1、2014年北京市西城区高三 5月二模物理试卷与答案（带解析） 选择题 放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。氡 222衰变为钋 218的规律如图所示。纵坐标表示的是任意时刻氡 222的质量 m与 t = 0时的质量 m0的比值。下列说法正确的是 A氡 222的半衰期是 7.6天 B氡 222的半衰期是 3.8天 C若升高温度，氡 222的半衰期将变长 D若升高温度，氡 222的半衰期将变短 答案： B 试题分析：半衰期是指有半数原子核发生衰变的时间，是一个统计学规律，对大量的原子核衰变进行统计才有意义。根据图像可得氡 222经过 3.8天没有衰变的就剩下一半，所以选项 A错 B对。原子核衰变是原
2、子核内部的反应，温度的高度只能影响分子结构不能影响原子核内部，所以温度对原子核没有影响，无论温度如何，半衰期不变，选项 CD错。 考点：原子核衰变 半衰期 如图所示，在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小B随时间 t的变化关系为 B B0+kt，其中 B0、 k为正的常数。在此区域的水平面内固定一个半径为 r的圆环形内 壁光滑的细玻璃管，将一电荷量为 q的带正电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则下列说法正确的是 A从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 2qkr B从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程
3、中动能增量为 2qkr C从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 qkr2 D从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 qkr2 答案： C 试题分析：根据磁感应强度 B B0+kt可判断磁场均匀增大，从上往下看，产生顺时针方向的感应电场，正电荷受力方向与电场方向相同，所以电荷顺时针方向运动，选项 BD错。根据楞次定律产生的感应电动势 ,电荷转动一周电场力做功等于动能增量即 ，选项 C对。 考点：电磁感应定律 如图所示，水平桌面上有一小车，装有砂的砂桶通过细绳给小车施加一水平拉力，小车从静止开始做直线运动。保持小车的质量 M不变，第一次
4、实验中小车在质量为 m1的砂和砂桶带动下由静止前进了一段距离 s；第二次实验中小车在质量为 m2的砂和砂桶带动下由静止前进了相同的距离 s，其中 m1m2M。两次实验中，绳对小车的拉力分别为 T1和 T2，小车、砂和砂桶系统的机械能变化量分别为 E1和 E2，若空气阻力和摩擦阻力的大小保持不变，不计绳、滑轮的质量，则下列分析正确的是 A (m1g-T1) (m2g-T2)， E1=E2 B (m1g-T1)= (m2g-T2)， E1=E2 C (m1g-T1) (m2g-T2)， E1E2 D (m1g-T1)= (m2g-T2)， E1E2 答案： A 试题分析：设砂和砂桶质量为 ，空气阻
5、力和摩擦阻力为 ，小车和沙桶一起做匀速直线运动 即 ，加速度 ，据此分析在砂和砂桶质量从 增大到 ，加速度变大，即 ，假设两次砂和砂桶受到的阻力为 ，对砂和砂桶分析则有 ， ，据此判断 ， ， ， ，所以选项 BD错。系统减少的机械能等于克服阻力做功即 ， ，对照选项 A正确。 考点：牛顿运动定律 功能关系 如图所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子
6、束的径迹呈圆形。若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流，下列说法正确的是 A增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径不变 B增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径变小 C增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径不变 D增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径变小 答案： D 试题分析：电子经过加速电压过程根据动能定理有 ，那么离开加速电场垂直进入匀强磁场的电子将做匀速圆周运动， ，圆周运动半径，增大加速电压则电子运动的轨道半径变大，增大励磁线圈的电流，则磁场增强，半径变小，对照选项 D对。 考点：电场 磁场 如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，假设负载变
7、化时输入电压保持不变。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用 R0表 示，变阻器 R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于 R 的值减小。忽略变压器上的能量损失，不计电压表、电流表的内阻对电路的影响。当用户的用电器增加时，下列说法正确的是 A电压表读数增大，电流表读数增大 B电压表读数减小，电流表读数增大 C电压表读数不变，电流表读数增大 D电压表读数不变，电流表读数减小 答案： C 试题分析：变压器输入电压不变，根据变压器原副线圈电压与线圈匝数成正比即 ，原副线圈匝数不变判断输出电压不变，所以电压表示数不变，而用户的用电器增加，相当于 R的值减小，副线圈总电阻减小，消耗的
8、功率变大，根据原副线圈能量守恒，功率相等即 判断原线圈电流增大即电流表示数变大，对照选项 C对。 考点：理想变压器 远距离输电 在水平桌面上有一个倾角为 的斜面体。一个质量为 m的物块，在平行于斜面的拉力 F作用下，沿斜面向上做匀速运动。斜面体始终处于静止状态。已知物块与斜面间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g。下列结论正确的是 A斜面对物块的摩擦力大小是 F B斜面对物块的摩擦力大小是 mg C桌面对斜面体的摩擦力大小是 0 D桌面对斜面体的摩擦力大小是 Fcos 答案： D 试题分析：分析物块在垂直斜面方向两个力重力垂直斜面向下的分力和支持力 ，沿斜面方向受到三个力即重力沿斜面向下的分力，
9、沿斜面向下的摩擦力 ，沿斜面向上的拉力 F，根据受力平衡可得斜面体对物块的摩擦力大小为 ，选项 AB错。斜面体和物块都处于平衡状态，整体受力分析，竖直方向有两个重力和桌面支持力以及拉力 F竖直向上的分力 ，水平方向为 F的水平分力和摩擦力，由于整体平衡，所以有桌面对斜面体摩擦力 ，对照选项C错 D对。 考点：共点力的平衡 如图，一列简谐横波向右传播，质点 a和 b的平衡位置相距 0.5m。 某时刻质点 a运动到波峰位置时，质点 b刚好处于平衡位置向上运动。这列波的波长可能是 A 1m B 2m C 0.5m D 0.67m 答案： B 试题分析：做出一列简谐波如下图，找到处于波峰位置的质点 a
10、，根据向右传播且处于平衡位置向运动振动，因为质点的传播方向和振动方向在波形图同一侧，可判断 b质点的位置如下图所示，两个质点之间的距离，可得波长 ，其中 取 0和任意正整数，对照选项 B正确。 考点：机械波 如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心 O 时，下列情况不可能发生的是 答案： A 试题分析：光线从空气到介质，发生折射，折射光向法线靠拢，选项 A错。反之光线从介质到空气，折射光远离法线，如图 C，若从介质到空气的入射角一直增大，折射角将会随之增大并先增大到 ，这时发生全反射，没有折射光如图 D。光线在两种介质的分界面不但发生折射，还发生反射，反射角等于入
11、射角，所以不可能的是 A。 考点：光的折射 全反射 实验题 在做 “用油膜法估测分子的大小 ”实验时，将 6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入 75滴，量筒内的溶液增加 1mL。用注射器把 1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为 1cm，则油酸膜的面积约为 _m2（保留两位有效数字）。由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为 _m（保留两位有效数字）。 答案： .110-2 1.210-2（ 2分）， 7.310-10 6.710-10（ 2分） 试题分析
12、：正方形小方格的边长为 1cm，则每个小方格的面积为，油膜所占方格的个数以超过半格算一格，不 够半格舍去的原则，对照图像可得共占据方格 115个，所以油膜面积约为。油膜为单分子薄膜，即油膜厚度等于分子直径，所以有 考点：油膜法测量分子大小 几位同学通过实验研究水果电池的电动势和内电阻。他们了解到水果电池的内电阻可能比较大，因此设计了一个如图 1所示的电路进行测量。图中电压表和电流表的量程分别为 1V和 0.6mA。 他们制作了一个苹果电池组进行研究。请将图 2中的实物按图 1所示电路图连接成实验所用的电路。 利用图 1 所示电路，调节滑动变阻器的位置，测量出相应的电流 I 和电压 U，并将电流
13、 I和相应的电压 U用 “”标注在如图 4所示的坐标纸上。其中一组电流和电压读数如图 3所示，电压表的读数为 _ V，电流表的读数为_ mA。 请将图 3所示的电流表、电压表的读数也用 “”标注在图 4的坐标纸上，并画出这个苹果电池组的 U-I图线。 根据图 4的 U-I图线可求得该电池组的电动势 E _V（保留三位有效数字），内电阻 r _（保留三位有效数字）。 关于该实验的误差，下列说法正确的是 _。 A由于电压表内阻的影响，会使电源内电阻的测 量值偏大 B由于电压表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏小 C由于电流表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏大 D由于电流表内阻的影响，会使电源
14、内电阻的测量值偏小 答案：（ 1）实物连线如下图 （ 2） 0.78 0.26 （每空一分） （ 3）图像如下 （ 4） 1.141.18（ 3分） 1.421031.53103（ 3分） （ 5） C 试题分析： 注意电源，开关，电流表和滑动变阻器为串联，正负接线柱注意不能接反了，电压表与滑动变阻器并联测路端电压，电流表为外接，具体电路见答案：。 (2)电压表读数注 意刻度盘量程为 1v，分度值为 0.02v，所以读数结果为 0.78v。电流表量程 0.6A，分度值 0.02A，指针对应读数为 0.26A。（ 3）根据闭合回路欧姆定律，路端电压即电压表读数 电压电流图像为倾斜的直线，所以描点
15、作图时，尽可能使更多的点分布在直线上，不在直线上面的点均匀分布在直线两侧，离直线较远的点舍去。（ 4）根据 ， 图像与纵轴的交点即电动势，结合图像可得 ，斜率即内阻，。（ 5）实验电路设计电流表外接，使得电流表分压，即电压偏小。只有当电流为 0时，电压表才不分压，即图像中只有与纵轴的交点是准确的，那么真实的图像与原图像相比如下图 观察图像可知，斜率即电源内阻由于电流表分压而偏大，对照选项 C对。 考点：测量电池电动势和内电阻 计算题 如图所示，一个匝数 n=100、边长 L=0.1m的正方形导线框 abcd，以v=1m/s的速度向右匀速进入磁感应强度 B=0.5T的匀强磁场，在运动过程中线框平
16、面始终与磁场垂直，已知线框的总电阻 R=25。求在进入磁场的整个过程中 （ 1）导线中感应电流的大小； （ 2） ab边所受安培力的大小； （ 3）线框中产生的热量。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1） ab边切割磁感线产生的感应电动势 （ 3分） 导线中的感应电流 （ 3分） （ 2） ab边所受安培力 （ 4分） （ 3）线框进入磁场的过程中，所用时间 （ 2分） 产生的热量 （ 4分） 考点：电磁感应定律 焦耳定律 我国的月球探测计划 “嫦娥工程 ”分为 “绕、落、回 ”三步。 “嫦娥三号 ”的任务是 “落 ”。 2013年 12月 2日， “嫦娥三号 ”发射，经过中
17、途轨道修正和近月制动之后， “嫦娥三号 ”探测器进入绕月的圆形轨道 I。 12月 12日卫星成功变轨，进入远月点 P、近月点 Q的椭圆形轨道 II。如图所示。 2013年 12月 14日， “嫦娥三号 ”探测器在 Q点附近制动，由大功率发动机减速，以抛物线路径下降到距月面 100米高处进行 30s悬停避障，之后再缓慢竖直下降到距月面高度仅为数米处，为避免激起更多月尘，关闭发动机，做自由落体运动，落到月球表面。 已知引力常量为 G，月球的质量为 M，月球的半径为 R， “嫦娥三号 ”在轨道 I上运动时的质量为 m， P、 Q点距月球表面的高度分别为 h1、 h2。 （ 1）求 “嫦娥三号 ”在圆
18、形轨道 I上运动的速度大小； （ 2）已知 “嫦娥三号 ”与月心的距离为 r时 ，引力势能为 （取无穷远处引力势能为零），其中 m为此时 “嫦娥三号 ”的质量。 若 “嫦娥三号 ”在轨道 II上运动的过程中，动能和引力势能相互转化，它们的总量保持不变。已知 “嫦娥三号 ”经过 Q点的速度大小为 v，请根据能量守恒定律求它经过 P点时的速度大小； （ 3） “嫦娥三号 ”在 P点由轨道 I变为轨道 II的过程中，发动机沿轨道的切线方向瞬间一次性喷出一部分气体，已知喷出的气体相对喷气后 “嫦娥三号 ”的速度大小为 u，求喷出的气体的质量。 答案：（ 1） （ 2） （ 3）试题分析：（ 1） “嫦
19、娥三号 ”在轨道 I上运动的过程中 万有引力提供向心力 （ 3分） 解得 （ 3分） （ 2） “嫦娥三号 ”在轨道 II上运动的过程中，由机械能守恒定律 （ 3分） 解得 （ 3分） （ 3）设喷出的气体质量为 m，由动量守恒定律 （ 3分） 解得 （ 3分） 考点：万有引力与航天 动量守恒 功能关系 光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。由狭义相对论可知，一定的质量 m与一定的能量 E相对应： ，其中 c为真空中光速。 （ 1）已知某单色光的频率为 ，波长为 ，该单色光光子的 能量 ，其中h为普朗克常量。试借用质子、
20、电子等粒子动量的定义：动量 =质量 速度，推导该单色光光子的动量 。 （ 2）光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是 “光压 ”，用 I 表示。 一台发光功率为 P0的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为 S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，试写出其在物体表面引起的光压的表达式。 （ 3）设想利用太阳光的 “光压 ”为探测器提供动力，将太阳系中的探测器送到太阳系以外，这就需要为探测器制 作一个很大的光帆，以使太阳光对光帆的压力超过太阳对探测器的引力，不考虑行星对探测器的引力。 一个质量为
21、m的探测器，正在朝远离太阳的方向运动。已知引力常量为 G，太阳的质量为 M，太阳单位时间辐射的总能量为 P。设帆面始终与太阳光垂直，且光帆能将太阳光一半反射，一半吸收。试估算该探测器光帆的面积应满足的条件。 答案：（ 1）见 （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）光子的能量 （ 2分） 光子的动量 （ 2分） 可得 （ 2分） （ 2）一小段时间 t内激光器发射的光子数 （ 1分） 光照射物体表面，由动量定理 （ 2分） 产生的光压 （ 1分） 解得 （ 2分） （ 3）由（ 2）同理可知，当光一半被反射一半被吸收时，产生的光压 （ 2分） 距太阳为 r处光帆受到的光压 （ 2分） 太阳光对光帆的压力需超过太阳对探测器的引力 （ 2分） 解得 （ 2分） 考点：光子 压强 万有引力
