2015西城区高三一模物理试题及答案(word版)
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2015西城区高三一模物理试题及答案(word版)
北京市西城区2015年高三一模试卷
理科综合测试 2015.4
物理部分
13．关于分子间的作用力，下列说法正确的是
A．分子间只存在引力
B．分子间只存在斥力
C．分子间同时存在引力和斥力
D．分子间不可能同时存在引力和斥力
14．一束单色光从空气射向某种介质的表面，光路如图所示，则该介质的折射率为
A．1.50
B．1.41
C．0.71
D．0.67
15．如图1所示，有一个弹簧振子在a、b两点之间做简谐运动， O点是平衡位置，建立图1中所示的坐标轴，其振动图象如图2所示，则下列说法正确的是
A．振子振动的周期等于t1
B．振子振动的周期等于t2
C．t1时刻振子位于b点 45°
30° 空气
介质
图1 O a b x
t x
O
图2 t1 t2 t3 t4
的整个过程中，下列分析正确的是
A．地面对人的支持力始终等于重力
B．地面对人的支持力的冲量大于重力的冲量
C．人原地起跳过程中获得的动能来自于地面
D．人与地球所组成的系统的机械能是守恒的
19．如图所示，A、B为两个验电器，在B上装有一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），最初B和C带电，A不带电。D是带有绝缘柄的金属小球。某同学利用这些器材完成了下面实验：使不带电的D先跟C的外部接触，再让D跟A的金属球接触，这样操作若干次，发现A的箔片张开；而让不带电的D先跟C的内部接触，再让D跟A的金属球接触，这样操作若干次，发现A的箔片始终不张开。通过以上实验，能直接得到的结论是
A．电荷分布在C的外表面 B．电荷在C的表面均匀分布 A B C D D C
A B
C．带电的C是一个等势体 D．电荷总量是守恒的
20．某些物质在低温下会发生“零电阻”现象，这被称为物质的超导电性，具有超导电性的材料称为超导体。
根据超导体的“零电阻”特性，人们猜测：磁场中的超导体，其内部的磁通量必须保持不变，否则会产生涡旋电场，导致超导体内的自由电荷在电场力作用下不断加速而使得电流越来越大不可控制。但是，实验结果与人们的猜测是不同的：磁场中的超导体能将磁场完全排斥在超导体外，即内部没有磁通量，超导体的这种特性叫做“完全抗磁性”（迈斯纳效应）。
现在有两个实验方案：（甲）如右图所示，先将一个金属球放入匀强磁场中，等稳定后再降温使其成为超导球并保持低温环境，然后撤去该磁场；（乙）先将该金属球降低温度直至成为超导球，保持低温环境加上匀强磁场，待球稳定后再将磁场撤去。
根据以上信息，试判断上述两组实验中球内磁场的最终情况是下图中的哪一组？
B
乙 甲 甲 甲 乙 乙 甲 乙
A B C D B B B B
21．（18分）
某实验小组要描绘一只小灯泡L（2.5V 0.3A）的伏安特性曲线。实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：
电源E（3.0V，内阻约0.5Ω）
电压表V1（0～3V，内阻约3kΩ）
电压表V2（0～15V，内阻约15kΩ）
电流表Al（0.6A，内阻约0.125Ω）
电流表A2（0～3A，内阻约0.025Ω）
滑动变阻器R（0～5Ω）
（1）电压表应选择________，电流表应选择________。
（2）应选择图1中哪一个电路图进行实验？________。
（3）根据正确的实验电路图，该小组同学测得多组电压和电流值，并在图2中画出了小灯泡L的伏安特性曲线。由图可知，随着小灯泡两端电压的增大，灯丝R L
E S × A V R L V
R L A V
A B C D 图1 A
E S E S R A L
E S × × × V
R
E r S A V
图4 L × 阻值也增大，原因是________________________________。当小灯泡两端电压为1.40V时，其电阻值约为________Ω（结果保留2位有效数字）。
（4）若将如图3所示的交变电压直接加在这个小灯泡L的两端，则小灯泡的电功率为________W（结果保留1位有效数字）。
图2 + + + +
1.0 2.0 3.0 0
0.10 0.20 0.30
U/V I/A
+ + + +
+
t/×10-2s u/V
0
图3 1 2 2
-2
（5）将小灯泡L接入图4所示电路，通过实验采集数据，得到了电压表示数U随电流表示数I变化的图象，图5的各示意图中能正确反映U-I关系的是________。
图5 I U
O
A B I U
O I U
O
C O I U
D
22．（16分）
如图所示，两平行金属板P、Q水平放置，板间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B1的匀强磁场。一个带正电的粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动。粒子通过两平行板后从O点进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场中，在洛仑兹力的作用下，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板MN上的A点。测得O、A两点间的距离为L。不计粒子重力。
（1）试判断P、Q间的磁场方向；
（2）求粒子做匀速直线运动的速度大小v；
（3）求粒子的电荷量与质量之比mq。
23．（18分）
利用万有引力定律可以测量天体的质量。
（1）测地球的质量
英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”。
已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力+
O P M
Q
N A - B2
常量为G。若忽略地球自转的影响，求地球的质量。
（2）测“双星系统”的总质量
所谓“双星系统”，是指在相互间引力的作用下，绕连线上某点Ｏ做匀速圆周运动的两个星球A和B，如图所示。已知A、B间距离为L，A、B绕O点运动的周期均为T，引力常量为G，求A、B的总质量。
（3）测月球的质量
若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”。已知月球的公转周期为T1，月球、地球球心间的距离为L1。你还可以利用（1）、（2）中提供的信息，求月球的质量。 A B O
24．（20分）
我们一般认为，飞船在远离星球的宇宙深处航行时，其它星体对飞船的万有引力作用很微弱，可忽略不计。此时飞船将不受外力作用而做匀速直线运动。
设想有一质量为M的宇宙飞船，正以速度v0在宇宙中飞行。飞船可视为横截面积为S的圆柱体（如图1所示）。某时刻飞船监测到前面有一片尘埃云。
（1）已知在开始进入尘埃云的一段很短的时间Δt内，飞船的速度减小了Δv，求这段时间内飞船受到的阻力大小。
（2）已知尘埃云分布均匀，密度为ρ。
a. 假设尘埃碰到飞船时，立即吸附在飞船表面。若不采取任何措施，飞船将不断减速。通过监测得到飞船速度的倒数“1/v”与飞行距离“x”的关系如图2所示。求飞船的速度由v0减小1%的过程中发生的位移及所用的时间。
v0 图1
v1/
x 0/1v
O
图2
b. 假设尘埃与飞船发生的是弹性碰撞，且不考虑尘埃间的相互作用。为了保证飞船能以速度v0匀速穿过尘埃云，在刚进入尘埃云时，飞船立即开启内置的离子加速器。已知该离子加速器是利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速（远远大于飞船速度）粒子流，从而对飞行器产生推力的。若发射的是一价阳离子，每个阳离子的质量为m，加速电压为U，元电荷为e。在加速过程中飞行器质量的变化可忽略。求单位时间内射出的阳离子数。
