物理能力測試
2013.5
本試卷共14頁，滿分300分。考艦長分鐘。考生務(wù)必將答案寫在答題卡上，在 試卷上作答無效�？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。
以下數(shù)據(jù)可供解題時(shí)參考：
可能用到的相對原子質(zhì)量：H 1 C 12 N 14 0 16 Na 23 Mg 24 Si 28 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64
第一部分(共120分）
本部分共20小題，每小題6分,共120分,在每小題列出的四個選項(xiàng)中，選出最符合題目 要求的一項(xiàng)。
13.在下列敘述中，正確的是
A.物體里所有分子動能的總和叫做物體的內(nèi)能
B.—定質(zhì)量的氣體，體積不變時(shí)，溫度越高，氣體的壓強(qiáng)就越大
C.對一定質(zhì)量的氣體加熱，其內(nèi)能一定增加
D.隨著分子間的距離增大分子間引力和斥力的合力一定減小
14.根據(jù)玻爾理論，氫原子的電子由n=2軌道躍遷到n=1軌道
A.原子的能量減少，電子的動能增加
B.原子的能量增加，電子的動能減少
C.原子要放出一系列頻率不同的光子
D.原子要吸收某一頻率的光子
15.如圖2所示，用綠光照射一光電管，能產(chǎn)生光電效應(yīng)。欲使光電子 從陰極逸出時(shí)的初動能增大，應(yīng)該
A.改用紅光照射
B.改用紫光照射
C.增大光電管上的加速電壓
D.增大綠光的強(qiáng)度16.甲、乙兩顆人造衛(wèi)星繞地球作圓周運(yùn)動，周期之比為T1:T2 = 1:8，則它們的軌道半徑之 比和運(yùn)動速率之比分別為
A.R1：R2 = 1： 4, v1: v2 =2 :1
B.R1：R2 =4 : 1， v1: v2=2: 1
C. R1：R2 = 1 ：4, v1: v2=1 : 2
D.R1：R2 = 4 : 1， v1: v2= 1: 2
17.如圖3所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=11:5。原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓 。副線圈接入電阻的阻值R=100Ω。則
A.通過電阻的電流是22A
B.交流電的頻率是100Hz
C.與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100V
D.變壓器的輸入功率是484W
18.—根彈性繩沿x軸放置，左端位于坐標(biāo)原點(diǎn)，用手握住繩的左端，當(dāng)t = 0時(shí)使其開始沿y軸做簡諧運(yùn)動，在t=0.25s時(shí)，繩上形成 如圖4所示的波形。關(guān)于此波,下列說法中正確的是
A.此列波為橫波,0點(diǎn)開始時(shí)向上運(yùn)動
B.此列波的波長為2m,波速為8m/S
C.在t= 1.25s后,A、B兩點(diǎn)的振動情況總相同
D.當(dāng)t=10s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B正通過平衡位置向上運(yùn)動
19.如圖5所示，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r。兩電壓表可看作是 理想電表,當(dāng)閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片由左端向右端滑 動時(shí)（設(shè)燈絲電阻不變），下列說法中正確的是
A.小燈泡L2變暗,V1表的示數(shù)變小，V2表的示數(shù)變大
B.小燈泡L2變亮，V1表的示數(shù)變大,V2表的示數(shù)變小
C.小燈泡L1變亮，V1表的示數(shù)變大，V2表的示數(shù)變小
D.小燈泡L1變暗,V1表的示數(shù)變小，V2表的示數(shù)變大
20.如圖6所示，在光滑的水平面上靜止放一質(zhì)量為m的木 板B，木板表面光滑，左端固定一輕質(zhì)彈簧。質(zhì)量為2m的木塊A以速度v0從板的右端水平向左滑上木板B。在 木塊A與彈簧相互作用的過程中，下列判斷正確的是
A.彈簧壓縮量最大時(shí)，B板運(yùn)動速率最大
B.S板的加速度一直增大
C.彈簧給木塊A的沖量大小為2mv0/3
D.彈簧的最大彈性勢能為mv02/3
第二部分（非共180分）
本部分共11小題,共180分。
21.(18 分）
(1)(4分)某同學(xué)在測定一厚度均勻的圓柱形玻璃的折射率時(shí)，先在白紙上作一與圓柱橫 截面相同的圓，圓心為0。將圓柱形玻璃的底面與圓重合放在白紙上。在圓柱形玻璃一側(cè)適當(dāng)位置豎直 插兩枚大頭針P1和P2，在另一側(cè)適當(dāng)位置洱先后插 兩枚大頭針P3和P4，先使P3能夠擋住P2、P1的像，再插大頭針P4時(shí)，使P4能夠檔住P3和P2,P1的像。移去圓柱形玻璃和大頭針后,得圖7所示的痕跡。
①圖中已畫出P1P2的入射光線，請?jiān)趫D中補(bǔ)畫出完整的光路圖，并標(biāo)出光從玻璃射入 空氣的入射角θ1和折射角θ2。
②用入射角θ1和折射角θ2表示玻璃折射率的表達(dá)式為n=_______。
(2)(14分）為了較準(zhǔn)確地測量一只微安表的內(nèi)阻，采用圖8所示實(shí)驗(yàn)電路圖進(jìn)行測量，實(shí)驗(yàn)室可供選擇的器材如下：
A.待測微安表（量程500 ，內(nèi)阻約 300Ω
B.電阻箱（最大阻值999.9Ω）
C.滑動變阻器R1(最大阻值為10Ω)
D.滑動變阻器R2(最大阻值為1KΩ)
E.電源（電動勢為2V，內(nèi)阻不計(jì)）
F.保護(hù)電阻R0（阻值為120Ω)
①實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)選用_____(填“C”或“D”）；
②按照實(shí)驗(yàn)電路在圖9所示的方框中完成實(shí)物圖連接。
③實(shí)驗(yàn)步驟：
第一，先將滑動變阻器的滑片移到最右端,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為零；
第二，閉合開關(guān)S,將滑片緩慢左移，使微安表滿偏；
第三,保持滑片不動，調(diào)節(jié)R的電阻值使微安表的示 數(shù)正好是滿刻度的2/3時(shí)，此時(shí)接入電路的電阻箱的
示數(shù)如圖10所示,阻值R為______Ω。
第四，根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)可知微安表內(nèi)阻的測量值RA為_______Ω
④若調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為 時(shí)，微安表的示數(shù)正好是滿刻度的1/2,認(rèn)為此時(shí)微安表 內(nèi)阻就等于 0則此時(shí)微安表內(nèi)阻的測量值 與微安表的示數(shù)正好是滿刻度的 2/3時(shí)微安表內(nèi)阻的測量值RA相比，更接近微安表真實(shí)值的是______。（填“ ”或“RA”）
22.(16分）如圖1
1,水平桌面固定著光滑斜槽，光滑斜槽的末端和一水平木板平滑連接，設(shè)物 塊通過銜接處時(shí)速率沒有改變。質(zhì)量m1=0.40kg的物塊A從斜槽上端距水平木板高度h=0. 80m處下滑，并與放在水平木 板左端的質(zhì)量m2=0.20kg的物塊B相碰,相碰后物塊B滑行x=4.0m到木板的C點(diǎn)停止運(yùn)動，物塊A滑到木板的D點(diǎn)停 止運(yùn)動。已知物塊B與木板間的動摩擦因數(shù) =0.20,重力加 速度 g=10m/s2 ,求：
(1)物塊A沿斜槽滑下與物塊B碰撞前瞬間的速度大��；
(2)滑動摩擦力對物塊B做的功；
(3)物塊A與物塊B碰撞過程中損失的機(jī)械能。
23.(18分）圖12所示為回旋加速器的示意圖。它由兩個鋁制D型金屬扁盒組成,兩個D形 盒正中間開有一條狹縫，兩個D型盒處在勻強(qiáng)磁場中并接在高頻交變電源上。在D1盒中 心A處有離子源，它產(chǎn)生并發(fā)出的a粒子,經(jīng)狹縫電壓加速后,進(jìn)入D2盒中。在磁場力的 作用下運(yùn)動半個圓周后，再次經(jīng)狹縫電壓加速。為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速，設(shè)法 使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運(yùn)動的周期一致。如此周而復(fù)始，速度越來越 大,運(yùn)動半徑也越來越大,最后到達(dá)D型盒的邊緣，以最大速度被導(dǎo)出。已知a粒子電荷 量為q,質(zhì)量為m，加速時(shí)電極間電壓大小恒為U,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,D型盒的半徑為R，設(shè)狹縫很窄,粒子通過狹縫的時(shí)間可以忽略不計(jì)，設(shè)a粒子從離子源發(fā)出時(shí)的初速度為 零。（不計(jì)a粒子重力）求：
(1)a粒子第一次被加速后進(jìn)入D2盒中時(shí)的速度大小；
(2)a粒子被加速后獲得的最大動能Ek和交變電壓的頻率f
(3)a粒子在第n次由D1盒進(jìn)入D2盒與緊接著第n+1次由D1盒進(jìn)入D2盒位置之間的距離Δx。
24.(20分)如圖13所示，四分之一光滑絕緣圓弧軌道AP和水平絕緣傳送帶PC固定在同一 豎直平面內(nèi)，圓弧軌道的圓心為0，半徑為R0傳送帶PC之間的距離為L,沿逆時(shí)針方向 的運(yùn)動速度v= .在PO的右側(cè)空間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場。一質(zhì)量為m、電荷量 為+q的小物體從圓弧頂點(diǎn)A由靜止開始沿軌 道下滑，恰好運(yùn)動到C端后返回。物體與傳送 帶間的動摩擦因數(shù)為 ，不計(jì)物體經(jīng)過軌道與傳 送帶連接處P時(shí)的機(jī)械能損失,重力加速度為g
(1)求物體下滑到P點(diǎn)時(shí)，物體對軌道的壓力F
(2)求物體返回到圓弧軌道后，能上升的最大高度H
(3)若在PO的右側(cè)空間再加上方向垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場 (圖中未畫出），物體從圓弧頂點(diǎn)A靜止釋放,運(yùn)動到C端時(shí)的速度為 ，試求物體 在傳送帶上運(yùn)動的時(shí)間t。
海淀高三物理二模參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)
2013.5.7
選擇答案題
13．B 14. A 15. B 16. A 17. C 18. D 19. C 20. D
實(shí)驗(yàn)題
21．（18分）
（1）（4分）
① 光路圖正確有箭頭1分；入射角、折射角標(biāo)度正確1分
② ……2分
（2）（14分）
①C……3分
②實(shí)物圖補(bǔ)畫正確……3分
③145.5 ……3分, 291……3分
④RA1……2分
22．（16分）
（1）設(shè)物塊A滑到斜面低端與物塊B碰撞前時(shí)的速度大小為v0，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
……………………2分
解得：v0=4.0m/s………………2分
（2）設(shè)物塊B受到的滑動摩擦力為f，摩擦力做功為W，則
f=m2g……………………2分
W=-m2gx……………………2分
解得：W=-1.6J……………………1分
（3）設(shè)物塊A與物塊B碰撞后的速度為v1，物塊B受到碰撞后的速度為v，碰撞損失的機(jī)械能為E，根據(jù)動能定理、根據(jù)動量守恒定律和能量守恒有
-m2g x=0- m2v2……………………1分
解得：v=4.0m/s
…………………1分
解得：v1=2.0m/s…………………1分
…………………2分
解得：E=0.80J…………………2分
23．(18分)
（1）設(shè)α粒子第一次被加速后進(jìn)入D2盒中時(shí)的速度大小為v1，根據(jù)動能定理有
……………………2分
……………………2分
（2）α粒子在D形盒內(nèi)做圓周運(yùn)動，軌道半徑達(dá)到最大時(shí)被引出，具有最大動能。設(shè)此時(shí)的速度為v，有
……………………2分
解得： ……………………2分
設(shè)α粒子的最大動能為Ek，則
Ek= ……………………2分
解得：Ek= ……………………2分
設(shè)交變電壓的周期為T、頻率為f，為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速，帶電粒子在磁場中運(yùn)動一周的時(shí)間應(yīng)等于交變電壓的周期（在狹縫的時(shí)間極短忽略不計(jì)），則
，
解得：T= ……………………1分
……………………1分
（3）離子經(jīng)電場第1次加速后，以速度 進(jìn)入D2盒，設(shè)軌道半徑為r1
離子經(jīng)第2次電場加速后，以速度v2進(jìn)入D1盒，設(shè)軌道半徑為r2
軌道半徑：
………
離子第n次由D1盒進(jìn)入D2盒，離子已經(jīng)過（2n-1）次電場加速，以速度 進(jìn)入D2盒，由動能定理：
軌道半徑： ……………………1分
離子經(jīng)第n+1次由D1盒進(jìn)入D2盒，離子已經(jīng)過2n次電場加速，以速度v2n進(jìn)入D1盒，由動能定理：
軌道半徑： ……1分
則 =2 …………1分（如圖所示）
=2( ……………………1分
24．(20分)
（1）設(shè)物體滑到P端時(shí)速度大小為 ，物體從A端運(yùn)動到P端的過程中，機(jī)械能守恒
…………………………1分
解得： …………………………1分
設(shè)物體滑到P端時(shí)受支持力為N，根據(jù)牛頓第二定律
…………………………1分
解得：N=3mg…………………………1分
設(shè)物體滑到P端時(shí)對軌道壓力為F，根據(jù)牛頓第三定律
F = N =3mg…………………………1分
（2）物體到達(dá)C端以后受滑動摩擦力，向左做初速度為零的勻加速運(yùn)動，設(shè)向左運(yùn)動
距離為x時(shí)物體與皮帶速度相同，設(shè)物體受到的摩擦力為f，則
fx= ………………………1分
物體從皮帶的P端滑到C端摩擦力做功
-fL=0- ………………………1分
………………………1分
解得：x= ………………………1分
即物體在皮帶上向左先做勻加速運(yùn)動一半皮帶長度后，與皮帶同速向左運(yùn)動，即再次到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度大小是v= ………………………2分
根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)在斜面上上升的高度H，則
mgH=
解得H= ……………………2分
說明：其他方法答案正確均得分。
（3）設(shè)電場強(qiáng)度為E，在無磁場物體從A端運(yùn)動到C端的過程中，根據(jù)動能定理有
……………………1分
解得E= ……………………1分
在有磁場情況下物體從P端運(yùn)動到C端的過程中，設(shè)任意時(shí)刻物體速度為v，取一段極短的含此時(shí)刻的時(shí)間 ，設(shè)在此時(shí)間段內(nèi)的速度改變量為 （取水平向右為正方向），根據(jù)牛頓第二定律，有
……………………1分
兩邊同時(shí)乘以 再對兩邊求和
……………………1分
而 ……………………1分
而 ，
則 ……………………1分
以上結(jié)果代入上式，得
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