2011年北京市丰台区高考物理一模试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦提出了电磁波理论，并用实验证实了电磁波的存在
B．各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为3×10⁸m/s
C．经过调幅后的电磁波是横波，经过调频后的电磁波是纵波
D．红外线是波长为可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食品消毒

2. 难度：中等

1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡（Ba）、氪（Kr）、中子和一些γ射线．下列关于这个实验的说法正确的是（ ）
A．这个实验的核反应方程是₉₂²³⁵U+¹n→₅₆¹⁴⁴Ba+₃₆⁸⁹Kr+¹n
B．这是一个核裂变过程，反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和
C．这个反应中的释放出的能量可以用爱因斯坦的光电效应方程来计算
D．实验中产生γ射线，其穿透能力极强，比X射线还强很多倍

3. 难度：中等

如图所示，a、b两种单色光，平行地射到平板玻璃上，经平板玻璃后射出的光线分别为a′、b′．下列说法正确的是（ ）

A．光线a的折射率比光线b的折射率大，光线a的波长比光线b的波长短
B．光线a进入玻璃后的传播速度小于光线b进入玻璃后的传播速度
C．若光线a能使某金属产生光电效应，光线b也一定能使该金属产生光电效应
D．光线a的频率的比光线b的频率高，光线a光子电量比光线b光线光子能量大

4. 难度：中等

一个π⁺介子由一个夸克和一个反d夸克组成，二者的电荷分别是和．如果将夸克按经典带电粒子处理，两夸克间的距离约10^-15m，基本电荷e=1.6×10^-19C，静电力常量k=9×10⁹ N﹒m²/C²，则介子中两个夸克的库仑力约为（ ）
A．5×10^-14N
B．5×10⁵N
C．50N
D．5×10²⁰N

5. 难度：中等

科学家在研究地月组成的系统时，从地球向月球发射激光，测得激光往返时间为t，若已知万有引力常量为G，月球绕地球运动（可视为匀速圆周运动）的周期为T，光速为c，地球到月球的距离远大于它们的半径．则可求出地球的质量为（ ）
A．
B．
C．
D．

6. 难度：中等

一质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐振动，其振动图象如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1.0m/s．此质点振动0.2s后立即停振动，再经过0.1s后的波形图是（ ）

A．
B．
C．
D．

7. 难度：中等

示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况．图甲为示波器的原理结构图，电子经电压U_o加速后进入偏转电场．竖直极板AB间加偏转电压U_AB、水平极板间CD加偏转电压U_CD，偏转电压随时间变化规律如图乙所示．则荧光屏上所得的波形是（ ）

A．
B．
C．
D．

8. 难度：中等

如图所示，长为s的光滑水平面左端为竖直墙壁，右端与半径为R光滑圆弧轨道相切于B点．一质量为m的小球从圆弧轨道上离水平面高为h（h«R）的A点由静止下滑，运动到C点与墙壁发生碰撞，碰撞过程无机械能损失，最终小球又返回A点；之后这一过程循环往复地进行下去，则小球运动的周期为（ ）

A．
B．
C．
D．

二、解答题

9. 难度：中等

（1）用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kΩ的电阻R_x，以下给出的是可能的操作步骤：
a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔．
b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出R_x的阻值后，断开两表笔．
c．旋转选择开关，对准欧姆档⊆1k的位置．
d．旋转选择开关，对准欧姆档⊆100的位置．
e．旋转选择开关，对准交流“OFF”档，并拔出两表笔．
①请把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上______．
②根据如图（1）所示指针位置，此被测电阻的阻值约为______Ω．

（2）某实验小组采用如图（2）所示的装置探究“合外力做功与速度变化的关系”．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．小车所受到的拉力F为0.20N，小车的质量为200g．
①实验前，木板左端被垫起一些，使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动．这样做的目的是______
A．为了平稳摩擦力
B．增大小车下滑的加速度
C．可使得细绳对小车做的功等于合外力对小车做的功
D．可以用质量较小的砝码就可以拉动小车，以满足砝码质量远小于小车质量的要求
②同学甲选取一条比较理想的纸带做分析．小车刚开始运动时对应在纸带上的点记为起始点O，在点迹清楚段依次选取七个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻计数点间的时间间隔为0.1s．测量起始点O至各计数点的距离，计算计数点对应小车的瞬时速度、计数点与O点之间的速度平方差、起始点O到计算点过程中细绳对小车做的功．其中计数点D的三项数据没有计算，请完成计算并把结果填入表格中．

点迹	O	A	B	C	D	E	F	G
x/cm		15.50	21.60	28.61	36.70	45.75	55.75	66.77
v/（m﹒s^-1）			0.656	0.755	______	0.953	1.051
△v ^2/（m^2﹒s^-2）			0.430	0.570	______	0.908	1.105
W/J			0.0432	0.0572	______	0.0915	0.112

③以W为纵坐标、以△v²为横坐标在方格纸中作出W---△v²图象．B、C、E、F四点已经在图中描出，请在图中描出D点，并根据描点合理画出图象．

④根据图象分析得到的结论______．
⑤同学乙提出利用上述实验装置来验证动能定理．如图所示是打点计时器打出的小车在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带，测量数据已用字母表示在图中．小车质量为m，打点计时器的打点周期为T．利用这些数据可以验证动能定理．

请你判断这种想法是否可行？如果不行，说明理由．如果可行，写出必要的分析与推理．

10. 难度：中等

如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m．导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度为B=0.4T．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直且保持良好接触，它们间的动摩擦因数为μ=0.25．金属棒沿导轨由静止开始下滑，当金属棒下滑速度达到稳定时，速度大小为10m/s．（取g=10m/s²，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）．求：
（1）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；
（2）当金属棒下滑速度达到稳定时电阻R消耗的功率；
（3）电阻R的阻值．

11. 难度：中等

1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题．现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中．

某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图为俯视图乙．回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器中，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强在场，且与D形盒盒面垂直．两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．D形盒半径为R，磁场的磁感应强度为B．设质子从粒子源A处时入加速电场的初速度不计．质子质量为m、电荷量为+q．加速器接一定涉率高频交流电源，其电压为U．加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．
（1）求质子第1次经过狭缝被加速后进入D形盒运动轨道的半径r₁；
（2）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t；
（3）如果使用这台回旋加速器加速α粒子，需要进行怎样的改动？请写出必要的分析及推理．

12. 难度：中等

如图所示，P为质量为m=1kg的物块，Q为位于水平地面上的质量为M=4kg的特殊平板，平板与地面间的动摩因数μ=0.02．在板上表面的上方，存在一定厚度的“相互作用区域”，区域的上边界为MN．P刚从距高h=5m处由静止开始自由落下时，板Q向右运动的速度为v_o=4m/s．当物块P进入相互作用区域时，P、Q之间有相互作用的恒力F=kmg，其中Q对P的作用竖直向上，k=21，F对P的作用使P刚好不与Q的上表面接触．在水平方向上，P、Q之间没有相互作用力，板Q足够长，空气阻力不计．（ 取g=10m/s²，以下计算结果均保留两位有效数字）求：
（1）P第1次落到MN边界的时间t和第一次在相互作用区域中运动的时间T；
（2）P第2次经过MN边界时板Q的速度v；
（3）从P第1次经过MN边界到第2次经过MN边界的过程中，P、Q组成系统损失的机械能△E；
（4）当板Q速度为零时，P一共回到出发点几次？