2011年西城一模物理试题(含答案)

1、下列各核反应方程中，符号“X”表示中子的是A．B．C．D．2、下列各选项中，不属于狭义相对论基本结论的是A．光子的能量E与光的频率ν成正比，即E＝hνB．物体的质量随着其运动速度的增大而增大C．在不同的惯性参考系中，时间间隔具有相对性D．在不同的惯性参考系中，长度具有相对性3、如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知A．当它们在真空中传播时，c光的波长最长B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大D．若它们都能使某种金属产生光电效应，c光照射出光电子的最大初动能最大4、已知月球质量与地球质量之比约为1:80，月球半径与地球半径之比约为1:4，则月球上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比最接近A．9:2B．2:9C．18:1D．1:185、如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连。金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联。使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴旋转。下列说法中正确的是A．交流电流表A的示数随时间按余弦规律变化B．线圈转动的角速度越大，交流电流表A的示数越小C．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大D．线圈平面与磁场垂直时，流经定值电阻R的电流最大6、一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T。在t=时刻该波的波形图如图1所示，a、b是波上的两个质点。图2表示某一质点的振动图象。下列说法中正确的是A．质点a的振动图象如图2所示B．质点b的振动图象如图2所示C．t=0时刻质点a的速度比质点b的大D．t=0时刻质点a的加速度比质点b的大7、如图所示的电路可以用来“研究电磁感应现象”。干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路，电流计、线圈B串联成另一个电路。线圈A、B套在同一个闭合铁芯上，且它们的匝数足够多。从开关闭合时开始计时，流经电流计的电流大小i随时间t变化的图象是8、如图所示，AB是圆O的一条直径，OC为圆的半径，∠AOC=90°，圆O所在空间有一匀强电场。相同的带正电的粒子，以相同的初动能Ek0沿不同方向从A点出发，能够经过圆周上其他一些点，其中经过B点的粒子的动能为1.5Ek0，经过C点的粒子的动能为2Ek0。不计粒子所受重力及粒子间相互作用的影响。下列说法中正确的是A．经过C点的粒子的动能一定比经过圆周上其他点的粒子的动能大B．经过C点的粒子的动能一定比经过圆周上其他点的粒子的动能小C．无论粒子在A点的速度方向如何，圆周上总有些位置粒子无法达到D．改变粒子在A点的速度方向，总能使圆周上任何位置都有粒子达到9、（10分）甲同学欲采用下列器材准确测定一个约20Ω的电阻的阻值。A．直流电源（10V，内阻不计）；B．开关、导线等；C．电流表（0~3A，内阻约0.03Ω）；D．电流表（0~0.6A，内阻约0.13Ω）；E．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）；F．电压表（0~15V，内阻约15kΩ）；G．滑动变阻器（0~10Ω，额定电流2A）；①为测量准确，电流表应选用，电压表应选用；（选填代号）②为了获得尽可能多的数据，该同学采用了“滑动变阻器分压接法”以调节电压，请在图1虚线中画出正确的实验电路图，并将图2中的元件按正确的实验电路图连成实验电路；③闭合开关，逐次改变滑动变阻器滑动头的位置，记录与之对应的电流表的示数I、电压表的示数U。某次电流表、电压表的示数如图3所示。处理实验数据时，制作如图4所示的I—U坐标图，图中已标注出了几个与测量对应的坐标点。请将与图3读数对应的坐标点也标在图4中，并在图4中把坐标点连成图线；④根据图4描绘出的图线可得出这个电阻的阻值为R＝Ω。①D（1分）、F（1分）；②电路图如答图1所示（2分）实验电路如答图2所示（2分）③描点及连线如答图3所示（2分）18.0(17.5~18.5)（2分）（8分）乙同学设计的“直线运动加速度测量仪”如图5所示。质量为1.00kg的绝缘滑块B的两侧分别通过一轻弹簧与框架A连接，弹簧的劲度系数均为100N/m。滑块B还通过滑动头与长为12.00cm的电阻CD相连，CD中任意一段的电阻都与其长度成正比。将框架A固定在被测物体上，使弹簧及电阻CD均与物体的运动方向平行。通过电路中指针式直流电压表的读数，可以得知加速度的大小。不计各种摩擦阻力。电压表内阻足够大，直流电源的内阻可忽略不计。设计要求如下：a．当加速度为零时，电压表示数为1.50V；b．当物体向左以可能达到的最大加速度10.00m/s2加速运动时，电压表示数为满量程3.00V；c．当物体向右以可能达到的最大加速度10.00m/s2加速运动时，电压表示数为0。①当电压表的示数为1.80V时，物体运动加速度的大小为m/s2；②当加速度为零时，应将滑动头调在距电阻CD的C端cm处；③应选用电动势为______V的直流电源。①2.00；（2分）②5.00；（3分）③3.60；（3分）（16分）一滑块（可视为质点）经水平轨道AB进入竖直平面内的四分之一圆弧形轨道BC。已知滑块的质量m=0.50kg，滑块经过A点时的速度υA=5.0m/s，AB长x=4.5m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10，圆弧形轨道的半径R=0.50m，滑块离开C点后竖直上升的最大高度h=0.10m。取g=10m/s2。求（1）滑块第一次经过B点时速度的大小；（2）滑块刚刚滑上圆弧形轨道时，对轨道上B点压力的大小；（3）滑块在从B运动到C的过程中克服摩擦力所做的功。解：（1）滑块从A到B做匀减速直线运动，摩擦力f=μmg（1分）由牛顿第二定律可知，滑块的加速度大小（1分）由运动学公式υB2﹣υA2=﹣2ax（1分）解得滑块经过B点时速度的大小υB=4.0m/s（2分）（2）在B点，滑块开始做圆周运动，由牛顿第二定律可知（2分）解得轨道对滑块的支持力N=21N（2分）根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道上B点压力的大小也为21N。（1分）（3）从B到滑块经过C上升到最高点的过程中，由动能定理（3分）解得滑块克服摩擦力做功Wf=1.0J（3分）（18分）图1是示波管的原理图，它由电子枪、荧光屏和两对相互垂直的偏转电极XX΄、YY΄组成。偏转电极的极板都是边长为l的正方形金属板，每对电极的两个极板间距都为d。电极YY΄的右端与荧光屏之间的距离为L。这些部件处在同一个真空管中。电子枪中的金属丝加热后可以逸出电子，电子经加速电极间电场加速后进入偏转电极间，两对偏转电极分别使电子在两个相互垂直的方向发生偏转。荧光屏上有xoy直角坐标系，x轴与电极XX΄的金属板垂直（其正方向由X΄指向X），y轴与电极YY΄的金属板垂直（其正方向由Y΄指向Y）。已知电子的电量为e，质量为m。可忽略电子刚离开金属丝时的速度，并不计电子之间相互作用力及电子所受重力的影响。（1）若加速电极的电压为U0，两个偏转电极都不加电压时，电子束将沿直线运动，且电子运动的轨迹平行每块金属板，并最终打在xoy坐标系的坐标原点。求电子到达坐标原点前瞬间速度的大小；（2）若再在偏转电极YY΄之间加恒定电压U1，而偏转电极XX΄之间不加电压，求电子打在荧光屏上的位置与坐标原点之间的距离；（3）（i）若偏转电极XX΄之间的电压变化规律如图2所示，YY΄之间的电压变化规律如图3所示。由于电子的速度较大，它们都能从偏转极板右端穿出极板，且此过程中可认为偏转极板间的电压不变。请在图4中定性画出在荧光屏上看到的图形；（ii）要增大屏幕上图形在y方向的峰值，若只改变加速电极的电压U0、YY΄之间电压的峰值Uy、电极XX΄之间电压的峰值Ux三个量中的一个，请说出如何改变这个物理量才能达到目的。解：（1）电子出加速电场后做匀速直线运动，设速度为υ，根据动能定理得eU0=（3分）解得υ=（2分）（2）设电子在偏转电极YY΄中的运动时间为t1，沿垂直电场方向电子做匀速直线运动，则l=υt1（1分）沿平行电场方向电子做初速度为0的匀加速直线运动，则y1=（1分）此过程中电子的加速度大小（1分）电子在y方向的速度υy=at1（1分）电子在偏转电场外做匀速直线运动，设经时间t2到达荧光屏。则L=υt2（1分）y2=υyt2（1分）电子打在荧光屏上的位置与坐标原点之间的距离y=y1+y2解得（2分）（3）（i）如答图4所示（2分）（ii）减小U0或增大Uy（3分）（20分）火车车厢之间由车钩连接，火车起动前车钩间都有间隙。不妨将火车的起动简化成如图所示的情景：在光滑水平面上有19个静止的质量均为m的木箱，自右向左编号依次为0、1、2、3、……18，相邻木箱之间由完全非弹性的钩子连接，当钩子前后两部分相碰时，与钩子相连的两木箱速度立即变为相等。所有木箱均静止时，每一个车钩前后两部分间的距离都为L。（1）若只给第0号木箱一个水平向右的初速度υ0，求第18号木箱刚运动时速度的大小；（2）若从某时刻开始，持续对第0号木箱施加向右的水平恒力F，使木箱从静止开始运动，求（i）第1号木箱刚运动时速度的大小；（ii）从施加恒力F到第18号木箱开始运动经历的时间。解：（1）19个木箱相互作用过程满足动量守恒定律，即mυ0=19mυ18（3分）得第18号木箱刚运动时速度的大小υ18=υ0/19（3分）（2）（i）若给第0号木箱施加恒定的水平拉力F，第0、1号木箱相互作用前，第0号木箱做匀加速直线运动，加速度大小为a0=F/m（1分）因为υ0′2=2a0L（1分）得第0、1号木箱相互作用前瞬间第0号木箱的速度υ0′（1分）第0、1号木箱相互作用过程满足动量守恒定律，即mυ0′=2mυ1（2分）解得第1号木箱刚运动时速度的大小υ1=（2分）（ii）第1号木箱刚运动时速度的大小(2υ1)2=①第1号木箱与第2号木箱作用前的速度υ1′，有υ1′2﹣υ12=2a1L又第1号木箱的加速度大小a1=第1、2号木箱相互作用过程满足动量守恒定律，2mυ1′=3mυ2得第2号木箱刚运动时速度的大小υ2满足(3υ2)2=(2υ1)2+②同理得第3号木箱刚运动时速度的大小υ3满足(4υ3)2=(3υ2)2+③第18号木箱刚运动时速度的大小υ18满足(19υ18)2=(18υ17)2+累加可得第18号木箱刚运动时速度的大小（3分）对所有木箱，根据动量定理得Ft=19mυ18（2分）得所求时间（2分）AADBCDBD