高考物理三轮模拟卷四.docx
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高考物理三轮模拟卷四
模拟卷（四）
一、选择题（本题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，第14～17题只有一项符合题目要求，第18～21题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.）
14.伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：
他让一个铜球从阻力很小（可忽略不计）的斜面上由静止开始滚下，并且做了上百次.假设某次实验伽利略是这样做的：
在斜面上任取三个位置A、B、C.让小球分别由A、B、C滚下，如图1所示，A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1，v2、v3，则下列关系式中正确并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是（ ）
图1
A.
＝
＝
B.
＝
＝
C.s1－s2＝s2－s3D.
＝
＝
答案 D
解析 A中的表达式
＝
＝
＝a，即都是小球运动的加速度，但是不是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下运动是匀变速直线运动，选项A错误；因为
表示从A点下落到底端的平均速度，同理
，
分别表示从B、C两点下落到底端的平均速度，故式子不成立，选项B错误；C中的s1－s2并不等于s2－s3，选项C错误；因s＝
at2，则
＝
＝
＝
a，因时间和位移都很容易测出，则D关系式正确，并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动，故选D.
15.如图2所示，倾角θ＝37°的斜面固定在水平面上，一质量M＝1.5kg的物块受平行于斜面向上的轻质橡皮筋拉力F＝9N作用，平行于斜面的轻绳一端固定在物块M上，另一端跨过光滑定滑轮连接A、B两个小物块，物块M处于静止状态.已知物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，mA＝0.2kg，mB＝0.4kg，g取10m/s2.则剪断A、B间轻绳后，关于物块M受到的摩擦力的说法中正确的是（sin37°＝0.6）（ ）
图2
A.滑动摩擦力，方向沿斜面向下，大小为4N
B.滑动摩擦力，方向沿斜面向下，大小为2N
C.静摩擦力，方向沿斜面向下，大小为7N
D.静摩擦力，方向沿斜面向上，大小为2N
答案 D
解析 开始时物块M受静摩擦力作用，大小为Ff＝（mA＋mB）g＋Mgsin37°－F＝6N，方向沿斜面向上，剪断A、B间轻绳后，假设M仍静止，则此时M所受的静摩擦力为：
Ff′＝mAg＋Mgsin37°－F＝2N.因为2N＜6N，故可知物块M仍然处于静止状态，故选项D正确.
16.已知质量分别均匀的球壳对其内部物体的引力为零.科学家设想在赤道正上方高d处和正下方深为d处各修建一环形轨道，轨道面与赤道面共面.现有A、B两物体分别在上述两轨道中做匀速圆周运动，若地球半径为R，轨道对它们均无作用力，则两物体运动的向心加速度大小、线速度大小、角速度、周期之比下列判断正确的是（ ）
A.
＝（
）2B.
＝
C.
＝
D.
＝
答案 B
解析 设地球密度为ρ，则有：
在赤道上方：
＝
＝aA＝（R＋d）ω
＝
；
在赤道下方：
＝
＝aB＝（R－d）ω
＝
解得：
＝
；
＝
；
＝
；
＝
，故选B.
17.“娱乐风洞”是一种惊险的娱乐项目.在竖直的圆筒内，从底部竖直向上的风可把游客“吹”起来，让人体验太空飘浮的感觉（如图3甲）.假设风洞内各位置的风速均相同且保持不变，已知人体所受风力的大小与正对风的面积成正比，水平横躺时受风面积最大，站立时受风面积最小、为最大值的
；当人体与竖直方向成一倾角、受风面积是最大值的
时，人恰好可静止或匀速漂移.如图乙所示，在某次表演中，质量为m的表演者保持站立身姿从距底部高为H的A点由静止开始下落；经过B点时，立即调整身姿为水平横躺并保持；到达底部的C点时速度恰好减为零.则在从A到C的过程中，下列说法正确的是（ ）
图3
A.表演者加速度的最大值是
g
B.B点的高度是
H
C.从A到B表演者克服风力做的功是从B到C克服风力做功的
D.若保持水平横躺，表演者从C返回到A时风力的瞬时功率为
答案 C
解析 由题意，人体受风力大小与正对面积成正比，设最大风力为Fm，由于受风力有效面积是最大值的一半时，恰好可以静止或匀速漂移，故可以求得重力G＝
Fm，人站立时风力为
Fm，其下落加速度a1＝
＝
g；人平躺下落时，其加速度a2＝
＝g，即表演者加速度的最大值是g，因而选项A错误；设B点的高度是h，下降的最大速度为v，根据匀变速直线运动规律，有v2＝2a1（H－h）,v2＝2a2h，，联立解得：
h＝
H，选项B错误；表演者从A至B克服风力所做的功W1＝
Fm（H－h）＝
FmH；从B至C过程克服风力所做的功W2＝Fmh＝
FmH，从A到B表演者克服风力做的功是从B到C克服风力做功的
，选项C正确；若保持水平横躺，人平躺上升时，其加速度a＝
＝g，表演者从C返回到A时，速度v＝
，风力的瞬时功率为P＝Fmv＝2mg
＝2
，选项D错误.
18.如图4甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动.现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙或图丙所示.不计空气阻力.下列说法中正确的是（ ）
图4
A.在图乙中，t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等
B.在图乙中，t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等
C.在图丙中，t3时刻小球通过最高点，图丙中S3和S4的面积相等
D.图丙中小球的初速度大于图乙中小球的初速度
答案 ACD
解析 过最高点后，水平分速度要增大，经过四分之一圆周后，水平分速度为零，可知从最高点开始经过四分之一圆周，水平分速度先增大后减小，可知t1时刻小球通过最高点，根据题意知，图中x轴上下方图线围成的阴影面积分别表示从最低点经过四分之一圆周，然后再经过四分之一圆周到最高点的水平位移大小，可知S1和S2的面积相等，故A正确，B错误；在图丙中，根据水平分速度的变化可知，t＝0时刻，小球位于左侧水平位置，t3时刻小球通过最高点，根据题意知，图中S3和S4的面积分别表示从最低点向左经过四分之一圆周，然后再经过四分之一圆周到最高点的水平位移大小，可知S3和S4的面积相等，故C正确.由图知，图丙中小球通过最高点的速度大于图乙小球通过最高点的速度，所以图丙中小球的初速度大于图乙中小球的初速度，故D正确.故选A、C、D.
19.如图5甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器.升压变压器原副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小.电压表V显示加在报警器上的电压（报警器未画出）.未出现火警时，升压变压器的输入功率为750kW.下列说法中正确的有（ ）
图5
A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz
B.远距离输电线路损耗功率为180kW
C.当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大
D.当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大
答案 AD
解析 由图乙知交流电的周期为0.02s，所以频率为50Hz，A正确；由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25000V，所以输电线中的电流为：
I＝
＝30A，输电线损失的电压为：
ΔU＝IR＝30×100V＝3000V，输电线路损耗功率为：
ΔP＝ΔUI＝90kW，B错误，当传感器R2所在处出现火警时其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V的示数变小，C错误；由C知副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电流变大，D正确.
20.用如图6所示的装置研究光电效应现象.所用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零；移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，则下列说法正确的是（ ）
图6
A.光电子的最大初动能始终为1.05eV
B.光电管阴极的逸出功为1.05eV
C.开关S断开后，电流表G中有电流流过
D.当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电流增大
答案 BC
解析 根据题述“当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0”可知截止电压为1.7V，由动能定理可知，光电子的最大初动能始终为1.7eV，选项A错误.由爱因斯坦光电效应方程，可知光电管阴极的逸出功为W＝E－Ek＝2.75eV－1.7eV＝1.05eV，选项B正确.开关S断开后，产生的光电子可形成回路，电流表G中有电流流过，选项C正确.当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，没有电流通过，选项D错误.
21.在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l.金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连.棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图7所示.从图示位置在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象可能正确的是（规定金属棒ab中电流方向由a到b为正）（ ）
图7
答案 AC
解析 ab向右运动，切割磁感线，由右手定则可知，产生的感应电流方向从b到a（电流为负值）.根据法拉第电磁感应定律，导体棒切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流i随时间变化图象A可能正确，B一定错误.在ab切割磁感线运动过程中，由于cd没有进入磁场中，不受安培力作用，在0～t0时间内，绝缘细线中张力F等于零，在cd进入磁场区域切割磁感线运动时，受到安培力作用，绝缘细线中张力F＝BIL＝
＝
＝
，绝缘细线中张力F随时间变化图象C图可能正确，D图一定错误.
二、非选择题（本题共4小题，共47分）
22.（5分）如图8甲所示，为验证动能定理的实验装置，较长的小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定两个完全相同的遮光条A、B，小车、传感器及遮光条的总质量为M，小车放在安装有定滑轮和光电门的光滑轨道D上，光电门可记录遮光条A、B通过它时的挡光时间.用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行（滑轮质量、摩擦不计）.
图8
（1）用螺旋测微器测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d＝____________mm.
（2）实验过程中____________满足M远大于m（填“需要”或“不需要”）.
（3）实验主要步骤如下：
①测量小车、传感器及遮光条的总质量M，测量两遮光条的距离L；按图甲正确连接器材.
②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录传感器的示数F及遮光条A、B经过光电门的挡光时间tA和tB，则验证动能定理的表达式为____________.（用字母M、F、L、d、tA、tB表示）
答案
（1）0.400（0.399～0.401均给分）
（2）不需要
（3）FL＝
（
－
）
解析
（1）根据螺旋测微器的读数规则，遮光条的宽度d＝0.400mm.
（2）由于实验中小车的力由力传感器测出，所以无需M远大于m.
（3）遮光条通过光电门时的速度用遮光条的宽度除以相应的挡光时间得出，即vA＝
，vB＝
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