2012年北京市昌平区高考物理二模试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全世界的瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用的是轻水堆还是重水堆．因为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供研制核武器的钚239（Pu），这种Pu可由铀239（U）经过衰变而产生．则下列判断中正确的是（ ）
A．Pu与U的核内具有相同的中子数
B．Pu与U的核内具有相同的质子数
C．U经过1次α衰变产生Pu
D．U经过2次β衰变产生Pu

2. 难度：中等

一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．下列说法正确的是（ ）

A．玻璃砖对a、b的折射率关系为n_a＜n_b
B．a、b在玻璃中的传播速度关系为v_a＞v_b
C．a、b在真空中的波长关系为λ_a＜λ_b
D．如用a光照射某金属能发生光电效应，则用b光照射该金属也一定能发生光电效应

3. 难度：中等

如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1：2，副线圈电路中接有灯泡L，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有交流电压表和交流电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时交流电压表和交流电流表的读数，则（ ）

A．U=110V，I=0.2A
B．U=110V，I=0.05A
C．U=110V，I=0.2A
D．U=110V，I=0.2A

4. 难度：中等

汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0～60s内汽车的加速度随时间变化的图象如图所示．则该汽车在0～60s内的速度-时间图象（即v-t图象）为下列的（ ）

A．
B．
C．
D．

5. 难度：中等

我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星．某双星由质量不等的星体S₁和S₂构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动．由天文观察测得其运动周期为T，S₁到C点的距离为r₁，S₁和S₂的距离为r，已知引力常量为G．由此可求出S₂的质量为（ ）
A．
B．
C．
D．

6. 难度：中等

在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R为定值电阻，R为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡L能正常发光．当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是（ ）

A．伏特表示数将减小
B．灯泡L将变亮
C．电容器C的电容将减小
D．电容器C的电荷量将增大

7. 难度：中等

一列简谐横波，在t=6.0s时的波形如图（甲）所示，图（乙）是这列波中质点P的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是（ ）

A．v=0.20m/s，向左传播
B．v=0.20 m/s，向右传播
C．v=0.15 m/s，向左传播
D．v=0.15 m/s，向右传播

8. 难度：中等

在孤立点电荷-Q的电场中，一质子在距离点电荷r处若具有E的动能，即能够恰好逃逸此电场的束缚．若规定无穷远处电势为零，用E表示该场中某点的场强大小，用φ表示场中某点的电势，用E_P表示质子在场中所具有的电势能，用E_k表示质子在场中某点所具有的动能，用r表示该点距点电荷的距离，则如图所示的图象中，表示关系正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．

二、解答题

9. 难度：中等

（1）某实验小组利用拉力传感器和打点计时器探究“动能定理”，如图1示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在小车的后面连接纸带，通过打点计时器记录小车的运动情况，小车中可以放置砝码．请把下面的实验步骤补充完整．
实验主要步骤如下：
①测量______、砝码和拉力传感器的总质量M，把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连，将纸带连接小车并通过打点计时器，正确连接所需电路．
②将小车停在C点，在释放小车______（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点，记录细线拉力．
③在小车中增加砝码，或减少砝码，重复②的操作．
④处理数据．
实验结果发现小车动能的增加量△E_k总是明显小于拉力F做的功W，你认为其主要原因应该是上述实验步骤中缺少的步骤是______．
（2）小明同学为测量某金属丝的电阻率，他截取了其中的一段，用米尺测出金属丝的长度L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表粗测其电阻约为R．
①该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐，从图2甲）中读出金属丝的长度L=______mm．
②该同学用螺旋测微器测金属丝的直径，从图2乙）中读出金属丝的直径D=______mm．
③该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻，从图2丙）中读出金属丝的电阻R=______Ω．
④接着，该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率．实验室提供的器材有：
A．直流电源E（电动势4V，内阻不计）
B．电流表A₁（量程0～3mA，内阻约50Ω）
C．电流表A₂（量程0～15mA，内阻约30Ω）
D．电压表V₁（量程0～3V，内阻10kΩ）
E．电压表V₂（量程0～15V，内阻25kΩ）
F．滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
G．滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
H．待测电阻丝R_x，开关、导线若干
要求较准确地测出其阻值，电流表应选______，电压表应选______，滑动变阻器应选______．（用器材前的字母表示即可）
⑤用图3示的电路进行实验测得R_x，实验时，开关S₂应向______闭合（选填“1”或“2”）．
⑥请根据选定的电路图，在如图4示的实物上画出连线（部分线已画出）．

⑦（多选）在下列测定金属丝的电阻率的几个步骤中，错误的是______．
A．先用米尺测出金属丝的长度，再将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直；
B．用螺旋测微器在不同位置测出金属丝的直径D各三次，求平均值；
C．打开开关，将选好的实验器材按图3接成实验电路；
D．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表有合适的示数，读出并记下这组数据；
E．改变滑动变阻器的滑键位置，重复进行实验，测出6组数据，并记录在表格中；
F．分别计算出电流平均值（）和电压的平均值（），再求出电阻的平均值；
G．根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率．
⑧设金属丝的长度为L（m），直径的平均值为（m），电阻的平均值为（Ω），则该金属丝电阻率的表达式为ρ=______．

10. 难度：中等

如图所示，用长为L的绝缘细线悬挂一带电小球，小球的质量为m、电荷量为q．现加一水平向左的匀强电场，平衡时小球静止于M点，细线与竖直方向成θ角．
（1）求匀强电场的电场强度E的大小；
（2）在某一时刻细线断裂，同时质量也为m的不带电的一小块橡皮泥，以水平向左的速度v击中小球并与小球结合成一体，求击中后瞬间复合体的速度大小；
（3）若原小球离地高为h，求复合体落地过程中的水平位移大小．

11. 难度：中等

如图（甲）所示，一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的单匝正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，垂直于水平面的方向上存在着以MN为边界、方向相反的匀强磁场，磁感应强度均为B=0.4T．正方形金属线框的一边ab与MN重合（位置Ⅰ），在力F作用下由静止开始向右平动，经过5s线框刚好被完全拉入另一磁场（位置Ⅱ）．测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图（乙）所示，是一条过原点的直线．在金属线框由位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，
（1）求线框磁通量的变化及感应电动势的平均值；
（2）写出水平力F随时间t变化的表达式；
（3）已知在这5s内力F做功1.5J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？

12. 难度：中等

1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图（甲）所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，初速度为0，在加速器中被加速，加速电压为U．加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．
（1）求粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；
（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t和粒子获得的最大动能E_km；

（3）近年来，大中型粒子加速器往往采用多种加速器的串接组合．例如由直线加速器做为预加速器，获得中间能量，再注入回旋加速器获得最终能量．n个长度逐个增大的金属圆筒和一个靶，它们沿轴线排列成一串，如图（乙）所示（图中只画出了六个圆筒，作为示意）．各筒相间地连接到频率为f、最大电压值为U的正弦交流电源的两端．整个装置放在高真空容器中．圆筒的两底面中心开有小孔．现有一电量为q、质量为m的正离子沿轴线射入圆筒，并将在圆筒间的缝隙处受到电场力的作用而加速（设圆筒内部没有电场）．缝隙的宽度很小，离子穿过缝隙的时间可以不计．已知离子进入第一个圆筒左端的速度为v₁，且此时第一、二两个圆筒间的电势差U₁-U₂=-U．为使打到靶上的离子获得最大能量，各个圆筒的长度应满足什么条件？并求出在这种情况下打到靶上的离子的能量．