2015年高三理综石景山一模物理

2015石景山一模

13．普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元。在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是

A ．人的个数

B ．物体所受的重力

C ．物体的动能

D ．物体的长度

14．下列说法正确的是

A ．布朗运动是指液体分子的无规则运动

B ．物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和

C ．温度升高，物体内每个分子的动能一定增大

D ．温度高的物体内能一定大

15．如图所示，直线OO ′与上下表面平行的玻璃砖垂直且与其上表面交于N 点。a 、b 为两束不同频率的单色光，以45°的入射角射到玻璃砖的上表面，入射点A 、B 到N 点的距离相等，经折射后两束光相交于图中的P 点。下列说法正确的是 A ．在真空中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度 B ．在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度

C ．同时增大入射角(始终小于90°)，则a 光在下表面先发生全反射

D ．对同一双缝干涉装置，a 光的干涉条纹比b 光的干涉条纹宽

16．两颗人造卫星绕地球作匀速圆周运动，对轨道半径较大的卫星，下列说法正确的是 A ．线速度一定大 B ．角速度一定大 C ．周期一定大 D ．动能一定大

17．简谐横波某时刻的波形如图所示，P 为介质中的一个质点，波沿x 轴的正方向传播。下列说法正确的是

A ．质点P 此时刻的速度沿x 轴的正方向

B ．质点P 此时刻的加速度沿x 轴的正方向

C ．再过半个周期时，质点P 的位移为负值

D ．经过一个周期，质点P 通过的路程为2a

a -a

O

P x

y

·

18．如右图所示，一轻质弹簧沿竖直方向放置在水平地面上，其下端固定，当弹簧的长度为原长时，其上端位于O 点。现有一小球从O 点由静止释放，将弹簧压缩至最低点（弹簧始终处于弹性限度内）。在此过程中，关于小球的加速度a 随下降位移x 的变化关系，下图中

正确的是

19．平直公路上有一台固定的超声波测速仪，汽车向测速仪做直线运动。当两者相距355m 时，测速仪发出超声波，同时汽车由于紧急情况刹车，当测速仪接收到反射回来的超声波信号时，汽车恰好停止，此时测速仪与汽车相距335m ，已知超声波的声速为340m/s 。汽车刹车的加速度大小为

A ．20m/s 2

B ．10m/s 2

C ．5m/s 2

D ．无法确定

20．理论上已经证明：电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场为零。现有一半径为R 、电荷均匀分布的实心球体，O 为球心，以O 为原点建立坐标轴Ox ，如右图所示。关于该带电小球产生的电场E 随x 的变化关系，下图中正确的是

O

O

x R

E 0 B

E O

x R

E 0 C

E O

x A

R

E E 0

O

x

D

R

E 0 E O x

R

O -g

g a

x B

O -g

g a x C

O -g

g a x

D

O -g

g a x A

21．（共18分）

（1）在伏安法测电阻的实验中，待测电阻R x 约为200Ω，电压表○V 的内阻约为2kΩ，电流表○A 的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图（a ）或图（b ）所示，测量结果由公式x U

R I

计算得出，式中U 与I 分别为电压表和电流表的示数。若将图（a ）和图（b ）中电路图测得的电阻值分别记为R x 1和R x 2，则________（填“R x 1”或“R x 2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值R x 1_______（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值R x 2__________（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。

（2）某同学用如图甲所示的装置

通过研究重锤的落体

运动来验证

机械能守恒

定律。实验所用的电源为学生电源，其频率为50Hz 。

已知重力加速度为g=9.8 m/s 2。

①在实验所需的物理量中，需要直接测量的是 ，通过计算得到的是 。（填写代号）

A ．重锤的质量

B ．重锤下落的高度

C ．重锤底部距水平地面的高度

D ．与下落高度对应的重锤的瞬时速度

②在实验得到的纸带中，该同学选用如图乙所示的起点O 与相邻点之间距离约为2mm 的点迹清晰的纸带来验证机械能守恒定律。图中A 、B 、C 、D 、E 、F 为六个相邻的原始点。根据图乙中的数据，求得当打点计时器打下B 点时重锤的速度

v B =______m/s ，计算出对应的2

12

B v =______ m 2/s 2，gh B =_______m 2/s 2。若在实验误差

允许的范围内，上述物理量之间的关系满足_______________，即可验证机械能守恒定律。（计算结果保留三位有效数字）

A

B

C

D

E

O

F

图乙

14.30 单位：cm

17.80

21.69

25.90

30.51

35.50

图甲

图（a ）

R x

A

V A

V R x

图（b ）

③该同学继续根据纸带算出各点的速度v ，量出下落的距离h ，并以2v 为纵轴、以h 为横轴画出图象，下图中正确的是

22．（16分）如图所示，由粗细均匀、同种金属导线构成的正方形线框abcd 放在光滑的水平桌面上，线框边长为L ，其中ab 段的电阻为R 。在宽度也为L 的区域内存在着磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场的方向竖直向下。线框在水平拉力的作用下以恒定的速度v 通过匀强磁场区域，线框始终与磁场方向垂直且无转动。求： （1）在线框的cd 边刚进入磁场时，bc 边两端的电压U bc ； （2）为维持线框匀速运动，水平拉力的大小F ；

（3）在线框通过磁场的整个过程中，bc 边金属导线上产生的热量Q bc 。

A

O

h

2v B

O

h

2v C

O

h

2v D

O

h

2v

v

L a b

c d

B L

23．（18分）下图是汤姆孙用来测定电子比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置示意图，某实验小组的同学利用此装置进行了如下探索：

①真空管内的阴极K 发出的电子经加速后，穿过A '中心的小孔沿中心线OP 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板M 和N 间的区域。当M 和N 间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心P 点处，形成了一个亮点；

②在M 和N 间加上偏转电压U 后，亮点偏离到P 1点；

③在M 和N 之间再加上垂直于纸面向外的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B 时，电子在M 、N 间作匀速直线运动，亮点重新回到P 点；

④撤去M 和N 间的偏转电压U ，只保留磁场B ，电子在M 、N 间作匀速圆周运动，亮点偏离到P 2点。若视荧光屏为平面，测得P 、P 2的距离为y 。

已知M 和N 极板的长度为L 1，间距为d ，它们的右端到荧光屏中心P 点的水平距离为L 2，不计电子所受的重力和电子间的相互作用。

（1）求电子在M 、N 间作匀速直线运动时的速度大小；

（2）写出电子在M 、N 间作匀速圆周运动的轨迹半径r 与L 1、L 2及y 之间的关系式； （3）若已知电子在M 、N 间作匀速圆周运动的轨迹半径r ，求电子的比荷；

（4）根据该小组同学的探索，请提出估算电子比荷的其他方案及需要测量的物理量。

24．（20分）如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v 0。质量均为m 的工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ。乙的宽度足够大，重力加速度为g 。 （1）若乙保持静止，求某工件在乙上滑行的距离； （2）若乙的速度也为v 0，求：

①刚滑上乙时，某工件受到摩擦力的大小和方向；

K

O

P P 2

L 1

L 2

N

M

d

A

A'

y P 1 · ·

·

②某工件在乙上垂直于传送带乙的运动方向滑行的距离；

③某工件在乙上滑行的过程中产生的热量。

（3）若乙的速度为v，试判断某工件在乙上滑行的过程中所受摩擦力是否发生变化，并通过分析和计算说明理由。

m

参考答案：

13—20单项选择题：（6分×8=48分） 题号 13 14 15 16 17 18 19 20 答案

A

B

D

C

C

A

B

B

21．（18分）

（1）（6分）R x1；大于；小于 （2）（共12分） ① B （1分）；D （1分）

②1.85；1.71；1.74；21

2

B B v gh =（8分）

③C （2分） 22．（16分）解析：

（1）cd 边进入磁场时产生的感应电动势为

BLv E = （2分）

整个回路的电阻 R 总=4R （1分） 回路中的电流 4E BLv

I R R

=

=总 （2分） bc 边两端的电压为 bc 1

4

U IR BLv ==

（2分） （2）为维持线框匀速运动，外力应始终等于安培力，即：F =F 安 （2分）

线框所受安培力为224B L v

F BIL R ==安

水平拉力 224B L v

F F R

==安 （2分）

（3）整个线框通过磁场的过程中所经历的时间为 2x L t v v

=

=（2分） 整个过程中bc 段金属导线上产生的电热为

232

bc 8B L v

Q I R t R

=??= （3分）

23．（18分）解析：

（1）电子在极板M 、N 间电场力与洛伦兹力的作用下沿中心轴线运动，受力平衡，设电子进入极板间的速度为v ，由平衡条件有 eE evB = （2分） 两极板间电场强度 d

U

E = （2分） 解得 Bd

U

v =

（2分） （2）极板M 、N 间仅有匀强磁场时，电子做半径为r 的匀速圆周运动，射出磁场后电子做匀速直线运动，如图所示 2

1

21

t a n L r L -=

θ（1分）

穿出磁场后在竖直方向上移动的距离

21

2

2123tan L

r L L L y -=

=θ（1分）

32

12y L r r y +--

=

解得2

1

2

212

12L

r L L L r r y -+

--=（2分）

（3）电子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r ，洛伦兹力提供向心力

2

v evB m r

=（2分）

解得 2e U

m B dr

=（2分） （4）

方案1：若忽略电子从阴极K 发出的初速度，分析电子在探索①中O 、A 之间的加速运动，探索③中的匀速直线运动，可以求出电子的比荷，（2分）需测量O 、A 间的加速电压（2分）

方案2：分析电子在探索②、③中的运动，可以求出电子的比荷，（2分）需测量P 与P 1之间的距离（2分） （只要方案正确即可）

24．（20分）解析：

（1）若乙保持静止，根据牛顿第二定律和运动学公式

O ' P 3 y 3

L 2

θ

θ

r

L 1

μmg =ma （1分）

2

0002v ax -=-（1分）

解得工件在乙上滑行的距离2

02v x g

μ=（2分）

（2）①沿甲与乙的运动方向建立坐标系如答图1所示。刚滑上乙时，工件相对乙运动的速度为02v ，方向如图所示，45θ=?（2分） 工件受到摩擦力的大小为f =μmg （1分） 方向如图所示，45θ=?（1分）

②沿x 轴方向，根据牛顿运动定律和运动学公式 μmg sin θ=ma x （1分）

2

0102x v a x -=-（1分）

解得工件在乙上垂直于乙的运动方向滑行的距离

2

12v x g

μ=

（2分）

③ 法一：工件在乙上沿x 轴方向的位移为x ，沿y 轴方向的位移为y 根据牛顿运动定律和运动学公式 a x =μg sin θ，a y =μg cos θ

在x 轴方向2

00=2x v a x -- 在y 轴方向2

00=2y v a y - 工件滑动的时间0

y

v t a =

乙前进的距离10y v t = 工件相对乙的位移22

1()L x y y =

+-

解得 20

v L g

μ= （2分）

摩擦生热 Q m g L

μ=

（1分） 解得 2

0Q m v = （1分）

法二：以传送带乙为参考系，工件以初速度02v 做匀减速运动，直到相对静止，工件相对

v 0

v 0

x

y

O 02v

μmg

θ θ 答图1

传动带乙的位移()

2

2

2=

2v v L g g

μμ=

（2分） 摩擦生热 Q mgL μ=

（1分）

解得 2

0Q mv = （1分）

（3）当乙的速度为v 时，工件相对乙的速度与y 轴方向的夹角为α

tan v v

α=

工件受到的摩擦力与二者相对速度的方向相反，如答图2所示。

工件在x 轴、y 轴方向的加速度的大小分别为x a 、y a ，根据牛顿运动定律

sin x a g μα=，cos y a g μα=

经过极短的时间Δt ，x 轴、y 轴方向的相对速度大小分别为

0Δx x v v a t =-，Δy y v v a t =-

解得 Δtan Δx y a t a t α=

，tan x

y

v v α= 表明经过极短的时间Δt ，工件相对乙的速度与y 轴方向的夹角仍为α，所以摩擦力方向保持不变（2分）

故工件在乙上滑行的过程中所受摩擦力的大小始终为f =μmg ，方向不变（2分）

v 0

v

x

y

O /v

μmg

α α 答图2