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1、北京市西城区2016年高三一模试卷 理科综合能力测试(物理) 2016.413下列说法正确的是A液体分子的无规则运动称为布朗运动B物体从外界吸收热量,其内能一定增加C物体温度升高,其中每个分子热运动的动能均增大D气体压强产生的原因是大量气体分子对器壁的持续频繁的撞击y/cmx/m02104682-212v14一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波,波的周期为2s。某时刻波形如图所示。下列说法正确的是A这列波的振幅为4cmB这列波的波速为6m/sCx = 4m处的质点振动周期为4sD此时x = 8m处的质点沿y轴负方向运动15如图所示为两个等量异号点电荷所形成电场的一部分电场线,P、Q是电场中的两点
2、。下列说法正确的是-q+qAP点场强比Q点场强大BP点电势比Q点电势低C电子在P点的电势能比在Q点的电势能小D电子从P沿直线到Q的过程中所受电场力恒定不变ARVu16如图所示,有一个电热器R,接在电压为u = 311sin100pt(V)的交流电源上。电热器工作时的电阻为100W,电路中的交流电表均为理想电表。由此可知A电压表的示数为311VB电流表的示数为2.2AC电热器的发热功率为967WD交流电的频率为100Hz17如图所示,质量为M的人在远离任何星体的太空中,与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用,他与飞船总保持相对静止的状态。这个人手中拿着一个质量为m的小物体,他以相对飞船为v的速
3、度把小物体抛出,在抛出物体后他相对飞船的速度大小为A. B. C. D. v前后18应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。如图所示,某同学坐在列车的车厢内,列车正在前进中,桌面上有一个小球相对桌面静止。如果他发现小球突然运动,可以根据小球的运动,分析判断列车的运动。下列判断正确的是A. 小球相对桌面向后运动,可知列车在匀速前进B. 小球相对桌面向后运动,可知列车在减速前进C. 小球相对桌面向前运动,可知列车在加速前进D. 小球相对桌面向前运动,可知列车在减速前进图219某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程,他按如图1所示连接电路。先使开关S接1,电容器很快充电完毕
4、。然后将开关掷向2,电容器通过 R放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线如图2所示。他进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响,断开S,先将滑片P向右移动一段距离,再重复以上操作,又得到一条I-t曲线。关于这条曲线,下列判断正确的是图1P图1A曲线与坐标轴所围面积将增大B曲线与坐标轴所围面积将减小C曲线与纵轴交点的位置将向上移动D曲线与纵轴交点的位置将向下移动20光导纤维按沿径向折射率的变化可分为阶跃型和连续型两种。阶跃型的光导纤维分为内芯和外套两层,内芯的折射率比外套的大。连续型光导纤维的折射率中心最高,沿径向逐渐减小,外表面附近的折射率最低。关于光在连续
5、型光导纤维中的传播,下列四个图中能正确表示传播路径的是CBAD非选择题 (共11题 共180分)21(18分)(1)用游标为10分度(测量值可准确到0.1mm)的卡尺测量小球的直径,测量的示数如图1所示,读出小球直径d的值为 mm。图101234567891020103图2(2)如图2所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可“验证机械能守恒定律”。 已准备的器材有:打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还必需的器材是 (只有一个选项符合要求。填选项前的符号)。A直流电源、天平及砝码 B直流电源、刻度尺C交流电源、天平及砝码
6、 D交流电源、刻度尺 安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图3所示(其中一段纸带图中未画出)。图中O点为打出的起始点,且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T=0.02s。由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vE =_ m/s(结果保留三位有效数字)。图3BCDEAFOh1=42.75cmh2=48.64cmh3=54.91cmG 若已知当地重力加速度为g,代入图3中所测的数据进行计算,并将与 进行比较(用题中所给字母表示),即可在误差范围内验证,从O点
7、到E 点的过程中机械能是否守恒。 某同学进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏,找不到打出的起始点O了,如图4所示。于是他利用剩余的纸带进行如下的测量:以A点为起点,测量各点到A点的距离h,计算出物体下落到各点的速度v,并作出v2-h图像。图5中给出了a、b、c三条直线,他作出的图像应该是直线_;由图像得出,A点到起始点O的距离为_cm(结果保留三位有效数字)。图4BCDEAFG图5图6s小刀lh铁 锁 某同学在家里做“验证机械能守恒定律”的实验,他设计的实验装置如图6所示,用细线的一端系住一个较重的小铁锁(可看成质点),另一端缠系在一支笔上,将笔放在水平桌面的边上,用较重的书压住。将铁锁拉至与
8、桌面等高处(细线拉直),然后自由释放。在笔的正下方某合适位置放一小刀,铁锁经过时,细线立即被割断,铁锁继续向前运动,落在水平地面上。测得水平桌面高度为h,笔到铁锁的距离为l,笔到铁锁落地的水平距离为s。若满足s2=_(用l、h表示),即可验证铁锁从释放至运动到笔的正下方的过程中机械能守恒。22.(16分) 质谱仪是一种精密仪器,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。图中所示的质谱仪是由加速电场和偏转磁场组成。带电粒子从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上。不计粒子重力。(1)若
9、由容器A进入电场的是质量为m、电荷量为q的粒子,求:a粒子进入磁场时的速度大小v;b粒子在磁场中运动的轨道半径R。(2)若由容器A进入电场的是互为同位素的两种原子核P1、P2,由底片上获知P1、P2在磁场中运动轨迹的直径之比是: 1。求P1、P2的质量之比m1 :m2。23(18分2016年2月11日,美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)团队向全世界宣布发现了引力波,这个引力波来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统的合并。已知光在真空中传播的速度为c,太阳的质量为M0,万有引力常量为G。(1)两个黑洞的质量分别为太阳质量的26倍和39倍,合并后为太阳质量的62倍。利用所学知识,求此次合
10、并所释放的能量。(2)黑洞密度极大,质量极大,半径很小,以最快速度传播的光都不能逃离它的引力,因此我们无法通过光学观测直接确定黑洞的存在。假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体。a因为黑洞对其他天体具有强大的引力影响,我们可以通过其他天体的运动来推测黑洞的存在。天文学家观测到,有一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T,半径为r0的匀速圆周运动。由此推测,圆周轨道的中心可能有个黑洞。利用所学知识求此黑洞的质量M;b严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识,但早在相对论提出之前就有人利用牛顿力学体系预言过黑洞的存在。我们知道,在牛顿体系中,当两个质量分别为m1、m2的质点相距为r时也会具有势能,称之
11、为引力势能,其大小为(规定无穷远处势能为零)。请你利用所学知识,推测质量为M的黑洞,之所以能够成为“黑”洞,其半径R最大不能超过多少?24.(20分)vmmmt0v图2(1)如图1所示,固定于水平面的U形导线框处于竖直向下、磁感应强度为B0的匀强磁场中,导线框两平行导轨间距为l,左端接一电动势为E0、内阻不计的电源。一质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直导线框放置并接触良好。闭合开关S,导体棒从静止开始运动。忽略摩擦阻力和导线框的电阻,平行轨道足够长。请分析说明导体棒MN的运动情况,在图2中画出速度v随时间t变化的示意图;并推导证明导体棒达到的最大速度为;E0B0NM 图1S(2)直流电动机是一
12、种使用直流电流的动力装置,是根据通电线圈在磁场中受到安培力的原理制成的。如图3所示是一台最简单的直流电动机模型示意图,固定部分(定子)装了一对磁极,旋转部分(转子)装设圆柱形铁芯,将abcd矩形导线框固定在转子铁芯上,能与转子一起绕轴OO 转动。线框与铁芯是绝缘的,线框通过换向器与直流电源连接。定子与转子之间的空隙很小,可认为磁场沿径向分布,线框无论转到什么位置,它的平面都跟磁感线平行,如图4所示(侧面图)。已知ab、cd杆的质量均为M、长度均为L,其它部分质量不计,线框总电阻为R。电源电动势为E,内阻不计。当闭合开关S,线框由静止开始在磁场中转动,线框所处位置的磁感应强度大小均为B。忽略一切
13、阻力与摩擦。a求:闭合开关后,线框由静止开始到转动速度达到稳定的过程中,电动机产生的内能Q内;图3b当电动机接上负载后,相当于线框受到恒定的阻力,阻力不同电动机的转动速度也不相同。求:ab、cd两根杆的转动速度v多大时,电动机的输出功率P最大,并求出最大功率Pm。图4北京市西城区2016年高三一模物理参考答案及评分标准 2016.413. D 14. D 15. C 16. B 17. A 18. D 19. D 20. C21(18分)(1)4分,(2)-每空2分, 4分)(1)17.6 (2) D 3.04 gh2 a,10.0 4l(h-l) 22.(16分)(1)a. (5分)粒子在电
14、场中加速据动能定理 解得 b. (5分)粒子在磁场中做匀速圆周运动根据牛顿第二定律和洛仑力公式 解得 (2)(6分)由以上计算可知 则 代入已知条件解得 23(18分)(1)(6分)合并后的质量亏损根据爱因斯坦质能方程 得合并所释放的能量 (2)a. (6分)小恒星绕黑洞做匀速圆周运动,设小恒星质量为m根据万有引力定律和牛顿第二定律解得 b. (6分)设质量为m的物体,从黑洞表面至无穷远处根据能量守恒定律解得 因为连光都不能逃离,有v = c 所以黑洞的半径最大不能超过24. 解析(20分)(1)(6分)闭合开关S,导体棒在安培力F=B0Il的作用下开始做加速运动,加速度;导体棒切割磁感线产生反电动势,电流,