2013房山区高三二摸

理综物理部分

2013年5月

13．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的

A．温度和压强 B．体积和压强 C．温度和体积 D．压强和温度

【答案】C

温度是分子平均动能的量度，分子势能跟分子间的距离有关，故本题应选C。

14．宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面（设月球半径为R）. 据上述信息推断，月球的第一宇宙速度为

A．
?????? B．
??????? ?C．
??????? D．

【答案】B

在月球表面，由万有引力提供向心力可得，
；由万有引力等于重力可得，
；由自由落体运动的规律可得
，三式联立可得月球的第一宇宙速度v=
，本题选B。

15．在杨氏双缝干涉实验中，如果

A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹

B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹

C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹

D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上仍将呈现等间距的条纹

【答案】B

由于白光是复合光，故当光程差为紫光波长的整数倍的位置表现为紫色亮条纹，当光程差为红光波长的整数倍位置表现红色亮条纹，故屏上呈现明暗相间的彩色条纹，故A错误．用红光作为光源，当光程差为红光波长的整数倍是时表现红色亮条纹，当光程差为红光半个波长的奇数倍时，呈现暗条纹，故B正确．两狭缝用不同的光照射，由于两列光的频率不同，所以是非相干光，故不会发生干涉现象，故C错误．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，不能发生干涉现象而会发生单缝衍射现象，屏上出现中间宽，两侧窄，间距越来越大的衍射条纹，故D错误．故选B．

16．月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3（
）”的化学元素，是核聚变重要原料之一. 科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源. 关于“氦3”与氘核（
）聚变生成氦4（
）和质子，下列说法中正确的是

A．核反应方程为

B．核反应生成物的质量将大于参加反应物质的质量

C．该聚变反应是当前核电站所用核反应之一

D．该聚变过程将放出巨大能量

【答案】D

由题意可知该核反应方程是
，为核聚变的方程，由于核反应的过程中释放大量的能量，根据爱因斯坦质能方程△E=△mc2，可知生成物的质量小于反应物的质量，故选项AB错误D正确．目前核电站所用的核反应为重核裂变，故选项C错误。本题应选D。

17．图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1 m处的质点，Q是平衡位置为x=4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则

A．t=0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大

B．t=0.15s时，质点P的运动方向沿y轴正方向

C．从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6 m

D．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30 cm

【答案】A

由乙图中Q点的振动图象可知t=0.15s时Q点在负的最大位移处，故具有正向最大加速度，故A正确；甲图描述的是t=0.10s时的波动图象，而根据乙图可知t=0.10s到t=0.25s内Q点将向下振动，这说明在甲图中此时Q点将向下振动，根据质点振动方向和波传播方向的关系可知，波向左传播，判定出经过四分之一周期即t=0.15s时质点P运动方向为Y轴负方向，故B错误；根据甲乙两图可知波长和周期，则波速：v=
=40m/s，故从t=0.10s到t=0.25s，波沿x负方向传播了6m，而并非沿x轴正方向传播，故C错误；质点在一个周期内通过的路程为4个振幅长度，结合0.10s 时P点的位置可知在t=0.10s到t=0.25s的四分之三周期内，质点P通过的路程小于三个振幅即小于30cm，故D错误．故选A．

18．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知

A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin（25t）V

B．该交流电的频率为25 Hz

C．该交流电的电压的有效值为100

D．若将该交流电压加在阻值R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为100 W

【答案】B

由图可知，T=4×10-2s，故f=
=25Hz，ω=2πf=50rad/s，所以其表达式为u=100sin（50t）V，故A错误，B正确．由图象可知交流电的最大值为100V，因此其有效值为：U=
=
=50
V，所以R消耗的功率为：P=
=50W，故C、D错误。

19．矩形闭合线圈放置在水平薄板上，薄板下有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等（其间距略大于矩形线圈的宽度），如图所示，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向是

A．摩擦力方向一直向左

B．摩擦力方向先向左、后向右

C．感应电流的方向一直不变

D．感应电流的方向顺时针→逆时针，共经历四次这样的变化

【答案】A

当磁铁匀速向右通过线圈时，N极靠近线圈，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的作用力，那么磁极给线圈向右的作用力，线圈静止不动，是因为受到了向左的摩擦力；当N极离开线圈，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的作用力，那么磁极给线圈向右的作用力，线圈静止不动，是因为受到了向左的摩擦力．同理可知整个过程线圈所受的摩擦力一直向左，故A正确，B错误．

从上向下看，当磁铁N极向右靠近线圈时，线圈中向上的磁场增加，感应电流的磁场向下，所以感应电流是顺时针方向，当磁铁N极向右远离线圈时，线圈中向上的磁场减小，感应电流的磁场向上，所以感应电流是逆时针方向．S极靠近时线圈时，向下的磁场增加，感应电流的磁场向上，所以感应电流逆时针方向．S极远离线圈时，向下的磁场减少，感应电流的磁场向下，所以感应电流顺时针方向．故C、D错误．

20．如图所示，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等．有一个带正电的带电粒子以垂直于x轴的初速度v0从x轴上的P点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成45°角进入磁场，又恰好垂直进入第Ⅳ象限的磁场．已知OP之间的距离为d，则带电粒子在磁场中第二次经过x轴时，在电场和磁场中运动的总时间为

A． B．(2＋5π) C．(2＋) D．(2＋)

【答案】D

根据题意作出粒子的运动轨迹，如图所示：粒子进入电场后做类平抛运动，从x轴上的P点进入匀强电场，恰好与y轴成45°角射出电场，所以v=
=
v0vx=v0tan45°=v0，沿x轴方向有：x=
at2，所以
=
，故OA=2OP=2d，在垂直电场方向做匀速运动，所以在电场中运动的时间为：t1=
， 如图，AO1为在磁场中运动的轨道半径，根据几何关系可知： AO1=
d，粒子从A点进入磁场，先在第一象限运动
个圆周而进入第四象限，后经过半个圆周，第二次经过x轴，所以自进入磁场至第二次经过x轴所用时间为t2=
，故自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间为t=t1+t2=(2＋)，故D正确．

第Ⅱ卷（非选择题 共180分）

21．（一）在验证机械能守恒定律实验时：

（1）关于本实验的叙述中，正确的有（ ）

A．打点计时器安装时要使两限位孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减少纸带下落过程中的阻力

B．必须用天平测出重锤的质量

C．实验时要先闭合打点计时器的电源开关，再释放重锤

D．打出的纸带中，只要点迹清晰，就可以运用公式
，来验证机械能是否守恒

E．验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面

F．计算重锤重力势能减小量时的g值必须用当地的实际重力加速度数值

（2）电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上，下图为实验中打出的一条纸带，从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……，

如果已知重锤的质量为1. 0 kg，电火花计时器打E点时，重锤的动能为

（保留到小数点后两位）

（二）某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：

①小灯泡L，规格“4.5V．0.5A”；

②电流表A，量程0.6A，内阻r约为0.2Ω;

③电压表V，量程15V，内阻约为15 kΩ；

④滑动变阻器R，阻值范围0~10Ω；

⑤学生电源E，电动势6V，内阻不计；⑥开关S及导线若干.

（1）甲同学设计了下图(左图)所示的电路进行测量，请按照左边电路图把实物图中未完成的连线补充完整.

（2）乙同学经分析发现甲同学实验精度不高，又从实验室找来Ig=100μA,Rg=1000Ω的灵敏电流计和电阻箱（0—99999.9Ω），想把灵敏电流计改装成量程为5V的电压表，需要把电阻箱调成 Ω的阻值，并与灵敏电流计 （填“串”或“并”）联在电路中来替代实验中的电压表.

（3）乙同学用改装的电压表实验得到数据，现要以纵坐标表示通过电流表A的电流I，横坐标表示通过灵敏电流计的电流IG，画出I -IG图线，他已经把数据画在坐标纸上，请帮他把图线画出来.

（4）乙同学通过查找资料发现同等型号的小灯泡的灯丝在27℃时电阻是2.1Ω，并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t)，k为比例常数。请估算灵敏电流表的电流IG=60μA时该灯泡灯丝的温度约为 ℃。

【答案】（一）（6分）（1） A、C、F（3分）（2）
（3分）

（二）（12分）（1）（3分）

（2） 49000Ω （2分） 串联 （1分）

（3）（3分）连成折线的不给分，连成光滑曲线即可给分

（4） 840~870均可 （3分）

（一）（1）打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减少纸带下落过程中的阻力，故A正确．因为我们是比较mgh、
mv2的大小关系，故m可约去，不需要用天平，故B错误．用手托着重锤，先闭合打点计时器的电源开关，待打点稳定后，再释放重锤，故C正确．打出的纸带中，点迹清晰，运用公式mg△h=
mv2，必须是准确找出起始点，故D错误．验证机械能是否守恒不需要确定重力势能的参考平面，故E错误．计算重锤重力势能减小量时的g值必须用当地的实际重力加速度数值，F正确。

（2）根据中点时刻的瞬时速度等于平均速度可得
，
，代入数据即可求解。

（二）（2）改装成电压表要串联分压电阻，R=
（Ω）。

（4）已知小灯泡灯丝在27℃时电阻是2.1Ω，由小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k（273+t），可得2.1=k（273+27），解出k=0.007，再根据图线读出IG=60μA时对应电流，可求得小灯泡电阻，代入小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系即可解得灯丝的温度。

22．(16分)如图所示，质量为m的小物块A在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后与质量为m的小物块B发生碰撞，并粘在一起以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上．已知l＝3.0 m，v＝2.0 m/s，m＝0.10 kg，物块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.15，桌面高h＝0.45 m．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2. 求

(1)落地点距飞出点的水平距离s；

(2)落地时的动能Ek；

(3)小物块A的初速度大小v0.

【答案】见解析

(1)飞离桌面时物体做平抛运动

竖直方向做自由落体由
………………………………2分

代入数据解得t = 0.3s……………………………………………1分

水平方向做匀速直线运动
…………………………2分

代入数据s=0.6m …………………………………………………1分

(2)由动能定理得
………………………3分

代入数据
=1.3J …………………………………………1分

(3)AB相碰时动量守恒
…………………………1分

得到碰前速度
= 4m/s …………………………………………1分

物体A受到的摩擦力
………………………………1分

对于A由动能定理得
………………2分

代入数据解得 v0=5m/s……………………………………………1分

23．(18分)某种电磁泵的结构如图所示，把装有液态钠的矩形截面导管（导管是环形的，图中只画出其中一部分）水平放置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与导管垂直. 让电流I按如图方向横穿过液态钠且电流方向与B垂直. 设导管截面高为a，宽为b，导管有长为L的一部分置于磁场中. 由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动力而不断沿管子向前推进. 整个系统是完全密封的. 只有金属钠本身在其中流动，其余的部件都是固定不动的.

（1）在图上标出液态钠受磁场驱动力的方向.

（2）假定在液态钠不流动的条件下，求导管横截面上由磁场驱动力所形成的附加压强p与上述各量的关系式.

（3）设液态钠中每个自由电荷所带电量为q，单位体积内参与导电的自由电荷数为n，求在横穿液态钠的电流I的电流方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速率v0.

【答案】见解析

方向垂直BI平面向里 ……………………………………………4分

液态钠在在磁场中受到安培力F=BIa……………………………2分

安培力作用的面积为S=ab …………………………………2分

……………………………………………………2分

由I=
……………………………………………………2分

Q=nqbLa… ………………………………………………………2分

……………………………………………………… 2分

代入解得I=nqbLv ……………………………………………… 1分

……………………………………………… 1分

24．（20分）如图所示，B为位于水平地面上的质量为M的长方形空心盒子, 盒内存在着竖直向上场强大小为E=
的匀强电场. A为位于一定高度处的质量为m、带电荷量为+q的小球，且M=2m，盒子与地面间的动摩擦因数μ=0.2，盒外没有电场．盒子的上表面有一些略大于小球直径的小孔，孔间距满足一定的关系，使得小球进出盒子的过程中始终不与盒子接触．当小球A以1m/s的速度从孔1进入盒子的瞬间，盒子B恰以v1=6 m/s的速度向右滑行．已知盒子通过电场对小球施加的作用力与小球通过电场对盒子施加的作力大小相等方向相反．设盒子足够长，取重力加速度g=10m/s2，小球恰能顺次从各个小孔进出盒子．试求：

(1)小球A从第一次进入盒子到第二次进入盒子所经历的时间；

(2)盒子上至少要开多少个小孔，才能保证小球始终不与盒子接触；

(3)从小球第一次进入盒子至盒子停止运动的过程中，盒子通过的总路程．

【答案】见解析

（1）A在盒子内运动时，
…………………………… 1分

…………………………………………………………… 1分

由以上两式得　　a=g=10m/s2 ………………………………………… 1分

A在盒子内运动的时间
…………………………………… 1分

A在盒子外运动的时间
………………………………… 1分

A从第一次进入盒子到第二次进入盒子的时间
……1分

（2）小球在盒子内运动时，盒子的加速度
… 1分

小球在盒子外运动时，盒子的加速度
……………… 1分

小球运动一个周期盒子减少的速度为
…………………………… 1分

从小球第一次进入盒子到盒子停下，小球运动的周期数为

…………………………………………………… 1分

要保证小球始终不与盒子相碰，小孔数至少为2n+1个，即11个．… 1分

（3）小球第一次在盒内运动的过程中，盒子前进的距离为

…………………………………………… 1分

小球第一次从盒子出来时，盒子的速度
……… 1分

小球第一次在盒外运动的过程中盒子前进距离
… 1分

小球第二次进入盒子时，盒子的速度
………… 1分

小球第二次在盒子内运动的过程中，盒子前进的距离为
……………………………………………… 1分

小球第二次从盒子出来时，盒子的速度
………… 1分

小球第二次在盒外运动的过程中，盒子前进的距离为
………………………………………… 1分

分析上述各组数据可知，盒子在每个周期内通过的距离为一等差数列，公差d＝0.12m．且当盒子停下时，小球恰要进入盒内，最后0.2s内盒子通过的路程为0.04m．所以从小球第一次进入盒子至盒子停止运动的过程中，盒子通过的总路程为
……………………………2分