2012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

下列实验或者事实，揭示了原子具有核式结构的是（ ）
A．电子的发现
B．光电效应实验
C．α粒子散射实验
D．天然放射现象

2. 难度：中等

不同的物理量可以有相同的单位．下列各组物理量中有相同单位的是（ ）
A．速度和角速度
B．电压和电动势
C．电势和电势能
D．磁通量和磁感应强度

3. 难度：中等

如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，电阻R=55Ω，原线圈两端接一正弦式交变电流，该交变电流电压的有效值为220V．电路中交流电压表和电流表的示数分别为（ ）

A．110V、2.0A
B．440V、8.0A
C．156V、1.4A
D．55V、0.5A

4. 难度：中等

如图所示，一个物体放在粗糙的水平地面上．在t=0时刻，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动．在0到t时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图2所示．已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等．则（ ）

A．t时刻，力F等于0
B．在0到t时间内，力F大小恒定
C．在0到t时间内，物体的速度逐渐变大
D．在0到t时间内，物体的速度逐渐变小

5. 难度：中等

如图所示为一列沿着x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图．已知这列波的波速v=5.0m/s．则（ ）

A．这列波的频率f=1.0Hz-0.2
B．经过一个周期，x=0.5m处的质点沿着x轴正向运动的距离为1.0m
C．x=0.5m和x=1m处的质点可以同时到达波峰位置
D．在t=0.5s时刻，x=0.5m处的质点正在沿着y轴负方向运动

6. 难度：中等

如图所示，两物体A、B分别与一竖直放置的轻质弹簧的两端相连接，B物体在水平地面上，A、B均处于静止状态．从A物体正上方与A相距H处由静止释放一小物体C．C与A相碰后立即粘在一起向下运动，以后不再分开．弹簧始终处于弹性限度内．用△E表示C与A碰撞过程中损失的机械能，用F表示C与A一起下落过程中地面对B的最大支持力．若减小C物体释放时与A物体间的距离H，其他条件不变，则（ ）

A．△E变小，F变小
B．△E不变，F变小
C．△E变大，F变大
D．△E不变，F不变

7. 难度：中等

已知一颗质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动，运动周期为T₁，该行星的自转周期为T₂，万有引力常量为G．根据这些已知量可以求出（ ）
A．该行星到太阳的距离
B．卫星绕该行星运行的第一宇宙速度
C．该行星绕太阳运动的向心加速度
D．该行星的同步卫星的运动轨道半径

8. 难度：中等

有一种飞行器是利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速粒子流，对飞行器自身产生反冲力，从而对飞行器的飞行状态进行调整的．已知飞行器发射的高速粒子流是由二价氧离子构成的．当单位时间内发射的离子个数为n，加速电压为U时，飞行器获得的反冲力为F．为了使加速器获得的反冲力变为2F，只需要（ ）
A．将加速电压变为2U
B．将加速电压变为4U
C．将单位时间内发射的离子个数变为n
D．将单位时间内发射的离子个数变为4n

二、解答题

9. 难度：中等

（1）如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′．O为直线AO与aa′的交点．在直线OA上竖直地插上P₁、P₂两枚大头针．
①该同学接下来要完成的必要步骤有______
A．插上大头针P₃，使P₃仅挡住P₂的像
B．插上大头针P₃，使P₃挡住P₁的像和P₂的像
C．插上大头针P₄，使P₄仅挡住P₃
D．插上大头针P₄，使P₄挡住P₃和P₁、P₂的像
②过P₃、P₄作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接OO′．测量图1中角α和β的大小．则玻璃砖的折射率n=______．
③如图2所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽．若其他操作正确，则折射率的测量值______准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：
①用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度l．再用螺旋测微器测量金属丝的直径D，某次测量结果如图3所示，则这次测量的读数D=______mm．
②为了合理选择实验方案和器材，首先使用欧姆表（×1挡）粗测拟接入电路的金属丝的阻值R．欧姆调零后，将表笔分别与金属丝两端连接，某次测量结果如图4所示，则这次测量的读数R=______Ω．
③使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值．为了安全、准确、方便地完成实验，除电源（电动势为4V，内阻很小）、待测电阻丝、导线、开关外，电压表应选用______，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______（选填器材前的字母）．
A．电压表V₂（量程3V，内阻约3kΩ）
B．电压表V₁（量程15V，内阻约15kΩ）
C．电流表A₁（量程600mA，内阻约1Ω）
D．电流表A₂（量程3A，内阻约0.02Ω）
E．滑动变阻器R₁（总阻值10Ω，额定电流2A）       
F．滑动变阻器R₂（总阻值100Ω，额定电流2A）
④若采用图5所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的______点相连（选填“a”或“b”）．若某次测量中，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量（D、l、U、I）写出电阻率ρ的计算式：ρ=______．
⑤铜        1.710-8Ω•m钨        5.310-8Ω•m康铜      5.010-7Ω•m锰铜      4.410-7Ω•m镍铬合金  1.110-6Ω•m
所列的是一些材料在20°C时的电阻率．实验中使用的金属丝是方框中列出的某一种材料．某次实验中，测得金属丝的长度为52.80cm，直径为0.495mm，阻值为2.9Ω．则金属丝的材料为______（选填金属名称）．

10. 难度：中等

如图所示，一质量M=2.0kg的长木板AB静止在水平面上，木板的左侧固定一半径R=0.60m的四分之一圆弧形轨道，轨道末端的切线水平，轨道与木板靠在一起，且末端高度与木板高度相同．现在将质量m=1.0kg的小铁块（可视为质点）从弧形轨道顶端由静止释放，小铁块到达轨道底端时的速度v=3.0m/s，最终小铁块和长木板达到共同速度．忽略长木板与地面间的摩擦．取重力加速度g=10m/s²．求
（1）小铁块在弧形轨道末端时所受支持力的大小F；
（2）小铁块在弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功W_f；
（3）小铁块和长木板达到的共同速度v．

11. 难度：中等

飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析．如图所示，在真空状态下，自脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的方形区域，然后到达紧靠在其右侧的探测器．已知极板a、b间的电压为U，间距为d，极板M、N的长度和间距均为L．不计离子重力及经过a板时的初速度．
（1）若M、N板间无电场和磁场，请推导出离子从a板到探测器的飞行时间t与比荷k（，q和m分别为离子的电荷量和质量）的关系式；
（2）若在M、N间只加上偏转电压U₁，请论证说明不同正离子的轨迹是否重合；
（3）若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场．已知进入a、b间的正离子有一价和二价的两种，质量均为m，元电荷为e．要使所有正离子均能通过方形区域从右侧飞出，求所加磁场的磁感应强度的最大值B_m．

12. 难度：中等

如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上．以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴．圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场B（t），如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场B（x），如图3所示；磁场B（t）和B（x）的方向均竖直向上．在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场B（t）开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t金属棒恰好滑到圆弧导轨底端．已知金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g．
（1）求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E；
（2）如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场B（x）区域，离开时的速度为v，求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q；
（3）如果根据已知条件，金属棒滑行到x=x₁位置时停下来，
a．求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q；
b．通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置．