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北京市西城区2016年高三二模理综物理-Word版含答案


2016 年北京市西城区高三二模物理试卷

2016.5

13.关于两个分子之间的相互作用力和分子势能,下列判断正确的是 A. 两分子处于平衡位置,分子间没有引力和斥力 B. 两分子间距离减小,分子间的引力和斥力都增大 C. 两分子间距离减小,分子势能一定减小 D. 两分子间距离增大,分子势能一定增大 14.下列几个光现象中,属于衍射现象的是 A.水中的气泡看起来特别明亮 B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带 C.在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹 D.通过两支铅笔夹成的狭缝看点亮的日光灯出现彩色条纹 15.为纪念中国航天事业的成就,发扬航天精神,自 2016 年起,将每年的 4 月 24 日设立 为“中国航天日” 。在 46 年前的这一天,中国第一颗人造卫星发射成功。至今中国已 发射了逾百颗人造地球卫星。关于环绕地球做圆周运动的卫星,下列说法正确的是 A.卫星的向心加速度一定小于 9.8m/s2 B.卫星的环绕速度可能大于 7.9km/s C.卫星的环绕周期一定等于 24h D.卫星做圆周运动的圆心不一定在地心上 16.如图所示,有一圆形匀强磁场区域,O 为圆的圆心,磁场方向垂直纸面向里。两个正、 负电子 a、b,以不同的速率沿着 PO 方向进入磁场,运动轨迹如图所示。不计电子之 间的相互作用及重力。a 与 b 比较,下列判断正确的是 A.a 为正电子,b 为负电子 B.b 的速率较大 C.a 在磁场中所受洛伦兹力较大 D.b 在磁场中运动的时间较长 17.如图 1 所示,线圈 abcd 固定于匀强磁场中,磁场方 向垂直纸面向外,磁感应强度随时间的变化情况如 图 2 所示。下列关于 ab 边所受安培力随时间变化的 F-t 图像(规定安培力方向向右为正)正确的是
F O t F F O t b 图1 F c O 图2 a d B

t

O

t

O

t

A

B

C

D

18.航天员王亚平曾经在天宫一号实验舱内进行了中国首次太空授课,通过几个趣味实验 展示了物体在完全失重状态下的一些物理现象。其中一个实验如图 a 所示,将支架固定在桌面上,细绳一端系于支架上的 O 点,另一端 拴着一颗钢质小球。现轻轻将绳拉直但未绷紧,小球被拉至图中 a 点或 b 点。根据所学的物理知识判断出现的现象是 A.在 a 点轻轻放手,小球将竖直下落 B.在 a 点沿垂直于绳子的方向轻推小球,小球将沿圆弧做往复摆动 C.在 b 点轻轻放手,小球将沿圆弧做往复摆动 D.在 b 点沿垂直于绳子的方向轻推小球,小球将做圆周运动 19.为研究电阻、电容和电感对交变电流的影响,李 老师设计了一个演示实验,装置如图所示。两个 电路接在完全相同的交流电源上。a、b、c、d、e、 f 为 6 只完全相同的小灯泡, a、 b 各串联一个电阻, c、d 各串联一个电容器,e、f 各串联一个相同铁 芯匝数不同的线圈。电阻、电容、线圈匝数的值如图所示。老师进行演示时,接上交 流电源,进行正确的操作。下列对实验现象的描述及分析正确的是 A.a、b 灯相比,a 灯更亮,说明串联电阻不同,对交流电的阻碍作用不同 B.c、d 灯均不发光,说明电容器对交流电产生阻隔作用 C.c、d 灯均能发光,但 c 灯更亮,说明电容越大,对交流电的阻碍作用越小 D.e、f 灯均能发光,但 f 灯更亮,说明自感系数越大,对交流电的阻碍作用越小 20.许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的,因此光谱研究是探索原子结构的一条 重要途径。利用氢气放电管可以获得氢原子光谱,根据玻尔理论可以很好地解释氢原
1 ,其中 n = 2, 子光谱的产生机理。已知氢原子的基态能量为 E1,激发态能量为 En ? E2 n

O b

32Ω 220μF

~

a c e

18Ω 100μF

~

b d f

30 匝

60 匝

3,4?。1885 年,巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析,发现这些谱
1 线的波长能够用一个公式表示,这个公式写做 1 ? R( 1 ? ) ,n = 3,4,5,?。式中 ? 22 n 2

R 叫做里德伯常量,这个公式称为巴尔末公式。用 h 表示普朗克常量,c 表示真空中的 光速,则里德伯常量 R 可以表示为 A. ?

E1 2hc

B.

E1 2hc

C. ?

E1 hc

D.

E1 hc

非选择题
21. (18 分)

(共 11 题

共 180 分)

(1)用螺旋测微器测一金属丝的直径,示数如图 1 所示。由图可读出金属丝的直径为 mm。

G R2 S2

R1

E 图1 图2

S1

(2)某同学要将一个电流表改装为电压表,他先需要精确测量待改装电流表的内电阻。实 验中备用的器材有: A.待改装电流表(量程0~300μA,内阻约为100Ω) B.标准电压表(量程0~3V) C.电阻箱(阻值范围0~999.9Ω) D.电阻箱(阻值范围0~99999.9Ω) E.电源(电动势4V,有内阻) F.电源(电动势12V,有内阻) G.滑动变阻器(阻值范围0~50Ω,额定电流1.5A) H.开关两个、导线若干 ① 如果采用如图2所示的电路测定电流表G的内电阻,并且要想得到较高的精确度。 那么从以上备用的器材中,可变电阻R1应选用 (填选项前的字母符号) ② 如果实验时要进行的步骤有 A.闭合S1; B.闭合S2; C.观察R1的阻值是否最大,如果不是,将R1的阻值调至最大; D.调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度; E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半; F.记下R2的阻值。 进行实验的合理步骤顺序是 (填字母代号) 。 ,电源E应选用 。

③ 如果在步骤F中所得R2的阻值为95.0Ω,要将该电流表G改装成量程为0~3V的电 压表,则需要与电流表 联一个阻值为 Ω的电阻。

④ 在测量电流表内阻的过程中,如果该同学将电阻 R2 的阻值从 300Ω 逐渐调小到 0, 则电阻 R2 上消耗的电功率 P2 随电阻 R2 的变化规律可能是图 3 中四个图的
P2 P2 P2 P2



O A

R2

O B

R2

O C 图3

R2

O D

R2

22.(16 分) 如图所示,半径 R = 0.1m 的竖直半圆形光滑轨道 BC 与水平面 AB 相切,AB 距离 x = 1m。质量 m = 0.1kg 的小滑块1放在半圆形轨道末端的 B 点,另一质量也为 m = 0.1kg 的小滑块 2,从 A 点以 v0 = 2 10 m/s 的初速度在水平面上滑行,两滑块相碰,碰撞时间极 短, 碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道。 已知滑块 2 与水平面之间的动摩擦因数 μ = 0.2。 取重力加速度 g = 10m/s? 。两滑块均可视为质点。求 (1)碰后瞬间两滑块共同的速度大小 v; (2)两滑块在碰撞过程中损失的机械能Δ E; (3)在 C 点轨道对两滑块的作用力大小 F。 v0 m2 A O m
1

C R

R

A

x

BB

23. (18 分) 如图 1 所示为某农庄灌溉工程的示意图,地面与水面的距离为 H。用水泵从水池抽水 (抽水过程中 H 保持不变) ,龙头离地面高 h,水管横截面积为 S,水的密度为 ρ,重力 加速度为 g,不计空气阻力。 (1)水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出,水落地的位置到管口的水平距 离为 10h。设管口横截面上各处水的速度都相同。求: a.每秒内从管口流出的水的质量 m0; b.不计额外功的损失,水泵输出的功率 P。 (2)在保证水管流量不变的前提下,在龙头后接一喷头,如图 2 所示。让水流竖直向下喷 出,打在水平地面上不反弹,产生大小为 F 的冲击力。由于水与地面作用时间很短, 可忽略重力的影响。求水流落地前瞬间的速度大小 v。
龙头 h 水泵 10h H 水 图1 H 水 图2 龙头 h 水泵 喷头

24.(20 分) 电容器是一种重要的电学元件,基本工作方式就是充电和放 电。由这种充放电的工作方式延伸出来的许多电学现象,使得电容 器有着广泛的应用。 如图 1 所示,电源与电容器、电阻、开关组成闭合电路。已知 电源电动势为 E,内阻不计,电阻阻值为 R,平行板电容器电容为 C,两极板间为真空,两极板间距离为 d,不考虑极板边缘效应。 (1)闭合开关 S,电源向电容器充电。经过时间 t,电容器基本 充满。 a.求时间 t 内通过 R 的平均电流 I ; b.请在图 2 中画出充电过程中电容器的带电量 q 随电容器 两极板电压 u 变化的图像;并求出稳定后电容器储存的 能量 E0;
O 图2 u q 图1 E S C R

(2)稳定后断开开关 S。将电容器一极板固定,用恒力 F 将另一极板沿垂直极板方向缓慢 拉开一段距离 x,在移动过程中电容器电量保持不变,力 F 做功为 W;与此同时,电 容器储存的能量增加了 ΔE。请推导证明:W = ΔE。要求最后的表达式用已知量表示。

北京市西城区 2016 年高三二模试卷 物理-参考答案及评分标准 2016.5
13 14 15 16 17 18 19 20 B D A B C D C C 21. (18 分) [ (1)4 分, (2)①②③每空 2 分,④4 分] (1)1.515( ? 0.002 ) (2)①D、F ②CADBEF ③串、9905 或 9905.0 ④ D 22.(16 分) (1)以滑块 2 为研究对象,从 A 到 B 1 1 根据动能定理 - ?mg ? x ? mv B 2 ? mv 0 2 2 以两滑块为研究对象,碰撞前后 2 根据动量守恒定律 mvB= 2mv 代入数据求出 v = 3m/s 1 1 (2)根据能量守恒定律 ?E ? mv B 2 ? ? 2mv 2 2 2 代入数据求出 Δ E= 0.9J (3)以两滑块为研究对象,从 B 到 C 1 1 根据机械能守恒定律 ? 2mv 2 ? ? 2mv c 2 ? 2mg ? 2 R 2 2 2 F 在 C 点,两滑块受重力和轨道的作用力 v 根据牛顿第二定律 F ? 2m g ? 2m c R 代入数据求出 F= 8N 23. (18 分)
(1)a.水从管口沿水平方向喷出做平抛运动,设水喷出时速度为 v0,落地时间为 t

(2 分) (2 分) (2 分) (2 分) (2 分) (2 分) (2 分) (2 分)

竖直方向 水平方向

时间 t0 内喷出的水的质量 m=ρV=ρv0t0S m 每秒喷出的水的质量 m0 ? t 联立以上各式解得 m0 ? ? S 0 50 gh 1 2 b.时间 t0 内水泵输出功 W ? mg ( H ? h) ? mv0 W 2 输出功率 P? t ( ? H0 2 6 h ) 解得 P ? ? S g 5 0 g h

1 h ? gt 2 10h 2 ? v0t

(1 分) (1 分)

(1 分) (1 分) (2 分) (2 分) (2 分) (2 分)

(2)

取与地面作用的一小块水 Δm 为研究对象 根据动量定理 由题意可知 解得

F ? ?t ? ? m ?v (2 分)
?m ? m t 0 ? ?

(2 分) (2 分)

v?

F

? S 50 gh

24. (20 分) (1)a. 设充电完毕电容器所带电量为 Q,即时间 t 内通过电阻 R 的电量,此时电容器两端 电 压等于电源的电动势 根据电容的定义
C? Q U

(2 分)
Q

q

O 图1

E

u

根据电流强度的定义 解得平均电流
I? CE t

I?

Q t

(2 分) (2 分) (2 分)
q Q

b.根据 q = Cu,画出 q-u 图像如图 1 所示 如图 2 中斜线部分所示 由图像求出电容器储存的电能 解得
1 E0 ? CE 2 2

由图像可知,图线与横轴所围面积即为电容器储存的能量,
1 E0 ? EQ (2 分) 2

(2 分)
O E u

(2)设两极板间场强为 E ? ,两极板正对面积为 S 图2 根据 E ? ? U ? Q , C ? S ,得 E ? ? 4?kQ ,可知极板在移动过程中板间场强不变, d Cd 4 ? kd S 两极板间的相互 作用力为恒力。两板间的相互作用可以看作负极板电荷处于正极板电荷产生的电场 中,可知两板间 1 的相互作用力 (2 分) F ? ? E ?Q 。 2? F?F 缓慢移动时有 根据功的定义有 W ? 1 E ?Q2? x 2?kQ CE 2 代入已知量得出 W ? 2 (2 分) x 2x? 2 Q Q 电容器增加的能量 ?E ?S (或 ?E ? 1 C?(d ? x E) 2 ? 1 CE2 ) ? 2d S 2 S ? C d (22分) ?? 2 C ? 2C 2 2C 2? kQ CE4?k (d ? x) 4 ? kd 代入已知量得出 (2 分) ?E ? x? x S 2d W ? ?E 所以


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