2011年北京市西城区高考物理一模试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列各核反应方程中，符号“X”表示中子的是（ ）
A．₁₃²⁷Al+₂⁴He→₁₅³⁰P+X
B．₉₀²³⁴Th→₉₁²³⁴Pa+X
C．₇¹⁴N+₂⁴He→₈¹⁷O+X
D．₉₂²³⁸U→₉₀²³⁴Th+X

2. 难度：中等

下列各选项中，不属于狭义相对论基本结论的是（ ）
A．光子的能量E与光的频率ν成正比，即E=hν
B．物体的质量随着其运动速度的增大而增大
C．在不同的惯性参考系中，时间间隔具有相对性
D．在不同的惯性参考系中，长度具有相对性

3. 难度：中等

如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光．比较a、b、c三束光，可知（ ）

A．当它们在真空中传播时，c光的波长最长
B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大
C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大
D．若它们都能使某种金属产生光电效应，c光照射出光电子的最大初动能最大

4. 难度：中等

已知月球质量与地球质量之比约为1：80，月球半径与地球半径之比约为1：4，则月球上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比最接近（ ）
A．9：2
B．2：9
C．18：1
D．1：18

5. 难度：中等

如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连．金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联．使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴旋转．下列说法中正确的是（ ）

A．交流电流表A的示数随时间按余弦规律变化
B．线圈转动的角速度越大，交流电流表A的示数越小
C．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大
D．线圈平面与磁场垂直时，流经定值电阻R的电流最大

6. 难度：中等

一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T．在t=时刻该波的波形图如图甲所示，a、b是波上的两个质点．图乙表示某一质点的振动图象．下列说法中正确的是（ ）
A．质点a的振动图象如图乙所示
B．质点b的振动图象如图乙所示
C．t=0时刻质点a的速度比质点b的大
D．t=0时刻质点a的加速度比质点b的大

7. 难度：中等

如图所示的电路可以用来“研究电磁感应现象”．干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路，电流计、线圈B串联成另一个电路．线圈A、B套在同一个闭合铁芯上，且它们的匝数足够多．从开关闭合时开始计时，流经电流计的电流大小i随时间t变化的图象是（ ）

A．
B．
C．
D．

8. 难度：中等

如图所示，AB是圆O的一条直径，OC为圆的半径，∠AOC=90°，圆O所在空间有一匀强电场．相同的带正电的粒子，以相同的初动能E_k0沿不同方向从A点出发，能够经过圆周上其他一些点，其中经过B点的粒子的动能为1.5E_k0，经过C点的粒子的动能为2E_k0．不计粒子所受重力及粒子间相互作用的影响．下列说法中正确的是（ ）
A．经过C点的粒子的动能一定比经过圆周上其他点的粒子的动能大
B．经过C点的粒子的动能一定比经过圆周上其他点的粒子的动能小
C．无论粒子在A点的速度方向如何，圆周上总有些位置粒子无法达到
D．改变粒子在A点的速度方向，总能使圆周上任何位置都有粒子达到

二、解答题

9. 难度：中等

（1）甲同学欲采用下列器材准确测定一个约20Ω的电阻的阻值．
A．直流电源（10V，内阻不计）；
B．开关、导线等；
C．电流表（0～3A，内阻约0.03Ω）；
D．电流表（0～0.6A，内阻约0.13Ω）；
E．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）；
F．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）；
G．滑动变阻器（0～10Ω，额定电流2A）；
①为测量准确，电流表应选用______，电压表应选用______；（选填代号）
②为了获得尽可能多的数据，该同学采用了“滑动变阻器分压接法”以调节电压，请在图1虚线中画出正确的实验电路图，并将图2中的元件按正确的实验电路图连成实验电路；
③闭合开关，逐次改变滑动变阻器滑动头的位置，记录与之对应的电流表的示数I、电压表的示数U．某次电流表、电压表的示数如图3所示．处理实验数据时，制作如图4所示的I-U坐标图，图中已标注出了几个与测量对应的坐标点．请将与图3读数对应的坐标点也标在图4中，并在图4中把坐标点连成图线；
④根据图4描绘出的图线可得出这个电阻的阻值为R=______Ω．

（2）乙同学设计的“直线运动加速度测量仪”如图5所示．质量为1.00kg的绝缘滑块B的两侧分别通过一轻弹簧与框架A连接，弹簧的劲度系数均为100N/m．滑块B还通过滑动头与长为12.00cm的电阻CD相连，CD中任意一段的电阻都与其长度成正比．将框架A固定在被测物体上，使弹簧及电阻CD均与物体的运动方向平行．通过电路中指针式直流电压表的读数，可以得知加速度的大小．不计各种摩擦阻力．电压表内阻足够大，直流电源的内阻可忽略不计．
设计要求如下：
a．当加速度为零时，电压表示数为1.50V；
b．当物体向左以可能达到的最大加速度10.00m/s²加速运动时，电压表示数为满量程3.00V；
c．当物体向右以可能达到的最大加速度10.00m/s²加速运动时，电压表示数为0．
①当电压表的示数为1.80V时，物体运动加速度的大小为______m/s²；
②当加速度为零时，应将滑动头调在距电阻CD的C端______cm处；
③应选用电动势为______V的直流电源．

10. 难度：中等

如图，一滑块经水平轨道AB，进入竖直平面内的四分之一圆弧轨道BC．已知滑块的质量m=0.60kg，在A点的速度v_A=8.0m/s，AB长x=5.0m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15，圆弧轨道的半径R=2.0m，滑块离开C点后竖直上升h=0.20m，取g=10m/s²．求：
（1）滑块经过B点时速度的大小；
（2）滑块经过B点时圆弧轨道对它的支持力的大小；
（3）滑块在圆弧轨道BC段克服摩擦力所做的功．

11. 难度：中等

图1是示波管的原理图，它由电子枪、荧光屏和两对相互垂直的偏转电极XX′、YY′组成．偏转电极的极板都是边长为l的正方形金属板，每对电极的两个极板间距都为d．电极YY′的右端与荧光屏之间的距离为L．这些部件处在同一个真空管中．电子枪中的金属丝加热后可以逸出电子，电子经加速电极间电场加速后进入偏转电极间，两对偏转电极分别使电子在两个相互垂直的方向发生偏转．荧光屏上有xoy直角坐标系，x轴与电极XX′的金属板垂直（其正方向由X′指向X），y轴与电极YY′的金属板垂直（其正方向由Y′指向Y）．已知电子的电量为e，质量为m．可忽略电子刚离开金属丝时的速度，并不计电子之间相互作用力及电子所受重力的影响．
（1）若加速电极的电压为U，两个偏转电极都不加电压时，电子束将沿直线运动，且电子运动的轨迹平行每块金属板，并最终打在xoy坐标系的坐标原点．求电子到达坐标原点前瞬间速度的大小；
（2）若再在偏转电极YY′之间加恒定电压U₁，而偏转电极XX′之间不加电压，求电子打在荧光屏上的位置与坐标原点之间的距离；
（3）（i）若偏转电极XX′之间的电压变化规律如图2所示，YY′之间的电压变化规律如图3所示．由于电子的速度较大，它们都能从偏转极板右端穿出极板，且此过程中可认为偏转极板间的电压不变．请在图4中定性画出在荧光屏上看到的图形；
（ii）要增大屏幕上图形在y方向的峰值，若只改变加速电极的电压U、YY′之间电压的峰值U_y、电极XX΄之间电压的峰值U_x三个量中的一个，请说出如何改变这个物理量才能达到目的．

12. 难度：中等

火车车厢之间由车钩连接，火车起动前车钩间都有间隙．不妨将火车的起动简化成如图所示的情景：在光滑水平面上有19个静止的质量均为m的木箱，自右向左编号依次为0、1、2、3、…18，相邻木箱之间由完全非弹性的钩子连接，当钩子前后两部分相碰时，与钩子相连的两木箱速度立即变为相等．所有木箱均静止时，每一个车钩前后两部分间的距离都为L．
（1）若只给第0号木箱一个水平向右的初速度υ，求第18号木箱刚运动时速度的大小；
（2）若从某时刻开始，持续对第0号木箱施加向右的水平恒力F，使木箱从静止开始运动，求
（i）第1号木箱刚运动时速度的大小；
（ii）从施加恒力F到第18号木箱开始运动经历的时间．