2012年北京市东城区高考物理二模试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

氢原子核外电子在能级间跃迁时发出a、b两种频率的光，经同一双缝干涉装置得到的干涉图样分别如甲、乙两图所示．若a 光是氢原子核外电子从n=3的能级向n=1的能级跃迁时释放的，则b光可能是（ ）

A．从n=4的能级向n=3的能级跃迁时释放的
B．从n=3的能级向n=2的能级跃迁时释放的
C．从n=2的能级向n=1的能级跃迁时释放的
D．从n=4的能级向n=1的能级跃迁时释放的

2. 难度：中等

两个相同的、质量分布均匀的金属球a和b，分别固定于绝缘支座上，设两球质量均为m，两球心间的距离l为球半径R的3倍．若使它们带上等量异种电荷，所带电荷量的绝对值均为Q，则a、b两球之间的万有引力F_引和库仑力F_库的表达式正确的是（ ）
A．，
B．，
C．，
D．，

3. 难度：中等

一列沿x轴正方向传播的简谐横波，每个质点振动的振幅都为2cm，已知在t=0时刻相距4cm的两个质点a、b的位移都是1cm，但速度方向相反，其中a质点的速度沿y轴负方向，如图所示．则（ ）

A．t=0时刻，a、b两质点的加速度相同
B．a、b两质点的平衡位置间的距离为半波长的奇数倍
C．a质点的速度最大时，b质点的速度为零
D．当b质点的位移为+2cm时，a质点的位移为正

4. 难度：中等

北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能．“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图所示．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．以下判断中正确的是（ ）
A．这两颗卫星的向心加速度大小相等，均为
B．卫星l由位置A运动至位置B所需的时间为
C．如果使卫星l加速，它就一定能追上卫星2
D．卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功

5. 难度：中等

在一支氖管两端加一个正弦交流电压u=50sin（314t） V．当氖管两端电压达到或超过U=25V时，氖管就能发光．则在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为（ ）
A．0.2s
B．0.02s
C．0.01s
D．0.005s

6. 难度：中等

有两个质量分别为m₁和m₂的物体A和B，并排放在水平地面上．现用同向水平拉力F₁、F₂分别作用于物体A和B上，作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止．A、B两物体运动的v-t图象分别如a、b图线所示．由图中信息可以得出（ ）

A．若m₁=m₂，则力F₁对A所做的功小于力F₂对B所做的功
B．若m₁=2m₂，则力F₁对A所做的功小于力F₂对B所做的功
C．若m₁=m₂，则力F₁的最大瞬时功率一定是力F₂的最大瞬 时功率的2倍
D．若m₁=2 m₂，则力F₁的最大瞬时功率一定是力F₂的最大瞬时功率的2倍

7. 难度：中等

如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h．若将小球A换为质量为2m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为（已知重力加速度为g，且不计空气阻力）（ ）
A．
B．
C．
D．0

8. 难度：中等

静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线．一质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力），以初速度v从O点进入电场，沿x轴正方向运动．下列叙述正确的是（ ）

A．粒子从O运动到x₁的过程中速度逐渐增大
B．粒子从x₁运动到x₃的过程中，电势能先减小后增大
C．要使粒子能运动到x₄处，粒子的初速度v至少为
D．若v=，粒子在运动过程中的最大速度为

二、填空题

9. 难度：中等

（1）在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，当分划板中心刻度线对齐A条纹中心时（如图1所示），游标卡尺的示数如图2所示；接着转动手轮，当分划板中心刻度线对齐B条纹中心时（如图3所示），游标卡尺的示数如图4所示．已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m．

①图2中游标卡尺的示数为    mm；
②图4游标卡尺的示数为    mm；
③实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是    ，
所测光的波长为    m．（保留两位有效数字）
（2）为了测一个自感系数很大的线圈L的直流电阻R_L，实验室提供以下器材：
（A）待测线圈L（阻值约为2Ω，额定电流2A）
（B）电流表A₁（量程0.6A，内阻r₁=0.2Ω）
（C）电流表A₂（量程3.0A，内阻r₂约为0.2Ω）
（D）滑动变阻器R₁（0～10Ω）
（E）滑动变阻器R₂（0～1kΩ）
（F）定值电阻R₃=10Ω
（G）定值电阻R₄=100Ω
（H）电源（电动势E约为9V，内阻很小）
（I）单刀单掷开关两只S₁、S₂，导线若干．
要求实验时，改变滑动变阻器的阻值，在尽可能大的范围内测得多组A₁表 和A₂表的读数I₁、I₂，然后利用给出的I₂-I₁图象（如图6所示），求出线圈的电阻R_L．
①实验中定值电阻应选用    ，滑动变阻器应选用    ．
②请你画完图5方框中的实验电路图．
③实验结束时应先断开开关    ．
④由I₂-I₁图象，求得线圈的直流电阻R_L=    Ω．

三、解答题

10. 难度：中等

如图所示，一质量为m的小球（小球的大小可以忽略），被a、b两条轻绳悬挂在空中．已知轻绳a的长度为l，上端固定在O 点，轻绳b水平．
（1）若轻绳a与竖直方向的夹角为α，小球保持静止．画出此时小球的受力图，并求轻绳b对小球的水平拉力的大小；
（2）若轻绳b突然断开，小球由图示位置无初速释放，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳a对小球的拉力．（不计空气阻力，重力加速度取g）

11. 难度：中等

环保混合动力车是指使用汽油机驱动和利用蓄电池所储存的电能驱动的汽车．它可按平均需要使用的功率来确定汽油机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作．汽车需要大功率而汽油机功率不足时由电动机来补充，电动机的电源为蓄电池；汽车负荷少时，电动机可作为发电机使用，汽油机的一部分功率用来驱动汽车，另一部分功率驱动发电机，可发电给蓄电池充电．有一质量m=1200kg的混合动力轿车，在平直公路上以v₁=90km/h匀速行驶，汽油发动机的输出功率为P=60kW．当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持汽油发动机功率不变，立即启动发电机工作给蓄电池充电，此时轿车的动力减小，做减速运动，运动距离s=80m后，速度变为v₂=72km/h．此过程中汽油发动机功率的25%用于轿车的牵引，75%用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为蓄电池的电能．假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变．试求：
（1）轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F_f的大小；
（2）轿车从90km/h减速到72km/h的这一过程中，蓄电池获得的电能E_电；
（3）若电动机的输出功率也为60kW，此时汽油发动机和电动机共同工作的最大功率可以达到P_m=108kW，汽车驶上与水平地面成30°角斜坡，汽车爬坡过程中所受阻力为重力的0.1倍，设斜坡足够长，求汽车在斜坡上做匀速运动的最大速度v_m．（g取10m/s²）

12. 难度：中等

如图所示，竖直平面内有足够长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为L=0.5m，上方连接一个阻值R=1Ω的定值电阻，虚线下方的区域内存在垂直纸面向里的磁感应强度B=2T的匀强磁场．完全相同的两根金属杆1和2靠在导轨上，金属杆长与导轨等宽且与导轨接触良好，电阻均为r=0.5Ω．将金属杆1固定在磁场的上边缘（仍在此磁场内），金属杆2从磁场边界上方h=0.8m处由静止释放，进入磁场后恰作匀速运动．（g取10m/s²）求：（1）金属杆的质量m；
（2）若金属杆2从磁场边界上方h₁=0.2m处由静止释放，进入磁场下落一段距离后做匀速运动．在金属杆2加速的过程中整个回路产生了1.4J的电热．求此过程中流过电阻R的电荷量q；
（3）若金属杆2仍然从磁场边界上方h₁=0.2m处由静止释放，在金属杆2进入磁场的同时释放金属杆1，试求两根金属杆各自的最大速度．