走向高考届高三物理人教版一轮复习习题高考物理模拟试题Word格式文档下载.docx
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=10W,因此变压器的输入功率为10W,通过R的电流的有效值为1A,则电流表A的读数为0.1A,选项B错误、D正确。
3.
2012年6月27日,中国载人深潜器“蛟龙”号7000m级海试最大下潜深度达7062m,再创中国载人深潜记录。
设潜水器在下潜或上升的过程中只受重力、海水浮力和海水阻力作用,已知海水浮力大小为F,设海水阻力与潜水器的速率成正比。
当潜水器的总质量为m时恰好匀速下降,若使潜水器以同样速率匀速上浮,则需要抛弃物体的质量为(重力加速度为g)( )
A.
-mB.2(m-
C.m-
D.2m-
[解析] 由于潜水器上浮与下降的速率相等,则所受阻力也相等,设运动过程中的阻力为Ff,在匀速下降过程中:
F+Ff=mg;
在匀速上浮过程中:
F=m′g+Ff。
联立两式解得m′=
-m,则需要抛弃的质量为(m-m′)=2(m-
),B正确。
4.在电梯内的地板上,竖直放置一根轻质弹簧,弹簧上端固定一个质量为m的物体。
当电梯匀速运动时,弹簧被压缩了x,某时刻后观察到弹簧又被继续压缩了
。
则电梯在此时刻后的运动情况可能是( )
A.以大小为
g的加速度加速上升
B.以大小为
g的加速度减速上升
C.以大小为
的加速度加速下降
D.以大小为
的加速度减速下降
[解析] 当电梯匀速运动时,弹簧被压缩了x,mg=kx;
某时刻后观察到弹簧又被继续压缩了
,物体所受合力向上,电梯加速度向上,由牛顿第二定律,
=ma,解得a=
电梯在此时刻后的运动情况可能是:
以大小为
的加速度加速上升,或以大小为
的加速度减速下降,选项D正确。
5.如图所示,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,正方形金属框电阻为R,边长为L,自线框从左边界进入磁场时开始计时,在外力作用下由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域,t1时刻线框全部进入磁场。
规定顺时针方向为感应电流i的正方向。
外力大小为F,线框中电功率的瞬时值为P,通过导体横截面的电荷量为q,则这些量随时间变化的关系正确的是( )
[答案] C
[解析] 线框速度v=at,0~t1时间内,产生的感应电动势随时间均匀增大,感应电流I均匀增大,安培力随时间均匀增大,外力F随时间变化关系是一次函数,但不是成正比的,功率P=EI随时间变化关系是二次函数,其图象是抛物线,所以C正确,B错误;
导体横截面的电荷量q=It随时间变化关系是二次函数,其图象是抛物线,D错误。
6.如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,若从水星与金星在一条直线上开始计时,天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为θ1,金星转过的角度为θ2(θ1、θ2均为锐角),如图所示,则由此条件可求得的是( )
A.水星和金星的质量之比
B.水星和金星到太阳的距离之比
C.水星和金星绕太阳运动的周期之比
D.水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比
[答案] BCD
[解析] 根据题述,在相同时间内水星转过的角度为θ1,金星转过的角度为θ2可得水星和金星二者角速度之比。
由G
=mω2r,可以得到水星和金星到太阳的距离之比,选项B正确。
由开普勒定律可以得到水星和金星绕太阳运动的周期之比,选项C正确。
G
=ma可以得到水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比,选项D正确。
7.如图,abcd是一圆形区域,处于匀强电场中,并与电场方向平行。
大量电子从圆形的中心O,以相同速率v向各个方向发射,电子从圆形边界上的不同点射出,其中到达a点的电子速度恰好为零,不计电子的重力,下列判断正确的是( )
A.在圆形边界上c点电势最高
B.到达c点的电子电势能最小,速率是2v
C.到达b、d两点的电子电势能相等,速率均是v
D.到达b、d两点的电子电势能可能不相等
[答案] AC
[解析] 根据题述到达a点的电子速度恰好为零,可知电场线方向沿ca方向,且满足eUOa=
mv2,在圆形边界上c点电势最高,a点电势最低,选项A正确;
到达c点的电子电势能最小,由动能定理可得到达c点的电子速率是
v,选项B错误;
bd连线为一等势线,到达b、d两点的电子电势能相等,速率均是v,选项C正确、D错误。
8.如图所示,斜面体放置于粗糙水平地面上,物块A通过跨过定滑轮的轻质细绳与物块B连接,系统处于静止状态,现对B施加一水平力F使B缓慢地运动,使绳子偏离竖直方向一个角度,在此过程中物块A和斜面体始终处于静止状态,则( )
A.斜面体对物块A的摩擦力一直增大
B.地面对斜面体的支持力一直增大
C.地面对斜面体的摩擦力一直增大
D.地面对斜面体的支持力保持不变
[答案] CD
[解析] 取物块B为研究对象,分析其受力情况,设细绳偏离竖直方向角度为α,则有F=mgtanα,T=
,在物块B缓慢拉高的过程中,α增大,则水平力F随之变大,对A、B两物块与斜面体整体而言,由于斜面体与物块A仍然保持静止,则地面对斜面体的摩擦力一定变大,但是因为整体竖直方向并没有受到其他力作用,故斜面体所受地面的支持力保持不变,选项C、D正确,B错误;
在这个过程中尽管绳子张力变大,但是由于物块A所受斜面体的摩擦力开始并不知道其方向,故物块A所受斜面体的摩擦力的情况无法确定,选项A错误。
第Ⅱ卷(非选择题 共62分)
二、非选择题(包括必考题和选考题两部分。
第9题~第12题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第13题~第15题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题(4题,共47分)
9.(7分)在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a)所示的实验装置。
重物通过滑轮用细线拉小车,位移传感器(发射器)随小车一起沿倾斜轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端。
实验时将重物的重力作为拉力F,改变重物重力重复实验四次,列表记录四组数据:
a/m·
s-2
2.01
2.98
4.02
5.01
F/N
1.00
2.00
3.00
4.00
(1)在图(c)所示的坐标纸上作出小车加速度a随拉力F变化的图线;
(2)从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处;
(3)如果实验时,在小车和重物之间接一不计质量的微型力传感器来测量拉力F,实验装置如图(b)所示,从理论上分析,该实验图线的斜率将________。
(填“变大”、“变小”或“不变”)
[答案]
(1)如图所示
(2)轨道倾角过大(或平衡摩擦力过度) (3)变大
[解析]
(1)小车加速度a随拉力F变化的图线如图所示。
(2)观察图线可以发现,当外力F=0时,加速度a≠0,说明在平衡摩擦力时轨道倾角过大,使得重力沿斜面向下的分力大于摩擦力。
(3)本实验中,以重物重力mg作为外力F,其实是整体的合力即F=(M+m)a,a=
,图象斜率为k=
;
换用力传感器后,拉力F就是小车受到的真实拉力,此时有a=
,所以斜率为k′=
,因此斜率将变大。
10.(8分)有一根长陶瓷管,其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜,管的两端有导电箍M和N,如图甲所示。
用多用电表欧姆挡测得MN间的电阻膜的电阻约为1kΩ,陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度。
某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验。
A.刻度尺(最小分度为毫米);
B.游标卡尺(游标尺为20分度);
C.电流表A1(量程0~5mA,内阻约10Ω);
D.电流表A2(量程0~100mA,内阻约0.6Ω);
E.电压表V1(量程5V,内阻约5kΩ);
F.电压表V2(量程15V,内阻约15kΩ);
G.滑动变阻器R1(阻值范围0~10Ω,额定电流1.5A);
H.滑动变阻器R2(阻值范围0~100Ω,额定电流1A);
I.电源E(电动势6V,内阻不计);
J.开关S及导线若干。
(1)他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为l=10.00cm,用游标卡尺测量该陶瓷管的外径,其示数如图乙所示,该陶瓷管的外径D=________cm。
(2)为了更准确地测量电阻膜的电阻,且调节方便,实验中应选用电流表________,电压表________,滑动变阻器________。
(填写器材前面的字母代号)
(3)在方框内画出测量电阻膜的电阻R的实验电路原理图。
(图中器材用题干中相应的物理量符号标注)
(4)若电压表的读数为U,电流表的读数为I,镀膜材料的电阻率为ρ,计算电阻膜厚度d的数学表达式为d=________(用已知量的符号表示)。
[答案]
(1)1.340
(2)C;
E;
G (3)如图所示 (4)
[解析]
(1)该陶瓷管的外径D=13mm+8×
0.05mm=13.40mm=1.340cm。
(2)电源电动势为6V,电压表选择V1;
流过电阻膜的最大电流约为5V/1kΩ=5mA,因为电流表A2的量程太大,指针偏转太小,测量误差太大,所以电流表应选择A1;
两个滑动变阻器的最大阻值都远小于待测电阻膜的阻值,所以应采用分压式接法,而采用分压式接法时要选择最大阻值较小的滑动变阻器,所以滑动变阻器选择R1。
(3)因为待测电阻膜的阻值很大,所以电流表采用内接法;
滑动变阻器采用分压式接法。
实验电路原理图如图所示。
(4)根据R=U/I,R=ρ
,S=πDd可得,电阻膜厚度d=
11.(13分)如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点。
水平桌面右侧有一竖直放置的轨道MNP,其形状为半径R=1.0m的圆环剪去了左上角120°
的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离是h=2.4m。
用质量为m=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点后释放,物块过B点后做匀变速运动,其位移与时间的关系为s=6t-2t2(m),物块飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道。
(不计空气阻力,g取10m/s2)
(1)求物块m过B点时的瞬时速度vB及与桌面间的动摩擦因数μ;
(2)若轨道MNP光滑,求物块经过轨道最低点N时对轨道的压力FN;
(3)若物块刚好能到达轨道最高点M,求物块从B点到M点的运动过程中克服摩擦力所做的功W。
[答案]
(1)6m/s 0.4
(2)16.8N 方向竖直向下 (3)4.4J
[解析]
(1)m过B点后遵从s=6t-2t2(m)
所以知:
vB=6m/s,a=-4m/s2
由牛顿第二定律:
μmg=ma,解得μ=0.4
(2)物块竖直方向的分运动为自由落体运动,
P点速度在竖直方向的分量vy=
=4
m/s
P点速度在水平方向的分量vx=vytan30°
=4m/s
解得离开D点的速度为vD=4m/s
由机械能守恒定律,有
mv
=
+mg(h+R-Rcosθ)
得v
=74m2/s2
根据牛顿第二定律,有FN′-mg=m
解得FN′=16.8N
根据牛顿第三定律,FN=FN′=16.8N,方向竖直向下。
(3)物块刚好能到达M点,有mg=m
解得vM=
物块到达P点的速度vP=
=8m/s
从P到M点应用动能定理,有-mgR(1+cosθ)-WPNM=
-
解得WPNM=2.4J
从B到D点应用动能定理,
有-WBD=
解得WBD=2J
物块从B点到M点的运动过程中克服摩擦力所做的功为:
2.4J+2J=4.4J
12.(19分)如图所示,在半径为R的圆形区域内有水平向里的匀强磁场,圆形区域右侧距离圆形区域右边缘为d处有一竖直感光板。
圆形区域上侧有两块平行金属极板,金属极板上侧有一粒子源,粒子源中可以发射速度很小的质量为m的2价阳离子(带电量为+2e),离子重力不计。
(1)若离子从圆形区域顶点P以速率v0平行于纸面进入磁场,求在两块平行金属极板上所加的电压U;
(2)若离子从圆形区域顶点P以速率v0对准圆心射入,若它刚好从圆形区域最右侧射出,垂直打在竖直感光板上,求圆形区域内磁场的磁感应强度B;
(3)若圆形区域内的磁场的磁感应强度为B,离子以某一速度对准圆心射入,若它从圆形区域右侧射出,以与竖直感光板成60°
的角打在竖直感光板上,求它打到感光板上时的速度;
(4)若在圆形区域右侧加上竖直向下的匀强电场,电场强度为E,粒子从圆弧顶点P以速率v0对准圆心射入,求离子打在M上的位置距离圆形区域圆心O的竖直高度h。
[答案]
(1)
(2)
(3)
(4)
[解析]
(1)由动能定理可知,2eU=
,解得U=
(2)设离子进入磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r,根据题述,离子在磁场中的运动轨迹为四分之一圆周,且r=R,如图甲所示,由牛顿第二定律得:
2ev0B=m
解得:
B=
(3)根据题述可知离子以与竖直感光板成60°
的角打在竖直感光板上,离子轨迹如图乙所示。
由图中几何关系可知,tan60°
解得离子轨迹半径r=
R
由2evB=m
,解得:
v=
(4)离子从Q点射出后做类平抛运动,如图丙所示,且
d=v0t,h=
at2
a=
联立解得:
h=
(二)选考题:
共15分。
请考生从给出的3道物理题中任选一题作答。
如果多做,则按所做的第一题计分。
13.[物理—选修3-3](15分)
(1)(6分)下列说法中正确的是( )
A.温度越高,每个分子的热运动速率一定越大
B.从微观角度看,气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的
C.随着分子间距离的增大,分子间引力增大,分子间斥力减小
D.机械能不可能全部转化为内能,内能也无法全部用来做功以转化成机械能
(2)(9分)汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故,太低又会造成耗油量上升.已知某型号轮胎能在-40℃~90℃正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm,最低胎压不低于1.6atm。
设轮胎容积不变,气体视为理想气体,请计算和回答:
①在t=20℃时给该轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适?
②为什么汽车在行驶过程中易爆胎,爆胎后胎内气体的内能怎样变化?
说明理由。
[答案]
(1)B
(2)①2.01atm~2.83atm ②见解析
[解析]
(1)热力学规律是统计规律,对单个分子没有意义,A错误;
随着分子间距离的增大,分子间引力、斥力都减小,C错误;
机械能可全部转化为内能,但是根据热力学第二定律可知,内能无法全部用来做功以转化成机械能,D错误;
大量气体分子对容器壁的频繁碰撞是气体压强的微观产生原因,B正确。
(2)①由于轮胎容积不变,轮胎内气体做等容变化。
设在T0=293K充气后的最小胎压为pmin,最大胎压为pmax。
依题意,
当T1=233K时胎压为p1=1.6atm。
根据查理定律有
即
解得pmin=2.01atm
当T2=363K时胎压为p2=3.5atm。
,
解得pmax=2.83atm,
所以胎压在20℃时的合适范围是2.01atm~2.83atm。
②汽车在行驶过程中,由于轮胎与路面的摩擦,致使胎内气体温度升高,压强变大,易爆胎;
爆胎后,胎内气体一方面由于温度降低而放热,另一方面气体膨胀对外做功,根据热力学定律知,其内能减少。
14.[物理—选修3-4](15分)
(1)(6分)一列简谐横波沿x轴传播,t=0时的波形如图所示,质点A与质点B相距1m,A点速度沿y轴正方向;
t=0.02s时,质点A第一次到达正向最大位移处,由此可知______。
A.此波沿x轴负方向传播
B.此波的传播速度为25m/s
C.从t=0时起,经过0.04s,质点A沿波传播方向迁移了1m
D.在t=0.04s时,质点B处在平衡位置,速度沿y轴正方向
E.能与该波发生干涉的横波的频率一定为25Hz
(2)(9分)国内最长的梅溪湖激光音乐喷泉,采用了世界一流的喷泉、灯光和音响设备,呈现出让人震撼的光与水的万千变化,喷泉的水池中某一彩灯发出的一条光线射到水面的入射角为30°
,从水面上射出时的折射角是45°
①求光在水面上发生全反射的临界角;
②在水池中
m深处有一彩灯(看做点光源)。
求这盏彩灯照亮的水面面积。
[答案]
(1)ABD
(2)①450 ②22m2
[解析]
(1)ABD
(2)①由折射定律
n=
,得n=
刚好全反射,有n=
得C=45°
②作出光路图,如图由sinC=
,又由题意知,点光源照亮的水面边缘处光线刚好发生全反射,由几何知识得:
sinC=
点光源照亮的水面面积为S=πR2
联立并代入数据解得,S=22m2
15.[物理—选修3-5](15分)
(1)(6分)下列说法中正确的是______。
A.α粒子散射实验证明了原子核还可以再分
B.天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构
C.分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应,但用X射线照射时光电子的最大初动能较大
D.基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后,可能发射多种频率的光子
(2)(9分)如图,两个大小相同的小球用等长的细线悬挂在同一高度,静止时两个小球恰好接触,无相互挤压,两个小球质量分别为m1和m2(m1<
m2)。
现将m1拉离平衡位置,从高h处由静止释放,与m2碰撞后被弹回,上升高度为h1,求碰后m2能上升的高度h2。
(已知重力加速度为g)
[答案]
(1)CD
(2)
[解析]
(1)CD
(2)m1碰前 m1gh=
m1v
得v1=
碰撞过程动量守恒 m1v1=-m1v1′+m2v2′
碰后m1反弹上升
m1v′
=m1gh1
m2上升
m2v′
=m2gh2
联立解得h2=