1、2013-2014学年北京市海淀区高三下期期中练习物理试卷与答案（带解析） 选择题 关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是 A液体分子的无规则运动称为布朗运动 B物体的温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大 C物体从外界吸收热量，其内能一定增加 D气体的温度升高，气体的压强一定增大 答案： B 试题分析：布朗运动是固体小颗粒在液体分子的无规则撞击下的无规则运动，而不是液体分子的运动，但是可以反映液体分子的无规则运动，选项 A错。温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子热运动平均动能增大，选项 B对。改变内能的方式有两种，即做功和热传递，只是从外界吸收热量，无法判断内能变化，选项
2、C错。气体温度升高，根据 ，可知在不明确体积变化的情况下无法判断压强变化，选项 D错。 考点：分子热运动 改变内能的方式 理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地球是一半径为 R、质量分布均匀的实心球体， O为球心，以 O为原点建立坐标轴 Ox，如图甲所示。一个质量一定的小物体（假设它能够在地球内部移动）在 x轴上各位置受到的引力大小用 F表 示，则图乙所示的四个 F随 x的变化关系图正确的是 答案： A 试题分析：球壳内距离球心 的位置，外面环形球壳对其引力为 0，内部以 为半径的球体看做球心处的质点，对其引力为,引力大小与 成正比，图像为倾斜直线，当 时，球体看
3、做圆心处的质点，引力 ， ，对照选项 A对 BCD错。 考点：万有引力定律 右图是 “牛顿摆 ”装置， 5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上， 5根轻绳互相平行， 5个钢球彼此紧密排列，球心等高。用 1、 2、 3、 4、 5分别标记 5个小钢球。当把小球 1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小球间的相互碰撞，可观察到球 5向右摆起，且达到的最大高度与球 1的释放高度相同，如图乙所示。关于此实验，下列说法中正确的是 A上述实验过程中， 5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒 B上述实验过程中， 5个小球组成的系统机械能不守恒，动量不守恒 C如果同时向左拉起小球
4、 1、 2、 3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小球 4、 5一起向右摆起，且上升的最大高度高于小球 1、2、 3的释放高度 D如果同时向左拉起小球 1、 2、 3到 相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小球 3、 4、 5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球 1、2、 3的释放高度相同 答案： D 试题分析：上述实验过程中，小球 5能够达到与小球 1释放时相同的高度，说明系统机械能守恒，而且小球 5离开平衡位置的速度和小球 1摆动到平衡位置的速度相同，说明碰撞过程动量守恒，但随后上摆过程动量不守恒，动量方向在变化，选项 AB错。根据前面的分析，碰撞过程为弹性
5、碰撞。那么同时向左拉起小球 1、 2、 3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，那么球 3先以 与球 4发生弹性碰撞，此后球 3的速度变为 0，球 4获得速度 后与球 5碰撞，球 5获得速度 ，开始上摆，同理球 2与球 3碰撞，最后球 4以速度 上摆，同理球 1与球 2碰撞，最后球 3以速度 上摆，所以选项 C错 D对。 考点：动量守恒 弹性碰撞 如图所示，在磁感应强度为 B、方向竖直向下的匀强磁场中，固定着两根水平金属导轨 ab和 cd，导轨平面与磁场方向垂直，导轨间距离为 L，在导轨左端 a、 c间连接一个阻值为 R的电阻，导轨电阻可忽略不计。在导轨上垂直导轨放置一根金属棒 MN，其电
6、阻为 r，用外力拉着金属棒向右匀速运动，速度大小为 v。已知金属棒 MN与导轨接触良好，且运动过程中始终与导轨垂直。则在金属棒 MN运动的过程中 A金属棒 MN中的电流方向为由 M到 N B电阻 R两端的电压为 BLv C金属棒 MN受到的安培力大小为 D电阻 R产生焦耳热的功率为 答案： C 试题分析：金属棒水平向右运动过程切割磁感线，产生感应电动势 ,根据右手定则，感应电流方向从 N到 M选项 A错。金属棒相当于电源，金属棒和定值电阻组成闭合回路，电流 ,电阻 两端的电压，选项 B错。金属棒受到安培力 ，选项 C对。电阻 R产生的焦耳热的功率 ，选项 D错。 考点：电磁感应定律 如图所示
7、，边长为的 L的正方形区域 abcd中存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从 ad边的中点 M点以一定速度垂直于 ad边射入磁场，仅在洛伦兹力的作用下，正好从 ab边中点 N点射出磁场。忽略粒子受到的重力，下列说法中正确的是 A该粒子带负电 B洛伦兹力对粒子做正功 C粒子在磁场中做圆周运动的半径为 L/4 D如果仅使该粒子射入磁场的速度增大，粒子做圆周运动的半径也将变大 答案： D 试题分析：粒子进入磁场后向上偏转，说明 M点受到洛伦兹力竖直向上，根据左手定则判断粒子带正电，选项 A错。洛伦兹力始终与速度垂直，洛伦兹力不做功，选项 B错。根据洛伦兹力与速度垂直， M点受洛伦兹力沿 M
8、a方向，在磁场中做匀速圆周运动，从 N点出磁场， MN即为所对应的一条弦，那么 MN的垂直平分线与 Ma的交点即 a点就是圆周运动的圆心，根据几何关系可得半径 ，选项 C错。根据洛伦兹力提供向心力 ，可得圆周运动半径 ，粒子速度越大，圆周运动半径越大，选项 D对。考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 一列沿 x轴传播的简谐横波在某时刻波的图象如图所示，已知波速为 20 m/s，图示时刻 x 2.0m处的质点振动速度方向沿 y轴负方向，可 以判断 A质点振动的周期为 0.20s B质点振动的振幅为 1.6cm C波沿 x轴的正方向传播 D图示时刻， x 1.5m处的质点加速度沿 y轴正方向 答案：
9、A 试题分析：图示时刻 x 2.0m处的质点振动速度方向沿 y轴负方向，根据振动方向和传播方向在波形图同一侧，可判断波沿 x轴负方向传播， x 1.5m处的质点振动速度方向沿 y轴负方向，选项 CD错。根据波形图可得波长 ，传播速度 ，质点振动周期 ，选项 A对。根据波形图，质点振动的振幅 ,选项 B错。 考点：机械振动机械波 右图为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹。若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以 A将光屏移近双缝 B更换滤光片，改用波长更长的单色光 C增大双缝的间距 D将光源向双缝移动一小段距离
10、答案： B 试题分析：双缝干涉的相邻条纹间距 ，其中 是双缝到光屏的距离，是双缝间距， 是入射光的波长，将光屏移近双逢，使得 变小，条纹间距变小，选项 A错。改用波长更长的单色光， 变大，条纹间距变大，选项 B对。增大双缝的间 距即 增大条纹间距变小，选项 C错。将光源向双缝移动一小段距离，对条纹间距没有影响，选项 D错。 考点：双逢干涉条纹间距 下列表示重核裂变的方程是 A B C D 答案： D 试题分析：重核裂变的过程是质量较大的核分解为两个质量较小的中等质量的核，选项 A是两个质量较小的核结合成一个中等质量的核，为聚变反应，选项A错。 该方程是 衰变方程，而不是裂变，选项 B错。是卢瑟
11、福发现质子的反应方程，不是衰变，选项 C错。为铀核裂变反应，选项 D对。 考点：重核裂变 氢核聚变 核反应方程 实验题 某同学欲将量程为 200A的电流表 G改装成电压表。 该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻 Rg，图中 R1、 R2为电阻箱。他按电路图连接好电路，将 R1的阻值调到最大，闭合开关 S1后，他应该正确操作的步骤是 。（选出下列必要的步骤，并将其序号排序） a记下 R2的阻值 b调节 R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度 c闭合 S2，调节 R1和 R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半 d闭合 S2，保持 R1不变，调节 R2的阻值，使电流表的指针偏转到
12、满刻度的一半 如果按正确操作步骤测得 R2的阻值为 500，则 Rg的阻值大小为 ； (填写字母代号 ) A 250 B 500 C 750 D 1000 为把此电流表 G改装成量程为 2.0V的电压表，应选一个阻值为 的电阻与此电流表串联。 答案： bda （ 2分，说明：没有排序扣 1分，漏选、错选不得分） B （ 2分） 9500（ 2分） 试题分析： 根据电路图判断此为半偏法测内阻，先断开 ，调节滑动变阻器使电流表达到满偏，即 b,然后闭合 ，调节电阻箱 使电流表半偏，即 c，记下此时 的阻值即电流表内阻。 电阻箱和电流表并联，电流表电流变为一半量程，说明电阻箱分走一半电流，所以二者电
13、流相等，所以电阻相等，选项B对。 电流表改装为电压表，那么改装后的量程 ，解得串联的电阻 。 考点：半偏法测电流表内阻实验探究 甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。 甲组同学采用图甲所示的实验装置。 A为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用 ；（用器材前的字母表示） a长度接近 1m的细绳 b. 长度为 30cm左右的细绳 c直径为 1.8cm的塑料球 d直径为 1.8cm的铁球 e最小刻度为 1cm的米尺 f最小刻度为 1mm的米尺 B该组同学先测出悬点到小球球心的距离 L，然后用秒表测出单摆完成 n次全振动所用的时间 t。请写出重力加速度的表达式
14、 g= 。（用所测物理量表示） C在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点 O处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值 。（选填 “偏大 ”、 “偏小 ”或 “不变 ”） 乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示。将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的 v-t图线。 A由图丙可知，该单摆的周期 T= s； B更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出 T2-L（周期平方 -摆长）图线，并根据图线拟合得到方程 。由此可以得出当地的重力加速度 g m/s2。 (取 2 9.8
15、6，结果保留 3位有效数字 ) 答案： A adf （ 3分） B （ 3分） C偏小（ 2分） A 2.0 （ 2分） B 9.76（ 2分） 试题分析： A，根据单摆周期公式 ，需要测量周期，摆长，为了减小阻力造成的实验误差，小球选择铁球而不是塑料球，即 d对 c错。为使得周期较大而便于测量减小误差，摆 线选择长度接近 1m的细绳， a对 b错。由于摆长包括摆线长和摆球半径，为测量准确，刻度尺选择最小刻度为 1mm的米尺，选项 e错 f对。 B单摆完成 n次全振动所用的时间 t，则单摆周期 ，根据单摆周期公式可得 ，计算得 。 C。摆长略微变长使得摆长的测量偏小，根据 ，重力加速度的测量值
16、偏小。 A.根据振动图像，可得单摆振动周期 。 B根据单摆周期 ， ，可得 ，解得 。 考点：单摆测量重力加速度实验探究分析 计算题 如图所示，水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上，圆弧轨道 B端的切线沿水平方向。质量 m=1.0kg的滑块（可视为质点）在水平恒力 F=10.0N的作用下，从 A点由静止开始运动，当滑块运动的位移 x=0.50m时撤去力 F。已知 A、 B之间的距离 x0=1.0m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数=0.10，取 g=10m/s2。求： （ 1）在撤去力 F时，滑块的速度大小； （ 2）滑块通过 B点时的动能； （ 3）滑块通过 B点后，能沿圆弧
17、轨道上升的最大高度 h=0.35m，求滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做的功。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）滑动摩擦力 （ 1分） 设滑块的加速度为 a1， 根据牛顿第二定律 （ 1分） 解得 （ 1分） 设滑块运动位移为 时的速度大小为 ，根据运动学公式 （ 2分） 解得 （ 1分） （ 2）设滑块通过 B点时的动能为 从 A到 B运动过程中，依据动能定理有 ， （ 4分） 解得 （ 2分） （ 3）设滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做功为 ，根据动能定理 （ 3分） 解得 （ 1分） 考点：牛顿运动定律 功能关系 为减少烟尘排放对空气的污染，某同学设计了一个如
18、图所示的静电除尘器，该除尘器的上下底面是边长为 L 0.20m的正方形金属板，前后面是绝缘的透明有机玻璃，左右面是高 h 0.10m的通道口。使用时底面水平放置，两金属板连接到 U 2000V的高压电源两极（下板接负极），于是在两金属板间产生一个匀强电场（忽略边缘效应）。均匀分布的带电烟尘颗粒以 v=10m/s的水平速度从左向右通过除尘器，已知每个颗粒带电荷量 q +2.010-17C，质量 m 1.010-15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。在闭合开关后 （ 1）求烟尘颗粒在通道内运动时加速度的大小和方向； （ 2）求除尘过程中烟尘 颗粒在竖直方向所能偏
19、转的最大距离； （ 3）除尘效率是衡量除尘器性能的一个重要参数。除尘效率是指一段时间内被吸附的烟尘颗粒数量与进入除尘器烟尘颗粒总量的比值。试求在上述情况下该除尘器的除尘效率；若用该除尘器对上述比荷的颗粒进行除尘，试通过分析给出在保持除尘器通道大小不变的前提下，提高其除尘效率的方法。 答案：（ 1） ，方向竖直向下（ 2） （ 3）当 时，当 时， 。可以通过适当增大两金属板间的电压 U，或通过适当减小颗粒进入通道的速度 v来提高除尘效率 试题分析：（ 1）烟尘颗粒在通道内只受电场力的作用，电场力 （ 1 分） 又因为 （ 1分） 设烟尘颗粒在通道内运动时加速度为 a，根据牛顿第二定律有 （ 2
20、 分） 解得 ，方向竖直向下 （ 2分） （ 2）若通道最上方的颗粒能通过通道，则这些颗粒在竖直方向上有最大的偏转距离 这些颗粒在水平方向匀速直线运动，位移 （ 2分） 在竖直方向的位移 （ 2分） 解得 可确定这些颗粒能通过通道 因此，除尘过程中烟尘颗粒在竖直方向偏转的最大距离为 （ 1分） （ 3）设每立方米有烟尘颗粒为 时间 t内进入除尘器的颗粒 （ 1分） 时间 t内吸附在底面上的颗粒 （ 1分） 则除尘效率 =80 （ 1分） 因为 当 时， 当 时， （ 2分） 因此，在除尘器通道大小及颗粒比荷不改变的情况下，可以通过适当增大两金属板间的电压 U，或通过适当减小颗粒进入通道的速度
21、v来提高除尘效率。 （ 2分） 考点：带电粒子在匀强电场中的偏转 根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知电子的电荷量为 e，质量为 m，电子在第 1轨道运动的半径为 r1，静电力常量为 k。 （ 1）电子绕氢原子核做圆周运动时，可等效为环形电流，试计算电子绕氢原子核在第 1轨道上做圆周运动的 周期及形成的等效电流的大小； （ 2）氢原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足 rn=n2r1，其中 n为量子数，即轨道序号， rn为电子处于第 n轨道时的轨道半径。电子在第 n轨道运动时氢原子的能量 En为
22、电子动能与 “电子 -原子核 ”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能 Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径 r存在关系： Ep=-k （以无穷远为电势能零点）。请根据以上条件完成下面的问题。 试证明电子在第 n轨道运动时氢原子的能量 En和电子在第 1轨道运动时氢原子的 能量 E1满足关系式 假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第 2轨道跃迁到第 1轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数 n=4的氢原子乙吸收并使其电离，即其核外在第 4轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。不考虑电离前后原子核的动能改变，试求氢原子乙电离后电子的动能。 答案：（ 1） （ 2） 证明过程见 试题分析
23、：（ 1）设电子绕氢原子核在第 1轨道上做圆周运动的周期为 ，形成的等效电流大小为 ，根据牛顿第二定律有 （ 2分） 则有 （ 1分） 又因为 （ 2分） 有 （ 1分） （ 2） 设电子在第 1轨道上运动的速度大小为 v1，根据牛顿第二定律有 （ 1分） 电子在第 1轨道运动的动能 （ 1分） 电子在第 1轨道运动时氢原子的能量即动能和势能之和（ 2分） 同理，电子在第 n轨道运动时氢原子的能量 （ 2分） 又因为 则有 命题得证。 （ 1分） 由 可知，电子在第 1轨道运动时氢原子的能量 电子在第 2轨道运动时氢原子的能量 （ 1分） 电子从第 2轨道跃迁到第 1轨道所释放的能量 （ 2分） 电子在第 4轨道运动时氢原子的能量 （ 1分） 设氢原子电离后电子具有的动能为 ，根据能量守恒有 （ 2分） 解得 （ 1分） 考点：圆周运动 功能关系 氢原子能级结构
