通州区2015年高三年级模拟考试（二）　

理科综合（物理 ）试卷

2015年5月

13．下列说法正确的是

A．温度升高，物体的每一个分子的动能都增大

B．外界对气体做功，气体的内能一定增大

C．当两个分子间的距离为r0（平衡位置）时，分子力为零，分子势能最小

D．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动

14．如图为氢原子的能级图．当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光子a，当氢原子从n=3的能级跃迁到n=1的能级时，辐射出光子b．则下列说法中正确的是

A．光子a的能量大于光子b的能量

B．光子a的波长小于光子b的波长

C．b光比a光更容易发生衍射现象

D．在同种介质中，a光子的传播速度大于b光子的传播速度

15．万有引力定律和库仑定律都遵循平方反比规律，因此引力场和电场之间有许多相似的性质，在处理有关问题时可以将它们进行类比．例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度，其定义式为E=F/q；在引力场中可以有一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱，设地球质量为M，半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G，如果一个质量为m的物体位于距离地心2R处的某点，则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是

A．
B．
C．
D．

16．如图甲为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点P的振动图像，则

A．该波向+x方向传播，速度是40 m/s

B．该波向-x方向传播，速度是20 m/s

C．从t=0.10 s到t=0.25 s，质点P沿x轴移动了30 cm

D．t=0.15 s时，质点P的加速度达到正向最大

17．有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重，其环形座舱套在竖直

柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落．落到一定位

置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下．下列说法

中正确的是

A．座舱自由下落的过程中人处于超重状态

B．座舱自由下落的过程中人处于失重状态

C．座舱减速下落的过程中人处于失重状态

D．座舱下落的整个过程中人处于超重状态

18．如图所示，两根足够长的固定平行光滑金属导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成闭合回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态。剪断细线后，导体棒在运动过程中

A．回路中没有感应电动势

B．两根导体棒所受安培力的方向相同

C．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒

D．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒

19．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在P点，如图1所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，W表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图象2中正确的是

20．太阳帆航天器是一种利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，如图所示．在没有空

气的宇宙中，太阳光光子会连续撞击太阳帆，使太阳帆获得的动量逐渐增加，从而产生加速度．太阳帆飞船无需燃料，只要有阳光，就会不断获得动力加速飞行．有人设想在探测器上安装有面积极大、反射功率极高的太阳帆，并让它正对太阳．已知太阳

光照射太阳帆时每平方米面积上的辐射功率为P0，探测器和太阳帆的总

质量为m，太阳帆的面积为s，此时探测器的加速度大小为

A．
B．

C．
D．

第Ⅱ卷 （非选择题 包括11道题，共180分）

注意事项：

1．用黑色字迹的签字笔将答案直接写在答题卡相应位置上，写在试卷上不得分。

2．答卷前，请将答题卡中的个人信息按要求填写清楚。

二、非选择题

21．（18分）

（1）在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，各小球的落地点如图所示，下列关于这个实验的说法正确的是（ ）

A．入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球

B．每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下

C．要验证的表达式是m1＝m1＋m2

D．要验证的表达式是m1＝m1＋m2

（2）某同学在做测金属丝电阻率的实验中，取一根粗细均匀的康铜丝，先用螺旋测微器测出康铜丝的直径d；然后分别测出不同长度l1，l2，l3，l4……的康铜丝的电阻R1，R2，R3，R4……，以R为纵坐标，以l为横坐标建立直角坐标系，画出R-L图像。

甲 乙

丙 丁

①某次测量康铜丝的直径时螺旋测微器的示数如图丁所示．可知此次测得康铜丝的直

径为 mm。

②图乙是测量康铜丝电阻的原理图，根据原理图在如图甲所示的实物图中画出连线。

③利用上面的电路图测出的电阻值比真实值 （填“偏大”或“偏小”），这种误差叫做 。

④坐标图丙中的6个点表示实验中测得的6组康铜丝的长度l、电阻R的值．请你利用R-L图像和螺旋测微器多次测量求得的康铜丝直径d，求出康铜丝的电阻率ρ＝ 　　 m。

22．（16分）如图所示，在竖直平面内有一个粗糙的1/4圆弧轨道，其半径R=0.4 m，轨道的最低点距地面高度h=0.8 m，一质量m=0.1 kg的小滑块从轨道的最高点A由静止释放，到达最低点B时的速度大小为v=2.0 m／s．不计空气阻力，g取10 m／s2，求：

（1）小滑块运动到圆弧轨道最低点B时，对轨道的压力的大小；

（2）小滑块落地点C距轨道最低点B的水平距离x；

（3）小滑块在轨道上运动的过程中克服摩擦力所做的功．

23．（18分）翼型飞行器有很好的飞行性能。其原理是通过对降落伞的调节，使空气升力和空气阻力都受到影响。同时通过控制动力的大小而改变飞行器的飞行状态。已知：飞行器的动力F始终与飞行方向相同，空气升力F1与飞行方向垂直，大小与速度的平方成正比，即F1=C1v2；空气阻力F2与飞行方向相反，大小与速度的平方成正比，即F2=C2v2。其中Cl、C2相互影响，可由运动员调节，满足如图1所示的关系。飞行员和装备的总质量为90 kg。（重力加速度取g =10 m/s2）

（1）若飞行员使飞行器以
速度在空中沿水平方向匀速飞行，如图2(a)所示。则飞行器受到动力F大小为多少？

（2）若飞行员关闭飞行器的动力，使飞行器匀速滑行，且滑行速度v2与地平线的夹角

，如图2(b)所示，则速度v2的大小为多少？（结果可用根式表示）

（3）若飞行员使飞行器在空中的某一水平面内做匀速圆周运动，如图2(c)所示，在此过程中C2只能在1.75～2.5 N s2/m2之间调节，且Cl、C2的大小与飞行器的倾斜程度无关。则飞行器绕行一周动力F做功的最小值为多少？（结果可保留π）

24.（20分）离子推进器是太空飞行器常用的动力系统，某种推进器设计的简化原理如图1所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区。I为电离区，将氙气电离获得1价正离子，II为加速区，长度为L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场。I区产生的正离子以接近0的初速度进入II区，被加速后以速度vM从右侧喷出。

I区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向在图2中垂直纸面向外。在离轴

线R/2处的C点持续射出一定速度范围的电子。假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图2所示（从左向右看）。电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角（0<α<90?）。推进器工作时，向I区注入稀薄的氙气。电子使氙气电离的最小速度为v0，电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好。已知离子质量为M；电子质量为m，电量为e。（电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞）。

（1）求II区的加速电压及离子的加速度大小；

（2）α为90?时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率v的范围；

（3）要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率vm与α的关系。

　　　　　　　　　　　 　图1 图2

2015通州二模物理参考答案

2015.5

13.C 14． D 15.B 16．D 17.B 18．C 19.C 20.A

21. (18分) 解：

(1) D （4分）

(2) 1.880（1.878－1.882均正确） （2分）

②电路连接如图所示； （4分）

③偏小，系统误差． （4分）

④R—l图像中直线的斜率为

又由
和
,

得：
=
（4分）

22.（16分）

解析：(1)小滑块到达轨道最低点时，受重力和轨道对它的弹力F，根据牛顿第二定律

(3分)

解得：
(2分)

根据牛顿第三定律，轨道受到的压力大小F’=F=2．0 N (2分)

(2)小滑块离开轨道后做平抛运动，设运动时间为t，初速度为v，则

(3分)

解得
(2分)

(3)在滑块从轨道的最高点到最低点的过程中，根据动能定理：

(2分)

解得：
J

所以小滑块克服摩擦力做功为0．2 J． (2分)

23. (18分)

(1)由受力分析可知：
(2分)

得
，由Cl、C2关系图象可得
N．s2/m2

动力
(2分)

所以
(2分)

(2)由受力分析可知

(1分)

(1分)

(1分)

在图3中过原点作直线正确得到直线与曲线的交点。

,
, 得v2约为
(3分)

(3)设此时飞行器飞行速率为v，圆周运动的半径为R，

F1与竖直方向夹角为α，则有：

竖直方向合力为零
(1分)

水平方向合力提供向心力
(1分)

动力
(1分)

绕行一周动力做的功为
(1分)

当
，
，
时，

W有最小值。
(2分)

24.（20分）

(1)由动能定理得Mv＝eU (2分)

U＝ (2分)

a＝＝e＝ (2分

(2)设电子运动的最大半径为r

2r＝R (2分)

eBv＝m (2分)

所以有v0≤v< (2分)

要使⑦式有解，磁感应强度B> (2分)

(3) 如图所示，OA＝R－r，OC＝，AC＝r

根据几何关系得r＝ (4分)

得vmax＝ . (2分)