2014年北京东城高三二模物理试题

2014.05

13．下列说法中正确的是

A．布朗运动就是液体分子的热运动

B．对一定质量的气体加热，其内能一定增加

C．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大

D．分子间的引力与斥力同时存在，斥力总是小于引力

14．原子核
经放射性衰变①变为原子核
，继而经放射性衰变②变为原子核
。放射性衰变①、②依次为

A．
衰变、
衰变 B．
衰变、
衰变

C．
衰变、
衰变 D．
衰变、
衰变

15．人造卫星以第一宇宙速度环绕地球运动。关于这个卫星的运动情况，下列说法正确的是

A．卫星的周期比以其他速度环绕地球运动的人造卫星都小

　　B．卫星必须在赤道平面内运动

　　C．卫星所受的万有引力大于它环绕地球运动所需的向心力

　　D．卫星的运行周期必须等于地球的自转周期

16．起重机的钢索将重物由地面起吊到空中某个高度，重物起吊过程中的速度—时间图象如图甲所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是图乙中的

17．A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比PA:PB等于

A．5:4 B．3:2 C．
:1 D．2:1

18．地面附近水平虚线MN的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，如图所示。一带电微粒自距MN为h的高处由静止下落，从P点进入场区，沿半圆圆弧POQ运动，经圆弧的最低点O从Q点射出。重力加速度为g，忽略空气阻力的影响。下列说法中错误的是

A．微粒进入场区后受到的电场力的方向一定竖直向上

B．微粒进入场区后做圆周运动，半径为

C．从P点运动到Q点的过程中，微粒的电势能先增大后减小

D．从P点运动到O点的过程中，微粒的电势能与重力势能之和越来越小

19．如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻R的阻值也为r，滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法中正确的是

A．电压表的示数变大

B．电流表的示数变小

C．滑动变阻器消耗的功率变小

D．定值电阻R消耗的功率先变大后变小

20．如图甲所示，质量为2kg的绝缘板静止在粗糙水平地面上，质量为1kg、边长为1m、电阻为0.1Ω的正方形金属框ABCD位于绝缘板上，E、F分别为BC、AD的中点。某时刻起在ABEF区域内有竖直向下的磁场，其磁感应强度B1的大小随时间变化的规律如图乙所示，AB边恰在磁场边缘以外；FECD区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B2=0.5T，CD边恰在磁场边缘以内。假设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两磁场均有理想边界，取g＝10m/s2。则

A．金属框中产生的感应电动势大小为1V

B．金属框受到向左的安培力大小为1N

C．金属框中的感应电流方向沿ADCB方向

D．如果金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3，则金属框可以在绝缘板上保持静止

21．（18分）

⑴（6分）“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图甲所示。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。

如图乙所示，移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心，记下此时手轮上螺旋测微器的读数x1。转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心，此时手轮上螺旋测微器的读数x2如图丙所示，则读数x2=________mm；

②已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。计算波长的公式λ=_________； （用题目中给出的字母表示）

③对于某种单色光，为增加相邻亮纹间的距离，可采取_________________或_________________的方法。

（2）（12分）为了测定木块与长木板之间的动摩擦因数，实验室可以提供如下器材：A端固定、B端高度可以调节的长木板一块、小木块一个、计时器一个、米尺一把。已知重力加速度为g。

①填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤：

a. 调节长木板B端高度，让木块从板上C点由静止开始下滑到板的底端A处，用计时器记下木块下滑所用的时间t。

b.用米尺测量C与A之间的距离s，则木块下滑的加速度a＝ 。

c.用米尺测量长木板B端相对于水平桌面的高度h和长木板的总长度l。根据牛顿第二定律，可求得木块与长木板之间的动摩擦因数的表达式
＝____________。（用实验的测量量表示）

d.改变_____________________________________，重复上述测量和计算，求出
的平均值。

②在上述实验中，为减小实验误差，某同学通过改变斜面的倾角θ，测出了多个加速度a1、a2、a3……，并计算出加速度的平均值
，用该平均值计算出动摩擦因数。你认为该同学的方法是否正确，并说明理由 。

22．（16分）已知小孩与雪橇的总质量为m = 20 kg ，静止于水平冰面上，雪橇与冰面间的动摩擦因数为
= 0.1。已知sin37° = 0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。

（1）大人用F1=30N的水平恒力推雪橇，求经过4s秒雪橇运动的距离L；

（2）如图所示，若大人用大小为F2=50N，与水平方向成37°角的恒力斜向上拉雪橇，使雪橇由静止开始运动1m，之后撤去拉力，求小孩与雪橇在冰面上滑行的总距离。

23．（18分）如图所示，两根相距为d的足够长的、光滑的平行金属导轨位于水平的xoy平面内，左端接有阻值为R的电阻，其他部分的电阻均可忽略不计。在x>0的一侧存在方向竖直向下的磁场，磁感应强度大小按B=kx变化（式中k＞0，且为常数）。质量为m的金属杆与金属导轨垂直架在导轨上，两者接触良好。在x＜0的某位置，金属杆受到一瞬时冲量，获得速度大小为v0，方向沿x轴正方向。求：

（1）在金属杆运动过程中，电阻R上产生的总热量；

（2）若从金属杆进入磁场的时刻开始计时，始终有一个方向向左的变力F作用于金属杆上，使金属杆的加速度大小恒为a，方向一直沿x轴负方向。求：

a．闭合回路中感应电流持续的时间；

b．金属杆在磁场中运动过程中，外力F与时间t关系的表达式？

24.（20分）传送带被广泛应用于各行各业。由于不同的物体与传送带之间的动摩擦因数不同，物体在传送带上的运动情况也有所不同。如图所示，一倾斜放置的传送带与水平面的倾角θ=370，在电动机的带动下以v=2m/s的速率顺时针方向匀速运行。M、N为传送带的两个端点，MN两点间的距离L=7m。N端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住。在传送带上的O处先后由静止释放金属块A和木块B，金属块与木块质量均为1kg，且均可视为质点，OM间距离L=3m。sin37° = 0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。

（1）金属块A由静止释放后沿传送带向上运动，经过2s到达M端，求金属块与传送带间的动摩擦因数μ1。

（2）木块B由静止释放后沿传送带向下运动，并与挡板P发生碰撞。已知碰撞时间极短，木块B与挡板P碰撞前后速度大小不变，木块B与传送带间的动摩擦因数μ2=0.5。求：

a.与挡板P第一次碰撞后，木块B所达到的最高位置与挡板P的距离；

b.经过足够长时间，电动机的输出功率恒定，求此时电动机的输出功率。

2014年北京东城区高三物理二模参考答案

第一部分共20小题，每题6分，共120分。

13.C 14.B 15.A 16.B

17.A 18.D 19.C 20.D

第二部分共11小题，共180分。

21.（18分）

（1）（6分）

①1.700 ②
③ 减小双缝间距离， 增大双缝到屏的距离(每问2分)

（2）①b.
c.
d. 斜面B端的高度h

②不正确。利用多次测量取平均值以减小偶然误差，是对同一测量量在同样条件下的测量值的平均。（其他答案合理即给分）

22.（16分）

解析：

（1）对小孩进行受力分析，由牛顿第二定律得

………2分

解得 a = 0.5m/s2 ………1分

根据运动学公式L =
………2分

解得 L = 4 m ………1分

（2）小孩与雪橇先做匀加速直线运动，所受摩擦力为f1，运动的距离为s1

………1分

………1分

解得：f1= 17N ………1分

之后小孩与雪橇做匀减速直线运动，所受摩擦力为f2，运动的距离为S2

………1分

………1分

解得 f2= 20N ………1分

由动能定理有
………2分

解得 S2=1.15 m ………1分

小孩与雪橇在冰面上滑行的总距离
………1分

23.（18分）

解析：

（1）金属杆向右运动切割磁感线产生感应电流，同时金属杆受安培力，做减速运动，直到停下。在此过程中，金属杆的动能转化为电能再转化成电阻R的焦耳热。根据能量转化与守恒，电阻R上产生的热
（4分）

（2）a．金属杆在磁场中做切割磁感线的运动，产生感应电流，金属杆受安培力和变力F的作用做匀变速直线运动，加速度为a方向向左（沿-x方向）。它先向右运动，速度由v0减到0；然后向左运动，速度再由0增大到v0，金属杆回到x=0处，之后金属杆离开磁场。金属杆向右或向左运动时，都切割磁感线，回路中都有感应电流。

感应电流持续的时间为
。 （4分）

b．设金属杆的速度和它的坐标分别为v和x，由运动学公式有

金属杆切割磁感线产生感应电动势

(3分)

由于在x

(3分)

金属杆所受的安培力为

（向左为正方向） (2分)

金属杆受安培力和变力F做匀变速运动，以向左方向为正方向，由牛顿第二定律有

可得
(2分)

24.（20分）

解析：（1）金属块A在传送带方向上受摩擦力和重力的下滑分力，先做匀加速运动，并设其速度能达到传送带的速度v=2m/s，然后做匀速运动，达到M点。

金属块由O运动到M有
即
①………1分

且 t1+t2＝t 即 t1+t2＝2 ②………1分

v=at1 即 2=at1 ③………1分

根据牛顿第二定律有
④ ………1分

由①②③式解得 t1=1s

由①式解得金属块与传送带间的动摩擦因数μ1=1 ………1分

（2）a. 由静止释放后，木块B沿传送带向下做匀加速运动，其加速度为a1，运动距离LON=4m，第一次与P碰撞前的速度为v1

………1分

………1分

与挡板P第一次碰撞后，木块B以速度v1被反弹，先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v，此过程运动距离为s1；之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0，此时上升到最高点，此过程运动距离为s2。

………1分

………1分

………1分

因此与挡板P第一次碰撞后，木块B所达到的最高位置与挡板P的距离

………1分

b. 木块B上升到最高点后，沿传送带以加速度a1向下做匀加速运动，与挡板P发生第二次碰撞，碰撞前的速度为v2

………1分

与挡板第二次碰撞后，木块B以速度v2被反弹，先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v，此过程运动距离为s3；之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0，此时上升到最高点，此过程运动距离为s4。

………1分

………1分

木块B上升到最高点后，沿传送带以加速度a1向下做匀加速运动，与挡板P发生第三次碰撞，碰撞前的速度为v3

………1分

与挡板第三次碰撞后，木块B以速度v3被反弹，先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v，此过程运动距离为s5；之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0，此时上升到最高点，此过程运动距离为s6。

………1分

………1分

以此类推，经过多次碰撞后木块B以2m/s的速度被反弹，在距N点1m的范围内不断以加速度a2做向上的减速运动和向下的加速运动。

木块B对传送带有一与传送带运动方向相反的阻力

………1分

故电动机的输出功率

解得P=8w ………1分