像C．图3中导体棒ab的v-t图像D．图2和图3中导体棒ab的v-t图像20．一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m的滑块相连。滑块在光滑水平面上做简谐运动，周期为T，振幅为A。滑块从最大位移向平衡位置运动的过程中，在求弹簧弹力的冲量大小时，有以下两种不同的解法：解法一解法二优卓相伴学习无忧曹老师：15010201801由于弹簧的弹力F与位移x成正比，所以甲同学先求出0~4T内的平均弹力02kAF由于运动时间是4T，所以48TkATIF乙同学查阅资料后得到弹性势能的表达式是：2p12Ekx（x为弹簧的形变量）。设滑块到达平衡位置时的速度为v，根据机械能守恒定律：221122kAmv所以：kvAm又根据动量定理：0ImvAmk关于以上两种解法，下列判断准确的是A．只有解法一正确B．只有解法二正确C．解法一和解法二都正确D．解法一和解法二都不正确第二部分（非选择题）21．（18分）（1）某物理学习小组在“验证机械能守恒定律”的实验中（g取9.8m/s2）：①他们拿到了所需的打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要____________（填字母代号）A．直流电源B．交流电源C．游标卡尺D．毫米刻度尺E．天平及砝码F．秒表②先接通打点计时器的电源，再释放重物，打出的某条纸带如下图所示，O是纸带静止时打出的点，A、B、C是标出的3个计数点，测出它们到O点的距离分别为x1=12.16cm、x2=19.1cm和x3=27.36cm，其中有一个数值在记录时有误，代表它的符号是_______（选填“x1”、“x2”或“x3”）。③已知电源频率是50Hz，利用②中给出的数据求出打B点时重物的速度vB=_________m/s。④重物在计数点O、B对应的运动过程中，减小的重力势能为mgx2，增加的动能为212Bmv，通过计算发现，mgx2_____212Bmv（选填“”、“”或“=”），其原因是_________________。（2）另一个物理学习小组利用图甲所示的装置和频闪相机来探究碰撞中的不变量。其实验步骤如下：优卓相伴学习无忧曹老师：15010201801【步骤1】用天平测出A、B两个小球的质量mA、mB（mAmB）；【步骤2】安装好实验装置，使斜槽末端保持水平，调整好频闪相机的位置并固定；【步骤3】让入射小球从斜槽上某一位置P由静止释放，小球离开斜槽后，用频闪相机记录下小球相邻两次闪光时的位置，照片如图乙所示；【步骤4】将被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从位置P由静止开始释放，使它们碰撞。两小球离开斜槽后，用频闪相机记录两小球相邻两次闪光时的位置，照片如图丙所示。经多次实验，他们猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和不变。①实验中放在斜槽末端的小球是__________（选填“A”或“B”）；②若要验证他们的猜想，需要在照片中直接测量的物理量有_______________（选填“x0”、“y0”、“x1”、“y1”、“x2”、“y2”）。写出该实验小组猜想结果的表达式________________________（用测量量表示）。③他们在课外书中看到“两物体碰撞中有弹性碰撞和非弹性碰撞之分，碰撞中的恢复系数定义为212010vvevv，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后两物体的速度，弹性碰撞恢复系数e=1，非弹性碰撞恢复系数e1。”于是他们根据照片中的信息求出本次实验中恢复系数的值e=___________。（结果保留到小数点后两位数字）22．（16分）如图所示，空间有一场强为E、水平向左的匀强电场，一质量为m、电荷量为+q的滑块（可视为质点）在粗糙绝缘水平面上由静止释放，在电场力的作用下向左做匀加速直线运动，运动位移为L时撤去电场。设滑块在运动过程中，电荷量始终保持不变，已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ。（1）画出撤去电场前滑块运动过程中的受力示意图，并求出该过程中加速度a的大小；（2）求滑块位移为L时速度v的大小；（3）求撤去电场后滑块滑行的距离x。ＬE优卓相伴学习无忧曹老师：1501020180123．（18分）如图甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=2.0m，R是连在导轨一端的电阻，质量m=1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器与这部分装置相连。导轨所在空间有磁感应强度B=0.50T、方向竖直向下的匀强磁场。从t=0开始对导体棒ab施加一个水平向左的拉力，使其由静止开始沿导轨向左运动，电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中OA、BC段是直线，AB段是曲线。假设在1.2s以后拉力的功率P=4.5W保持不变。导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。不计电压传感器对电路的影响。g取10m/s2。求：（1）导体棒ab最大速度vm的大小；（2）在1.2s~2.4s的时间内，该装置总共产生的热量Q；（3）导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值。24．（20分）某同学用一个光滑的半圆形轨道和若干个大小相等、可视为质点的小球做了三个有趣的实验，轨道固定在竖直平面内，且两端同高。第一次，他将一个小球从离轨道最低点的竖直高度h处由静止沿轨道下滑（h远小于轨道半径），用秒表测得小球在轨道底部做往复运动的周期为T；第二次，他将小球A放在轨道的最低点，使另一个小球B从轨道最高点由静止沿轨道滑下并与底部的小球碰撞，结果小球B返回到原来高度的1/4，小球A也上滑到同样的高度；第三次，用三个质量之比为m1:m2:m3＝5:3:2的小球做实验，如图所示，先将球m2和m3放在轨道的最低点，球m1从某一高度由静止沿轨道下滑，它们碰后上升的最大高度分别为h1、h2和h3，不考虑之后的碰撞。设实验中小球间的碰撞均无能量损失。重力加速度为g。求：（1）半圆形轨道的半径R；（2）第二次实验中两小球的质量之比mA:mB；（3）第三次实验中三个小球上升的最大高度之比h１:h２:h３。优卓相伴学习无忧曹老师：15010201801北京市朝阳区高三年级第二次综合练习理科综合测试（物理答案）2012．5第一部分共20小题，每小题6分，共120分。题号11121314151617181920答案CDABCDBB第二部分共11小题，共180分。21．（18分）（1）①BD2分②x22分③1.902分④2分纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力2分（2）①B2分②x0、x1、x22分012AABmxmxmx2分③0.882分22．（16分）解：（1）滑块沿轨道向左运动过程中的受力如图所示。根据牛顿运动定律：0mgNqEfma又因为fN所以qEagm（6分）（2）物块向左做匀加速直线运动，根据运动学公式：22vaL所以2()qEvgLm（4分）（3）滑块在导轨运动的整个过程中，根据动能定理有()00qELmgLx(1)qExLmg（6分）23．（18分）解：（1）从乙图可知，t=2.4s时R两端的电压达到最大，Um=1.0V，由于导体棒内阻不计，故Um=Em=BLvm=1.0V，所以mm1.0m/sEvBL①（6分）NmgqEf优卓相伴学习无忧曹老师：15010201801（2）因为EUBLv，而B、L为常数，所以，在0~1.2s内导体棒做匀加速直线运动。设导体棒在这段时间内加速度为a。设t1=1.2s时导体棒的速度为v1，由乙图可知此时电压U1=0.90V。因为111EUBLv②所以110.90m/sUvBL在1.2s~2.4s时间内，根据功能原理221m1122mvPtmvQ③所以5.3QJ（6分）（3）导体棒做匀加速运动的加速度2100.75m/svat当t=1.2s时，设拉力为F1，则有115.0NPFv同理，设t=2.4s时拉力为F2，则有2m4.5NPFv根据牛顿第二定律有11FfFma安④220FfF安⑤0mgN⑥又因为11BLUFBILR安1⑦22BLUFBILR安2⑧fN⑨由④⑤⑥⑦⑧⑨，代入数据可求得：R=0.4Ω，0.2（6分）24．（20分）解：（1）第一次实验中，小球的运动可以看做摆长为R的单摆，根据单摆周期公式有：2RTg所以224TgR（6分）（2）第二次实验中，球B从高为R处释放，设球B与球A碰撞前瞬间的速度大小为vB，碰撞后瞬间它们速度的大小分别为Bv和vA。由题意知，球B与A碰后达到的高度均NmgfFF安优卓相伴学习无忧曹老师：15010201801为4R，