北京市2015届高三三模理综物理试题

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1、北京四中 2015届理综物理能力测试本试卷共页，共 300分。考试时长150 分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。以下数据可供解题时参考：可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Fe 56 Br 80 第一部分（选择题共 120 分）本部分共 20 题，每小题 6 分，共 120 分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 13下列说法正确的是 () A采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 D原子核所含核子单独

2、存在时的总质量小于该原子核的质量14用同一光电管研究a、b 两种单色光产生的光电效应，得 到光电流 I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图。则这两 种光() A照射该光电管时 a光使其逸出的光电子最大初动能大 B从同种玻璃射入空气发生全反射时，b 光的临界角大 C通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大 D通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大15热现象与大量分子热运动的统计规律有关，1859 年麦克斯韦从理论上推导 出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标v 表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占 总分子数的百分比。对某一部分密闭在钢瓶中

3、的理想气 体，在温度 T1、T2时的分子速率分布图象如题图所示， 下列分析和判断中正确的是() A两种状态下瓶中气体内能相等 B两种状态下瓶中气体分子平均动能相等 C两种状态下瓶中气体分子势能相等 D 两种状态下瓶中气体分子单位时间内撞击瓶壁的 总冲量相等16在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同 的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象分别如图中曲线a、b 所示，则 () A两次 t=0 时刻线圈平面与中性面垂直B曲线 a、b 对应的线圈转速之比为23 C曲线 a 表示的交变电动势频率为25Hz D曲线 b 表示的交变电动势有效值为10V 17如图所示，某同学在研究运动的

4、合成时做了下述活动： 用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动，运动中保持直尺水平， 同时，用右手沿直 尺向右移动笔尖。 若该同学左手的运动为匀速运动，右手相对于直尺的运动为初 速度为零的匀加速运动，则关于笔尖的实际运动，下列说法中正确的是() A笔尖做匀速直线运动 B笔尖做匀变速直线运动 C笔尖做非匀变速曲线运动 D笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小18一位质量为 m的运动员从下蹲状态向上起跳，经 t 时间，身体伸直并刚好 离开地面，速度为v。在此过程中 () A.地面对他的冲量为mv+mg t，地面对他做的功为B.地面对他的冲量为mv+mg t，地面对他做的功为零C.地面对他的冲量为mv，地面对

5、他做的功为D.地面对他的冲量为mv-mg t，地面对他做的功为零19 库仑利用“把一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触， 前者的电荷量就会与后者平分” 的方法，研究得到了电荷间的作用力与电荷量的 乘积成正比。 某同学也利用此方法研究电容器的带电量与电压之间的关系，他利 用数字电压表快速测量电容器的电压，他得到了如下数据。 则以下说法 不正确 的 是（） Qqq/2 q/4 q/8 q/16 U（V）2.98 1.49 0.74 0.36 0.18 A实验过程中使用的电容器规格要尽量一致，以保证接触后电荷量平分 B根据实验数据可以得到电容器的电容与电压成正比 C根据实验数据可以

6、得到电容器的带电量与电压成正比 D根据实验数据不能够计算得到该电容器的电容20 类比是物理学中常用的思想方法。狄拉克曾经预言， 自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感 线呈均匀辐射状分布，距离它r 处的磁感应强度大小为B=(k 为常数 )。磁单极 S的磁场分布如图甲所示， 它与如图乙所示负点电荷Q的电场分布相似。 假设磁单极子 S和负点电荷 Q 均固定，有一带电小球分别在S 和 Q 附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断不正确 的是 A.若小球带正电，其运动轨迹平面可在S正上方，如图甲所示 B.若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q 正下方，如图乙所示 C.若小球带负电，其运

7、动轨迹平面可在S正上方，如图甲所示 D.若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q 正下方，如图乙所示第二部分（非选择题共 180 分）本部分共 11小题，共 180 分21 （18分） 甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。 I甲组同学采用图甲所示的实验装置。 (1)为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中， 还应该选用； （用器材前的字母表示） a长度接近 1m 的细绳 b. 长度为 30cm 左右的细绳 c直径为 1.8cm的塑料球 d直径为 1.8cm的铁球 e最小刻度为1cm 的米尺f最小刻度为 1mm 的米尺 用主尺最小分度为1mm，游 标上有 20个分度的卡尺

8、测量金属 球的直径，结果如图1 所示，可 以 读 出 此 金 属 球 的 直 径 为 _mm。(2)该组同学先测出悬点到小 球球心的距离L，然后用秒表测 出单摆完成 n 次全振动所用的时间t。 请写出重 力加速度的表达式g= 。 （用所 测物理量表示）在一次实验中，他用秒表记下了单摆振动 50 次的时间如图2 所示，由图可读出时间为 s。(3)在测量摆长后，测量周期时，摆球振动 过程中悬点 O 处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值。 （选填“偏大”、 “偏小” 或 “不变” ）II乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示。将 摆球拉开一小角度

9、使其做简谐运动，速度传感器记录了摆 球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的v-t 图线。 (4)由图丙可知，该单摆的周期T= s； (5)更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用 计算机作出T2-L（周期平方 -摆长）图线，并根据图线拟 合得到方程 T24.04L0.035。 由此可以得出当地的重力加速度g_ m/s2。 (取29.86，结果保留 3 位有效数字 ) 22 （16分）在 竖 直 平 面内 有一 个粗 糙 的圆 弧轨 道，其 半径R=0.4m，轨道的最低点距地面高度h=0.8m。一质量 m=0.1kg 的小滑块从轨道的最高点由静止释放，到达最低 点时以一定的水平速度离

10、开轨道，落地点距轨道最低点的 水平距离 x=0.8m。空气阻力不计， g 取 10m/s2，求：（1）小滑块离开轨道时的速度大小； （2）小滑块运动到轨道最低点时，对轨道的压力大 小； （3）小滑块在轨道上运动的过程中，克服摩擦力所做的功。23 （18分）在研究某些物理问题时，有很多物理量难以直接测量，我们可以根 据物理量之间的定量关系和各种效应，把不容易测量的物理量转化成易于测量的 物理量。 载流导体板垂直置于匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板这两个表 面之间就会形成稳定的电势差， 这种现象称为霍尔效应。 利用霍尔效应可以测量 磁场的磁感应强度。 半导体材料硅中掺砷后成为N 型半导体，

11、 它的自由电子的浓度大大增加， 导电能力也大 大增加。一块N 型半导体的样品的体积为 a b c，A 、C、A、C 为其四个侧面，如图所 示。已知半导体样品单位体积中的电子数为 n，电子的电荷量为e。将半导体样品放在匀 强磁场中，磁场方向沿Z 轴正方向，并沿x 方向通有电流 I。试分析求解： (1)C、C 两个侧面哪个面电势较高？ (2)半导体中的自由电子定向移动的平均速率是多少？ (3)若测得 C、C两面的电势差为U，匀强磁场的磁感应强度是多少？24（20 分） 某课外小组设计了一种测定风速的装置， 其原理如图所示，一个劲度系数k1300N/m，自然 长度 L00.5m 弹簧一端固定在墙上的

12、M 点，另一端 N 与导电的迎风板相连， 弹簧穿在光滑水平放置的电 阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的。 迎风板面积S0.5m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连，另一端在M 点与 金属杆相连。迎风板可在金属杆上滑动， 且与金属杆 接触良好，不计摩擦。定值电阻R1.0W，电源的 电动势 E12V，内阻 r0.5W。闭合开关，没有风 吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U13.0V，某时刻由于风吹迎风板，电压 表的示数变为 U22.0V。 （电压表可看作理想表） ，试分析求解： (1)此时风作用在迎风板上的力的大小； (2)假设风（运动的空气）与迎风板作用后的速度变为零

13、，空气的密度为 1.3kg/m3，求风速多大。(3)对于金属导体，从宏观上看，其电阻定义为：。金属导体的电阻满足电阻定律：。在中学教材中，我们是从实验中总结出电阻定律的，而“金属经典电子论”认为，电子定向运动是一段一段加速运动的接替，各段加 速都是从定向速度为零开始。设有一段通电导体，其长L，横截面积为 S，电子 电量为 e，电子质量为m，单位体积内自由电子数为n，自由电子两次碰撞之间 的时间为t0，现在，请同学们利用金属电子论，从理论上推导金属导体的电阻。北京四中 2015 届理科综合能力测试物理参考答案13 14 15 16 17 18 19 20 B C C C D B B D 21.(

14、1)adf （3 分） ，19.40（2 分）(2)（ 3 分） ，101.3 （2 分）(3)偏小（ 3 分）(4) 2.0 （2 分）(5)9.76（3 分）22解：（1）小滑块离开轨道后做平抛运动，设运动时间为t，初速度为v，则,（2 分）,（2 分）解得：,（2 分）（ 2） 小滑块到达轨道最低点时，受重力和轨道对它的弹力为N， 根据牛顿第二定律：,（3 分）解得：,（1 分）根据牛顿第三定律，轨道受到的压力大小, （1 分）（3）在滑块从轨道的最高点到最低点的过程中，根据动能定理：,（3 分）,（1 分）所以小滑块克服摩擦力做功为0.2J。 ,（1 分）23解：沿x 方向的电阻加在

15、A、A 的电压为电流 I 是大量自由电子定向移动形成的，电子的定向移动的平均速率为。自由电子在磁场中受洛伦兹力后，向C 侧面方向偏转，因此C侧面有多余的负电荷，C 侧面有多余的正电荷，建立了沿y 轴负方向的匀强电场，C 侧面的电势较高。自由电子受到的洛伦兹力与电场力平衡，有磁感应强度24(1)有风时金属杆接入电路的电阻为R2有得（ 3分）此时，弹簧的长度m 弹簧的压缩量m （3 分）根据平衡条件，此时的风力N （2 分）(2)设风速为v。在 t 时间内接触到吹风板的空气质量为 m m= Sv t（2 分）根据动量定理可得（2 分）（2 分）(3)设导体两端的电压为U，自由电子定向运动的平均速率为v；由牛顿定律和运动学规律得：从微观上看，电流强度：综上，由电阻的定义得：所以，