2010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

华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”． 光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是（ ）

A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大
D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大

2. 难度：中等

太阳内部持续不断地发生着热核反应，质量减少．核反应方程是，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X的质量分别为m₁、m₂、m₃，真空中的光速为c．下列说法中正确的是（ ）
A．方程中的X表示中子（）
B．方程中的X表示电子（）
C．这个核反应中质量亏损△m=4m₁-m₂
D．这个核反应中释放的核能△E=（4m₁-m₂-2m₃）c²

3. 难度：中等

下列叙述中不正确的是（ ）
A．电子的发现使人们认识到原子有复杂的结构
B．电子衍射现象的发现为物质波理论提供了实验支持
C．对α粒子散射实验的研究使人们认识到中子是原子核的组成部分
D．天然放射现象的发现使人们认识到原子核有复杂的结构

4. 难度：中等

已知地球同步卫星的轨道半径是地球半径的k倍，则（ ）
A．第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的k倍
B．第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的倍
C．地球表面附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的k倍
D．地球表面附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的倍

5. 难度：中等

一理想变压器原、副线圈匝数比n₁：n₂=5：3．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．当副线圈仅接入一个100Ω的纯电阻用电器时，用电器恰能正常工作．则（ ）

A．该用电器的额定电压为100V
B．该用电器的额定电压为60V
C．变压器的输入功率是36W
D．原线圈中的电流是0.60A

6. 难度：中等

如图所示，倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时，小物体A与传送带相对静止．重力加速度为g．则（ ）
A．只有a＞gsinθ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用
B．只有a＜gsinθ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用
C．只有a=gsinθ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用
D．无论a为多大，A都受沿传送带向上的静摩擦力作用

7. 难度：中等

如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L．一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行．t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I），导线框的速度为v．经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置II），导线框的速度刚好为零．此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置I．则（ ）

A．上升过程中，导线框的加速度逐渐增大
B．下降过程中，导线框的加速度逐渐增大
C．上升过程中合力做的功与下降过程中的相等
D．上升过程中克服安培力做的功比下降过程中的多

8. 难度：中等

如图所示，在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道，轨道的半径都是R．轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x．一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道，经过最低点B时的速度为v．小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为△F （△F＞0 ）．不计空气阻力．则（ ）
A．m、x一定时，R越大，△F一定越大
B．m、x一定时，v越大，△F一定越大
C．m、R一定时，x越大，△F一定越大
D．m、R一定时，v越大，△F一定越大

二、解答题

9. 难度：中等

（1）某班同学在做“练习使用多用电表”的实验．

①某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻R_x的阻值，当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置
时，多用电表指针示数如图1所示，此被测电阻的阻值约为______Ω．
②某同学按如图2所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮．该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障．检查前，应将开关S______．（选填“闭合”或“断开”）
③若 ②中同学检查结果如表所示，由此可以确定______

测试点	b．f	b．e	b，d	d，e
多用表盘指示

A．灯A断路
B．灯B断路
C．灯A、B都断路
D．d、e间导线断路
（2）某同学采用如图3所示的装置验证规律：“物体质量一定，其加速度与所受合力成正比”．
a．按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动；
b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重，接通电源，放开小车，打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号；
c．保持小车的质量M不变，多次改变配重的质量m，再重复步骤b；
d．算出每条纸带对应的加速度的值；
e．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示配重受的重力mg（作为小车受到的合力F），作出a-F图象．
①在步骤d中，该同学是采用v-t图象来求加速度的．图4为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出．打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上．打点计时器打C点时，小车的速度为______m/s；

②其余各点的速度都标在了v-t坐标系中，如图5所示．t=0.10s时，打点计时器恰好打B点．请你将①中所得结果标在图5所示的坐标系中，并作出小车运动的v-t图线；利用图线求出小车此次运动的加速度a=______m/s²；
③最终该同学所得小车运动的a-F图线如图6所示，从图中我们看出图线是一条经过原点的直线．根据图线可以确定下列说法中不正确的是______
A．本实验中小车质量一定时，其加速度与所受合力成正比
B．小车的加速度可能大于重力加速度g
C．可以确定小车的质量约为0.50kg
D．实验中配重的质量m远小于小车的质量 M

10. 难度：中等

如图所示，竖直平面内的光滑弧形轨道的底端恰好与光滑水平面相切．质量为M=2.0kg的小物块B静止在水平面上．质量为m=1.0kg的小物块A从距离水平面高h=0.45m的P点沿轨道从静止开始下滑，经过弧形轨道的最低点Q滑上水平面与B相碰，碰后两个物体以共同速度运动．取重力加速度g=10m/s²．求
（1）A经过Q点时速度的大小v；
（2）A与B碰后速度的大小v；
（3）碰撞过程中系统（A、B）损失的机械能△E．

11. 难度：中等

1897年汤姆逊发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索．1907-1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍，于是称这一数值e为基本电荷．
如图所示，两块完全相同的金属极正对着水平放置，板间的距离为d．当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比．两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为t_l；当两板间加电压U（上极板的电势高）时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间t₂内运动的距离与在时间t_l内运动的距离相等．忽略空气浮力．重力加速度为g．
（1）判断上述油滴的电性，要求说明理由；
（2）求上述油滴所带的电荷量Q；
（3）在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量．再采用上述方法测量油滴的电荷量．如此重复操作，测量出油滴的电荷量Q_i如下表所示．如果存在基本电荷，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量e（保留到小数点后两位）．

实验次序	1	2	3	4	5
电荷量Qi（10^-18C）	0.95	1.10	1.41	1.57	2.02

12. 难度：中等

在如图所示的xoy坐标系中，y＞0的区域内存在着沿y轴正方向、场强为E的匀强电场，y＜0的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场．一带电粒子从y轴上的P（0，h）点以沿x轴正方向的初速度射出，恰好能通过x轴上的D（d，0）点．已知带电粒子的质量为m，带电量为-q．h、d、q均大于0，不计重力的影响．
（1）若粒子只在电场作用下直接到达D点，求粒子初速度的大小v；
（2）若粒子在第二次经过x轴时到达D点，求粒子初速度的大小v；
（3）若粒子在从电场进入磁场时到达D点，求粒子初速度的大小v．