2011年北京市朝阳区高考物理一模试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生的裂变反应．在众多的裂变反应中，有一种反应方程为U+n→Ba+Kr+aX，其中X为某种粒子，a为X的个数，则（ ）
A．X为中子，a=2
B．X为中子，a=3
C．X为质子，a=2
D．X为质子，a=3

2. 难度：中等

正负电子对撞后湮灭生成两个频率相同的光子．已知普朗克常数为h，电子质量为m，电磁波在真空中的速度为c，在折射率为的水中，这种频率的光波长为（ ）
A．
B．
C．
D．

3. 难度：中等

一理想变压器原、副线圈的匝数比n₁：n₂=2：1，原线圈两端接一正弦式交变电流，其电压u随时间t变化的规律如图所示，则副线圈两端电压的有效值和频率分别为（ ）

A．110V，50Hz
B．110V，0.5Hz
C．220V，50Hz
D．220V，0.5Hz

4. 难度：中等

1980年10月14日，中国科学院紫金山天文台发现了一颗绕太阳运行的小行星，2001年12月21日，经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准，将这颗小行星命名为“钱学森星”，以表彰这位“两弹一星”的功臣对我国科技事业做出的卓越贡献．若将地球和“钱学森星”绕太阳的运动看作匀速圆周运动，它们的运行轨道如图所示．已知“钱学森星”绕太阳运行一周的时间约为3.4年，设地球绕太阳运行的轨道半径为R，则“钱学森星”绕太阳运行的轨道半径约为（ ）

A．
B．
C．
D．

5. 难度：中等

如图是一列简谐横波在某时刻的波形图，若此时质元P正处于加速运动过程中，则此时（ ）
A．质元Q和质元N均处于加速运动过程中
B．质元Q和质元N均处于减速运动过程中
C．质元Q处于加速运动过程中，质元N处于减速运动过程中
D．质元Q处于减速运动过程中，质元N处于加速运动过程中

6. 难度：中等

如图所示，质量为m的小物块静止在倾角为θ的固定斜面上．某时刻开始对小物块施加一个平行斜面向上的拉力F，F由零开始逐渐增大，当F增大到F时，小物块开始沿斜面向上运动．则F的大小（ ）

A．一定小于2mgsinθ
B．一定等于2mgsinθ
C．一定大于2mgsinθ
D．可能等于2mgsinθ，也可能大于2mgsinθ

7. 难度：中等

如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷+Q和-Q．直线MN是两点电荷连线的中垂线，O是两点电荷连线与直线MN的交点．a、b是两点电荷连线上关于O的对称点，c、d是直线MN上的两个点．下列说法中正确的是（ ）

A．a点的场强大于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小
B．a点的场强小于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大
C．a点的场强等于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小
D．a点的场强等于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大

8. 难度：中等

如图甲所示，MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场．现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场垂直，且bc边与磁场边界MN重合．当t=0时，对线框施加一水平拉力F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t=t时，线框的ad边与磁场边界MN重合．图乙为拉力F随时间变化的图线，不及摩擦阻力．由以上条件可知，磁场的磁感应强度B的大小为（ ）

A．
B．
C．
D．

二、解答题

9. 难度：中等

（1）某同学用游标为20分度的卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图所示．由图可读出D=______mm，d=______mm．

（2）某同学使用如下器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验：
待测小灯泡（额定电压12V，工作时电阻为100Ω左右）；
电源E（电动势为14V）；
电压表V（量程为15V，内阻约为15kΩ）；
电流表A（量程为100mA，内阻约为10Ω）；
滑动变阻器（最大阻值为10Ω）；
单刀单掷开关；导线若干．
1实验中，既要满足实验要求，又要减小误差，应选用的实验电路图______．
A．B．C．D．
②请根据所选的实验电路图在实物图上连线．

③该同学描绘的小灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图可求得小灯泡的额定功率为P=______W．（结果保留3位有效数字）

④由小灯泡的伏安特性曲线可知：在较低电压区域（0～2V）内，小灯泡的电阻几乎不变；在较高电压区域（7～10V）内，小灯泡的电阻随电压的增大而______（填“增大”、“不变”或“减小”）．它们变化规律不同的原因是______．

10. 难度：中等

如图所示，摩托车运动员做特技表演时，以v=9.0m/s的初速度冲向高台，然后从高台水平飞出．若摩托车冲向高台的过程中牵引力的平均功率P=4.0kW，冲到高台顶端所用时间t=3.0s，人和车的总质量m=1.5×10²kg，高台顶端距地面的高度h=7.2m，摩托车落地点到高台顶端的水平距离x=10.8m．不计空气阻力，取g=10m/s²．求：
（1）摩托车从高台顶端飞出到落地所用时间；
（2）摩托车落地时速度的大小；
（3）摩托车冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功．

11. 难度：中等

如图所示为某种质谱仪的结构示意图．其中加速电场的电压为U，静电分析器中与圆心O₁等距各点的电场强度大小相同，方向沿径向指向圆心O₁．磁分析器中以O₂为圆心、圆心角为90°的扇形区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行．由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后，从M点沿垂直于该点的场强方向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，并从N点射出静电分析器．而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界，又垂直于磁场方向射入磁分析器中，最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出，并进入收集器．测量出Q点与圆心O₂的距离为d．
（1）求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小；
（2）求磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小和方向；
（3）通过分析和必要的数学推导，请你说明如果离子的质量为0.9m，电荷量仍为q，其他条件不变，这个离子射出电场和射出磁场的位置是否变化．

12. 难度：中等

如图所示，ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC段水平，AB段与BC段平滑连接．质量为m的小球从高为h处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道BC段上质量为km的小球发生碰撞，碰撞前后两小球的运动方向处于同一水平线上．
（1）若两小球碰撞后粘连在一起，求碰后它们的共同速度；
（2）若两小球在碰撞过程中无机械能损失，
a．为使两小球能发生第二次碰撞，求k应满足的条件；
b．为使两小球仅能发生两次碰撞，求k应满足的条件．