1、2015年北京市顺义区高考物理一模试卷一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）1根据玻尔理论，氢原子由基态向激发态跃迁时（）A辐射能量，能级升高B辐射能量，能级降低C吸收能量，能级升高D吸收能量，能级降低2有关分子动理论和物体的内能，下列叙述正确的是（）A物体吸热，内能一定增加B布朗运动指的是分子的热运动C气体的压强是由于大量分子频繁撞击器壁产生的D根据油膜实验可知分子在永不停息地做无规则运动3两种单色光束a、b分别照射在同一套双缝干涉演示实验装置时，得到的干涉图样如图（a）、（b）所示，则（）Aa光的波长大于b光的波长Ba光的光子能量大于b光的光子能量Ca光在真空中的速度大于b光在真空
2、中的速度D同一种介质对a光的折射率大于对b光的折射率4某列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，若该横波沿x轴正方向传播，且波速v=4m/s，则x=8m处的质点的振动图象是下列图象中的（）ABCD5如图所示，质量为m的物块静止在水平面上，物块上连接一根劲度系数为k的轻质弹簧某时刻（t=0）施加一外力在弹簧上端A点，让A点以速度v匀速上升，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A经过时间t=物块脱离地面B物块脱离地面后以速度v向上做匀速运动C物块脱离地面后向上运动的过程中其机械能守恒D整个过程中弹簧、物块、地球所组成系统的机械能守恒6利用微波炉烹饪食物在家庭生活中已被广泛应用其基本原理是应用微波发
3、生器，产生振动频率为2.45109Hz的微波，使食物中的水分子随之振动，产生大量的热能若某微波炉的产品参数如图所示，产品容量20L输入电源220V/50Hz操控方式电脑式额定功率1100W烹饪方式微波/光波内腔尺寸180315329mm内胆材质纳米银产品尺寸271457395mm其他性能薄膜按键，电子除味功能则该微波炉的额定电流和微波波长约为（）A0.2A 0.12mB5A 0.12mC0.2A 8.17mD5A 8.17m7飞机场安检系统中的安检门可以检测出旅客是否带有金属物体，其基本原理如图所示，闭合电键后，当金属物体靠近线圈时，电路中电流发生变化，而非金属物体靠近时则对电路中的电流没有影
4、响，其原因是（）A金属物体密度大于非金属物体B金属物体导热性能强于非金属物体C金属物体反射电磁波的能力强于非金属物体D金属物体能形成涡流使线圈中的磁通量发生变化8质量为m的物体从距离地面高度为H0处由静止落下，若不计空气阻力，物体下落过程中动能Ek随距地面高度h变化关系的Ekh图象是（）ABCD二、本部分共5小题，共180分9在测量金属丝电阻率的实验中用螺旋测微器测量金属丝直径如图1所示，则金属丝直径d=mm测量金属丝的电阻Rx时，应选用图2电路图中的图若金属丝的长度为L，直径为d，金属丝两端电压为U，流过金属丝的电流为I，则金属丝电阻率的表达式=10利用单摆测当地重力加速度的实验中利用游标卡
5、尺测得金属小球直径如图1所示，小球直径d= cm某同学测量数据如下表，请在图2中画出LT2图象L/m0.4000.5000.6000.8001.200T2/s21.602.102.403.204.80由图象可得重力加速度g= m/s2（保留三位有效数字）某同学在实验过程中，摆长没有加小球的半径，其它操作无误，那么他得到的实验图象可能是下列图象中的11如图所示，两个斜面AB和CD的倾角分别为和，且均与水平面BC平滑连接水平面的C端静止地放置一质量为m的物块，在斜面AB上一质量为M的物块加速下滑，冲至水平面后与物块m碰撞前瞬间速度为v0，碰撞后合为一体冲上斜面CD，物块与斜面的动摩擦因数均为，重力
6、加速度为g求：（1）物体M在斜面AB上运动时的加速度a；（2）两物体碰后的共同速度v；（3）能冲上斜面CD的最大高度H12如图，在竖直向下的磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L=0.4m一质量为m=0.2kg、电阻R0=0.5的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好若轨道左端P点接一电动势为E=1.5V、内阻为r=0.1的电源和一阻值R=0.3的电阻轨道左端M点接一单刀双掷开关K，轨道的电阻不计求：（1）单刀双掷开关K与1闭合瞬间导体棒受到的磁场力F；（2）单刀双掷开关K与1闭合后导体棒运动稳定时的最大速度vm；（3
7、）导体棒运动稳定后，单刀双掷开关K与1断开，然后与2闭合，求此后能够在电阻R上产生的电热QR和导体棒前冲的距离X14天宫一号是我国研发的一个目标飞行器，目的是作为其他飞行器的接合点，是中国空间实验室的雏形，于北京时间2011年9月29日21时16分03秒发射升空（1）若万有引力常量为G，地球质量为MD，地球半径为RD，天宫一号离地面的高度为H，求：天宫一号的运行周期T；（2）发射天宫一号的速度必须大于第一宇宙速度，试推导第一宇宙速度的表达式；若RD=6370km，g取9.8m/s2，求出第一宇宙速度的值；（3）若万有引力常量为G，中心天体的质量为M，质量为m的物体距中心天体r时具有的引力势能为
8、EP=G（以无穷远处势能为0）求出第二宇宙速度的值；若把地球绕太阳公转的轨道近似认为是圆，且不计其它星体对飞行物体的作用力，地球的公转速度为29.8km/s，求第三宇宙速度2015年北京市顺义区高考物理一模试卷参考答案与试题解析一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）1根据玻尔理论，氢原子由基态向激发态跃迁时（）A辐射能量，能级升高B辐射能量，能级降低C吸收能量，能级升高D吸收能量，能级降低【考点】氢原子的能级公式和跃迁【专题】原子的能级结构专题【分析】氢原子从低能级到高能级需要吸收光子，获得能量，从高能级到低能级辐射光子，放出能量【解答】解：氢原子从基态向激发态跃迁时，氢原子将吸收能量
9、，能量增加，能级升高故C正确，ABD错误；故选：C【点评】解决该题关键要掌握氢原子从基态向激发态跃迁，还是从激发态向基态跃迁2有关分子动理论和物体的内能，下列叙述正确的是（）A物体吸热，内能一定增加B布朗运动指的是分子的热运动C气体的压强是由于大量分子频繁撞击器壁产生的D根据油膜实验可知分子在永不停息地做无规则运动【考点】布朗运动【专题】布朗运动专题【分析】解答本题需掌握：1、热力学第一定律公式U=W+Q；2、布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量分子撞击引起的，反应了液体分子的无规则运动；3、气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，与分子热运动的平均动能和分
10、子数密度有关；4、油膜实验是估测分子的直径的【解答】解：A、根据热力学第一定律公式U=W+Q，物体吸热，可能同时对外做功，故内能不一定增加，故A错误；B、布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的体现，故B错误；C、气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，与分子热运动的平均动能和分子数密度有关，故C正确；D、根据油膜实验可知分子的直径，故D错误；故选：C【点评】本题考查了热力学第一定律、布朗运动、气体压强的微观意义、油膜实验等，知识点多，关键是记住基础知识3两种单色光束a、b分别照射在同一套双缝干涉演示实验装置时，得到的干涉图样如图（a）、（b）所
11、示，则（）Aa光的波长大于b光的波长Ba光的光子能量大于b光的光子能量Ca光在真空中的速度大于b光在真空中的速度D同一种介质对a光的折射率大于对b光的折射率【考点】光的折射定律【专题】光的折射专题【分析】根据双缝干涉条纹的间距公式x=比较出两种色光的波长大小，从而比较出频率的大小和折射率的大小光子的能量E=h，与频率成正比结合这些知识分析【解答】解：A、由图知，a光产生的干涉条纹间距大于b光产生的干涉条纹间距，根据双缝干涉条纹的间距公式x=知，a光的波长大于b光的波长，故A正确B、光的波长大于b光的波长，由公式c=知，a光的频率小于b光的频率，而光子的能量与频率成正比，则a光的光子能量小于b光
12、的光子能量故B错误C、在真空所有色光的速度都相等，都为c=3108m/s，故C错误D、a光的频率小于b光的频率，所以同一种介质对a光的折射率小于b光的折射率，故D错误故选：A【点评】解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式，以及知道波长、频率的大小关系4某列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，若该横波沿x轴正方向传播，且波速v=4m/s，则x=8m处的质点的振动图象是下列图象中的（）ABCD【考点】简谐运动的振动图象【分析】由图象知波长=8m，波的周期可以求出，由质点带动法判断质点的振动方向【解答】解：由波的图象可知，该波的波长是8m，由公式：v=可得： s由图可知，t=0时刻，x=8m处的质
13、点位于平衡位置处；该波沿正方向传播，由平移法可知，x=8m处的质点的振动的方向向下，所以x=8m处的质点的从平衡位置开始向下运动，周期为2s故D正确故选：D【点评】本题考查了波的传播方向与质点的振动方向之间的相互判定，以及由图象获取有用物理知识的能力，再结合周期公式即可解决此类问题，属于对波的基础技能的考查5如图所示，质量为m的物块静止在水平面上，物块上连接一根劲度系数为k的轻质弹簧某时刻（t=0）施加一外力在弹簧上端A点，让A点以速度v匀速上升，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A经过时间t=物块脱离地面B物块脱离地面后以速度v向上做匀速运动C物块脱离地面后向上运动的过程中其机械能守恒D
14、整个过程中弹簧、物块、地球所组成系统的机械能守恒【考点】机械能守恒定律【专题】机械能守恒定律应用专题【分析】物块刚脱离地面时弹簧的拉力等于物块的重力，由胡克定律求出A上升的距离，即可求得时间物块脱离地面后向上加速运动，物块的机械能增加，根据功能关系：除重力以外其它力所做的功等于机械能的增量，判断机械能是否守恒【解答】解：A、设物块刚脱离地面时上升的距离为x物块刚脱离地面时弹簧的拉力等于物块的重力，则有：mg=kx，x=因A点匀速运动，则有 t=，故A正确B、物块脱离地面后弹簧的拉力大于其重力，物块作加速运动，故B错误C、物块脱离地面后向上运动的过程中弹簧的拉力对其做正功，则知其机械能增加，故C
15、错误D、由于外力做正功，所以整个过程中弹簧、物块、地球所组成系统的机械能增加，故D错误故选：A【点评】本题是含有弹簧的平衡问题，关键是分析功与能的关系，掌握功能原理：除重力以外其它力所做的功等于机械能的增量，并熟练运用6利用微波炉烹饪食物在家庭生活中已被广泛应用其基本原理是应用微波发生器，产生振动频率为2.45109Hz的微波，使食物中的水分子随之振动，产生大量的热能若某微波炉的产品参数如图所示，产品容量20L输入电源220V/50Hz操控方式电脑式额定功率1100W烹饪方式微波/光波内腔尺寸180315329mm内胆材质纳米银产品尺寸271457395mm其他性能薄膜按键，电子除味功能则该微
16、波炉的额定电流和微波波长约为（）A0.2A 0.12mB5A 0.12mC0.2A 8.17mD5A 8.17m【考点】光谱和光谱分析【分析】通过产品说明书中的额定功率与额定电压的数值，由P=UI即可计算出额定电流；微波的传播速度与光的传播速度相等，由c=，即可计算出微波的波长【解答】解：由图表可知，该微波炉的额定功率是1100W，额定电压是220V，由P=UI可知，额定电流： A由波的波速与频率、波长的公式：c=可得： m故选：B【点评】该题考查微波炉的工作原理以及波的波速与频率、波长的关系，将已知的数据直径代入相应的公式即可正确解答基础题目7飞机场安检系统中的安检门可以检测出旅客是否带有金
17、属物体，其基本原理如图所示，闭合电键后，当金属物体靠近线圈时，电路中电流发生变化，而非金属物体靠近时则对电路中的电流没有影响，其原因是（）A金属物体密度大于非金属物体B金属物体导热性能强于非金属物体C金属物体反射电磁波的能力强于非金属物体D金属物体能形成涡流使线圈中的磁通量发生变化【考点】电磁感应在生活和生产中的应用【分析】由题意可知，探测器将线圈靠近金属物时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生电流，则分析各实验现象可知，能产生电流的选项【解答】解：当线圈靠近金属物体时，在金属物体中产生涡电流，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，故在金属中会产生电流，而金属中的电流产生的磁场又引
18、起线圈中的磁通量发生变化，从而使电流表示数发生变化；故探测器采用了电磁感应原理；而非金属则不会产生电磁感应现象；故选：D【点评】本题考查电磁感应现象的应用，要求学生通过题意找出探测器的原理，并能正确掌握各实验的意义8质量为m的物体从距离地面高度为H0处由静止落下，若不计空气阻力，物体下落过程中动能Ek随距地面高度h变化关系的Ekh图象是（）ABCD【考点】动能定理的应用【专题】动能定理的应用专题【分析】根据动能定理，求出动能与距地面高度h的表达式，结合表达式确定正确的图线【解答】解：当距离地面高度为h时，则下降的高度为H0h，根据动能定理得，mg（H0h）=Ek0，解得Ek=mgh+mgH0，
19、与h成一次函数关系，随h增大，动能减小可知B正确，A、C、D错误故选：B【点评】解决本题的关键得出动能与高度的表达式，结合动能定理分析求解，基础题二、本部分共5小题，共180分9在测量金属丝电阻率的实验中用螺旋测微器测量金属丝直径如图1所示，则金属丝直径d=1.775mm测量金属丝的电阻Rx时，应选用图2电路图中的甲图若金属丝的长度为L，直径为d，金属丝两端电压为U，流过金属丝的电流为I，则金属丝电阻率的表达式=【考点】测定金属的电阻率【专题】实验题；恒定电流专题【分析】螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数；根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后连接实物电路图；由电阻定律求
20、出电阻率的表达【解答】解：由图示螺旋测微器可知，其示数为：1.5mm+27.50.01mm=1.775mm滑动变阻器最大阻值远大于待测电阻阻值，滑动变阻器可以采用限流接法，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表可以采用外接法；故选甲图；电阻R=，由电阻定律可知：R=，则电阻率=；故答案为：1.775 甲 【点评】本题考查了连接实物电路图、螺旋测微器读数、求电阻率，确定滑动变阻器与电流表的接法是正确连接实物电路图的前提与关键，连接实物电路图时要注意电表量程的选择10利用单摆测当地重力加速度的实验中利用游标卡尺测得金属小球直径如图1所示，小球直径d=2.26 cm某同学测量数据如下表，请在图2中画出
21、LT2图象L/m0.4000.5000.6000.8001.200T2/s21.602.102.403.204.80由图象可得重力加速度g=9.86 m/s2（保留三位有效数字）某同学在实验过程中，摆长没有加小球的半径，其它操作无误，那么他得到的实验图象可能是下列图象中的B【考点】用单摆测定重力加速度【专题】实验题；单摆问题【分析】先读主尺，在读副尺，两者相加为球的直径由数据做出图形，由图象的斜率可得重力加速度由单摆周期公式判定图象；【解答】解：主尺读数为：2.2cm；副尺读数为：60.1mm=0.6mm=0.06cm，故球直径为2.2cm+0.06cm=2.26cm；如图：由单摆周期公式：；
22、解得：，图象斜率为，可得：g=42k，由图象可得：；可得：g=43.1420.25=9.86m/s2在实验过程中，摆长没有加小球的半径，其它操作无误，可得：，可知B正确，ACD错误，故选：B故答案为：2.26；g=9.86；B【点评】本题关键是图象法处理实验数据，分析图象，必修要依据具体的公式，而公式来源是所学的基本规律，定律，定理11如图所示，两个斜面AB和CD的倾角分别为和，且均与水平面BC平滑连接水平面的C端静止地放置一质量为m的物块，在斜面AB上一质量为M的物块加速下滑，冲至水平面后与物块m碰撞前瞬间速度为v0，碰撞后合为一体冲上斜面CD，物块与斜面的动摩擦因数均为，重力加速度为g求：
23、（1）物体M在斜面AB上运动时的加速度a；（2）两物体碰后的共同速度v；（3）能冲上斜面CD的最大高度H【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律【专题】动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合【分析】（1）根据受力分析由牛顿第二定律求得物体在斜面AB上运动时的加速度；（2）根据水平方向动量守恒求得碰撞后两者的共同速度v；（3）根据动能定理求得物块在斜面上上升的最大距离从而求得上升的最大高度H【解答】解：（1）在AB斜面上对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律有：垂直斜面方向有：NMgcos=0 沿斜面向下有：Mgsinf=Ma 又f=N 由可解得加速度a=gsingcos（2）两物体碰撞过程中水平方向
24、满足动量守恒，故有：Mv0=（M+m）v可得碰撞后整体的速度v=v0（3）碰撞后物体在斜面CD上运动时只有重力和阻力做功，根据动能定理有：=0（M+m）v2可解得：H=答：（1）物体M在斜面AB上运动时的加速度a为gsingcos；（2）两物体碰后的共同速度v为；（3）能冲上斜面CD的最大高度H为【点评】本题考查了牛顿第二定律和动能定理的基本运用，掌握规律是正确解题的关键，对于第3问也可以采用动力学知识求解，但是没有运用动能定理解答方便12如图，在竖直向下的磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L=0.4m一质量为m=0.2kg、电阻
25、R0=0.5的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好若轨道左端P点接一电动势为E=1.5V、内阻为r=0.1的电源和一阻值R=0.3的电阻轨道左端M点接一单刀双掷开关K，轨道的电阻不计求：（1）单刀双掷开关K与1闭合瞬间导体棒受到的磁场力F；（2）单刀双掷开关K与1闭合后导体棒运动稳定时的最大速度vm；（3）导体棒运动稳定后，单刀双掷开关K与1断开，然后与2闭合，求此后能够在电阻R上产生的电热QR和导体棒前冲的距离X【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；安培力；电磁感应中的能量转化【专题】电磁感应功能问题【分析】（1）由欧姆定律求出电路电流，再由安培力公式F=BIL求得力的大小；
26、（2）根据牛顿第二定律可知，当安培力为零时棒的速度最大，结合欧姆定律求解；（3）根据能量守恒定律和串并联电路特点求解【解答】解：（1）开关K与1闭合瞬间，由欧姆定律得：I=2.5 A由安培力：F=BIL=12.50.4=1 N （2）根据牛顿第二定律可知，导体棒的受力为零时，运动速度最大，即F安=0，即I=0，故导体运动稳定后产生的感应电动势和电源电动势相等，E=BLvm=1.5 v解得：vm=3.75 m/s （3）根据能量守恒定律，单刀双掷开关K与2闭合后，导体棒的动能转化为电路中产生的总电热Q即：Q=mvm2=1.4 J由串并联电路特点，电阻R上产生的电热QR=Q=0.53 J在此过程中
27、，导体棒做变速运动，由冲量定理得：Ft=mvm即 =mvmX=3.75 m答：（1）单刀双掷开关K与1闭合瞬间导体棒受到的磁场力F为1N；（2）单刀双掷开关K与1闭合后导体棒运动稳定时的最大速度vm为3.75m/s；（3）导体棒运动稳定后，单刀双掷开关K与1断开，然后与2闭合，此后能够在电阻R上产生的电热QR为0.53J，导体棒前冲的距离X为3.75m【点评】本题从力和能量两个角度分析电磁感应现象，安培力的表达式F=是常用的经验公式，要能熟练推导对于导体棒切割类型，关键要正确分析受力，把握其运动情况和能量转化关系14天宫一号是我国研发的一个目标飞行器，目的是作为其他飞行器的接合点，是中国空间实
28、验室的雏形，于北京时间2011年9月29日21时16分03秒发射升空（1）若万有引力常量为G，地球质量为MD，地球半径为RD，天宫一号离地面的高度为H，求：天宫一号的运行周期T；（2）发射天宫一号的速度必须大于第一宇宙速度，试推导第一宇宙速度的表达式；若RD=6370km，g取9.8m/s2，求出第一宇宙速度的值；（3）若万有引力常量为G，中心天体的质量为M，质量为m的物体距中心天体r时具有的引力势能为EP=G（以无穷远处势能为0）求出第二宇宙速度的值；若把地球绕太阳公转的轨道近似认为是圆，且不计其它星体对飞行物体的作用力，地球的公转速度为29.8km/s，求第三宇宙速度【考点】人造卫星的加速
29、度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用【专题】人造卫星问题【分析】（1）飞行器绕地球做匀速圆周运动的过程中，由地球的万有引力等于向心力求解天宫一号运行的周期；（2）绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星，可认为其轨道半径是地球的半径R，可利用万有引力提供它做圆周运动的向心力来进行求解；（3）由 G=m可得：G=mv2，根据动能定理求出摆脱地球的约束所需要的速度即为第二宇宙速度，同理求出摆脱太阳的约束速度，由于随地球绕太阳公转的物体已具有地球的公转速度29.8km/s，则只需沿太阳公转方向的速度达到 vw=vTxvT即可，又因为发射地球表面的物体还需摆脱地球约束的动能mv22，再根据动能定理求解
30、【解答】解：（1）飞行器绕地球做匀速圆周运动的过程中，由地球的万有引力提供等于向心力得：G=m（RD+H）解得：T=2（RD+H）（2）绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星，万有引力等于重力并提供向心力，则有G=m=mg则第一宇宙速度 v=代入数据得：v=7.9 km/s （3）由 G=m可得：G=mv2若摆脱地球的约束，则有： mv22G=0 可得：v2=v=11.2 km/s同理：在地球绕太阳公转轨道运行的物体绕太阳做圆运动时G=mG=mvT=29.8 km/s摆脱太阳的约束速度为vTxmvTx2G=0 vTx=vT=42.2 km/s由于随地球绕太阳公转的物体已具有地球的公转速度29.8k
31、m/s，则只需沿太阳公转方向的速度达到 vw=vTxvT=12.4 km/s 即可又因为发射地球表面的物体还需摆脱地球约束的动能mv22则：发射地球表面的物体摆脱太阳约束的第三速度为v3有 mv32=mv22+mvw2解得：v3=16.7 km/s 答：（1）天宫一号的运行周期为2（RD+H）；（2）第一宇宙速度的表达式为v=；若RD=6370km，g取9.8m/s2，第一宇宙速度的值为7.9 km/s；（3）第二宇宙速度的值为11.2 km/s；若把地球绕太阳公转的轨道近似认为是圆，且不计其它星体对飞行物体的作用力，地球的公转速度为29.8km/s，第三宇宙速度为16.7 km/s【点评】万有引力提供卫星做圆周运动的向心力是解决这类题目的突破口，找出需要的数据列万有引力定律提供向心力公式解题，本题要求同学们知道三大宇宙速度的意义及求法，难度适中