高考物理 仿真模擬卷(4＋3＋2＋3)(四)

仿真模擬卷(4＋3＋2＋3)(四)本試卷分選擇題和非選擇題兩部分．滿分120分．選擇題部分(共42分)一、選擇題(本題共4小題．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．)圖114．如圖1所示，足夠長(zhǎng)的直線ab靠近通電螺線管，與螺線管平行．用磁傳感器測(cè)量ab上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的大致圖象是()．解析通電螺線管外部中間處的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，所以用磁傳感器測(cè)量ab上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的大致圖象是C.答案C15．某星球的半徑為R，在其表面上方高度為aR的位置，以初速度v0水平拋出一個(gè)金屬小球，水平射程為bR，a、b均為數(shù)值極小的常數(shù)，則這個(gè)星球的第一宇宙速度為 ()．A．eq\f(\r(a),b)v0 B．eq\f(\r(b),a)v0C．eq\f(\r(2a),b)v0 D．eq\f(\r(a),2b)v0解析由于a、b均為數(shù)值極小的常數(shù)，故認(rèn)為重力加速度恒定，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得bR＝v0t，aR＝eq\f(1,2)gt2，聯(lián)立解得重力加速度g＝eq\f(2av\o\al(2,0),b2R)，而第一宇宙速度v＝eq\r(gR)，代入g＝eq\f(2av\o\al(2,0),b2R)解得v＝eq\f(\r(2a),b)v0，C正確．答案C16．一列沿x軸正向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，其振幅為2cm，波速為10cm/s，在傳播過(guò)程中，介質(zhì)中相距15cm的兩質(zhì)點(diǎn)a、b，某時(shí)刻均在x軸上方距離x軸1cm的位置，如圖2所示．則下列說(shuō)法正確的是()．圖2A．從此時(shí)刻起，經(jīng)過(guò)15sa質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b位置處B．此時(shí)a、b兩質(zhì)點(diǎn)加速度大小相等，方向相反C．a(chǎn)質(zhì)點(diǎn)速度最大時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)速度可能為0D．b質(zhì)點(diǎn)可能比a質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置解析質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波遷移，所以A錯(cuò)誤．由于a、b質(zhì)點(diǎn)的位移相同，所以加速度大小相等，方向相同，B錯(cuò)誤．可能存在情況如圖所示，a質(zhì)點(diǎn)比b質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置，也可能情況相反，b質(zhì)點(diǎn)比a質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置，D正確．由正弦圖象可知，在x軸上方振幅一半處相鄰的兩質(zhì)點(diǎn)距離為eq\f(λ,3)或eq\f(2λ,3)，不是eq\f(λ,4)或eq\f(3λ,4)，所以C錯(cuò)誤．答案D17．圖3中虛線是某電場(chǎng)的一組等勢(shì)面．兩個(gè)帶電粒子從P點(diǎn)沿等勢(shì)面的切線方向射入電場(chǎng)，粒子僅受電場(chǎng)力作用，運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線所示，a、b是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)．下列說(shuō)法正確的是()．圖3A．兩粒子的電性相同B．a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)C．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)D．與P點(diǎn)相比兩個(gè)粒子的電勢(shì)能均增大解析由電場(chǎng)等勢(shì)線的分布可知該場(chǎng)源電荷為點(diǎn)電荷，根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E＝keq\f(Q,r2)可以判定a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，由于兩個(gè)帶電粒子的電性未知，故不能判斷場(chǎng)源電荷的電性，a點(diǎn)、b點(diǎn)的電勢(shì)高低關(guān)系無(wú)法判定，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)；由于兩帶電粒子的入射速度方向相同，根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡在速度與受力夾角范圍內(nèi)可以判定兩粒子受電場(chǎng)力方向相反，故兩粒子電性相反，且速度與電場(chǎng)力的夾角為銳角，電場(chǎng)力對(duì)兩帶電粒子均做正功，兩帶電粒子的電勢(shì)能減小，故A、D均錯(cuò)誤．答案B二、選擇題(本題共3小題．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的．全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分．)18．如圖4a所示，在光滑水平面上疊放著甲、乙兩物體．現(xiàn)對(duì)甲施加水平向右的拉力F，通過(guò)傳感器可測(cè)得甲的加速度a隨拉力F變化的關(guān)系如圖b所示．已知重力加速度g＝10m/s2，由圖線可知 ()．圖4A．甲的質(zhì)量是2kgB．甲的質(zhì)量是6kgC．甲、乙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.2D．甲、乙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.6解析由甲物體的a－F圖象可知，當(dāng)拉力F小于48N時(shí)，甲、乙兩物體一起加速運(yùn)動(dòng)，有共同的加速度；當(dāng)拉力F大于48N時(shí)，甲、乙兩物體開(kāi)始相對(duì)滑動(dòng)．對(duì)甲物體：F－μm甲g＝m甲a，整理得a＝eq\f(F,m甲)－μg，將(48,6)和(60,8)兩組數(shù)據(jù)代入解得m甲＝6kg，μ＝0.2，選項(xiàng)B、C正確．答案BC19．如圖5所示，一束復(fù)色光從長(zhǎng)方體玻璃磚上表面射入玻璃，穿過(guò)玻璃磚后從側(cè)表面射出，變?yōu)閍、b兩束單色光，則以下說(shuō)法正確的是 ()．圖5A．玻璃對(duì)a光的折射率較大B．在玻璃中b光的波長(zhǎng)比a光短C．在玻璃中b光傳播速度比a光大D．減小入射角i，a、b光線有可能消失解析補(bǔ)上在玻璃內(nèi)的光路，并由折射率公式n＝eq\f(sini,sinr)知nb>na，則b光頻率大，波長(zhǎng)短，A項(xiàng)錯(cuò)，B項(xiàng)正確；由v＝eq\f(c,n)得C項(xiàng)錯(cuò)誤；由全反射知識(shí)知D項(xiàng)正確．答案BD20．如圖6所示，足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌豎直放置，金屬棒ab、cd均通過(guò)棒兩端的環(huán)套在金屬導(dǎo)軌上．虛線上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線下方有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.ab、cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，兩棒總電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．開(kāi)始兩棒靜止在圖示位置，當(dāng)cd棒無(wú)初速釋放時(shí)，對(duì)ab棒施加豎直向上的力F，沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．則 ()．圖6A．a(chǎn)b棒中的電流方向由b到aB．cd棒先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)C．cd棒所受摩擦力的最大值等于cd棒的重力D．力F做的功等于ab棒產(chǎn)生的電熱與ab棒增加的機(jī)械能之和解析根據(jù)右手定則可以判定ab棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒪到a，A項(xiàng)正確；由于ab棒沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，故電路中的感應(yīng)電流為I＝eq\f(E,R)＝eq\f(BLat,R)，其值逐漸增大，對(duì)cd棒豎直方向由牛頓第二定律可得mg－μFN＝ma，又FN＝F安＝eq\f(B2L2at,R)，故隨著時(shí)間的推移，cd棒先做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，后做加速度增大的變減速直線運(yùn)動(dòng)，最后靜止，故B、C兩項(xiàng)錯(cuò)；對(duì)ab棒根據(jù)功能關(guān)系可得WF＋WG＋W安＝ΔEk，解得WF＝ΔEk－WG－W安＝ΔEab＋Q，故力F做的功等于ab棒產(chǎn)生的電熱與ab棒增加的機(jī)械能之和，D項(xiàng)正確．答案AD非選擇題部分(共78分)非選擇題部分共5題，共78分．21．(10分)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用圖7所示的實(shí)驗(yàn)裝置，將一端帶滑輪的長(zhǎng)木板固定在水平桌面上，滑塊置于長(zhǎng)木板上，并用細(xì)繩跨過(guò)定滑輪與托盤相連，滑塊右端連一條紙帶，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況．開(kāi)始時(shí)，托盤中放少許砝碼，釋放滑塊，通過(guò)紙帶記錄的數(shù)據(jù)，得到圖線a.然后在托盤上添加一個(gè)質(zhì)量為m＝0.05kg的砝碼，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到圖線b.已知滑塊與長(zhǎng)木板間存在摩擦，在滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，繩中的拉力近似等于托盤和所加砝碼的重力之和，g取10m/s2，則圖7圖8(1)通過(guò)圖8可以得出，先后兩次運(yùn)動(dòng)的加速度之比為_(kāi)_______；(2)根據(jù)圖8，可計(jì)算滑塊的質(zhì)量為_(kāi)_______kg.解析(1)由v－t圖象及a＝eq\f(Δv,Δt)可解得aa＝0.6m/s2，ab＝0.8m/s2，所以aa∶ab＝3∶4.(2)設(shè)滑塊質(zhì)量為M，第一次實(shí)驗(yàn)中砝碼和托盤質(zhì)量為m0，由牛頓第二定律可得：m0g＝Maa，(m＋m0)g＝Mab，兩式聯(lián)立解得M＝2.5kg答案(1)3∶4(2)2.522．(10分)某同學(xué)為了研究一個(gè)小燈泡的燈絲電阻的U－I曲線，進(jìn)行了如下操作．(1)他先用多用電表的歐姆擋“×1”擋測(cè)量，在正確操作的情況下，表盤指針如圖9甲所示，可讀得該小燈泡的燈絲電阻的阻值Rx＝________Ω.(2)實(shí)驗(yàn)中所用的器材有：電壓表(量程3V，內(nèi)阻約為2kΩ)電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω)滑動(dòng)變阻器(0～5Ω，1A)電源、待測(cè)小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干請(qǐng)畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖．圖9(3)該同學(xué)已經(jīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖乙中描出了數(shù)據(jù)點(diǎn)，請(qǐng)畫出小燈泡的U－I曲線．(4)如果把這個(gè)小燈泡直接接在一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為1.5V、內(nèi)阻為2.0Ω的電池兩端，則小燈泡的實(shí)際功率是________W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．解析(1)根據(jù)多用電表的讀數(shù)規(guī)則可知Rx＝2Ω；(2)小燈泡內(nèi)阻很小，采用電流表外接時(shí)誤差較小，電壓表與小燈泡并聯(lián)測(cè)電壓，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．見(jiàn)答案圖丙．(3)見(jiàn)答案圖丁．(4)作出小燈泡直接接在一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為1.5V、內(nèi)阻為2.0Ω的電池兩端時(shí)的U－I圖線如圖所示，其與原U－I曲線的交點(diǎn)即為小燈泡實(shí)際工作時(shí)的電流和電壓值，可得出小燈泡的實(shí)際功率為0.28W.答案(1)2(2)如圖丙所示(3)如圖丁所示(4)0.28(0.25～0.32都正確)23．(16分)宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用．現(xiàn)已觀測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓軌道運(yùn)行．設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為m，引力常量為G.(1)試求第一種形式下，星體運(yùn)動(dòng)的線速度大小和周期；(2)假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動(dòng)周期相同，第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少？解析(1)第一種形式下，由萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律得Geq\f(m2,R2)＋Geq\f(m2,2R2)＝meq\f(v2,R)，解得v＝eq\r(\f(5Gm,4R))，故周期T＝eq\f(2πR,v)＝4πReq\r(\f(R,5Gm)).(2)第二種形式下，設(shè)星體之間的距離為L(zhǎng)，由萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律得2Geq\f(m2,L2)cos30°＝meq\f(L,2cos30°)ω2而角速度ω＝eq\f(2π,T)，解得L＝eq\r(3,\f(12R3,5)).答案(1)eq\r(\f(5Gm,4R))4πReq\r(\f(R,5Gm))(2)eq\r(3,\f(12R3,5))24．(20分)一質(zhì)量m＝0.6kg的物體以v0＝20m/s的初速度從傾角為30°的斜坡底端沿斜坡向上運(yùn)動(dòng)．當(dāng)物體向上滑到某一位置時(shí)，其動(dòng)能減少了ΔEk＝18J，機(jī)械能減少了ΔE＝3J，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g＝10m/s2，求：(1)物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大?。?2)物體返回斜坡底端時(shí)的動(dòng)能．解析(1)設(shè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的摩擦力大小為Ff，向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，由牛頓第二定律有a＝eq\f(mgsinα＋Ff,m) ①設(shè)物體動(dòng)能減少ΔEk時(shí)，在斜坡上運(yùn)動(dòng)的距離為x，由功能關(guān)系得ΔEk＝(mgsinα＋Ff)x ②ΔE＝Ffx ③聯(lián)立①②③式并代入數(shù)據(jù)可得a＝6m/s2 ④(2)設(shè)物體沿斜坡向上運(yùn)動(dòng)的最大距離為xm，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得xm＝eq\f(v\o\al(2,0),2a) ⑤設(shè)物體返回底端時(shí)的動(dòng)能為Ek，由動(dòng)能定理有Ek＝(mgsinα－Ff)xm ⑥聯(lián)立①④⑤⑥式并代入數(shù)據(jù)可得Ek＝80J⑦答案(1)6m/s2(2)80J25．(22分)如圖10所示，半徑為L(zhǎng)1＝2m的金屬圓環(huán)內(nèi)上、下半圓各有垂直圓環(huán)平面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B1＝eq\f(10,π)T．長(zhǎng)度也為L(zhǎng)1、電阻為R的金屬桿ab，一端處于圓環(huán)中心，另一端恰好搭接在金屬環(huán)上，繞著a端沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω＝eq\f(π,10)rad/s.通過(guò)導(dǎo)線將金屬桿的a端和金屬環(huán)連接到圖示的電路中(連接a端的導(dǎo)線與圓環(huán)不接觸，圖中的定值電阻R1＝R，滑片P位于R2的正中央，R2的總阻值為4R)，圖中的平行板長(zhǎng)度為L(zhǎng)2＝2m，寬度為d＝2m．圖示位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在平行板左邊緣中央處剛好有一帶電粒子以初速度v0＝0.5m/s向右運(yùn)動(dòng)，并恰好能從平行板的右邊緣飛出，之后進(jìn)入到有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，左邊界為圖中的虛線位置，右側(cè)及上下范圍均足夠大．(忽略金屬桿與圓環(huán)的接觸電阻、圓環(huán)電阻及導(dǎo)線電阻，忽略電容器的充放電時(shí)間，忽略帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的電磁輻射的影響，不計(jì)平行金屬板兩端的邊緣效應(yīng)及帶電粒子的重力和空氣阻力)求：圖10(1)在0～4s內(nèi)，兩極板間的電勢(shì)差UMN；(2)帶電粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度；(3)在上述前提下若粒子離開(kāi)磁場(chǎng)后不會(huì)第二次進(jìn)入電場(chǎng)，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B2應(yīng)滿足的條件．解析(1)金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒為E＝eq\f(1,2)B1Leq\o\al(2,1)ω＝2V由電路的連接特點(diǎn)知：E＝I·4R，U0＝I·2R＝eq\f(E,2)＝1VT1＝eq\f(2π,ω)＝20s由右手定則知：在0～4s時(shí)間內(nèi)，金屬桿ab中的電流方向?yàn)閎→a，則φa>φb，則在0～4s時(shí)間內(nèi)，φM<φN，UMN＝－1V(2)粒子在平行板電容器內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng)，在0～eq\f(T1,2)時(shí)間內(nèi)水平方向L2＝v0·t1t1＝eq\f(L2,v0)＝4s<eq\f(T1,2)豎直方向eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)a＝eq\f(Eq,m)E＝eq\f(U,d)vy＝at1得eq\f(q,m)＝0.25C/kgvy＝0.5m