2013年门头沟区理科综合能力模拟测试

2013.5

13. 单色光不能发生的现象是

A．干涉 B．衍射 C．色散 D．折射

【答案】C

所有的光都能发生干涉、衍射和折射，色散是指复色光分解为单色光而形成光谱的现象，故单色光不能发生色散，本题选C。

14．与新能源相关的核反应是21H+31H→42He+10n，关于这个核反应的下列说法中正确的是

A. 聚变反应 吸收核能 B. 聚变反应 释放核能

C. 裂变反应 吸收核能 D. 裂变反应 释放核能

【答案】B

两个轻原子核（氘和氚）结合成较重的原子核（氦）的核反应为聚变反应。既然是新能源，必然可以释放能量。

15. 关于分子间的作用力，下列说法正确的是

A. 分子之间的斥力和引力同时存在

B. 分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增加而增大

C. 分子之间的距离减小时，分子力一直做正功

D. 分子之间的距离增加时，分子势能一直减小

【答案】A

分子间的相互作用是由于原子内的带电粒子的相互作用而引起的，分子间同时存在引力和斥力，当分子间的引力大于斥力时，表现为引力，当分子间的斥力大于引力时，表现为斥力，而且斥力和引力大小都随分子间距离的增加而减小，选项A正确B错误。分子之间的距离减小时，若分子力是斥力，则分子力一直做负功；分子之间的距离增加时，若分子力是引力，则分子力做负功，分子势能一直增加，选项CD说法都是片面的。

16. 沿
轴正方向传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波形曲线如图所示，其波速为10m／s，该时刻波恰好传播到x = 6m的位置。介质中有a、b两质点，下列说法中正确的是

A．
时刻，b质点的运动方向向上

B．
时刻，b质点的速度大于a质点的速度

C．
时刻，b质点的加速度大于a质点的加速度

D．
时刻，
处的质点位于波谷

【答案】B

由于波沿x轴正向传播，故
时刻，质点b向下运动，选项A错误。由于此时质点a的位移达到最大值，故此时质点a的速度为0，加速度最大，选项B正确C错误。由于波速为10m／s，所以
时刻x=8m的质点刚要起振，波还未传到
处的质点，故选项D错误。

17. 据报道，我国将于今年发射神舟10号载人飞船与天宫一号目标飞行器对接，届时天宫一号将下调飞行高度迎接神舟10号载人飞船以实现顺利对接。如图所示，天宫一号调整前后做圆周运动距离地面的高度分别为h1和h2（设地球半径为
，忽略地球自转的影响），则天宫一号调整前后

A.线速度大小之比为
B. 所受地球引力大小之比

C.向心加速度大小之比
D. 周期之比为

【答案】D

由万有引力提供向心力可得
，解得线速度
，向心加速度
，周期
，综上可得天宫一号调整前后线速度大小之比为
,所受地球引力大小之比为
，向心加速度大小之比
，周期之比为
，只有选项D正确。

18. 2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化曲线如图甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为研究其磁敏特性设计了图乙所示电路.关于这个探究实验，下列说法中正确的是

A．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，伏特表的示数增大

B．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，安培表的示数增大

C．闭合开关S，图乙中只改变磁场方向原来方向相反时，伏特表的示数减小

D．闭合开关S，图乙中只改变磁场方向原来方向相反时，安培表的示数减小

【答案】A

由图甲可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度的增加而增加，与磁场的方向无关。闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，磁敏电阻的阻值增加，与其串联的安培表示数减小，外电路总电阻增加，干路电流减小，内电压减小，路端电压增大，与磁敏电阻并联的滑动变阻器部分分得的电压增大，伏特表示数增大。只有选项A正确。

19. 如图所示，有理想边界的匀强磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B,某带电粒子的比荷（电荷量与质量之比）大小为
，由静止开始经电压为U的电场加速后，从O点垂直射入磁场，又从P点穿出磁场。 下列说法正确的是（不计粒子所受重力）

A．如果只增加U，粒子可以从dP之间某位置穿出磁场

B．如果只减小B，粒子可以从ab边某位置穿出磁场

C．如果既减小U又增加B，粒子可以从bc边某位置穿出磁场

D．如果只增加k，粒子可以从dP之间某位置穿出磁场

【答案】D

由已知可得
，解得
，对于选项A，只增加U，r增大，粒子不可能从dP之间某位置穿出磁场；对于选项B，粒子电性不变，不可能向上偏转；对于选项C，既减小U又增加B，r减小，粒子不可能从bc边某位置穿出磁场；对于选项D，只增加k，r减小，粒子可以从dP之间某位置穿出磁场。故本题选D。

20. 一个质点运动的速度时间图象如图甲所示，任意很短时间
内质点的运动可以近似视为匀速运动，该时间内质点的位移即为条形阴影区域的面积，经过累积，图线与坐标轴围成的面积即为质点在相应时间内的位移。利用这种微元累积法我们可以研究许多物理问题，图乙是某物理量
随时间变化的图象，此图线与坐标轴所围成的面积，下列说法中正确的是

A．如果y轴表示作用力，则面积大于该力在相应时间内的冲量

B．如果y轴表示力做功的功率，则面积小于该力在相应时间内所做的功

C．如果y轴表示流过用电器的电流，则面积等于在相应时间内流过该用电器的电量

D．如果y轴表示变化磁场在金属线圈产生的电动势，则面积等于该磁场在相应时间内磁感应强度的变化量

【答案】C

，如果y轴表示作用力，则面积等于该力在相应时间内的冲量；
如果y轴表示力做功的功率，则面积等于该力在相应时间内所做的功；
如果y轴表示流过用电器的电流，则面积等于在相应时间内流过该用电器的电量；由
可知，
如果y轴表示变化磁场在金属线圈中产生的电动势，且匝数n=1，则面积等于该磁场在相应时间内磁通量的变化量。本题应选C。

第二部分（非选择题，共180分）

本部分共11小题，共180分。

21．（18分）

（1）图1所示的游标卡尺主尺的最小分度是
，副尺上有20分度（精度为0.05
）。b1b2是它的外测脚,可以它用来测量圆管的 （填“外径”或“内径”）。用窄片
测量一个工件槽深时，游标附近放大图如图2，则此工件的槽深为

（2）某实验小组利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验，图乙是她们选择的一条较理想的纸带，O点是打点计时器打出的第一个点，计数点A、B、C、D、E、F是纸带上相邻的点。她们测出了各点与O点的距离
后做出了必要的计算，测量和计算的记录见下表（计数点的速度用
表示）

计数点

A

B

C

D

E

F





6.93

9.47

12.4

15.71

19.41

23.49





1.16

1.37

1.56

1.75

1.95

2.14





1.35

1.88

2.43

3.06

4.05

4.58





①测量某点与O点距离
的记录中不合理的一组是 （填写计数点名称）

②计数点D、E、F与O点之间的距离分别用
、
、
表示，打点计时器的打点周期用T表示，则打下计数点E时纸带的速度
（用符号表示），重物运动的加速度
（用符号表示）

③该小组的同学在坐标纸上建立图丙所示坐标系，标出了各组测量数据的坐标点，并在坐标系中画出
图线。由图线可以判断计数点 的测量误差较大（填写计数点名称），据图线得到重力加速度

（保留三位有效数字）

④下判断中正确的是

A.在误差允许的范围内，该实验小组达到了实验目的

B.该地的重力加速度比
偏大

C.她们实验操作过程中是先释放纸带然后再闭合打点计时器开关

D.实验过程中阻力引起的误差属于系统误差

【答案】（1） 外径（2分） ，6.35 （4分） （2）①C（1分）②
，
（4分，各2分，其它等效的表示也给分）③E点（2分）；9.70～9.78m/s2（2分）④ABD（3分，少选2分，有错选的0分）

（1）b1b2是它的外测脚，用来测量外径；主尺读数是6mm，游标尺读数是0.05
7mm=0.35mm.

（2）①计数点C（12.4）数据记录有误，没有估读。② 匀变速直线运动中某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度；据
用逐差法可求解加速度。③偏离直线较远的点E误差较大；由
可知
，即图线的斜率的一半表示重力加速度。④应该先接通打点计时器电源再释放纸带。

22.(16分)

如图所示，水平放置的平行金属板之间电压大小为U，距离为d，其间还有垂直纸面向里的匀强磁场。质量为
带电量为
的带电粒子，以水平速度
从平行金属板的正中间射入并做匀速直线运动，然后又垂直射入场强大小为E2 ，方向竖直向上的匀强电场，其边界a、b间的宽为L（该电场竖直方向足够长）。电场和磁场都有理想边界，且粒子所受重力不计，求

（1）该带电粒子在a、b间运动的加速度大小a；

（2）匀强磁场对该带电粒子作用力的大小
；

（3）该带电粒子到达边界b时的速度大小
．

【答案】见解析

（1）电场力
（2分）

根据牛顿第二定律：
（2分）

（1分）

（2）该粒子受力如图： （1分）

场强：
（1分）

电场力：
（1分）

根据平衡条件：
（1分）

解得：
（1分）

（3）粒子在a、b间运动时间：
（2分）

粒子到达边界b时电场方向的速度：
（1分）

粒子到达边界b时的速度：
（2分）

（1分）

23.（18分）

有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用。图1中，线圈的匝数为n，ab长度为L1，bc长度为L2 。图2是此装置的侧视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是900 。某次测试时，外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动，电刷
端和
端接电流传感器，电流传感器记录的
图象如图3所示(I为已知量)，取
边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻
。不计线圈转动轴处的摩擦

（1）求线圈在图2所示位置时，产生电动势E的大小，并指明电刷
和
哪个接电源正极；

（2）求闭合电路的总电阻
和外力做功的平均功率
；

（3）为了能够获得更多的电能，依据所学的物理知识，请你提出改进该装置的三条建议

【答案】见解析

（1）
（1分）

（1分）

（2分）

根据右手定则，M端是电源正极 （1分）

（2）电流：
（1分）

（2分）

线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期 （1分）

外力平均功率
（2分）

（1分）

（3）增加磁感应强度；增加线圈匝数；增加磁场区域面积； 适当增加线圈面积；变成多组线圈等 （6分）

（答对一条2分）

24．（20分）如图所示，质量均为
大小相同的小球A、B（都可视为质点）静止在光滑水平面内的
轴上，它们的位置坐标分别为
和
。现沿
轴方向加一个力场，该力场只对小球A产生沿
轴正方向大小为F的恒力，以后两小球发生正碰过程时间很短，不计它们碰撞过程的动能损失。

（1）小球A、B在第一次碰撞后的速度大小各是多少？

（2）如果该力场的空间范围是
（
）,求满足下列条件的L值

①小球A、B刚好能够发生两次碰撞；

②小球A、B刚好能够发生
次碰撞

【答案】见解析

（1）A第一次碰前速度设为

动能定理：
（1分）

A与B碰撞，动量守恒，则
（1分）

根据题意，总能量不损失，则
（1分）

联立解得
（2分）

（2）①对质点A:

第一次碰前：

（1分）

第一次碰后到第二次碰前过程：

第二次碰前速度

（1分）

对质点B:

第一次碰后到第二次碰前过程：

（1分）

由于
（2分）

解得：
，
，
（1分）

则要使质点A、B刚好能够发生两次碰撞，
（1分）

②质点A、B第二次碰前速度分别为
、
，碰后速度分别设为
和

动量守恒：

能量关系:

解得：
，
=
（2分）

对质点A:

第二次碰后到第三次碰前：

对质点B:

第二次碰后到第三次碰前：

由于

解得：
，
，
（2分）

综上，质点A、B每次碰撞过程总是要交换速度；每次碰撞间隔时间都为2
；每次碰撞后的相同时间间隔内，质点A速度增加
，质点B速度不变

可得：每次碰撞位置间隔：4
、8
、12
…
（2分）

则要使质点A、B刚好能够发生
次碰撞：

（
） （2分）