2011年北京市海淀区高考物理零摸试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

华裔科学家高锟因在“有关光导纤维用于光学通信方面”取得了突破性成就而获得2009年诺贝尔物理学奖．利用光导纤维进行光学通信所依据的物理原理是（ ）
A．光的折射
B．光的全反射
C．光的干涉
D．光的色散

2. 难度：中等

玻尔提出的氢原子结构理论主要依据的现象是（ ）
A．α粒子散射实验的现象
B．中子轰击铀核发生裂变的现象
C．原子核的天然放射性现象
D．低压氢气放电管中的氢气在高电压作用下发光，产生线状谱线的现象

3. 难度：中等

雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，它可以向一定方向发射电磁波脉冲，当电磁波遇到障碍物时会发生反射．雷达在发射和接收到反射回来的电磁波脉冲时，在监视屏上将对应呈现出一个尖形波．某防空雷达发射的电磁波频率f=3×l0⁴MHz，如果雷达监视屏上显示某次发射和接收的尖形波如图所示（相邻刻线间表示的时间间隔为1.0×10^-5s），则被监视的目标到雷达的距离以及该雷达发出的电磁波的波长分别为（ ）

A．30km，0.10m
B．15km，1.0cm
C．30km，1.0m
D．15km，10m

4. 难度：中等

一架总质量为M的飞机，以速率v在空中的水平面上做半径为r的匀速圆周运动，重力加速度为g，则空气对飞机的作用力大小等于（ ）
A．Mg
B．
C．
D．

5. 难度：中等

A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播，在某时刻的波形分别如图甲、乙所示，经过时间t（t小于A波的周期T_A），这两列简谐横波的波形分别变为图丙、丁所示，则A、B两列波的波速v_A、v_B之比不可能的是（ ）

A．1：1
B．1：2
C．1：3
D．3：1

6. 难度：中等

如图所示，在竖直面内有一以O点为圆心的圆，AB、CD分别为这个圆沿竖直和水平方向的直径，该圆处于静电场中．将带负电荷的小球从O点以相同的动能分别沿竖直平面向不同方向射出，小球会沿圆所在平面运动并经过圆周上不同的点．已知小球从O点分别到A、B两点的过程中电场力对它做的功相同，小球到达D点时的电势能大于它在圆周上其他各点时的电势能．若小球只受重力和电场力的作用，则下列说法中正确的是（ ）

A．小球到达B点时的机械能与它在圆周上其他各点相比较最小
B．小球到达A点时的电势能和重力势能之和与它在圆周上其他各点相比较最小
C．此电场可能是位于C点的正点电荷形成的
D．小球到达B点时的动能等于到达点A时的动能

7. 难度：中等

如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端装有滑轮，小桶P、物块Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，二者均处于静止状态，轻绳与斜面平行．已知斜面倾角θ=30°，小桶P的质量m₁=100g，物块Q的质量m₂=150g，重力加速度g=l50m/s²．现向桶内不断缓慢添加细砂并使P、Q开始运动．关于上述过程，下列说法中正确的是（ ）

A．在向小桶内不断缓慢添加细砂的过程中，Q受到的静摩擦力一定变大
B．轻绳对物块的拉力做10J功的过程中，物块动能增加10J
C．物块Q向上运动过程中，若物块Q增加10J的机械能，小桶和其中细砂就损失10J的机械能
D．物块Q向上运动过程中，其动量增量的大小一定等于小桶和细砂动量改变量的大小

8. 难度：中等

两个相距很近的等量异种点电荷组成的系统称为电偶极子．设相距为l，电荷量分别为+q和-q的点电荷构成电偶极子，如图所示．取二者连线方向为y轴方向，中点O为原点，建立如图所示的xOy坐标系，p点距坐标原点O的距离为r（r＞＞l），p、O两点间的连线与y轴正方向的夹角为θ，设无穷远处的电势为零，p点的电势为φ，真空中静电力常量为k．下面给出φ的四个表达式，其中只有一个是合理的．你可能不会求解p点的电势φ，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断．根据你的判断，φ的合理表达式应为（ ）
A．
B．
C．
D．

二、填空题

9. 难度：中等

（1）某同学用图1所示装置做“验证牛顿第二定律”实验．①该同学从打出的纸带上比较清晰的点迹起，每5个点迹取一个计数点（即相邻的两个计数点间都有4个未画出的点迹），标出了A、B、C、D四个计数点，各计数点之间的距离如图2甲所示．已知打点计时器打点的时间间隔为0.020s，则实验中该小车的加速度a=    m/s²．（结果保留两位有效数字）
②该同学选用质量不同的A、B两小车分别做实验，根据实验数据画出了图2乙所示的两条a-F图线，根据图线可知A车的质量    B车的质量．（选填“大于”或“小于”）
 （2）某同学欲将量程为200μA的电流表改装成电压表，他采用如图3所示的实验电路测量该电流表的内阻（约200Ω），根据实验电路，请回答下列问题．
①有如下的主要实验器材供选择：
A．电阻箱（阻值范围0-999.9Ω）       B．电阻箱（阻值范围0-99999.9Ω）
C．电源（电动势6.0V，内阻约0.30Ω）   D．电源（电动势12V，内阻约0.60Ω）
E．电源（电动势50V，内阻约2.0Ω）
为减小实验误差，可变电阻R₁应选择    ，电源应选择    ．（填字母代号）
②该同学主要实验步骤依次是：
A．按电路图连接好电路，并使两个开关处于断开状态；B．将R₁的阻值调到最大；C．闭合S₁；
D．调节R₁的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度；E．闭合S₂；
F．调节R₁和R₂的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半；G．记下的R₂阻值．
上述实验步骤中，错误的步骤是    ．（填字母代号）
③如果按正确步骤测得电流表的内阻为190Ω，要将此表改装成量程为2.0V的电压表，应选一个阻值为    Ω的电阻与电流表串联．
④用标准的电压表对改装的电压表V进行校准，发现测量同一电压值时，改装电压表的示数总比标准表的示数小，则应该适当地将与电流表串联的电阻调    一些．（选填“大”或“小”）

三、解答题

10. 难度：中等

均匀导线制成的电阻为R、质量为m的单匝矩形闭合线框abcd，边长ab=h，ad=L，将线框置于一有界匀强磁场上方某一高度处，如图所示．已知该磁场区域宽度为h，方向沿水平、垂直线框所在平面向里，磁感应强度为B．现使线框由静止自由下落，线框平面保持与磁场方向垂直，且bc边始终保持水平方向．若线框恰好以恒定速度通过磁场，重力加速度为g，空气阻力可忽略不计，求：
（1）线框通过磁场过程中产生的焦耳热；
（2）开始下落时线框bc边与磁场上边界的距离；
（3）bc边在磁场区域运动的过程中，a、d两点间的电势差．

11. 难度：中等

如图所示装置可用来分析气体原子的组成．首先使待研究气体进入电离室A，在此气体被电离成等离子体（待研究气体的等离子体由含有一价正离子和电荷量为e的电子组成，整体显电性）．这些等离子体（统称“带电粒子”）从电离室下端狭缝S₁飘出（忽略飘出的速度），经两极板间电压为U的加速电场后（忽略这些带电粒子被加速的时间），从狭缝S₂沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B的有界匀强磁场，在磁场的上、下边界处分别装有水平底片E和F．当双刀双掷开关分别掷向1、2和3、4时，发现从电离室狭缝S₁飘出的带电粒子分别打在E和F上的P、Q点．已知狭缝S₂与水平底片E上P点之间的距离d₁=2.0cm，到水平底片F上Q点的水平距离d₂=6.4cm，磁场区域宽度d=30cm．空气阻力、带电粒子所受重力以及带电粒子之间的相互作用均可忽略不计．
（1）试分析打在P点的带电粒子的带电性质，并写出该带电粒子质量的表达式；（要求用题中的字母表示）
（2）试确定打在Q点的带电粒子的质量和打在P点的带电粒子的质量之比；（结果保留两位有效数字）
（3）若P点是底片E上刻度尺的右端点，而实验中带电粒子总是打到P点右侧，从而导致不便于测量带电粒子击中底片位置到狭缝S₂的距离，应如何调整可使带电粒子能打在P点左侧的位置．

12. 难度：中等

图是一种碰撞装置的俯视图，其左边Q是一个接收器，它的下端装有光滑轨道（图中未画出），左端与固定在墙壁上的轻质弹簧相连；右边P是一固定的发射器，它可根据需要瞄准接收器的接收口，将质量m=0.10kg的珠子以v₁=50m/s的速度沿水平方向射入接收器．已知接收器的质量M=0.40kg，弹簧处于自然长度时，接收器右边缘与直线MN对齐．若接收器右边缘停止在MN线上或向右运动到达MN线时，都有一粒珠子打入接收器，并在极短时间内与接收器具有相同的速度．
（1）求第一粒珠子打入接收器之后，弹簧被压缩至最短的过程中（在弹簧的弹性限度内），当弹簧的弹性势能达到其能达到最大值的一半时接收器的速度大小；
（2）试分析当第n粒珠子射入接收器中刚与接收器相对静止时，接收器速度的大小；
（3）已知与接收器相连接弹簧的劲度系数k=400N/m，发射器左端与MN线的水平距离s=0.25m，求发射器至少应发射几粒珠子后停止发射，方能使接收器沿直线往复运动而不会碰到发射器．（注：轻质弹簧的弹性势能可按进行计算，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量．）