2015年东城高三二模物理试题及答案

2015年北京东城区高三二模物理试题

13. 在下列四个核反应方程中X 代表α粒子的是

A.

23892

231

U →23490Th +X B. 1H +X →2He +0n

235

92

189U +0n →14456Ba +36Kr +3X

1417

C. 42He +7N →8O +X D.

14. 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 ．液体中悬浮微粒越大，布朗运动越显著 C ．分子间的引力总是大于斥力 D ．分子间同时存在引力和斥力

15. 用单色光照射某种金属表面发生光电效应。已知单色光的频率为ν，金属的逸出功为W ，

普朗克常数为h ，光电子的最大初动能为E K ，下列关于它们之间关系的表达式正确的是

A. E K =h ν-W B. E K =h ν+W C. W =E K -h ν D. W =E K +h ν

16．在匀强电场中将一个带电粒子由静止释放。若带电粒子仅在电场力作用下运动，则 A ．带电粒子所受电场力越来越大

B ．带电粒子的运动速度越来越大

C ．带电粒子的加速度越来越大

D ．带电粒子的电势能越来越大

17．如图所示是一列沿x 轴传播的简谐横波在某时刻的 波形图。已知a 质点的运动状态总是滞后于b 质点0.5s ，质点b 和质点c 之间的距离是5cm 。下列说法中正确的是

A ．此列波沿x 轴正方向传播 B ．此列波的频率为2Hz C ．此列波的波长为10cm D ．此列波的传播速度为5cm/s

18．利用金属导体的电阻随温度变化的特点可以制成电阻温度计。如图

甲所示为某种金属导体的电阻R 随温度t 变化的图线。如果用这个金属导体做成测温探头，再把它连入图乙所示的电路中，随着测温探头处待测温度的变化，电流表的示数也会发生变化。则在t 1~t 2温度范围内

A ．待测温度越高，电流表的示数越大 B ．待测温度越高，电流表的示数越小 C ．待测温度升高，电流表的示数均匀增大 D ．待测温度升高，电流表的示数均匀减小

1

甲

19．研究滑动摩擦力大小的实验装置如图所示，木块和木板叠放于水平桌面上，弹簧测力计

的水平固定，通过水平细绳与木块相连，用缓慢增大的力拉动木板，使之在桌面上滑动（木块始终未脱离木板）。弹簧测力计示数稳定后

A ．由于木块相对桌面静止，弹簧测力计示数与木板的运动状态有关 B ．由于木块相对桌面静止，弹簧测力计示数一定等于木板受到的拉力 C ．由于木板相对桌面运动，弹簧测力计示数一定小于木板受到的拉力 D ．由于木板相对桌面运动，弹簧测力计示数一定大于木板受到的滑动摩擦力 20．如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨MN 、PQ 处于竖直向下的足够大的匀强磁场

中，导轨间距为L ，导轨的右端接有阻值为R 的电阻。一根质量为m ，电阻为r 的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好。现使金属棒以一定初速度向左运动，它先后通过位置a 、b 后，到达位置c 处刚好静止。已知磁场的磁感应强度为B ，金属棒通过a 、b 处的速度分别为v a 、v b ，a 、b 间的距离等于b 、c 间的距离，导轨的电阻忽略不计。下列说法中正确的是

B 2L 2v a

A ．金属棒运动到a 处时的加速度大小为

m R

B ．金属棒运动到b 处时通过电阻的电流方向由N 指向Q C ．金属棒在a →b 过程与b →c 过程中通过电阻的电荷量相等 D ．金属棒在a 处的速度v a 是其在b 处速度v b 的2倍

21.(18分)

②图乙中螺旋测微器的读数为 mm 。

6

5 甲

10

⑵某课外小组的三位同学想要测量以下三种电池的电动势和内电阻：

Ⅰ．R20（1号）干电池：电动势约为1.5V Ⅱ．R6（5号）干电池：电动势约为1.5V Ⅲ．某种锂电池：电动势约为20V 他们可选择的部分器材有：

A ．电压表（量程3V 时内阻约3 kΩ；量程15V 时内阻约15 kΩ） B ．电阻箱（阻值范围0~999Ω）

2

C ．电阻箱（阻值范围0~99999Ω）

D ．滑动变阻器（阻值0~50Ω，额定电流1.5A ） E ．滑动变阻器（阻值0~2kΩ，额定电流0.5A ） F ．电流表（量程为0.6A ，内阻约0.125Ω） 为完成测量，三位同学进行了如下实验：

①甲同学将一节1号干电池直接接在量程为3V 的电压表两端（如图甲所示），将此时电压表的示数作为电池电动势的测量值。以下对这种测量方法的误差分析正确的是 。

A ．这种测量方法得到的电动势的测量值比真实值大 B ．这种测量方法造成误差的原因是测量时电路中有微小电流 C ．因为“断路时路端电压等于电源电动势”，所以这种测量方

法的系统误差为零

②乙同学将一节5号干电池接入图乙所示电路中，为完成该实验，电压表应选择的量程是 V ；滑动变阻器应选择

（选填相应器材前的字母）。

③乙同学根据测量数据画出的U -I 图像如图丙所示（图中只画了坐标纸的大格），关于此图像的下列说法中正确的是 A ．此图线在横轴上的截距表示电池被短路时的短路电流 取为1.0V ，使每小格代表的电压值变小，从而放大U 轴的标度 C ．纵轴的标度放大后，图线在横轴上的截距仍表示电池被 短路时的短路电流

D ．纵轴的标度放大后，电池的内阻仍等于图线斜率的绝对值

④丙同学为了测量锂电池的电动势，想给量程是15V 的电压表串联一个定值电阻（用电阻箱代替），改装成量程是25V 的电压表，实验电路如图丁所示，请将以下电压表改装过程的主要实验步骤补充完整：

A ．闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至a ”

或“b ”），并把电阻箱阻值调到零

B ．闭合开关后调节滑动变阻器使电压表示数为10V

C ．保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱使电压表示数为D ．不改变电阻箱的阻值，保持电阻箱与量程为15V 的电压表串联，撤去其它线路，就得到

量程为25V 的电压表。 ⑤丙同学的上述操作步骤中，电阻箱应选 ，滑动变阻器应选 （选填相应器材前的字母）

3

甲 乙

B ．为减小误差，可以将原坐标纸上两坐标轴交点处的纵坐标A

丙

丁

22．（16分）某同学在模仿杂技演员表演“水流星”节目时，用不可伸长的轻绳系着盛水的

杯子在竖直平面内做圆周运动，当杯子运动到最高点时杯里的水恰好不流出来。已知绳长为L ，杯子与水的总质量为m ，杯子可视为质点，忽略空气阻力的影响。求： ⑴在最高点时杯子与水的速度大小v 1； ⑵在最低点时杯子与水的动能E k2； ⑶在最低点时轻绳所受的拉力大小。

23. （18分）深空探测一直是人类的梦想。2013年12月14日“嫦娥三号” 探测器成功实施月面软着陆，中国由此成为世界上第3个实现月面软着陆的国家。如图所示为此次探测中，我国科学家在国际上首次采用的由接近段、悬停段、避障段和缓速下降段等任务段组成的接力避障模式示意图。请你应用学过的知识解决下列问题。

月球表面

⑴已知地球质量约是月球质量的81倍，地球半径约是月球半径的4倍。将月球和地球都视为质量分布均匀的球体，不考虑地球、月球自转及其他天体的影响。求月球表面重力加速度g 月与地球表面重力加速度g 的比值。

⑵由于月球表面无大气，无法利用大气阻力来降低飞行速度，我国科学家用自行研制的大范围变推力发动机实现了探测器中途修正、近月制动及软着陆任务。在避障段探测器从距月球表面约100 m高处，沿与水平面成45°夹角的方向，匀减速直线运动到着陆点上方30 m高处。已知发动机提供的推力与竖直方向的夹角为θ，探测器燃料消耗带来的质量变化、探测器高度变化带来的重力加速度g 月的变化均忽略不计，求此阶段探测器的加速度a 与月球表面重力加速度g 月的比值。

⑶为避免探测器着陆过程中带来的过大冲击，科学家们研制了着陆缓冲装置来吸收着陆冲击能量，即尽可能把探测器着陆过程损失的机械能不可逆地转变为其他形式的能量，如塑性变形能、内能等，而不通过弹性变形来储存能量，以避免二次冲击或其他难以控制的后果。

已知着陆过程探测器质量（包括着陆缓冲装置）为m ，刚接触月面时速度为v ，从刚接触月面瞬时开始到稳定着陆过程中重心下降高度为H ，月球表面重力加速度为g 月，着

陆过程中发动机处于关闭状态，求着陆过程中缓冲装置吸收的总能量及探测器受到的冲

4

量。

24．（20分）科学研究中经常利用电场、磁场来改变带电微粒的运动状态。如图甲所示，M 处有一个带电微粒源可以水平向右发射质量m =3.2×10-9kg ，电荷量q =1.6×10-9C ，速度v 0=0.4m/s的带正电的微粒。N 处有一个竖直放置的荧光屏，微粒源正对着荧光屏的正中央O 点，二者间距离L =12cm。在荧光屏上以O 点为原点，以垂直于纸面向里为x 轴正方向，以竖直向上为y 轴正方向建立直角坐标系，每个方格的边长均为1cm ，图乙所示为荧光屏的一部分（逆着微粒运动方向看）。在微粒源与荧光屏之间可以施加范围足够大的匀强电场、匀强磁场。忽略空气阻力的影响及微粒间的相互作用，g 取10m/s2。

⑴若微粒源与荧光屏之间只存在水平向右的匀强电场，电场强度E =32V/m，求带电微粒打在荧光屏上的位置坐标；

⑵若微粒源与荧光屏之间同时存在匀强电场与匀强磁场

a ．当电场与磁场方向均竖直向上，电场强度E =20V/m，带电微粒打在荧光屏上的P 点，其坐标为（-4cm ，0），求磁感应强度B 的大小；

b ．当电场与磁场的大小和方向均可以调整，为使带电微粒打在荧光屏的正中央，请你提出两种方法并说明微粒的运动情况。

甲

5

荧

光屏

参考答案

21．（18分） ⑴5.46 2.182~2.184

⑵① B ② 3 D ③ ABD ④ a 6 ⑤ C D

22．（16分）⑴在最高点时水恰好不流出来，杯子与水所受的重力充当圆周运动的向心力，

v 12 根据牛顿第二定律有 mg =m

L

解得 v 1=gL

⑵杯子与水由最高点运动到最低点过程中，应用动能定理有

112mv 2-mv 12 2212

解得E k 2=mv 2=2. 5mgL

2

2mgL =

⑶杯子与水运动到最低点时，受到重力和拉力

2v 2

根据牛顿第二定律有 T -mg =m

L

解得 T =6mg

根据牛顿第三定律 轻绳在最低点时受到的拉力大小为6mg 。

23. （18分）⑴由于不考虑自转，在星球表面有 G

2

g 月M 月R 16=2⨯= g 81R 月M

Mm

=mg R 2

g 月16= g 81

⑵如图所示，探测器受重力和推力做匀减速直线运动，加速度

方向与速度方向相反。

根据牛顿第二定律 F cos θ-mg 月=ma cos 450

F sin θ=ma sin 45 解得

6

a 2sin θ

=

g 月cos θ-sin θ

另解：F cos(45︒+θ) =mg 月cos 45︒ F cos(45︒-θ) -mg 月cos 45︒=ma 解得

a 2s i n θ

=

g 月c o θs -s i n θ

其他方法正确同样给分。

⑶着陆缓冲装置需要吸收的总能量主要包括：探测器接触月面瞬时所具有的动能以及着陆过程减少的重力势能 E =

1

mv 2+mg 月H 2

根据动量定理，探测器着陆过程中受到的冲量大小I =mv ，方向与v 方向相反。

24．（20分）

⑴若只存在水平向右的匀强电场，带电微粒受到重力、电场力作用，在竖直平面内做匀变速曲线运动。

带电微粒沿水平方向的分运动为匀加速直线运动，其加速度a x =设带电微粒运动到荧光屏处所需时间t ， 根据运动学公式有：L =v 0t +

Eq

=16m/s2 m

12

a x t ，解得t =0. 1s 2

12

gt =0. 05m 2

带电微粒沿竖直方向的分运动为自由落体运动，位移y =

所以带电微粒打在荧光屏上的位置坐标为（0，-0.05m ）或（0，-5cm ）

⑵a ．当电场与磁场的方向均竖直向上，带电微粒受到重力、电场力、洛仑兹力作用， 带电微粒所受重力大小 mg =3. 2⨯10-8N ，方向竖直向下 带电微粒所受电场力大小 Eq =3. 2⨯10-8N ，方向竖直向上 洛仑兹力垂直于纸面向外，带电微粒在水平面内做匀速圆周运动，打在荧光屏上的P 点，如图所示。 根据几何知识有 r 2=(r -4) 2+122

=0. 2m 解得轨道半径 r =20c m

v

由牛顿第二定律有 q v B =m 0

r

解得 磁感应强度B =4T

7

2

b ．若使带电微粒打在荧光屏的正中央，

方法一：可使电场强度E =20V/m，方向竖直向上；磁场方向水平向右(或水平向左) 。带电

微粒不受洛仑兹力，所受重力与电场力平衡，带电微粒水平向右匀速直线运动到荧光屏。

方法二：可以使电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里，电场强度与磁感应强度的

大小满足0. 4B =E +20关系，带电微粒所受洛仑兹力与重力、电场力的合力平衡，带电微粒水平向右匀速直线运动到荧光屏。

方法三：可以使电场方向竖直向上，磁场方向垂直于纸面向外，电场强度与磁感应强度的

大小满足E =0. 4B +20关系，使带电微粒所受电场力与重力、洛仑兹力的合力平衡，带电微粒水平向右匀速直线运动到荧光屏。

其他方法正确同样给分。

8