1、北京市西城区 2010年高三一模（理科综合）物理部分 选择题 华裔科学家高锟获得 2009年诺贝尔物理奖，他被誉为 “光纤通讯之父 ”。光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法中正确的是 A内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D频率越大的光在光纤中传播的速度越大 答案： A 考点：光的折射定律；全反射。 分析：发生全反射的条件是：一是光必须从光密介质射入光疏介质，即从折射率大的介质射入折
2、射率小的介质；二是入射角大于临界角。当内芯的折射率比外套的大时，光在界面上才能发生全反射。波长越长、频率越小的光，介质对它的折射率越小，根据公式 ，光在光纤中传播的速度越大。 解答： A、 B：当内芯的折射率比外套的大时，光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反射。故 A正确， B错误； C、波长越短的光，介质对它的折射率 n越大，根据公式 ，光在光纤中传播的速度越小。故 C错误； D、频率越大的光，介质 对它的折射率 n越大，根据公式 ，光在光纤中传播的速度越小。故 D错误。 故选 A 如图所示，在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道，轨道的半径都是 R。轨道端点所在的水平线相隔一定的
3、距离 。一质量为 m的小球能在其间运动而不脱离轨道，经过最低点 B时的速度为 。小球在最低点 B与最高点 A对轨道的压力之差为 。不计空气阻力。则 A 、 一定时， R越大， 一定越大 B 、 一定时， 越大， 一定越大 C 、 R一定时， 越大， 一定越大 D 、 R一定时， 越大， 一定越大 答案： C 如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面(纸面 )垂直，磁场边界的间距为 L。一个质量为 m、边长也为 L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行。 时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合 (图中位置I)，导线
4、框的速度为 经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时 (图中位置 II)，导线框的速度刚好为零。此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置 I。则 A上升过程中，导线框的加速度逐渐增大 B下降过程中，导线框的加速度 逐渐增大 C上升过程中合力做的功与下降过程中的相等 D上升过程中克服安培力做的功比下降过程中的多 答案： D 如图所示，倾角为 的传送带沿逆时针方向以加速度 加速转动时，小物体A与传送带相对静止。重力加速度为 g。则 A只有 ， A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 B只有 ， A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 C只有 ， A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 D无论 为多大
5、， A都受沿传送带向上的静摩擦力作用 答案： B 考点：牛顿第二定律；滑动摩擦力。 分析：小物体 A与传送带相对静止，说明它们的加速度的大小是相同的，对物体受力分析可以知道物体的受到的摩擦力的情况。 解答：当 A不受传送带的摩擦力的时候，对物体受力分析可知，此时物体的加速度的大小为 。 A、当传送带的加速度 时，物体有向后滑的趋势，所以物体 A将受到沿传送带向下的静摩擦力作用，所以 A错误； B、当传送带的加速度 时，物体有向下滑的趋势，所以物体 A将受到沿传送带向上的静摩擦力作用，所以 B正确； C、当传送带的加速度 时，物体的加速度和传送带的加速度相同，此时物体和传送带一起运动，没有相对运
6、动的趋势，此时物体 A不 受摩擦力作用，所以 C错误； D、由前面的分析可知， D错误。 故选 B。 一理想变压器原、副线圈匝数比 。原线圈两端接一正弦式交变电流，其电压 随时间 变化的规律如图所示。当副线圈仅接入一个 100 的纯电阻用电器时，用电器恰能正常工作。则 A该用电器的额定电压为 100V B该用电器的额定电压为 60 V C变压器的输入功率是 36W D原线圈中的电流是 0. 60A 答案： C 已知地球同步卫星的轨道半径是地球半径的 倍，则 A第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的 倍 B第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的 倍 C地球表面附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的 倍
7、D地球表面附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的 倍 答案： B 下列叙述中不正确的是 A对 粒子散射实验的研究使人们认识到中子是原子核的组成部分 B电子衍射现象的发现为物质波理论提供了实验支持 C电子的发现使人们认识到原子有复杂的结构 D天然放射现象的发现使人们认识到原子核有复杂的结构 答案： A 考点：粒子散射实验；原子的核式结构；物理学史；分子和原子组成物质；天然放射现象。 分析： A、 只要正确理解 a粒子散射实验现象及其结论即可正确解答； B、德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想； C、汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，揭示了原子是有复杂结构的； D、只要
8、正确理解天热放射现象即可。 解答： A、 a粒子散射实验现象为：绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数 粒子发生了较大的偏转，并有极少数 粒子的偏转超过 90，有的甚至几乎达到 180而被反弹回来卢瑟福根据该实验现象提出了原子核式结构模型：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外 空间里绕着核旋转，故 A叙述不正确； B、德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想，故 B叙述正确； C、 1896年汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，揭示了原子是有复杂结构的，故 C叙述正确； D、人们认识到原子核有复杂的结构是从天然放射现象开始的，故
9、 D 叙述正确。 答案： A 太阳内部持续不断地发生着 4 个质子 ( H)聚变为 1 个氦核 ( He)的热核反应，核反应方程是 ，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为 、 、 ，真空中的光速为 。下列说法中正确的是 A方程中的 X表示中子 ( n) B方程中的 X表示电子 ( e) C这个核反应中质量亏损 D这个核反应中释放的核能 答案： D 计算题 (18分 ) （ 1）某班同学在做 “练习使用多用电表 ”的实验。 某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻 的阻值，当选择开关置于欧姆挡“100”的位置时，多用电表指针示数如图 1所示，此被测电阻的阻值约为 。 某同学按如图 2
10、所示的电路图连接元件后，闭合开关 S，发现 A、 B灯都不亮。该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障。检查前，应将开关 S 。 (选填 “闭合 ”或 “断开 ”) 若 中同学检查结果如表所示，由此可以确定 A灯 A断路 B灯 B断路 C灯 A、 B都断路 D 、 间导线断路 （ 2）某同学采用如图 3所示的装置验证规律： “物体质量一定，其加速度与所受合力成正比 ”。 按图 3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动； 把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重，接通电源，放开小车，打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号； 保持小车的质量 M不变
11、，多次改变配重的质量 ，再重复步骤 ； 算出每条纸带对应的加速度的值 ； 用纵坐标表示加速度 ，横坐标表示配重受的重力 ； (作为小车受到的合力 F)，作出 图象。 在步骤 中，该同学是采用 图 象来求加速度的。图 4为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的 3个计数点，依次为 B、 C、 D，相邻计数点之间还有 4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为 50Hz的交流电源上。打点计时器打 C点时，小车的速度为 m/s； 其余各点的速度都标在了 v坐标系中，如图 5所示。 时，打点计时器恰好打 B点。请你将 中所得结果标在图 5所示的坐标系中，并作出小车运动的 图线；利用图线求出小车
12、此次运动的加速度 m/s2； 最终该同学所得小车运动的 图线如图 6所示，从图中我们看出图线是一条经过原点的直线。根据图线可以确定下列说法中不正确的是 A本实验中小车质量一定时，其加速度与所受合力成正比 B小车的加速度可能大于重力加速度 C可以确定小车的质量约为 0.50kg D实验中配重的质量 远小于小车的质量 答案： （ 1） 2.6k（或 2.6103 2600） 断开 D （ 2） 0.44 如图 1所示。 1.0(0.951.05) B 综合题 (16分 )如图所示，竖直平面内的光滑弧形轨道的底端恰好与光滑水平面相切。质量为 M=2.0kg的小物块 B静止在水平面上。质量为 =1.0
13、kg的小物块 A从距离水平面高 =0.45m的 P点沿轨道从静止开始下滑，经过弧形轨道的最低点 Q 滑上水平面与 B相碰，碰后两个物体以共同速度运动。取重力加速度=10m/s2。求 （ 1） A经过 Q 点时速度的大小 ； （ 2） A与 B碰后速度的大小 ； （ 3）碰撞过程中系统 (A、 B)损失的机械能 。 答案：（ 1） 3.0m/s （ 2） 1.0m/s （ 3） 3.0J （ 1） A从 P滑到 Q 的过程中 ，根据机械能守恒定律得 （ 2分） 解得 A经过 Q 点时速度的大小 （ 3分） （ 2） A与 B相碰，根据动量守恒定律得 （ 2分） 解得 （ 3分） （ 3）根据能量
14、守恒定律得 （ 3分） 解得 A与 B碰撞过程中系统损失的机械能 （ 3分） (18分 )1897年汤姆逊发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。 1907-1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值的整数倍，于是称这数值为基本电荷。 如图所示，完全相同的两块金属板正对着水平放置，板间距离为 。当质量为的 微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为 ；当两板间加电压 (上极板的电势高 )时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间 内运动的距离与在时间
15、 内运动的距离相等。忽略空气浮力。重力加速度为 。 （ 1）判断上述油滴的电性，要求说明理由； （ 2）求上述油滴所带的电荷量 ； （ 3）在极板间照射 X射线可以改变油滴的带电量。再采用上述方法测量油滴的电荷量。如此重复操作，测量出油滴的电荷量 如下表所示。如果存在基本电荷，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量(保留到小数点后两位 )。 实验次序 1 2 3 4 5 电荷量 0.95 1.10 1.41 1.57 2.02 答案：（ 1）负电，理由见。 （ 2） （ 3） e=1.5010-19c1.5810-19c或 （ k为自然数） （ 1）当极板上加了电压 U后，该油滴竖直向上做匀速运动
16、，说明油滴受到的电场力竖直向上，与板间电场的方向相反，所以该油滴带负电。 （ 4分） （ 2）设油滴运动时所受空气阻力 与速度大小 v满足关系 当不加电场时，设油滴以速率 v1匀速下降，受重力和阻力而平衡，即 （ 2分） 当极板加电压 U时，设油滴以速率 v2匀速上升，受电场力、重力和阻力，即 （ 2分） （ 2分） 根据题意： （ 1分） 解得 （ 2分） （ 3）如果存在基本电荷，那么油滴所带的电荷量 Q 应为某一最小单位的整数倍，即油滴电荷量的最大公约数（或油滴带电量之差的最大公约数）为基本电荷。 由于 可以看出，油滴带电量之差都近似为某个数的整数倍，即 所以 或者采用作图的方法： 由于
17、油滴所带电荷 Q 是基本电荷 e的 整数倍。即 其中 为整数） 以自然数 n为横坐标，以电荷量 Q 为 纵坐标，建立 坐标系。 找出油滴带电量之差的最大公约数，再将电荷量 Q1与这个最大公约数的比值 （四舍五入取整）作为 ，将坐标（ ）对应的点标在坐标纸上，最后作一条直线，使这些点尽可能落在直线上，则为该直线的斜率。 如图 2所示， 。 说明方法（ 3分） 写出结果 e=1.5010-19c1.5810-19c或 （ k为自然数）（ 2分） (20分 )在如图所示的 坐标系中， 的区域内存在着沿 轴正方向、场强为 E的匀强电场， 的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为 B的匀强磁场。一带电粒子从 轴上的 点以沿 轴正方向的初速度射出，恰好能通过 轴上的 点。己知带电粒子的质量为 ，带电量为 。 、 、均大于 0。不计重力的影响。 （ 1）若粒子只在电场作用下直接到达 D点，求粒子初速度的大小 ； （ 2）若粒子在第二次经过 轴时到达 D点，求粒子初速度的大小 （ 3）若粒子在从电场进入磁场时到达 D点，求粒子初速度的大小 ；答案：（ 1） （ 2） （ 3）
