山东省威海市届高三第二次高考模拟物理试题.docx
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山东省威海市届高三第二次高考模拟物理试题
2015年山东省威海市高考物理二模试卷
一、选择题（共7小题，每个小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．（6分）物体自空中某位置自由下落，下落一定高度后落入下方的水中．物体在落入水中之前的运动称为过程Ⅰ，物体在水中的运动称为过程Ⅱ．空气阻力不计．下列说法正确的是（ ）
A．在过程Ⅰ中重力做的功等于物体重力势能的减少量
B．在过程Ⅱ中重力做的功大于物体重力势能的减少量
C．在过程Ⅱ中重力做的功等于物体动能的增加量
D．物体在下落的整个过程中机械能减少
【考点】：
功能关系；自由落体运动．
【分析】：
对木球下落的全过程根据动能定理列方程求解，分析重力做功与阻力做功的对能量的影响关系．
【解析】：
解：
根据重力做功等于重力势能变化量负值，即W重=﹣△EP，可知两个过程中重力做功等于重力势能变化量，故A正确；B错误；
对过程Ⅱ，物体受重力和浮力，根据动能定理：
W合=△EK，可知重力和浮力做的功等于物体动能的增加量，故C错误；
由①②可知，W合﹣W重=△EK﹣（﹣△EP）=△E机，过程中有浮力做功且做负功，故物体在下落的整个过程中机械能减少，故D正确；
故选：
AD．
【点评】：
本题考查机械能守恒定律和动能定理的应用，动能定理既适用于某一阶段，也适用于全过程，为求变力做功提供了依据，明确力做功与能量变化的关系．
2．（6分）汽车a和b在同一平直公路上行驶，它们相对于同一参考点O的位移﹣时间（x﹣t）图象如图所示．由图可知下列说法正确的是（ ）
A．b车做曲线运动
B．在t1时刻，a车追上b车
C．在t2时刻，a车的速度大小等于b车的速度大小
D．在t1到t2这段时间内，a和b两车的平均速度相等
【考点】：
匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【专题】：
直线运动规律专题．
【分析】：
位移时间图线反映物体位移随时间的变化规律，不是物体的运动轨迹，根据位移的大小，结合运动的时间比较平均速度．
【解析】：
解：
A、位移时间图线不是物体的运动轨迹，b车做直线运动，故A错误．
B、由图线可知，在t1时刻，两车的位置坐标相同，可知b车追上a车，故B错误．
C、图线的切线斜率表示瞬时速度，在t2时刻，a车的速度大小小于b车的速度大小，故C错误．
D、在t1到t2这段时间内，a和b的位移相等，时间相等，则平均速度相等，故D正确．
故选：
D．
【点评】：
解决本题的关键知道位移时间图线的物理意义，知道图线的切线斜率表示瞬时速度，结合位移和时间的大小比较平均速度，基础题．
3．（6分）如图所示，理想变压器的输入端接交流电压，输出端并联两只相同的小灯泡L1、L2，灯泡的额定电压为20V，额定功率为10W，电路连接了两只理想电流表A1、A2，导线电阻不计．开始时电键S断开，小灯泡L1恰好正常发光．下列说法正确的是（ ）
A．原副线圈的匝数比为n1：
n2=3
：
1
B．流过小灯泡L1的电流方向每秒改变10次
C．电键S闭合后，小灯泡L1变暗
D．电键S闭合后，电流表A1的读数变大
【考点】：
变压器的构造和原理；电功、电功率．
【专题】：
交流电专题．
【分析】：
由图甲知电压有效值为60V，频率为5Hz，电压与匝数成正比，开关闭合后，判断副线圈电阻如何变化，然后由欧姆定律判断电流如何变化，根据变压器的变压比与变流比分析答题．
【解析】：
解：
A、由图甲知电压有效值为60V，副线圈电压为20V，电压与匝数成正比，故原副线圈的匝数比n1：
n2=60：
20=3：
1，A错误；
B、由图甲知交流电的频率为5Hz，所以流过灯L1的电流方向每秒改变10次，B正确；
C、闭合开关，两灯泡并联，副线圈负载总电阻变小，副线圈电压不变，灯L1亮度不变，由欧姆定律可知，副线圈电流变大，线圈匝数比不变，则原线圈电流变大，两电流表示数都变大，但比值不变，故C错误，D正确；
故选：
BD
【点评】：
本题是一道变压器的动态分析题，应用并联电路特点、欧姆定律、变压器变压与变流比即可正确解题．
4．（6分）如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于箱子的顶部和底部，处于静止状态，此时地面受到的压力大小为F1，球a所受细线的拉力大小为F2．剪断连接球a的细线后，在球a下降过程中（a、b碰撞前），下列说法正确的是（ ）
A．小球a处于失重状态
B．小球a、b组成的系统电势能增加
C．地面受到的压力大小为F1
D．地面受到的压力大小等于F1﹣F2
【考点】：
电势差与电场强度的关系；电势能．
【专题】：
电场力与电势的性质专题．
【分析】：
小球a受到重力与库仑引力，结合牛顿第二定律，即可判定失重还是超重；
根据库仑力做功的正负，从而确定电势能增加还是减小；
先对箱子和b整体受力分析，受重力，向上的静电力，线对整体向上的拉力，地面对整体的支持力，可以根据共点力平衡条件列式；剪短细线后，a加速下降，再次对木箱和b整体受力分析，受重力，向上的静电力，地面对整体的支持力，根据共点力平衡条件再次列式，两次比较，就可以得出结论．
【解析】：
解：
A、当剪断连接球a的细线后，在球a受到重力与向下的库仑引力，处于失重状态，故A正确；
B、在球a下降过程中，库仑引力做正功，则小球a、b组成的系统电势能减小，故B错误；
C、以整体为研究对象，因有向下加速度，则导致整体受到的支持力小于原来的支持力，故C错误；
D、根据牛顿第二定律可知，压力大小不等于F1﹣F2，故D错误；
故选：
A．
【点评】：
本题也可以根据超重和失重的知识求解，开始对木箱和ab整体受力分析，支持力和总重力平衡，剪短细线后，b加速上升，整体处于超重状态，故支持力变大．
5．（6分）假设在宇宙中存在这样的三个天体a、b、c，如图所示，天体a和b以相同角速度绕天体c做匀速圆周运动．以下说法正确的是（ ）
A．天体a做圆周运动的加速度大于天体b做圆周运动的加速度
B．天体a做圆周运动的速度小于天体b做圆周运动的速度
C．天体b做圆周运动的向心力大于天体c对它的万有引力
D．天体b做圆周运动的向心力由天体a和天体c对它的万有引力共同提供
【考点】：
万有引力定律及其应用．
【专题】：
万有引力定律的应用专题．
【分析】：
根据公式a=ω2r，分析加速度的关系；由公式v=ωr，分析速度的关系；天体a做圆周运动的向心力是由b、c的万有引力共同提供的．
【解析】：
解：
A、由于天体a和天体b绕天体c运动的轨道都是同轨道，角速度相同，由a=ω2r，可知天体a做圆周运动的加速度大于天体b做圆周运动的加速度，故A正确．
B、由公式v=ωr，角速度相同，可知天体a做圆周运动的速度大于天体b做圆周运动的速度，故B错误．
C、天体b做圆周运动的向心力是a、c的万有引力的合力提供的，所以天体b做圆周运动的向心力小于天体c对它的万有引力，故C错误，D正确；
故选：
AD
【点评】：
本题考查学生运用万有引力定律解决天体运动的能力，关键要抓住a、b的角速度相同，灵活选择圆周运动的公式分析．
6．（6分）空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，x轴上有B、C两点，则下列说法中正确的有（ ）
A．B点的场强小于C点的场强
B．同一试探电荷在B、C两点的电势能可能相同
C．负电荷沿x轴从B点移到C点的过程中，电势能先减小后增大
D．B点电场强度沿x轴方向的分量与C点电场强度沿x轴分量方向相反
【考点】：
电势；电场强度．
【专题】：
电场力与电势的性质专题．
【分析】：
本题的入手点在于如何判断EBx和ECx的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强电场，用匀强电场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法．
【解析】：
解：
A、在B点和C点附近分别取很小的一段△x，由图象，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，看做匀强电场有E=
，可见EBx＞ECx，故A错误；
B、根据电势能与电势的关系：
EP=q•φ，可知，同一试探电荷在B、C两点的电势能一定不相同．故B错误；
C、根据电势能与电势的关系：
EP=q•φ，负电荷在电势高处的电势能小，所以负电荷沿x轴从B点移到C点的过程中，电势能先减小后增大，故C正确；
D、沿电场方向电势降低，在O点左侧，EBx的方向沿x轴负方向，在O点右侧，ECx的方向沿x轴正方向，B点电场强度沿x轴方向的分量与C点电场强度沿x轴分量方向相反，故D正确．
故选：
CD
【点评】：
本题需要对电场力的性质和能的性质由较为全面的理解，并要求学生能灵活应用微分法；故此题的难度较高．
7．（6分）如图所示，光滑平行的足够长金属导轨与水平方向成α=30°角，导轨的宽度为0.5m，R为滑动变阻器，空间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度的大小B=1T．一根质量m=1kg，内阻r=1Ω的金属杆从导轨上端由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度达到最大值vm．已知重力加速度g=10m/s2，不计导轨电阻．关于金属杆最大速度的范围下列说法正确的是（ ）
A．vm≥20m/sB．0m/s＜vm＜15m/s
C．0m/s＜vm＜20m/sD．15m/s＜vm＜20m/s
【考点】：
导体切割磁感线时的感应电动势．
【分析】：
当导体棒所受的合力为零时，速度达到最大，根据切割产生的感应电动势公式、欧姆定律和安培力公式推导出最大速度的表达式，从而进行分析．
【解析】：
解：
当金属棒匀速运动时速度最大，此时有
E=BLvm，I=
，得安培力为：
F=BIL=
．
根据mgsinα=F
得最大速度为：
vm=
．可知R越小，最大速度越小．
当R=0时，vm=
=
=20m/s．则金属杆的最大速度vm≥20m/s．故A正确．
故选：
A
【点评】：
在推导安培力时要掌握安培力的一般表达式F=
，R+r是回路的总电阻，导体棒的电阻不能遗漏．知道导体棒合力为零时，速度最大．
二、（必做157分+选做36分，共193分）共19道题．其中21～31题为必做部分，32～39题为选做部分．【必做部分】
8．（8分）用如图所示的装置验证系统（滑块及重物）机械能守恒．滑块放在水平的气垫导轨上，滑块释放时遮光条与光电门间的距离为x（x＜h）．滑块质量M，重物质量m．
（1）若遮光条经过光电门用的时间为t，遮光条的厚度为d，则遮光条经过光电门时小车的速度表达式为 v=
．
（2）遮光条经过光电门时的速度用v表示，当地重力加速度为g，释放小车时系统的机械能E1=0．则遮光条经过光电门处
时系统的机械能表达式为E2=
．由于运动过程中有阻力，且滑轮有一定的质量，因此实验中得到的E2 小于 0．（填大于、小于或等于）
【考点】：
验证机械能守恒定律．
【专题】：
实验题．
【分析】：
由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度；
根据动能的增加与重力势能的减小，即可求得遮光条经过光电门处时系统的机械能，再根据摩擦阻力做功，从而判定机械能大小．
【解析】：
解：
（1）数字计时器记录通过光电门的时间，由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度，
用该平均速度代替物体的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时小车的瞬间速度为：
v=
；
（2）设释放小车时系统的机械能E1=0；
则遮光条经过光电门处时系统的机械能表达式为E2=
；
由于运动过程中有阻力，且滑轮有一定的质量，因此实验中得到的机械能E2小于E1；
故答案为：
（1）v=
；
（2）
，小于．
【点评】：
考查光电门测量瞬时速度的方法，理解机械能表达式的求解，注意摩擦阻力做功是影响机械能能否守恒的重要条件．
9．（10分）某电阻的阻值R随摄氏温度t的变化情况为R=20+0.2t（Ω），把该电阻与电池、电流表、开关串联起来，电路如图1所示．用该电阻作探头，将电流表的电流刻度改成对应的温度，就做成一简单的电阻温度计．已知电源的电动势为E=2.0V，电流表的最大量程为50mA，它的内阻与电源内阻之和为10Ω．
（1）电流表最大量程处对应的温度为t1= 50 ℃；当电流表的指针指在图2中P刻度处时对应的温度为t2= 350 ℃．
（2）某同学根据计算出的t1和t2的数值，利用公式t=
（t2﹣t1）（I为电流表上对应的电流刻度值，单位为mA），标出了所有刻度对应的温度值，你认为这种做法 不正确 （填“正确”或“不正确”）
（3）此温度计用时间久了以后，电源的电动势减小，内阻增大，因此用它测得的温度值将 偏大 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（4）若更换电流表，使制成的温度计能够测量较低的温度，则更换的电流表的最大量程应比原来的 大 （填“大”或“小”）
【考点】：
描绘小电珠的伏安特性曲线．
【专题】：
实验题．
【分析】：
（1）由闭合电路欧姆定律可求得电阻，再由题中给出的公式可求得温度；
（2）根据改装后的温度计的特点可分析是否正确；
（3）根据闭合电路欧姆定律分析变化后的测量值与真实值间的关系，则可分析误差；
（4）根据电路特点及温度低时对电路的影响可明确如何才能测出更低的温度；
【解析】：
解：
（1）由闭合电路欧姆定律可知：
最大量程处对应的电阻R=
﹣10=30Ω；
则由R=20+0.2t（Ω）可得：
t=50℃；
当电流为20mA时，电阻R′=
﹣10=90℃；
t=350℃；
（2）由于电流的变化并不是与温度变化成正比的，故t=
（t2﹣t1）公式是错误的；
（3）当电动势减小，内阻增大时，电流将小于真实值，因电流越大时，温度越小；故所测量温度将增大；
（4）温度越低时，电流越大，故为了能测出较低的温度，应更换量程更大的电流表；
故答案为：
（1）50；350；
（2）不正确（3）偏大（4）大
【点评】：
本题为探究性实验，要注意认真分析题意，明确实验原理后；然后才能应用所学物理规律进行分析求解．
10．（18分）如图所示，一个质量为M=0.4kg，长为L的圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为m=0.1kg的弹性小球，球和管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为4N．管从下端离地面距离为H=0.8m处自由落下，运动过程中，管始终保持竖直，每次落地后向上弹起时的速度与刚要落地时速度大小相等，不计空气阻力，重力加速度为g=10m/s2．
（1）求管第一次刚要落地时弹性球的速度；
（2）管与地面经过多次碰撞后，最终管与球都静止且球刚好在管口处，求管的长度L；
（3）管第一次落地弹起后，在管到达最高点之前，管和弹性球已经达到相同的速度，求从管第一次向上弹起到与弹性球达到共同速度时所用的时间．
【考点】：
功能关系；弹性势能．
【分析】：
（1）根据自由落体运动的公式求出圆管底端落地前瞬间的速度．
（2）根据功能关系求出球相对于管静止时的相对位移，即为管的至少长度．
（3）根据管上升的加速度，以及相对加速度，再根据运动学公式求出时间．
【解析】：
解：
（1）对管和球组成的系统有：
代入数据解得：
v=4m/s
（2）系统的机械能损失等于克服摩擦力做的功
FL=MgH+mg（L+H）
代入数据解得：
L=
m
（3）落地后弹起的过程中
对管有：
F+Mg=Ma1
对球有：
F﹣mg=ma2
解得：
，
管和球向上运动达到相对静止时速度相同：
v﹣a1t=﹣v+a2t
代入数据解得：
t=0.16s
答：
（1）管第一次刚要落地时弹性球的速度是4m/s；
（2）管与地面经过多次碰撞后，最终管与球都静止且球刚好在管口处，管的长度是
m；
（3）从管第一次向上弹起到与弹性球达到共同速度时所用的时间是0.16s．
【点评】：
本题的难点在于管和球的运动情况难于判断，关键通过计算理清球和管的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．
11．（20分）如图所示，在直角坐标系xoy的第一、四象限内存在边界平行y轴的两个有界匀强磁场：
垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ．O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点，OM=MP=L；在第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场．一质量为m，带电量为+q的带电粒子从电场中坐标为（﹣
，﹣L）的A点以速度v0沿+x方向射出，恰好经过原点O射入区域Ⅰ，从C点射出区域Ⅰ，从某点射入区域Ⅱ，射入时速度与+x轴方向成30°角斜向下．经区域Ⅱ的磁场偏转后又从C点进入区域Ⅰ．求：
（1）电场强度E及带电粒子到达O点时的速度大小和方向；
（2）粒子从C点射出又回到C点用的时间t；
（3）区域Ⅰ的磁感应强度B的大小．
【考点】：
带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．
【专题】：
带电粒子在复合场中的运动专题．
【分析】：
（1）粒子在电场中做类平抛运动，根据沿电场方向做匀加速直线运动，垂直电场方向做匀速直线运动，结合牛顿第二定律和运动学公式求出电场强度的大小，以及带电粒子到达O点时的速度大小和方向；
（2）作出粒子的运动轨迹，结合几何关系求出粒子在区域II中做圆周运动的轨道半径，根据周期的大小求出粒子在区域II磁场中运动时间，根据粒子在磁场外运动的时间得出粒子从C点射出又回到C点用的时间．
（3）根据几何关系求出粒子在区域Ⅰ中的轨道半径，结合半径公式求出磁感应强度的大小．
【解析】：
解：
（1）带电粒子做类平抛运动
L=
，
根据牛顿第二定律得，qE=ma，
解得电场强度E=
．
带电粒子从A点到O点，根据动能定理
，
cosα=
解得带电粒子在O点的速度大小v=2v0．
方向为与x轴夹角α=60°．
（2）由几何关系有
，
解得带电粒子在区域II中做圆周运动的轨道半径
．
粒子在区域II磁场中运动时间：
T=
，
，
在磁场外运动时间：
，
带电粒子从C点射出又回到C点用的时间
t=
．
（3）由几何关系有r1cos30°+r1sin30°=L，
，
解得区域Ⅰ的磁感应强度：
B=
．
答：
（1）电场强度E为
，带电粒子到达O点时的速度大小为2v0，方向为与x轴夹角α=60°；
（2）粒子从C点射出又回到C点用的时间t为
；
（3）区域Ⅰ的磁感应强度B的大小为
．
【点评】：
本题考查带电粒子在电磁场中的运动，注意在磁场中的运动要注意几何关系的应用，在电场中注意由类平抛运动的规律求解．
（12分）【物理-物理3-3】
12．（4分）下列说法中正确的是（ ）
A．扩散现象只发生在液体和气体中
B．从微观角度看气体的压强大小由分子的平均动能决定
C．在一定温度下，某种液体的饱和汽压是一定的
D．某种气体在温度升高的过程中对外放出热量是可能的
【考点】：
热力学第二定律；扩散．
【分析】：
扩散是由于分子热运动而产生的质量迁移现象，主要是由于密度差引起的；
饱和气压：
在一定温度下，饱和汽的分子数密度一定，饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫这种液体的饱和汽压；
热力学第一定律：
△U=W+Q；
【解析】：
解：
A、扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象，速率与物质的浓度梯度成正比，可以发生在固体、液体和气体中；故A错误；
B、从微观角度看气体的压强大小由分子热运动的平均动能和分子的数密度共同决定，故B错误；
C、饱和汽压由液体的种类和温度决定，在一定温度下，某种液体的饱和汽压是一定的，故C正确；
D、某种气体在温度升高的过程中可能有外界对其做功，根据热力学第一定律，其对外放出热量是可能的，故D正确；
故选：
CD
【点评】：
本题考查了扩散现象、气体压强的微观意义、饱和气压、热力学第一定律等，知识点多，难度小，关键是记住基础知识．
13．（8分）气象员用释放氢气球的方法测量高空的气温，气象员可以用仪器跟踪测定气球所处的高度．某次测量如下：
在地面释放一体积为8升的氢气球，此气球当体积膨胀到8.4升时即破裂，经观察知，此气球升高到1600m时破裂．已知地面附近大气的温度为27℃，常温下当地大气压随高度的变化如图所示（气球内气体的压强近似等于外界大气压）．求：
（1）气球升空的过程中球内气体对外做功还是外界对它做功？
（2）高度为1600m处大气的摄氏温度．
【考点】：
理想气体的状态方程．
【专题】：
理想气体状态方程专题．
【分析】：
（1）气球体积增大，气体对外界做功；
（2）以气球内气体为研究对象，根据理想气体状态方程列式求解．
【解析】：
解：
（1）气球体积增大，球内气体对外做功
（2）由图得：
在地面球内压强：
p1=76cmHg
1600m处球内气体压强：
p2=70cmHg
由气态方程得：
带入数据解得：
T2=
t2=290﹣273℃=17℃
答：
（1）气球升空的过程中球内气体对外做功；
（2）高度为1600m处大气的摄氏温度为17℃．
【点评】：
本题考察理想气体状态状态方程，关键从图象中读出初末状态的压强，然后根据理想气体状态方程
列式求解即可．判断做功看体积变化即可．
【物理-物理3-4】
14．下列说法正确的是（ ）
A．肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象造成的
B．根据麦克斯韦电磁理论，变化的磁场一定能产生变化的电场
C．X射线在电场中能够发生偏转
D．波的频率与振源的频率相同
【考点】：
光的干涉；光的衍射．
【分析】：
肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象造成的；麦克斯韦电磁场理论的内容：
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．X射线在电场中不能够发生偏转，波的频率与振源的频率相同．
【解析】：
解：
A、肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的薄膜干涉现象造成的；故A正确；
B、根据麦克斯韦电磁场理论的内容：
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，不均匀变化的磁场才能产生变化的电场．故B错误；
C、X射线不带电，在电场中不能够发生偏转，故C错误；
D、根据波的产生可知介质中各质点都波源的驱动力作用下做受迫振动，质点振动的频率等于波源的频率，所以波的频率与振源的频率相同．故D正确．
故选：
AD
【点评】：
该题考查到光的干涉、麦克斯韦电磁场理论、x射线的特点以及波的产生等知识点的内容，考查的点比较散，但都是记忆性的基础知识，多加积累即可做好这一类的题目．
15．有一柱状透明体，长度为L，其折射率为n1．
（1）一光束从左端面垂直于入射，求它在透明体中传播的时间；（真空中的光速为c）
（2）要使从左端任何方向射入的光都能从右端射出，求该透明体的最小折射率n．
【考点】：
光的折射定律．
【专题】：
光的折射专题．
【分析】：
（1）由公式v=
求出光在透明体中传播速度，再由t=
求出光在透明体中传播的时间．
（2）要使从左端任何方向射入的光都能从右端射出，光线在透明体侧面必须发生全反射，考虑临界情况，即光线在透明体侧面刚好发生全反射的情况，由折射定律和临界角公式结合求解．
【解析】：
解：
（1）光在透明体中传播速度v=
则光在透明体中传播的时间t=
=
（2）光在左端入射角趋近90°时，光线在透明体侧面刚好发生全反射，此时对应的折射率最小
=n
由几何关系有α+r=90
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