1、2015 年西城区二模物理卷- 1 -2015 年北京市西城区高三二模理科综合 物理试题13下列关于光的本性的说法正确的是A光电效应现象说明光具有粒子性B光电效应现象说明光具有波动性C光的干涉、衍射现象说明光是横波D光的干涉、衍射现象说明光是纵波14一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，在某一时刻的波形曲线如图所示，由图可知A各质点振动的周期为 4sB该简谐横波的波长为 4mC此时刻质点 A 的速度为 0D此时刻质点 B 的加速度为 015如图所示，在竖直光滑墙壁上用细绳将一个质量为 m 的球挂在 A 点，平衡时细绳与竖直墙的夹角为 ， mg，TmgBN mg，TmgDNmg，Tmg16如图所示
2、，虚线为电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等。一个带正电的点电荷在 A 点的电势能大于其在 B 点的电势能，则下列说法正确的是AA 点的电势比 B 点的高B无法比较 A、B 两点的电势高低CA 点的电场强度比 B 点的大D无法比较 A、B 两点的场强大小17在如图所示的电路中，L 1、L 2 是两个相同的小灯泡，A、B 处的虚线框内各接有一个电学元件。a、b 两端分别与直流电源和交流电源相连接，且直流电源的电压与交流电源电压的有效值相等。观察两种情况下灯泡的亮度。当接直流电源时，L 1 不发光，L 2 正常发光；当接交流电源时，L 1 发光，L 2 明显变暗。则下列说法正确的是AA
3、中接的是电阻，B 中接的是电容器 BA 中接的是电感线圈，B 中接的是电阻CA 中接的是电感线圈，B 中接的是电容器DA 中接的是电容器，B 中接的是电感线圈AL1 L2abA Bx/my/cm1 3 50AB7AB2015 年西城区二模物理卷- 2 -18如图所示为游乐场中过山车的一段轨道， P 点是这段轨道的最高点， A、B、C 三处是过山车的车头、中点和车尾。假设这段轨道是圆轨道，各节车厢的质量相等，过山车在运行过程中不受牵引力，所受阻力可忽略。那么，过山车在通过 P 点的过程中，下列说法正确的是A车头 A 通过 P 点时的速度最小B车的中点 B 通过 P 点时的速度最小C车尾 C 通过
4、 P 点时的速度最小DA、B 、 C 通过 P 点时的速度一样大19如图是一个多用电表的简化电路图。S 为单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱 O 可以接通 1，也可以接通 2、3、4、5 或 6。下列说法正确的是A当开关 S 分别接 1 或 2 时，测量的是电流，其中 S 接 1 时量程较大B当开关 S 分别接 3 或 4 时，测量的是电阻，其中 A 是黑表笔C当开关 S 分别接 5 或 6 时，测量的是电阻，其中 A 是红表笔D当开关 S 分别接 5 和 6 时，测量的是电压，其中 S 接 5 时量程较大20由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子
5、势能。如图所示为分子势能 Ep 随分子间距离 r 变化的图象，取 r 趋近于无穷大时 Ep 为零。通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是A假设将两个分子从 r=r2 处释放，它们将相互远离B假设将两个分子从 r=r2 处释放，它们将相互靠近C假设将两个分子从 r=r1 处释放，它们的加速度先增大后减小D假设将两个分子从 r=r1 处释放，当 r=r2 时它们的速度最大PAB CA BE E12 34 56SOr1 rO r2Ep2015 年西城区二模物理卷- 3 -21 （18 分）图 1 所示为某同学研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”
6、的实验装置示意图。（1）下面列出了一些实验器材：电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶、刻度尺。除以上器材外，还需要的实验器材有：_。A秒表 B天平（附砝码） C低压交流电源 D低压直流电源（2）实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力：小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做_运动。（3）实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量 m 与小车和车上砝码的总质量 M 之间应满足的条件是 _。这样，在改变小车上砝码的质量时，只要砂和砂
7、桶质量不变，就可以认为小车所受拉力几乎不变。（4）如图 2 所示， A、B 、C 为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T，A 、 B 间的距离为 x1，B 、 C 间的距离为 x2，则小车的加速度 a=_。已知T=0.10s，x 1=5.90cm，x 2=6.46cm，则 a=_m/s2（结果保留 2 位有效数字） 。（5）在做实验时，该同学已补偿了打点计时器对小车的阻力及其它阻力。在处理数据时，他以小车的加速度的倒数 为纵轴，以小车和车上砝码的总质量 M 为横轴，描绘出 -a1 a1M 图象，图 3 中能够正确反映 -M 关系的示意图是_ 。砂桶纸带图 1垫块小车 打点计时器图
8、3MOa1Oa1Oa1Oa1A B C DM M M图 2A B Cx1 x22015 年西城区二模物理卷- 4 -22 （16 分）如图所示为竖直放置的四分之一圆弧轨道，O 点是其圆心，半径 R=0.8m，OA 水平、OB竖直。轨道底端距水平地面的高度 h=0.8m。从轨道顶端 A 由静止释放一个质量 m=0.1kg 的小球，小球到达轨道底端 B 时，恰好与静止在 B 点的另一个相同的小球发生碰撞，碰后它们粘在一起水平飞出，落地点 C 与 B 点之间的水平距离 x=0.4m。忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求：（1）两球从 B 点飞出时的速度大小 v2；（2）碰撞前瞬间入射小球的速
9、度大小 v1；（3）从 A 到 B 的过程中小球克服阻力做的功 Wf。23 （18 分）（1）从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。例如，玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为 m，元电荷为 e，静电力常量为 k，氢原子处于基态时电子的轨道半径为 r1。a氢原子处于基态时，电子绕原子核运动，可 等 效 为 环 形 电 流，求此等效电流值。b氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电
10、势能的总和。已知当取无穷远处电势为零时，点电荷电场中离场源电荷 q 为 r 处的各点的电势 。求rqk处于基态的氢原子的能量。（2）在微观领域，动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。在轻核聚变的核反应中，两个氘核（ ）以相同的动能 E0=0.35MeV 做对心碰撞，假设该反应中释放的核能全部转化H1为氦核（ ）和中子（ ）的动能。已知氘核的质量 mD=2.0141u，中子的质量e32n1mn=1.0087u，氦核的质量 mHe=3.0160u，其中 1u 相当于 931MeV。在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少 MeV（结果保留 1 位有效数字）？hABRROC2015 年西
11、城区二模物理卷- 5 -24 （20 分）如图所示，在磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中，有一竖直放置的光滑的平行金属导轨，导轨平面与磁场垂直，导轨间距为 L，顶端接有阻值为 R 的电阻。将一根金属棒从导轨上的M 处以速度 v0 竖直向上抛出，棒到达 N 处后返回，回到出发点 M 时棒的速度为抛出时的一半。已知棒的长度为 L，质量为 m，电阻为 r。金属棒始终在磁场中运动，处于水平且与导轨接触良好，忽略导轨的电阻。重力加速度为 g。（1）金属棒从 M 点被抛出至落回 M 点的整个过程中，求：a电阻 R 消耗的电能；b金属棒运动的时间。（2）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属
12、离子的碰撞。已知元电荷为 e。求当金属棒向下运动达到稳定状态时，棒中金属离子对一个自由电子沿棒方向的平均作用力大小。MNRB2015 年西城区二模物理卷- 6 -北京市西城区 2015 年高三二模试卷参考答案及评分标准物 理 2015.5题号 13 14 15 16 17 18 19 20答案 A B C A D B A D21 （ 18 分）（1 ） BC 4 分（2 ）匀速直线 3 分（3 ） mM 3 分（4 ） 2 分 0.56 2 分1Tx（5 ） C 4 分22 （ 16 分）解：（1 ）两球做平抛运动竖直方向上 21gth解得 3 分s4.0水平方向上 tvx2解得 3 分m/1
13、（2 ）两球碰撞，根据动量守恒定律3 分21v解得 2 分/s（3 ）入射小球从 A 运动到 B 的过程中，根据动能定理3 分021mvWgRf解得 2 分J6.0f23 （ 18 分）解：（1 ） a电子绕原子核做匀速圆周运动2 分12rvmekT解得 1 分kre312电子绕原子核运动的等效电流2015 年西城区二模物理卷- 7 -2 分TeI1 分312mrkb由 a.可知，处于基态的氢原子的电子的动能2 分121krkevE取无穷远处电势为零，距氢原子核为 r 处的电势1re处于基态的氢原子的电势能2 分121prkeE所以，处于基态的氢原子的能量2 分12p1krke（2 ）由爱因斯
14、坦的质能方程，核聚变反应中释放的核能 2mcE解得 2 分MeV3.核反应中系统的能量守恒 1 分E0knH2核反应中系统的动量守恒 1 分ep由 可知 mpE2kHenkE解得= 1MeV 1 分0enkHe2= 3MeV 1 分EmEe24 （ 20 分）解：（1 ） a金属棒从 M 点被抛出至落回 M 点的整个过程中，由能量守恒回路中消耗的电能 2 分20020831mvvQ电阻 R 消耗的电能 2 分)(rRrRb方法一：金属棒从 M 点被抛出至落回 M 点的整个过程中，由动量定理2 分02mvItmg-安 将整个运动过程划分成很多小段，可认为在每个小段中感应电动势几乎不变，设每小段2
15、015 年西城区二模物理卷- 8 -的时间为 t。则安培力的冲量 tLBititLBiI 321安 )(qI安又 ， ，trREIt因为 ，所以 2 分00安解得 2 分gvt23方法二：金属棒从 M 点被抛出至落回 M 点的整个过程中，由动量定理2 分02mvItmg-安 将整个运动过程划分成很多小段，可认为在每个小段中感应电动势几乎不变，设每小段的时间为 t。则安培力的冲量 tvrRLBtvrtvrRLBI 32212安 )(3ttt安因为棒的位移为 0，则 021 vv所以 2 分安I解得 2 分gvt230方法三：金属棒从 M 点被抛出至落回 M 点的整个过程中，由动量定理2 分02m
16、vItmg-安 棒的速度 v 随时间 t 变化的图象如图所示。因为棒所受安培力-v020Ov（F 安 ）tt2015 年西城区二模物理卷- 9 -vrRLBiF2安所以棒所受安培力 F 安 随时间 t 变化的图象亦大致如此。棒的位移为 0，则 v-t 图线与横轴所围“总面积”为 0，F 安 -t 图线与横轴所围“总面积”也为 0，即整个过程中安培力的冲量 。 2 分0安I解得 2 分gvt230（2）方法一：当金属棒向下运动达到稳定状态时 2 分mFg其中 rRvLBFm2解得 2 分2g沿棒方向，棒中自由电子受到洛伦兹力 、电场力 和金属离子对它的平均作用力BevmeEf 作用。因为棒中电流恒定，所以自由电子沿棒的运动可视为匀速运动。则 2 分BevEfm又 2 分LURr解得 2 分2egf方法二：当金属棒向下运动达到稳定状态时单位时间内机械能减少 P= 2 分mgv金属棒生热功率 Pr = 2 分R回路中的电流 BLvI设棒的横截面积为 S，棒中单位长度的自由电子数为 n，棒中自由电子定向移动的速度为 v，金属离子对自由电子的平均作用力为 f。则 Pr= 2 分fvnL2 分eSI所以 2 分2Bmgf
