最新高考物理模拟试题精编及答案解析五.docx
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最新高考物理模拟试题精编及答案解析五
最新高考物理模拟试题精编及答案解析(五)
(考试用时:
60分钟 试卷满分:
110分)
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、单项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
14.如图所示为氢原子的能级图,当一群氢原子从n=4能级向低能级跃迁时会辐射出光子,辐射出的所有光子中只有一种不能使金属A发生光电效应,则下列说法中正确的是( )
A.最多可辐射三种不同频率的光子
B.从n=4的激发态跃迁到基态时辐射出的光子的波长最长
C.金属A的逸出功一定大于0.66eV
D.处于基态的氢原子吸收15eV的能量后会跃迁至n=4能级
15.在平直公路上行驶的甲车和乙车,其位移—时间图象分别如图中直线和曲线所示,图中t1对应x1,则( )
A.t1到t3时间内,乙车的运动方向始终不变
B.在t1时刻,甲车的速度大于乙车的速度
C.t1到t2时间内,某时刻两车的速度相同
D.t1到t2时间内,甲车的平均速度小于乙车的平均速度
16.将一质量为m的物体分别放在地球的南、北两极点时,该物体的重力均为mg0;将该物体放在地球赤道上时,该物体的重力为mg.假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径为R,已知引力常量为G,则由以上信息可得出( )
A.地球的质量为
B.地球自转的周期为2π
C.地球同步卫星的高度为R(-1)
D.地球的第一宇宙速度大小为
17.如图所示,一束含有H、H的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器,其中沿直线O1O2运动的粒子在小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场,最终打在P1、P2两点,不计粒子间的相互作用.则( )
A.打在P1点的粒子是H
B.O2P2的长度是O2P1长度的2倍
C.H粒子与H粒子在偏转磁场中运动的时间之比为2∶1
D.H粒子与H粒子在偏转磁场中运动的时间之比为1∶1
18.如图甲所示是一台交流发电机的构造示意图,线圈转动产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示.发电机线圈电阻为1Ω,外接负载电阻为4Ω,则( )
A.线圈转速为50r/s
B.电压表的示数为4V
C.负载电阻的电功率为2W
D.线圈转速加倍,电压表读数变为原来的4倍
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分.)
19.如图所示,光滑水平地面上,可视为质点的两滑块A、B在水平外力作用下紧靠在一起压紧弹簧,弹簧左端固定在墙壁上,此时弹簧的压缩量为x0,以两滑块此时的位置为坐标原点建立如图所示一维坐标系.现将外力突然反向并使B向右做匀加速运动,下到关于拉力F、两滑块间弹力FN与滑块B的位移x变化的关系图象可能正确的是( )
20.如图甲所示,A、B、C三点是在等量同种正电荷连线中垂线上的点;一个带电荷量为q、质量为m的点电荷从C点静止释放,只在电场力作用下其运动的v-t图象如图乙所示,运动到B点处对应的图线的切线斜率最大(图中标出了该切线),其切线斜率为k,则( )
A.B点为中垂线上电场强度最大的点,大小为
B.由C点到A点电势逐渐降低
C.该点电荷由C到A的过程中电势能先减小后变大
D.B、A两点间的电势差为
21.如图所示,两条相距为d=0.5m的足够长的平行金属导轨倾斜放置,导轨与水平面间的夹角为θ=37°,导轨的下端接有阻值为R=2Ω的小灯泡L,一质量为m=0.2kg、电阻为r=1Ω、长为d=0.5m的导体棒垂直导轨放置并与导轨接触良好,导体棒和导轨间的动摩擦因数为0.5,导轨间存在垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场.现将导体棒由静止开始释放,当导体棒沿导轨下滑的距离为x=0.46m时,导体棒的速度达到v=0.9m/s,且小灯泡此时正常发光,重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则下列说法中正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为0.27W
B.导体棒的速度达到0.9m/s时,加速度大小为0.5m/s2
C.在导体棒的速度从零增大到0.9m/s的过程中,通过小灯泡L的电荷量约为0.15C
D.在导体棒的速度从零增大到0.9m/s的过程中,小灯泡L上产生的热量约为0.069J
选择题答题栏
题号
14
15
16
17
答案
题号
18
19
20
21
答案
第Ⅱ卷(非选择题 共62分)
本卷包括必考题和选考题两部分.第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答.第33~34题为选考题,考生根据要求作答.
22.(6分)某班级同学练习测量弹簧的劲度系数k:
(1)A同学先在水平面上用刻度尺测得弹簧原长为x0,然后将弹簧竖直悬挂在铁架台上,逐个挂上相同的钩码,如图甲所示.则根据对应钩码的拉力F,测出相应的弹簧总长x.该同学以F为纵坐标,Δx=x-x0为横坐标在方格纸上作出了图线,如图乙所示,请你根据此图线求出该弹簧的劲度系数k=________N/m,图线不过坐标原点的原因是_______________________________.
(2)有B、C两位同学,都先测出各自弹簧的原长,竖直悬挂弹簧时的装置却不一样,分别如图丙、丁所示,并且都以指针所指刻度值记为弹簧总长,作图方法与A同学一样,A同学认为他们的安装方法对k的测量有影响.请你评价:
B同学的安装方法导致k的测量值______;C同学的安装方法导致k的测量值________.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
23.(9分)某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有:
待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为3V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.
(1)先测电阻R1的阻值.请将该同学的操作补充完整:
①闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R0和对应的电压表示数U1;
②保持电阻箱示数不变,________,读出电压表的示数U2;
③则电阻R1的表达式为R1=________.
(2)该同学已经测得电阻R1=3.2Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值,其做法是:
闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图乙所示的-图线,则电源电动势E=______V,电阻R2=______Ω.
24.(12分)如图所示,真空中有一以O点为圆心的圆形匀强磁场区域,半径为R=0.5m,磁场垂直纸面向里.在y>R的区域存在沿-y方向的匀强电场,电场强度为E=1.0×105V/m.在M点有一正粒子以速率v=1.0×106m/s沿+x方向射入磁场,粒子穿出磁场后进入电场,速度减小到0后又返回磁场,最终又从磁场离开.已知粒子的比荷为=1.0×107C/kg,粒子重力不计.
(1)求圆形磁场区域磁感应强度的大小;
(2)求沿+x方向射入磁场的粒子,从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程.
25.(20分)如图所示,在方向水平向左、范围足够大的匀强电场中,固定一由内表面绝缘光滑且内径很小的圆管弯制而成的圆弧BD,圆弧的圆心为O,竖直半径OD=R,B点和地面上A点的连线与地面成θ=37°角,AB=R.一质量为m、电荷量为q的小球(可视为质点)从地面上A点以某一初速度沿AB方向做直线运动,恰好无碰撞地从管口B进入管道BD中,到达管中某处C(图中未标出)时恰好与管道间无作用力.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小为g.求:
(1)匀强电场的场强大小E和小球到达C处时的速度大小v;
(2)小球的初速度大小v0以及到达D处时的速度大小vD;
(3)若小球从管口D飞出时电场反向,则小球从管口D飞出后的最大水平射程xm.
请考生在第33、34两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.
33.(15分)【物理——选修3-3】
(1)(5分)下列说法正确的是________.(选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分.)
A.分子力减小时,分子势能也一定减小
B.只要能减弱分子热运动的剧烈程度,物体的温度就可以降低
C.扩散和布朗运动的实质是相同的,都是分子的无规则运动
D.一定质量的理想气体,在温度不变而体积增大时,单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少
E.热量能够自发地从高温物体传递到低温物体,但不能自发地从低温物体传递到高温物体
(2)(10分)图示为一上粗下细且下端开口的薄壁玻璃管,管内有一段被水银密闭的气体,下管足够长,图中管的截面积分别为S1=2cm2、S2=1cm2,管内水银长度为h1=h2=2cm,封闭气体长度L=10cm.大气压强为p0=76cmHg,气体初始温度为300K.若缓慢升高气体温度,试求:
①当粗管内的水银刚被全部挤出时气体的温度;
②当气体温度为525K时,水银柱上端与玻璃管底部的距离.
34.(15分)【物理——选修3-4】
(1)(5分)如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的图象,P、Q为波传播过程中的两个质点,图乙为质点P的振动图象,则下列说法中正确的是________.(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.该波沿x轴正方向传播
B.该波的传播速度大小为1m/s
C.经过0.4s,质点Q沿波的传播方向运动0.4m
D.该波在传播过程中,若遇到0.2m长的障碍物,能够发生明显的衍射现象
E.P、Q两质点的振动方向一直相反
(2)(10分)如图所示,某工件由截面为直角三角形的三棱柱与半径为R的圆柱两个相同的透明玻璃材料组成,已知三角形BC边的长度为R,∠BAC=30°.现让一细束单色光从AB边上距A点为R的D点沿与AB边成α=45°斜向右上方的方向入射,光线经AC边反射后刚好能垂直于BC边进入圆柱区域.
①试计算光线从圆弧上的E点(图中未画出)射出时的折射角;
②试计算该细束光在玻璃中传播的时间(光在真空中的速度为c).
答案解析
14.解析:
选C.因一群氢原子处于量子数为n的激发态时,最多可辐射出C种不同频率的光子,所以当一群氢原子从n=4能级向低能级跃迁时最多可辐射出6种不同频率的光子,A错;由ΔE=h知,从n=4的激发态跃迁到基态时辐射出的光子频率最大,对应的波长最短,B错;因只有一种光子不能使金属A发生光电效应,由发生光电效应的条件为ΔE>W逸出知,能量最小的光子是氢原子从n=4的激发态跃迁到n=3的激发态时辐射出的,对应能量为0.66eV,所以金属A的逸出功一定大于0.66eV,C对;处于基态的氢原子跃迁到n=4能级所需要的能量为-0.85eV+13.6eV=12.75eV≠15eV,D错.
15.解析:
选C.乙车图线的切线斜率先为正值后为负值,可知乙车的运动方向发生了变化,故A错误.在t1时刻,乙车图线的切线斜率大于甲车图线的切线斜率,所以乙车的速度大于甲车的,故B错误.在t1到t2时间内,乙车图线的切线斜率某时刻等于甲车图线的切线斜率,则在此时刻两车速度相同,故C正确.在t1到t2时间内,两车的位移相同,时间相同,则平均速度相同,故D错误.
16.解析:
选C.在地球南、北两极点时,物体受到的重力与万有引力大小相等,即=mg0,解得M=,选项A错误;由于在地球赤道上该物体的重力为mg,则有mg0-mg=mω2R,可解得ω=,故地球自转的周期为T==2π,选项B错误;由于地球同步卫星围绕地球转动的周期等于地球自转的周期,故由万有引力定律可得=m′ω2(R+h),解得地球同步卫星的高度为h=R(-1),选项C正确;由于地球的第一宇宙速度大小等于卫星围绕地球转动的最大速度,则有=m0,解得v=,又因为GM=g0R2,故v=,选项D错误.
17.解析:
选B.沿直线O1O2运动的粒子在速度选择器中所受电场力和洛伦兹力大小相同,故速度大小相同,在偏转磁场中,由qvB2=m可得R=.由于H的质量是H质量的2倍,所以H的轨迹半径是H的轨迹半径的2倍,O2P2的长度是O2P1长度的2倍,打在P1点的粒子是H,选项A错误,B正确.H、H在匀强磁场中运动轨迹都是半个圆周,其时间都是半个周期,由T=可知两者运动时间之比为1∶2,选项C、D错误.
18.解析:
选C.由图乙可知,线圈转动产生的交变电流的周期为T=0.04s,电动势最大值为Em=5V.由f=可知频率为25Hz,即线圈转速n=f=25r/s,选项A错误.电动势有效值E==V.根据闭合电路欧姆定律,负载电阻中电流I==A,负载电阻两端电压即电压表示数U=IR=2V,选项B错误.负载电阻R的电功率P=UI=2×W=2W,选项C正确.由产生的感应电动势最大值表达式Em=nBSω,ω=2πf=2πn可知,线圈转速加倍,转动的角速度ω加倍,感应电动势的最大值加倍,电压表读数加倍,选项D错误.
19.解析:
选BD.外力反向后,A水平方向受弹簧弹力与B对A的弹力作用,B水平方向受A对B的弹力与拉力F作用,A、B先共同向右做匀加速运动,当两滑块间弹力恰好为0时,A、B分离.当两滑块间弹力恰好为0时,A、B加速度相同,此时A的加速度由弹簧弹力提供,所以此时弹簧未恢复原长,此后B在水平方向只受F作用,BD正确.
20.解析:
选AB.由速度-时间图象可知,图象的斜率表示点电荷的加速度,由题意B点的斜率最大,知B点处点电荷的加速度最大为k,电场力最大,B点的电场强度最大,由牛顿第二定律可知点电荷所受的电场力大小为F=km,又F=Eq,所以B点的电场强度为E=,A正确;根据等量同种正电荷的电场线的分布情况可知,沿电场线的方向电势降低,B正确;点电荷从C运动到A的整个过程中,一直做加速运动,则电场力一直做正功,电势能一直减小,C错误;根据功能关系WBA=qUBA=mv-mv,解得UBA=,D错误.
21.解析:
选BCD.当导体棒的速度为v=0.9m/s时,小灯泡正常发光,小灯泡的额定功率为PL=I2R,而I=,E=Bdv,代入数据可得PL=0.18W,选项A错误;当导体棒的速度达到v=0.9m/s时,对导体棒由牛顿第二定律有mgsinθ-μmgcosθ-=ma,代入数据解得a=0.5m/s2,选项B正确;导体棒的速度从零增大到0.9m/s的过程中,导体棒沿导轨下滑了x=0.46m,故q=Δt==≈0.15C,选项C正确;导体棒的速度从零增大到0.9m/s的过程中,小灯泡上产生的热量为QL,由能量守恒定律可得QL=(mgxsinθ-μmgxcosθ-mv2)=0.069J,选项D正确.
22.解析:
(1)由题图乙可知k=N/m=200N/m,图线不过坐标原点的原因是弹簧自身有重力,当弹簧竖直悬挂起来时,由于弹簧的自重,弹簧已经有一定的形变.
(2)只要安装方法不影响斜率,就不影响k,即指针示数的变化能反映弹簧的形变量即可,经分析,B同学的安装方法不影响弹簧伸长量的测量,而C同学的安装方法则漏测最下面一小段弹簧的形变量,会导致测得的弹簧伸长量偏小,而导致k偏大.
答案:
(1)200(2分) 弹簧自身有重力(2分)
(2)不变(1分) 偏大(1分)
23.解析:
(1)由题知,应将S2切换到b,在电流不变的情况下测R1和R两端电压;由欧姆定律有:
U2=I(R0+R1),U1=IR0,联立解得:
R1=R0.
(2)根据闭合电路欧姆定律,有E=U+(R1+R2),变形得=+·,对比图象,有=b=0.5,得E=2V;=k==2.0,R1=3.2Ω,得R2=0.8Ω.
答案:
(1)将S2切换到b(2分) R0(3分)
(2)2(2分) 0.8(2分)
24.解析:
(1)沿+x方向射入磁场的粒子进入电场后,速度减小到0,则粒子一定是从如图的P点射出磁场、逆着电场线运动的,所以粒子在磁场中做圆周运动的半径r=R=0.5m(1分)
根据Bqv=(1分)
得B=,代入数据得B=0.2T(2分)
(2)粒子返回磁场后,经磁场偏转后从N点射出磁场,MN为直径,粒子在磁场中的总路程为二分之一圆周长
s1=πR(2分)
设在电场中的路程为s2,根据动能定理得
Eq=mv2(2分)
s2=(2分)
总路程s=πR+,
代入数据得s=(0.5π+1)m(2分)
答案:
(1)0.2T
(2)(0.5π+1)m
25.解析:
(1)小球做直线运动时的受力情况如图1所示,小球带正电,则
qE=(2分)
得E=(1分)
小球到达C处时电场力与重力的合力恰好提供小球做圆周运动的向心力,如图2所示,
OC∥AB,则=m(2分)
得v=(1分)
(2)小球“恰好无碰撞地从管口B进入管道BD”说明AB⊥OB
小球从A点运动到C点的过程,根据动能定理有
-·2R=mv2-mv(2分)
得v0=(1分)
小球从C处运动到D处的过程,根据动能定理有
(R-Rsinθ)=mv-mv2(2分)
得vD=(1分)
(3)小球水平飞出后,在水平方向上做初速度为的匀变速运动,竖直方向上做自由落体运动,则
水平方向上的加速度ax=(1分)
v=2axx0(2分)
得x0=R
小球从管口D飞出到落地所用的时间设为t,则
R+Rcosθ+Rsinθ=gt2(2分)
得t=
由于t0==<t,说明小球在水平方向上速度为0时,小球尚未落地(1分)
则最大水平射程xm=x0=R(2分)
答案:
(1)
(2)
(3)R
33.解析:
(1)分子间距离从平衡位置开始增大时,分子力表现为引力,分子力先增大后减小,分子力一直做负功,分子势能一直增大,A错误;温度是分子平均动能的标志,只要能减弱分子热运动的剧烈程度,物体的温度就可以降低,B正确;扩散现象指不同的物质相互接触时彼此进入对方的现象,布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,不是分子的无规则运动,C错误;一定质量的理想气体,体积增大时,单位体积内气体分子数减少,温度不变,分子的平均动能不变,则单位时间内碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少,D正确;热量能够自发地从高温物体传递到低温物体,但不能自发地从低温物体传递到高温物体而不引起其他变化,E正确.
(2)①设全部进入细管水银长度为x
V液=h1S1+h2S2
x==6cm(1分)
p1=p0-(h1+h2)cmHg=72cmHg
p2=p0-xcmHg=70cmHg(1分)
由理想气体状态方程=(2分)
T1=300K
代入数据解得T2=350K(1分)
②气体温度从T2上升到T3=525K,经历等压过程,设水银柱上端离开粗细接口处的高度为y
=(2分)
解得y==12cm(2分)
所以水银柱上端与玻璃管底部的距离h=y+L+h1=24cm(1分)
答案:
(1)BDE
(2)①350K ②24cm
34.解析:
(1)由题图乙可知,质点P在t=0时刻向下振动,故该波沿x轴负方向传播,选项A错误;由题图甲可知,该波的波长为λ=0.4m,由题图乙可知,该波的周期为T=0.4s,故v==1m/s,选项B正确;在波传播的过程中,质点只在其平衡位置上下振动,故选项C错误;该波的波长为λ=0.4m,而障碍物的长度只有0.2m,障碍物的尺寸小于该波的波长,故会发生明显的衍射现象,选项D正确;由于P、Q两质点刚好相距半个波长,故两质点的振动方向始终相反,选项E正确.
(2)①光线在三棱柱和圆柱中的光路图如图所示.
由几何关系可知,β=30°,故由折射定律可得该玻璃对该单色光的折射率为n=(1分)
解得n=(1分)
由几何关系可知,
==Rcos30°=R(1分)
故在△GEB中,由几何关系可得∠GEB=30°(1分)
又因为n=,故sinγ=nsin∠GEB=(1分)
即γ=45°(1分)
②由几何关系可知,=R,==R
故光在玻璃中的传播路程为s=R(1分)
光在该玻璃中的传播速度为v=(1分)
故光在玻璃中传播的时间为t=(1分)
解得t=R(1分)
答案:
(1)BDE
(2)①45° ②R