物理能力测试
2013.5
本试卷共14页，满分300分。考舰长分钟。考生务必将答案写在答题卡上，在 试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
以下数据可供解题时参考：
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 0 16 Na 23 Mg 24 Si 28 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64
第一部分(共120分）
本部分共20小题，每小题6分,共120分,在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目 要求的一项。
13.在下列叙述中，正确的是
A.物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能
B.—定质量的气体，体积不变时，温度越高，气体的压强就越大
C.对一定质量的气体加热，其内能一定增加
D.随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力一定减小
14.根据玻尔理论，氢原子的电子由n=2轨道跃迁到n=1轨道
A.原子的能量减少，电子的动能增加
B.原子的能量增加，电子的动能减少
C.原子要放出一系列频率不同的光子
D.原子要吸收某一频率的光子
15.如图2所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应。欲使光电子 从阴极逸出时的初动能增大，应该
A.改用红光照射
B.改用紫光照射
C.增大光电管上的加速电压
D.增大绿光的强度16.甲、乙两颗人造卫星绕地球作圆周运动，周期之比为T1:T2 = 1:8，则它们的轨道半径之 比和运动速率之比分别为
A.R1：R2 = 1： 4, v1: v2 =2 :1
B.R1：R2 =4 : 1， v1: v2=2: 1
C. R1：R2 = 1 ：4, v1: v2=1 : 2
D.R1：R2 = 4 : 1， v1: v2= 1: 2
17.如图3所示，一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压 。副线圈接入电阻的阻值R=100Ω。则
A.通过电阻的电流是22A
B.交流电的频率是100Hz
C.与电阻并联的电压表的示数是100V
D.变压器的输入功率是484W
18.—根弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t = 0时使其开始沿y轴做简谐运动，在t=0.25s时，绳上形成 如图4所示的波形。关于此波,下列说法中正确的是
A.此列波为横波,0点开始时向上运动
B.此列波的波长为2m,波速为8m/S
C.在t= 1.25s后,A、B两点的振动情况总相同
D.当t=10s时，质点B正通过平衡位置向上运动
19.如图5所示，电源电动势为E，内电阻为r。两电压表可看作是 理想电表,当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由左端向右端滑 动时（设灯丝电阻不变），下列说法中正确的是
A.小灯泡L2变暗,V1表的示数变小，V2表的示数变大
B.小灯泡L2变亮，V1表的示数变大,V2表的示数变小
C.小灯泡L1变亮，V1表的示数变大，V2表的示数变小
D.小灯泡L1变暗,V1表的示数变小，V2表的示数变大
20.如图6所示，在光滑的水平面上静止放一质量为m的木 板B，木板表面光滑，左端固定一轻质弹簧。质量为2m的木块A以速度v0从板的右端水平向左滑上木板B。在 木块A与弹簧相互作用的过程中，下列判断正确的是
A.弹簧压缩量最大时，B板运动速率最大
B.S板的加速度一直增大
C.弹簧给木块A的冲量大小为2mv0/3
D.弹簧的最大弹性势能为mv02/3
第二部分（非共180分）
本部分共11小题,共180分。
21.(18 分）
(1)(4分)某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆柱横 截面相同的圆，圆心为0。将圆柱形玻璃的底面与圆重合放在白纸上。在圆柱形玻璃一侧适当位置竖直 插两枚大头针P1和P2，在另一侧适当位置洱先后插 两枚大头针P3和P4，先使P3能够挡住P2、P1的像，再插大头针P4时，使P4能够档住P3和P2,P1的像。移去圆柱形玻璃和大头针后,得图7所示的痕迹。
①图中已画出P1P2的入射光线，请在图中补画出完整的光路图，并标出光从玻璃射入 空气的入射角θ1和折射角θ2。
②用入射角θ1和折射角θ2表示玻璃折射率的表达式为n=_______。
(2)(14分）为了较准确地测量一只微安表的内阻，采用图8所示实验电路图进行测量，实验室可供选择的器材如下：
A.待测微安表（量程500 ，内阻约 300Ω
B.电阻箱（最大阻值999.9Ω）
C.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)
D.滑动变阻器R2(最大阻值为1KΩ)
E.电源（电动势为2V，内阻不计）
F.保护电阻R0（阻值为120Ω)
①实验中滑动变阻器应选用_____(填“C”或“D”）；
②按照实验电路在图9所示的方框中完成实物图连接。
③实验步骤：
第一，先将滑动变阻器的滑片移到最右端,调节电阻箱的阻值为零；
第二，闭合开关S,将滑片缓慢左移，使微安表满偏；
第三,保持滑片不动，调节R的电阻值使微安表的示 数正好是满刻度的2/3时，此时接入电路的电阻箱的
示数如图10所示,阻值R为______Ω。
第四，根据以上实验可知微安表内阻的测量值RA为_______Ω
④若调节电阻箱的阻值为 时，微安表的示数正好是满刻度的1/2,认为此时微安表 内阻就等于 0则此时微安表内阻的测量值 与微安表的示数正好是满刻度的 2/3时微安表内阻的测量值RA相比，更接近微安表真实值的是______。（填“ ”或“RA”）
22.(16分）如图1
1,水平桌面固定着光滑斜槽，光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接，设物 块通过衔接处时速率没有改变。质量m1=0.40kg的物块A从斜槽上端距水平木板高度h=0. 80m处下滑，并与放在水平木 板左端的质量m2=0.20kg的物块B相碰,相碰后物块B滑行x=4.0m到木板的C点停止运动，物块A滑到木板的D点停 止运动。已知物块B与木板间的动摩擦因数 =0.20,重力加 速度 g=10m/s2 ,求：
(1)物块A沿斜槽滑下与物块B碰撞前瞬间的速度大小；
(2)滑动摩擦力对物块B做的功；
(3)物块A与物块B碰撞过程中损失的机械能。
23.(18分）图12所示为回旋加速器的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成,两个D形 盒正中间开有一条狭缝，两个D型盒处在匀强磁场中并接在高频交变电源上。在D1盒中 心A处有离子源，它产生并发出的a粒子,经狭缝电压加速后,进入D2盒中。在磁场力的 作用下运动半个圆周后，再次经狭缝电压加速。为保证粒子每次经过狭缝都被加速，设法 使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始，速度越来越 大,运动半径也越来越大,最后到达D型盒的边缘，以最大速度被导出。已知a粒子电荷 量为q,质量为m，加速时电极间电压大小恒为U,磁场的磁感应强度为B,D型盒的半径为R，设狭缝很窄,粒子通过狭缝的时间可以忽略不计，设a粒子从离子源发出时的初速度为 零。（不计a粒子重力）求：
(1)a粒子第一次被加速后进入D2盒中时的速度大小；
(2)a粒子被加速后获得的最大动能Ek和交变电压的频率f
(3)a粒子在第n次由D1盒进入D2盒与紧接着第n+1次由D1盒进入D2盒位置之间的距离Δx。
24.(20分)如图13所示，四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一 竖直平面内，圆弧轨道的圆心为0，半径为R0传送带PC之间的距离为L,沿逆时针方向 的运动速度v= .在PO的右侧空间存在方向竖直向下的匀强电场。一质量为m、电荷量 为+q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨 道下滑，恰好运动到C端后返回。物体与传送 带间的动摩擦因数为 ，不计物体经过轨道与传 送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g
(1)求物体下滑到P点时，物体对轨道的压力F
(2)求物体返回到圆弧轨道后，能上升的最大高度H
(3)若在PO的右侧空间再加上方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的水平匀强磁场 (图中未画出），物体从圆弧顶点A静止释放,运动到C端时的速度为 ，试求物体 在传送带上运动的时间t。
海淀高三物理二模参考答案及评分标准
2013.5.7
选择答案题
13．B 14. A 15. B 16. A 17. C 18. D 19. C 20. D
实验题
21．（18分）
（1）（4分）
① 光路图正确有箭头1分；入射角、折射角标度正确1分
② ……2分
（2）（14分）
①C……3分
②实物图补画正确……3分
③145.5 ……3分, 291……3分
④RA1……2分
22．（16分）
（1）设物块A滑到斜面低端与物块B碰撞前时的速度大小为v0，根据机械能守恒定律有
……………………2分
解得：v0=4.0m/s………………2分
（2）设物块B受到的滑动摩擦力为f，摩擦力做功为W，则
f=m2g……………………2分
W=-m2gx……………………2分
解得：W=-1.6J……………………1分
（3）设物块A与物块B碰撞后的速度为v1，物块B受到碰撞后的速度为v，碰撞损失的机械能为E，根据动能定理、根据动量守恒定律和能量守恒有
-m2g x=0- m2v2……………………1分
解得：v=4.0m/s
…………………1分
解得：v1=2.0m/s…………………1分
…………………2分
解得：E=0.80J…………………2分
23．(18分)
（1）设α粒子第一次被加速后进入D2盒中时的速度大小为v1，根据动能定理有
……………………2分
……………………2分
（2）α粒子在D形盒内做圆周运动，轨道半径达到最大时被引出，具有最大动能。设此时的速度为v，有
……………………2分
解得： ……………………2分
设α粒子的最大动能为Ek，则
Ek= ……………………2分
解得：Ek= ……………………2分
设交变电压的周期为T、频率为f，为保证粒子每次经过狭缝都被加速，带电粒子在磁场中运动一周的时间应等于交变电压的周期（在狭缝的时间极短忽略不计），则
，
解得：T= ……………………1分
……………………1分
（3）离子经电场第1次加速后，以速度 进入D2盒，设轨道半径为r1
离子经第2次电场加速后，以速度v2进入D1盒，设轨道半径为r2
轨道半径：
………
离子第n次由D1盒进入D2盒，离子已经过（2n-1）次电场加速，以速度 进入D2盒，由动能定理：
轨道半径： ……………………1分
离子经第n+1次由D1盒进入D2盒，离子已经过2n次电场加速，以速度v2n进入D1盒，由动能定理：
轨道半径： ……1分
则 =2 …………1分（如图所示）
=2( ……………………1分
24．(20分)
（1）设物体滑到P端时速度大小为 ，物体从A端运动到P端的过程中，机械能守恒
…………………………1分
解得： …………………………1分
设物体滑到P端时受支持力为N，根据牛顿第二定律
…………………………1分
解得：N=3mg…………………………1分
设物体滑到P端时对轨道压力为F，根据牛顿第三定律
F = N =3mg…………………………1分
（2）物体到达C端以后受滑动摩擦力，向左做初速度为零的匀加速运动，设向左运动
距离为x时物体与皮带速度相同，设物体受到的摩擦力为f，则
fx= ………………………1分
物体从皮带的P端滑到C端摩擦力做功
-fL=0- ………………………1分
………………………1分
解得：x= ………………………1分
即物体在皮带上向左先做匀加速运动一半皮带长度后，与皮带同速向左运动，即再次到达P点时速度大小是v= ………………………2分
根据机械能守恒定律，设在斜面上上升的高度H，则
mgH=
解得H= ……………………2分
说明：其他方法答案正确均得分。
（3）设电场强度为E，在无磁场物体从A端运动到C端的过程中，根据动能定理有
……………………1分
解得E= ……………………1分
在有磁场情况下物体从P端运动到C端的过程中，设任意时刻物体速度为v，取一段极短的含此时刻的时间 ，设在此时间段内的速度改变量为 （取水平向右为正方向），根据牛顿第二定律，有
……………………1分
两边同时乘以 再对两边求和
……………………1分
而 ……………………1分
而 ，
则 ……………………1分
以上结果代入上式，得
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