通州区高三年级模拟考试（二）

理综物理试卷

2013年5月

一、选择题：

13．在以下事例中，通过热传递的方式来改变物体内能的是

A．两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高

B．冬天暖气片为房间供暖

C．点燃的爆竹在空中爆炸

D．汽车的车轮与地面相互摩擦发热

【答案】B

改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；热传递是能的转移过程，即内能从高温物体向低温物体转移的过程，在此过程中能的形式不发生变化；做功实质是能的转化过程，做功的过程中能量的形式变了．选项ACD均是机械能转化为内能，是通过做功的方式增加了物体的内能，不符合题意，本题选B。

14．如图所示为一显示薄膜干涉及现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃 的酒精灯。往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到干涉图象应是下图中的

【答案】D

往火焰上洒些盐后，酒精灯放出黄色的光线，当黄色的光线照射到肥皂膜上时从肥皂膜的前后两个表面分别反射两列光，这两列光的频率相同，故为相干光源，当光程差为波长的整数倍时呈现亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时呈现暗条纹，由于重力的作用使下侧的肥皂膜厚度比较大，而上侧的比较薄，相同的高度肥皂膜的厚度相同，故出现水平的明暗相间的干涉条纹，故只有D正确，故选D．

15. 二十世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的 结构。发现了电子、中子和质子，右图是

A．卢瑟福的α粒子散射实验装置

B．卢瑟福发现质子的实验装置

C．汤姆逊发现电子的实验装置

D．查德威克发现中子的实验装置

【答案】A

由图看出，放射源放出α粒子，高速运动的α粒子轰击金箔，产生散射现象，这是卢瑟福的α粒子散射实验装置．故选A．

16.英国《新科学家（New Scientist）》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在 XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径
约45km，质量
和半径
的关系满足
（其中
为光速，
为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为

A．
B．
C．
D．

【答案】C

黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对黑洞表面的某一质量为m物体有：G
=mg，又有
，联立解得g=
，代入数据得重力加速度的数量级为1012m/s2，故选C．

17、如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6 s 时的波形图，波的周期T>0.6 s，则

A．波的周期为0.8 s

B．在t＝0.9 s时，P点沿y轴正方向运动

C．经过0.6 s，P点经过的路程为0.2 m

D．在t＝0.5 s时，Q点到达波峰位置

【答案】C

由已知条件可知
=0.6 s，故波的周期为2.4s，A错误；t＝0 s时，质点P向上振动，故t＝0.9 s时，P点沿y轴负方向运动，B错误；经过0.6 s，P点经过的路程为一个振幅，即0.2 m，C正确；t＝0 s时，质点Q向上振动，故在t＝0.5 s时，Q点不能到达波峰位置，D错误。

18、如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时

A．交流电压表V3的示数变小

B．交流电压表V2和V3的示数一定都变小

C．交流电流表A1、A2和的示数一定变大

D．只有A1的示数变大

【答案】A

由原副线圈的电压跟匝数成正比可知副线圈两端的电压不变，即V2的示数不变。开关S闭合时，副线圈电路的总电阻减小，流过副线圈的总电流增大，即电流表A2的示数增大，由原副线圈的电流跟匝数成反比可知原线圈两端的电流增大，即A1的示数变大。由于输电线ab的电阻不可以忽略，所以A3所在支路两端的电压减小，A3、V3的示数减小。本题选A。

19．空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、Ecx，下列说法中正确的有

A．B、C两点的电场强度大小EBx＜Ecx

B．EBx的方向沿x轴正方向

C．电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大

D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功

【答案】D

在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，将电场看做匀强电场有E=
，可见EBx＞ECx，A项错误；同理可知O点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C项错误；沿电场方向电势降低，在O点左侧，EBx的方向沿x轴负方向，在O点右侧，ECx的方向沿x轴正方向，所以B项错误，D项正确．故选D．【本题的入手点在于如何判断EBx和ECx的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强电场，用匀强电场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法．】

20.如图1所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻不计。现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架。图2为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则图3中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是

【答案】B

由感应电动势E=Blv，电流I=
得到安培力f=BIl=
,由题图2可知f∝t，则v∝t，说明导体做匀加速运动，那么v=at，根据牛顿第二定律，得F-f=ma，即F=f+ma=
+ma，故选B。

第Ⅱ卷 （非选择题 包括11道题，共180分）

注意事项：

1．用黑色字迹的签字笔将答案直接写在答题纸相应位置上，写在试卷上不得分。

2．答卷前，请将答题纸中的个人信息按要求填写清楚。

21．(18分)

(1)某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器工作频率为50Hz.

①实验中木板略微倾斜，这样做________；

A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑

B．是为了增大小车下滑的加速度

C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功

D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动

②实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1，……；橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为________ m/s.

图1 图2

③若根据多次测量数据画出的W－v草图如图所示，根据图线形状，可知对W与v的关系做出的猜想肯定不正确的是 ．

A．W∝ B．W∝ C．W∝v2 D．W∝v3

（2）为了测量一个“12V、5W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材：

电源：12V，电阻不计；

电流表：0～0.6A, 0～3A,内阻可忽略；

电压表：0～3V, 0～15V,内阻很大；

滑动变阻器：阻值范围0～20Ω,允许最大电流1A

开关一个，导线若干

实验时要求加在灯泡两端的电压可从0V调到12V。

按画出的电路图，在下面图3的实物图上连接

②某位同学测得小灯泡的伏安特征曲线如图4所示，某次测量时，小灯泡电流强度大小为0.40A，则此时加在它两端的电压为为 A，此时小灯泡的实际功率为 W。

【答案】(1)① CD　（3分） ② 2　（3分） ③ AB　（3分）

(2) ①实物图如下 (3分) ②6.0 (3分) ； 2.4 (3分)

（1）①小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功；纸带在橡皮条的作用下做加速运动，橡皮条做功完毕，则速度达到最大，此后做匀速运动．

②在加速过程中，橡皮条在做正功，故需要测量最大速度，即匀速运动的速度，因而需要选用间隔均匀的点，即后面距离为4.00cm的点，打点计时器每隔0.02s打一次点，故最大速度为2.00m/s．

③根据图象结合数学知识可知，该图象形式和y=xn（n=2，3，4）的形式相同，故A、B错误，CD正确．本题选不正确的，故选AB．

（2）①实物图连线注意：滑动变阻器采用分压式接法，电流表选0.6A量程，电压表选15V量程，电流表采用限流或分压接法都可以。②由图4可直接读出电流强度大小为0.40A时加在灯泡两端的电压为为6.0A，此时小灯泡的实际功率为2.4W.

22．（16分）

如图所示，在水平桌面上有一个轻弹簧一端被固定，另一端放一质量m = 0.20kg的小滑块，用一水平力推着滑块缓慢压缩弹簧，使弹簧具有弹性势能E = 0.90 J时突然撤去推力，滑块被弹簧弹出，在桌面上滑动后由桌边水平飞出落到地面。已知桌面距地面的高度h = 0.80m，重力加速度g取10m/s2，忽略小滑块与桌面间的摩擦以及空气阻力。求：

(1)滑块离开桌面时的速度大小。

(2)滑块离开桌面到落地的水平位移。

(3)滑块落地时的速度大小和方向。

【答案】见解析

（1）由
3分 得v0=3m/s 1分

（2）由
2分
2分 得x=1.2m 1分

(3)由
4分 得v=5m/s 1分

与水平成53°(或cosθ=0.6) 2分

23．（18分）十三陵抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时，电站利用电网多余电能把水抽到高出蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。电站利用十三陵水库为下游水库，在蟒山后上寺沟头修建上游水库。电站的年发电量约为10亿kW·h，年抽水用电量约为14亿kW·h。如图所示，上游水库近似视为长方体，可用于发电的库容量为V，蓄水后上游水库的平均水深为d，蓄水后水位高出下游水面高度为H。已知下游水库的库容量远大于上游水库的库容量。

（1）求十三陵抽水蓄能电站的总效率η；

（2）求能用于发电的水的最大重力势能EP；

（3）若把抽水蓄能电站产生的电能输送到北京城区。已知输电功率为P，输电线路的总阻值为R。要使输电线路上损耗的功率小于ΔP，

a．求输电电压的最小值U；

b．在输电功率P一定的情况下，请提出两种能够降低输电过程中功率损耗的方法，并加以评述。

【答案】见解析

（1）总效率

4分

（2）能用于发电的水的总质量：
； 能用于发电的水的平均下落高度：

所以，能用于发电的水的最大重力势能：
6分

说明：上式中ρ取1000kg/m3，g取9.8m/s2或10 m/s2均可。

（3）a．当输电电压为U时，输电电流：
1分

所以，损失功率：
2分

所以，输电电压的最小值：
2分

b．提高输电电压U（最经济） 2分

增大输电导线的横截面积（或采用电阻率小的输电导线材料）（不经济） 1分；

说明：本题共18分。第（1）问4分；第（2）问6分；第（3）问8分。

24．（20分）电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场的极板由相距为d的两块水平平行放置的导体板组成，如图甲所示。大量电子由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间OO＇射入偏转电场。当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t0；当在两板间加最大值为U0、周期为2t0的电压（如图乙所示）时，所有电子均能从两板间通过，然后进入竖直宽度足够大的匀强磁场中，最后打在竖直放置的荧光屏上。已知磁场的磁感应强度为B，电子的质量为m、电荷量为e，其重力不计。

（1）求电子离开偏转电场时的位置到OO＇的最小距离和最大距离；

（2）要使所有电子都能垂直打在荧光屏上，

①求匀强磁场的水平宽度L；

②求垂直打在荧光屏上的电子束的宽度
。

【答案】见解析

（1）由题意可知，从0、2t0、4t0、……等时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时的位置到OO＇的距离最大，在这种情况下，电子的最大距离为：

（4分）

从t0、3t0、……等时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时的位置到OO＇的距离最小，在这种情况下，电子的最小距离为：
（4分）

（2）①设电子从偏转电场中射出时的偏向角为( ，由于电子要垂直打在荧光屏上，所以电子在磁场中运动半径应为：
（2分）

设电子离开偏转电场时的速度为vt，垂直偏转极板的速度为vy，则电子离开偏转电场时的偏向角为：
，式中
（2分）

又：
（1分） 解得：
（1分）

②由于各个时刻从偏转电场中射出的电子的速度大小相等，方向相同，因此电子进入磁场后做圆周运动的半径也相同，都能垂直打在荧光屏上。 （2分）

由第（1）问知电子离开偏转电场时的位置到OO＇的最大距离和最小距离的差值为：

（2分）

所以垂直打在荧光屏上的电子束的宽度为：
（2分）