2013年北京市东城区高考物理二模试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列说法正确的是（ ）
A．同一元素的两种同位素具有相同的质量数
B．的半衰期会随着周围环境的温度的变化而改变
C．在核聚变反应中，反应物的总质量等于生成物的总质量
D．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转

2. 难度：中等

已知铜的摩尔质量为M，铜的密度为ρ，阿伏伽德罗常数为N，下列说法正确的是（ ）
A．1个铜原子的质量为
B．1个铜原子的质量为
C．1个铜原子所占的体积为
D．1个铜原子所占的体积为

3. 难度：中等

如图所示，平行厚玻璃板放在空气中，一束复色光斜射向玻璃板上表面，出射光分成a、b两束单色光．对于a、b两束光，下面说法正确的是（ ）

A．玻璃对a光的折射率较小
B．a光在玻璃中的传播速度较小
C．若a、b光从同一介质斜射入真空时，a光的全反射临界角较大
D．若a光照射某金属能发射出光电子，则b光照射该金属也一定能发射出光电子

4. 难度：中等

如图所示，位于原点O处的波源在t=0时刻，从平衡位置（在x轴上）开始沿y轴正方向做周期为T的简谐运动，该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v，关于在x=vT处的质点P，下列说法正确的是（ ）

A．质点P开始振动的方向沿y轴正方向
B．质点P振动周期为T，振动速度的最大值为v
C．若某时刻波源在波谷，则质点P也一定在波谷
D．若某时刻质点P在波峰，则波源在也一定在波峰

5. 难度：中等

美国研究人员最近在太阳系边缘新观测到一个类行星天体，其直径估计在1600公里左右，是自1930年发现冥王星以来人类在太阳系中发现的最大天体．若万有引力常量为G，太阳的质量为M．天体的半径为R、质量为m，天体与太阳的中心间距为r，天体的运行轨道近似地看作圆，该天体运行的公转周期为（ ）
A．2π
B．2π
C．2π
D．2π

6. 难度：中等

某兴趣小组用实验室的手摇发电机和理想变压器给一个灯泡供电，电路如图，当线圈以较大的转速n匀速转动时，电压表示数是U₁，额定电压为U₂的灯泡正常发光，灯泡正常发光时电功率为 P，手摇发电机的线圈电阻是r，则有（ ）

A．电流表的示数是
B．变压器的原副线圈的匝数比是U₂：U₁
C．变压器输入电压的瞬时值μ=U₂sin2πnt
D．手摇发电机的线圈中产生的电动势最大值是E_m=U₁

7. 难度：中等

如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一质量为2kg的物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示（g=10m/s²），则正确的结论是（ ）
A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态
B．弹簧的劲度系数为7.5N/cm
C．物体的质量为3kg
D．物体的加速度大小为5m/s²

8. 难度：中等

如图所示，图甲中MN为足够大的不带电薄金属板，在金属板的右侧，距离为d的位置上放入一个电荷量为+q的点电荷O，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布．P是金属板上的一点，P点与点电荷O之间的距离为r，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难．几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的．图乙中两异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线．由此他们分别对P点的电场强度方向和大小做出以下判断，其中正确的是（ ）

A．方向沿P点和点电荷的连线向左，大小为
B．方向沿P点和点电荷的连线向左，大小为
C．方向垂直于金属板向左，大小为
D．方向垂直于金属板向左，大小为 

二、填空题

9. 难度：中等

实验题：
（1）在用“单摆测重力加速度”的实验中：
①某同学在实验中测得的小球直径为d，测定了摆线的长度为l，用秒表记录小球完成n次全振动的总时间为t，则当地的重力加速度的表示式为g=    （用d、l、n、t表示）．若该同学用游标卡尺测定了小球的直径，如图1所示，则小球直径为    cm；

②为了尽可能减小实验误差，下述操作中可行的是    ．
A．摆线偏离竖直方向的最大摆角小于5°
B．当小球通过平衡位置时开始计时
C．让小球尽可能在同一竖直面内摆动
D．减小摆球的质量
（2）某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻．
①实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：电压表：V（量程3v，内阻R_v=10kΩ）电流表：G（量程3mA，内阻R_g=100Ω）电流表：A（量程3A，内阻约为0.5Ω）滑动变阻器：R₁（阻值范围0〜10Ω，额定电流2A）R₂（阻值范围0〜1000Ω，额定电流1A）定值电阻：R₃=0.5Ω该同学依据器材画出了如图1所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是    ．
②该同学将电流表G与定值电阻R₃并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是    A．
③为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器    （填写器材的符号）
④该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图2所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=    V （结果保留三位有效数字），电源的内阻r=    Ω （结果保留两位有效数字）．

三、解答题

10. 难度：中等

如图所示，AB为水平轨道，A、B间距离s=1.25m，BCD是半径为R=0.40m的竖直半圆形轨道，B为两轨道的连接点，D为轨道的最高点．有一小物块质量为m=1.0kg，小物块在F=10N的水平力作用下从A点由静止开始运动，到达B点时撤去力F，它与水平轨道和半圆形轨道间的摩擦均不计．g取10m/s²，求：
（1）撤去力F时小物块的速度大小；
（2）小物块通过D点瞬间对轨道的压力大小；
（3）小物块通过D点后，再一次落回到水平轨道AB上，落点和B点之间的距离大小．

11. 难度：中等

如图所示，在质量为M=0.99kg的小车上，固定着一个质量为m=0.01kg、电阻R=1Ω的矩形单匝线圈MNPQ，其中MN边水平，NP边竖直，MN边长为L=0.1m，NP边长为l=0.05m．小车载着线圈在光滑水平面上一起以v=10m/s的速度做匀速运动，随后进入一水平有界匀强磁场（磁场宽度大于小车长度）．磁场方向与线圈平面垂直并指向纸内、磁感应强度大小B=1.0T．已知线圈与小车之间绝缘，小车长度与线圈MN边长度相同．求：
（1）小车刚进入磁场时线圈中感应电流I的大小和方向；
（2）小车进入磁场的过程中流过线圈横截面的电量q；
（3）如果磁感应强度大小未知，已知完全穿出磁场时小车速度v₁=2m/s，求小车进入磁场过程中线圈电阻的发热量Q．

12. 难度：中等

如图所示，在光滑的水平长直轨道上，有一质量为M=3kg、长度为L=2m的平板车以速度v=4m/s匀速运动．某时刻将质量为m=1kg的小滑块轻放在平板车的中点，小滑块与车面间的动摩擦因数为μ=0.2，取g=10m/s²．
（1）若小滑块最终停在平板车上，小滑块和平板车摩擦产生的内能为多少？
（2）若施加一个外力作用在平板车上使其始终保持速度为v=4m/s的匀速运动，当小滑块放到平板车中点的同时，对该小滑块施加另一个与平板车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从平板车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件？
（3）在（2）的情况下，力F取最小值，要保证滑块不从平板车上掉下，力F的作用时间应该在什么范围内？