朝阳区2015高三一模物理

北京市朝阳区高三年级第一次综合练习

理科综合试卷

2015．4

本试卷共16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。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

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 N 14 O 16 Na 23 Al 27 Cl 35.5

第一部分（选择题 共120分）

本部分共20小题，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．下列说法中正确的是

A．布朗运动就是液体分子的热运动 B．物体的温度越高，分子的平均动能越大 C．外界对系统做功，其内能一定增加 D．系统从外界吸收热量，其内能一定增加

14．一个氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级，则该氢原子

A．吸收光子，能量增加 C．放出光子，能量增加

15．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁场方向垂直的轴匀速转动产生交流电，电动势e

随时间t的变化关系如图乙所示，则

B．吸收光子，能量减少 D．放出光子，能量减少

甲 乙

A．该交流电的频率为100Hz B．该交流电电动势的有效值为311V C．t=0.01s时，穿过线框的磁通量为零

D．t=0.01s时，穿过线框的磁通量的变化率为零

16．如图所示，从同一水平线上的不同位置，沿水平方向抛出两小球A、B，不计空气阻力。要使两小球

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在空中相遇，则必须 A．先抛出A球

C．同时抛出两球

17．如图所示，一物块静止在粗糙的斜面上。现用一水平向右的推力F推物块，物块仍静止不动。则 A．斜面对物块的支持力一定变小 B．斜面对物块的支持力一定变大 C．斜面对物块的静摩擦力一定变小 D．斜面对物块的静摩擦力一定变大

18．图中虚线是某电场中的一簇等势线。两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动

的部分轨迹如图中实线所示。若粒子仅受电场力的作用，下列说法中正确的是 A．两粒子的电性相同 B．a点的电势高于b点的电势

C．粒子从P运动到a的过程中，电势能增大 D．粒子从P运动到b的过程中，动能增大

19．在“测电源电动势和内阻”的实验中，某同学作出了两个电源路端电压U与电流I的关系图线，如图

所示。两个电源的电动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2。如果外电路分别接入相同的电阻R，则两个电源的

A．路端电压和电流不可能同时相等 B．输出功率不可能相等 C．总功率不可能相等 D．效率不可能相等

20．第一宇宙速度又叫做环绕速度，第二宇宙速度又叫做逃逸速度。理论分析表明，逃逸速度是环绕速度

的2倍，这个关系对其他天体也是成立的。有些恒星，在核聚变反应的燃料耗尽而“死亡”后，强大的引力把其中的物质紧紧地压在一起，它的质量非常大，半径又非常小，以致于任何物质和辐射进入其中都不能逃逸，甚至光也不能逃逸，这种天体被称为黑洞。

已知光在真空中传播的速度为c，太阳的半径为R，太阳的逃逸速度为

成半径为r的黑洞，且认为质量不变，则A．500

B．5002

B．先抛出B球 D．两球质量相等

c。假定太阳能够收缩500R应大于 rC．2.5105

D．5.0105

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）用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。

甲

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正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。

① 这块玻璃砖的折射率n=_________（用图中字母表示）。

② 如果有几块宽度d不同的玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度d较_____（选填“大”

或“小”）的玻璃砖来测量。

（2）某同学利用单摆测定当地的重力加速度。

① 实验室已经提供的器材有：铁架台、夹子、秒表、游标卡尺。除此之外，还需要的器材有

________。

A．长度约为1m的细线 C．直径约为2cm的钢球

B．长度约为30cm的细线 D．直径约为2cm的木球 F．最小刻度为1mm的直尺

E．最小刻度为1cm的直尺

② 该同学在测量单摆的周期时，他用秒表记下了单摆做50次全振动的时间，如图乙所示，秒表

的读数为________s。

乙 丙

③ 该同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出L-T2图线，然后在图线上选取A、B两

个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式g=________。处理完数据后，该同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球的半径，这样________（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。

④ 该同学做完实验后，为使重力加速度的测量结果更加准确，他认为： A．在摆球运动的过程中，必须保证悬点固定 B．摆线偏离平衡位置的角度不能太大 C．用精度更高的游标卡尺测量摆球的直径

D．测量周期时应该从摆球运动到最高点时开始计时 其中合理的有_________。

⑤ 该同学在做完实验后，继续思考测量重力加速度的其它方法。请你展开想像的翅膀，再设计

一个方案测量重力加速度。（简要说明需要的器材以及测量方法）

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22．（16分）

如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T，两条光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l=0.40m，左端接有阻值R=0.40Ω的电阻。一质量m=0.10kg、阻值r=0.10Ω的金属棒MN放置在导轨上。金属棒在水平向右的拉力F作用下，沿导轨做速度v=2.0m/s的匀速直线运动。求： （1）通过电阻R的电流I； （2）拉力F的大小；

（3）撤去拉力F后，电阻R上产生的焦耳热Q。

23．（18分）

如图甲所示，倾角θ =37°的粗糙斜面固定在水平面上，斜面足够长。一根轻弹簧一端固定在斜面的底端，另一端与质量m=1.0kg的小滑块（可视为质点）接触，滑块与弹簧不相连，弹簧处于压缩状态。当t=0时释放滑块。在0~0.24s时间内，滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知弹簧的劲度系数k2.0102N/m，当t=0.14s时，滑块的速度v1=2.0m/s。g取l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

1弹簧弹性势能的表达式为Epkx2（式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）。求：

2（1）斜面对滑块摩擦力的大小f；

（2）t=0.14s时滑块与出发点间的距离d； （3）在0~0.44s时间内，摩擦力做的功W。

图甲 图乙

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24．（20分）

研究物理问题的方法是运用现有的知识对问题做深入的学习和研究，找到解决的思路与方法，例

如：模型法、等效法、分析法、图像法。掌握并能运用这些方法在一定程度上比习得物理知识更加重要。

（1）如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场，半径为r的绝缘光滑圆

环固定在竖直平面内，O是圆心，AB是竖直方向的直径。一质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上，并静止在P点，且OP与竖直方向的夹角θ=37°。不计空气阻力。已知重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

a．求电场强度E的大小；

b．若要使小球从P点出发能做完整的圆周运动，求小球初速度应满足的条件。

（2）如图乙所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，

一个质量为m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘竖直细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ。现使圆环以初速度v0向上运动，经时间t圆环回到出发位置。不计空气阻力。已知重力加速度为g。求当圆环回到出发位置时速度v的大小。

图乙 图甲

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第一部分（选择题 共120分）

题号 答案 题号 答案

1 11 2 12 3 13 B 4 14 A 5 15 D 6 16 C 7 17 B 8 18 D 9 19 D 10 20 C 第二部分（非选择题 共180分）

21．（18分） （1）①

sin1………………………………………………………………………………（2分） sin2② 大 …………………………………………………………………………………（2分） （2）① ACF ………………………………………………………………………………（2分）

② 95.1…………………………………………………………………………………（2分） 42(LBLA)③ ………………………………………………………………………（2分）

TB2TA2 不影响 ……………………………………………………………………………（2分） ④ AB…………………………………………………………………………………（2分） ⑤【方案一】

需要的器材有：质量已知的钩码、测力计。

测量方法：已知钩码的质量m，再用测力计测出其重力G，则可求出重力加速度g【方案二】

需要的器材有：铁架台、打点计时器及相应的电源、导线、纸带、刻度尺、重锤。 测量方法：让重锤拖着纸带做自由落体运动，通过打点计时器在纸带上记录的信息可求得

重力加速度。

……………………………………………………………………………………（4分）

22．（16分）

解：（1）感应电动势EBlv0.40V

通过电阻R的电流IG。 mE0.80A……………………………………………（5分） Rr （2）金属棒受到的安培力FABIl0.16N

根据牛顿第二定律有 FFA0 所以

F0.16N……………………………………………………………（5分）

（3）撤去拉力F后，金属棒做减速运动并最终静止，金属棒的动能全部转化为回路中的焦耳热。在这

段过程中，根据能量守恒定律有

12mvQ总 26 / 9

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所以 QRQ0.16J……………………………………………………（6分） Rr总23．（18分）

解：（1）当t1=0.14s时，滑块与弹簧开始分离，此后滑块受重力、斜面的支持力和摩擦力，滑块开始做匀

减速直线运动。由题中的图乙可知，在这段过程中滑块加速度的大小a1=10m/s2。根据牛顿第二定律有

mgsinfma1

f4.0N ………………………………………………………………（4分）

所以

（2）当t1=0.14s时弹簧恰好恢复原长，所以此时滑块与出发点间的距离d等于t0=0时弹簧的形变量x，

1所以在0~0.14s时间内弹簧弹力做的功W弹Ep初Ep末kd2。在这段过程中，根据动能定理有

2

12W弹mgdsinfdmv10

2可求得 d = 0.20 m ………………………………………………………………（6分）

0v10.20s a1 （3）设从t1=0.14s时开始，经时间t1滑块的速度减为零，则有

t1这段时间内滑块运动的距离

20v1x10.20m

2(a1)此时t2=0.14s+t1=0.34s，此后滑块将反向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可求得此时加速度的大小

a2mgsinmgcos2.0m/s2

m在0.34s~0.44s（t20.1s）时间内，滑块反向运动的距离

12x2a2t20.01m

2Wf(dx1x2)1.J …………………………………………（8分）

所以在0~0.44s时间内，摩擦力f做的功

24．（20分）

解：（1）a．当小球静止在P点时，小球的受力情况如图所示，则有

qEtan37 mg3mgE………………………………（4分）

4q 所以

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5b．当小球做圆周运动时，可以等效为在一个“重力加速度”为g的“重力场”中运动。若要使

4小球能做完整的圆周运动，则小球必须能通过图中的Q点。设当小球从P点出发的速度为vmin时，小球到达Q点时速度为零。在小球从P运动到Q的过程中，根据动能定理有

512 mg2r0mvmin42vmin5gr

所以

即小球的初速度应大于5gr ………………………………………………（6分）

（2）在圆环运动的过程中，圆环受向下的重力mg、水平方向的洛伦兹力qvB、细杆的弹力N和摩擦

力f，其中f一直与运动方向相反，且摩擦力的大小f = μN=μqvB。

【方法一】

圆环从开始向上运动到回到出发位置的过程中，取竖直向上为正方向，根据动量定理有

Ifmgtmvmv0 而 所以

【方法二】

圆环向上运动的过程中做减速运动，加速度a圆环向下运动的过程中做加速运动，加速度aIff上tf下t =qv上Bt上qv下Bt下qB(x下x上）0

vgtv0

mgqvB（越来越小）。 mmgqvB（越来越小）。 m圆环从开始向上运动到回到出发位置的过程中，其速度v随时间t的变化关系如图甲所示（取竖直向上为正方向），图中图线与t轴所围面积表示圆环在对应时间内通过的路程，而圆环向上运动和向下运动所经位移大小相同，所以图中区域A与区域B面积相等。

甲 乙

在运动过程中，圆环所受摩擦力f=μqvB，与v成正比，所以其所受摩擦力f随时间t的变化关系应与图甲相似，但方向相反，如图乙所示，图中区域A′与区域B′的面积也相等。而在f-t图中，图线与t轴所围面积表示对应时间内阻力f的冲量，所以整个过程中f的总冲量If = 0。

在整个过程中，根据动量定理有

Ifmgtmvmv0

所以

vgtv0 ………………………………………………………（10分）

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