• 物理 西城区2016年高三第一次模拟考试
单选题 本大题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的4个选项中,有且只有一项是符合题目要求。
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1.  一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波,波的周期为2s。某时刻波形如图所示。下列说法正确的是()

A这列波的振幅为4cm

B这列波的波速为6m/s

Cx = 4m处的质点振动周期为4s

D此时x = 8m处的质点沿y轴负方向运动

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2.  如图所示为两个等量异号点电荷所形成电场的一部分电场线,PQ是电场中的两点。下列说法正确的是()

AP点场强比Q点场强大

BP点电势比Q点电势低

C电子在P点的电势能比在Q点的电势能小

D电子从P沿直线到Q的过程中所受电场力恒定不变

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3.  如图所示,有一个电热器R,接在电压为u = 311sin100t(V)的交流电源上。电热器工作时的电阻为100Ω,电路中的交流电表均为理想电表。由此可知()

A电压表的示数为311V

B电流表的示数为2.2A

C电热器的发热功率为967W

D交流电的频率为100Hz

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4.  如图所示,质量为M的人在远离任何星体的太空中,与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用,他与飞船总保持相对静止的状态。这个人手中拿着一个质量为m的小物体,他以相对飞船为v的速度把小物体抛出,在抛出物体后他相对飞船的速度大小为()

A

B

C

D

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6.某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程,他按如图1所示连接电路。先使开关S接1,电容器很快充电完毕。然后将开关掷向2,电容器通过 R放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线如图2所示。他进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响,断开S,先将滑片P向右移动一段距离,再重复以上操作,又得到一条I-t曲线。关于这条曲线,下列判断正确的是()

A曲线与坐标轴所围面积将增大

B曲线与坐标轴所围面积将减小

C曲线与纵轴交点的位置将向上移动

D曲线与纵轴交点的位置将向下移动

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5.  应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。如图所示,某同学坐在列车的车厢内,列车正在前进中,桌面上有一个小球相对桌面静止。如果他发现小球突然运动,可以根据小球的运动,分析判断列车的运动。下列判断正确的是()

A小球相对桌面向后运动,可知列车在匀速前进

B小球相对桌面向后运动,可知列车在减速前进

C球相对桌面向前运动,可知列车在加速前进

D小球相对桌面向前运动,可知列车在减速前进

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7.光导纤维按沿径向折射率的变化可分为阶跃型和连续型两种。阶跃型的光导纤维分为内芯和外套两层,内芯的折射率比外套的大。连续型光导纤维的折射率中心最高,沿径向逐渐减小,外表面附近的折射率最低。关于光在连续型光导纤维中的传播,下列四个图中能正确表示传播路径的是()

A

B

C

D

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简答题(综合题) 本大题共68分。简答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
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8.(1)用游标为10分度(测量值可准确到0.1mm)的卡尺测量小球的直径,测量的示数如图1所示,读出小球直径d的值为           mm。

(2)如图2所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可“验证机械能守恒定律”。

① 已准备的器材有:打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带

铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还必需的器材是

(只有一个选项符合要求。填选项前的符号)。A.直流电源、天平及砝码    B.直流电源、刻度尺C.交流电源、天平及砝码    D.交流电源、刻度尺

② 安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如

图3所示(其中一段纸带图中未画出)。图中O点为打出的起始点,且速度为零。

选取在纸带上连续打出的点ABCDEFG作为计数点。其中测出D

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质谱仪是一种精密仪器,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。图中所示的质谱仪是由加速电场和偏转磁场组成。带电粒子从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上。不计粒子重力。

9.若由容器A进入电场的是质量为m、电荷量为q的粒子,求:

a.粒子进入磁场时的速度大小v

b.粒子在磁场中运动的轨道半径R

10.若由容器A进入电场的是互为同位素的两种原子核P1P2,由底片上获知P1P2在磁场中运动轨迹的直径之比是: 1。求P1P2的质量之比m1 :m2

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2016年2月11日,美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)团队向全世界宣布发现了引力波,这个引力波来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统的合并。已知光在真空中传播的速度为c,太阳的质量为M0,万有引力常量为G

11.两个黑洞的质量分别为太阳质量的26倍和39倍,合并后为太阳质量的62倍。利用所学知识,求此次合并所释放的能量。

12.黑洞密度极大,质量极大,半径很小,以最快速度传播的光都不能逃离它的引力,因此我们无法通过光学观测直接确定黑洞的存在。假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体。

a.因为黑洞对其他天体具有强大的引力影响,我们可以通过其他天体的运动来推测黑洞的存在。天文学家观测到,有一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T,半径为r0的匀速圆周运动。由此推测,圆周轨道的中心可能有个黑洞。利用所学知识求此黑洞的质量M

b.严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识,但早在相对论提出之前就有人利用牛顿力学体系预言过黑洞的存在。我们知道,在牛顿体系中,当两个质量分别为m1m2的质点相距为r时也会具有势能,称之为引力势能,其大小为(规定无穷远处势能为零)。请你利用所学知识,推测质量为M的黑洞,之所以能够成为“黑”洞,其半径R最大不能超过多少?

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回答下列各题:

13.如图1所示,固定于水平面的U形导线框处于竖直向下、磁感应强度为B0的匀强磁场中,导线框两平行导轨间距为l,左端接一电动势为E0、内阻不计的电源。一质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直导线框放置并接触良好。闭合开关S,导体棒从静止开始运动。忽略摩擦阻力和导线框的电阻,平行轨道足够长。请分析说明导体棒MN的运动情况,在图2中画出速度v随时间t变化的示意图;并推导证明导体棒达到的最大速度为

14.直流电动机是一种使用直流电流的动力装置,是根据通电线圈在磁场中受到安培力的原理制成的。如图3所示是一台最简单的直流电动机模型示意图,固定部分(定子)装了一对磁极,旋转部分(转子)装设圆柱形铁芯,将abcd矩形导线框固定在转子铁芯上,能与转子一起绕轴OO 转动。线框与铁芯是绝缘的,线框通过换向器与直流电源连接。定子与转子之间的空隙很小,可认为磁场沿径向分布,线框无论转到什么位置,它的平面都跟磁感线平行,如图4所示(侧面图)。已知abcd杆的质量均为M、长度均为L,其它部分质量不计,线框总电阻为R。电源电动势为E,内阻不计。当闭合开关S,线框由静止开始在磁场中转动,线框所处位置的磁感应强度大小均为B。忽略一切阻力与摩擦。

a.求:闭合开关后,线框由静止开始到转动速度达到稳定的过程中,电动机产生的内能Q

b.当电动机接上负载后,相当于线框受到恒定的阻力,阻力不同电动机的转动速度也不相同。求:abcd两根杆的转动速度v多大时,电动机的输出功率P最大,并求出最大功率Pm

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