高考物理 仿真模拟卷(4＋3＋2＋3)(四)

仿真模拟卷(4＋3＋2＋3)(四)本试卷分选择题和非选择题两部分．满分120分．选择题部分(共42分)一、选择题(本题共4小题．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．)图114．如图1所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是()．解析通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，所以用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是C.答案C15．某星球的半径为R，在其表面上方高度为aR的位置，以初速度v0水平抛出一个金属小球，水平射程为bR，a、b均为数值极小的常数，则这个星球的第一宇宙速度为 ()．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均为数值极小的常数，故认为重力加速度恒定，由平抛运动规律可得bR＝v0t，aR＝eq\f(1,2)gt2，联立解得重力加速度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正确．答案C16．一列沿x轴正向传播的简谐横波，其振幅为2cm，波速为10cm/s，在传播过程中，介质中相距15cm的两质点a、b，某时刻均在x轴上方距离x轴1cm的位置，如图2所示．则下列说法正确的是()．图2A．从此时刻起，经过15sa质点运动到b位置处B．此时a、b两质点加速度大小相等，方向相反C．a质点速度最大时，b质点速度可能为0D．b质点可能比a质点先回到平衡位置解析质点不会随波迁移，所以A错误．由于a、b质点的位移相同，所以加速度大小相等，方向相同，B错误．可能存在情况如图所示，a质点比b质点先回到平衡位置，也可能情况相反，b质点比a质点先回到平衡位置，D正确．由正弦图象可知，在x轴上方振幅一半处相邻的两质点距离为eq\f(λ,3)或eq\f(2λ,3)，不是eq\f(λ,4)或eq\f(3λ,4)，所以C错误．答案D17．图3中虚线是某电场的一组等势面．两个带电粒子从P点沿等势面的切线方向射入电场，粒子仅受电场力作用，运动轨迹如实线所示，a、b是实线与虚线的交点．下列说法正确的是()．图3A．两粒子的电性相同B．a点的场强小于b点的场强C．a点的电势高于b点的电势D．与P点相比两个粒子的电势能均增大解析由电场等势线的分布可知该场源电荷为点电荷，根据点电荷电场场强E＝keq\f(Q,r2)可以判定a点的场强小于b点的场强，由于两个带电粒子的电性未知，故不能判断场源电荷的电性，a点、b点的电势高低关系无法判定，故B项正确，C项错；由于两带电粒子的入射速度方向相同，根据运动轨迹在速度与受力夹角范围内可以判定两粒子受电场力方向相反，故两粒子电性相反，且速度与电场力的夹角为锐角，电场力对两带电粒子均做正功，两带电粒子的电势能减小，故A、D均错误．答案B二、选择题(本题共3小题．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)18．如图4a所示，在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体．现对甲施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F变化的关系如图b所示．已知重力加速度g＝10m/s2，由图线可知 ()．图4A．甲的质量是2kgB．甲的质量是6kgC．甲、乙之间的动摩擦因数是0.2D．甲、乙之间的动摩擦因数是0.6解析由甲物体的a－F图象可知，当拉力F小于48N时，甲、乙两物体一起加速运动，有共同的加速度；当拉力F大于48N时，甲、乙两物体开始相对滑动．对甲物体：F－μm甲g＝m甲a，整理得a＝eq\f(F,m甲)－μg，将(48,6)和(60,8)两组数据代入解得m甲＝6kg，μ＝0.2，选项B、C正确．答案BC19．如图5所示，一束复色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃，穿过玻璃砖后从侧表面射出，变为a、b两束单色光，则以下说法正确的是 ()．图5A．玻璃对a光的折射率较大B．在玻璃中b光的波长比a光短C．在玻璃中b光传播速度比a光大D．减小入射角i，a、b光线有可能消失解析补上在玻璃内的光路，并由折射率公式n＝eq\f(sini,sinr)知nb>na，则b光频率大，波长短，A项错，B项正确；由v＝eq\f(c,n)得C项错误；由全反射知识知D项正确．答案BD20．如图6所示，足够长的金属导轨竖直放置，金属棒ab、cd均通过棒两端的环套在金属导轨上．虚线上方有垂直纸面向里的匀强磁场，虚线下方有竖直向下的匀强磁场，两匀强磁场的磁感应强度大小均为B.ab、cd棒与导轨间动摩擦因数均为μ，两棒总电阻为R，导轨电阻不计．开始两棒静止在图示位置，当cd棒无初速释放时，对ab棒施加竖直向上的力F，沿导轨向上做匀加速运动．则 ()．图6A．ab棒中的电流方向由b到aB．cd棒先加速运动后匀速运动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棒产生的电热与ab棒增加的机械能之和解析根据右手定则可以判定ab棒切割磁感线产生的感应电流的方向为由b到a，A项正确；由于ab棒沿导轨向上做匀加速运动，故电路中的感应电流为I＝eq\f(E,R)＝eq\f(BLat,R)，其值逐渐增大，对cd棒竖直方向由牛顿第二定律可得mg－μFN＝ma，又FN＝F安＝eq\f(B2L2at,R)，故随着时间的推移，cd棒先做加速度减小的变加速直线运动，后做加速度增大的变减速直线运动，最后静止，故B、C两项错；对ab棒根据功能关系可得WF＋WG＋W安＝ΔEk，解得WF＝ΔEk－WG－W安＝ΔEab＋Q，故力F做的功等于ab棒产生的电热与ab棒增加的机械能之和，D项正确．答案AD非选择题部分(共78分)非选择题部分共5题，共78分．21．(10分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学利用图7所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，滑块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与托盘相连，滑块右端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况．开始时，托盘中放少许砝码，释放滑块，通过纸带记录的数据，得到图线a.然后在托盘上添加一个质量为m＝0.05kg的砝码，再进行实验，得到图线b.已知滑块与长木板间存在摩擦，在滑块运动过程中，绳中的拉力近似等于托盘和所加砝码的重力之和，g取10m/s2，则图7图8(1)通过图8可以得出，先后两次运动的加速度之比为________；(2)根据图8，可计算滑块的质量为________kg.解析(1)由v－t图象及a＝eq\f(Δv,Δt)可解得aa＝0.6m/s2，ab＝0.8m/s2，所以aa∶ab＝3∶4.(2)设滑块质量为M，第一次实验中砝码和托盘质量为m0，由牛顿第二定律可得：m0g＝Maa，(m＋m0)g＝Mab，两式联立解得M＝2.5kg答案(1)3∶4(2)2.522．(10分)某同学为了研究一个小灯泡的灯丝电阻的U－I曲线，进行了如下操作．(1)他先用多用电表的欧姆挡“×1”挡测量，在正确操作的情况下，表盘指针如图9甲所示，可读得该小灯泡的灯丝电阻的阻值Rx＝________Ω.(2)实验中所用的器材有：电压表(量程3V，内阻约为2kΩ)电流表(量程0.6A，内阻约为0.2Ω)滑动变阻器(0～5Ω，1A)电源、待测小灯泡、电键、导线若干请画出该实验的电路图．图9(3)该同学已经根据实验数据，在图乙中描出了数据点，请画出小灯泡的U－I曲线．(4)如果把这个小灯泡直接接在一个电动势为1.5V、内阻为2.0Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率是________W(结果保留两位有效数字)．解析(1)根据多用电表的读数规则可知Rx＝2Ω；(2)小灯泡内阻很小，采用电流表外接时误差较小，电压表与小灯泡并联测电压，滑动变阻器采用分压式接法．见答案图丙．(3)见答案图丁．(4)作出小灯泡直接接在一个电动势为1.5V、内阻为2.0Ω的电池两端时的U－I图线如图所示，其与原U－I曲线的交点即为小灯泡实际工作时的电流和电压值，可得出小灯泡的实际功率为0.28W.答案(1)2(2)如图丙所示(3)如图丁所示(4)0.28(0.25～0.32都正确)23．(16分)宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用．现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆轨道运行．设每个星体的质量均为m，引力常量为G.(1)试求第一种形式下，星体运动的线速度大小和周期；(2)假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？解析(1)第一种形式下，由万有引力定律和牛顿第二定律得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)第二种形式下，设星体之间的距离为L，由万有引力定律和牛顿第二定律得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)一质量m＝0.6kg的物体以v0＝20m/s的初速度从倾角为30°的斜坡底端沿斜坡向上运动．当物体向上滑到某一位置时，其动能减少了ΔEk＝18J，机械能减少了ΔE＝3J，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，求：(1)物体向上运动时加速度的大小；(2)物体返回斜坡底端时的动能．解析(1)设物体在运动过程中所受的摩擦力大小为Ff，向上运动的加速度大小为a，由牛顿第二定律有a＝eq\f(mgsinα＋Ff,m) ①设物体动能减少ΔEk时，在斜坡上运动的距离为x，由功能关系得ΔEk＝(mgsinα＋Ff)x ②ΔE＝Ffx ③联立①②③式并代入数据可得a＝6m/s2 ④(2)设物体沿斜坡向上运动的最大距离为xm，由运动学规律可得xm＝eq\f(v\o\al(2,0),2a) ⑤设物体返回底端时的动能为Ek，由动能定理有Ek＝(mgsinα－Ff)xm ⑥联立①④⑤⑥式并代入数据可得Ek＝80J⑦答案(1)6m/s2(2)80J25．(22分)如图10所示，半径为L1＝2m的金属圆环内上、下半圆各有垂直圆环平面的有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B1＝eq\f(10,π)T．长度也为L1、电阻为R的金属杆ab，一端处于圆环中心，另一端恰好搭接在金属环上，绕着a端沿逆时针方向匀速转动，角速度为ω＝eq\f(π,10)rad/s.通过导线将金属杆的a端和金属环连接到图示的电路中(连接a端的导线与圆环不接触，图中的定值电阻R1＝R，滑片P位于R2的正中央，R2的总阻值为4R)，图中的平行板长度为L2＝2m，宽度为d＝2m．图示位置为计时起点，在平行板左边缘中央处刚好有一带电粒子以初速度v0＝0.5m/s向右运动，并恰好能从平行板的右边缘飞出，之后进入到有界匀强磁场中，其磁感应强度大小为B2，左边界为图中的虚线位置，右侧及上下范围均足够大．(忽略金属杆与圆环的接触电阻、圆环电阻及导线电阻，忽略电容器的充放电时间，忽略带电粒子在磁场中运动时的电磁辐射的影响，不计平行金属板两端的边缘效应及带电粒子的重力和空气阻力)求：图10(1)在0～4s内，两极板间的电势差UMN；(2)带电粒子飞出电场时的速度；(3)在上述前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入电场，则磁感应强度B2应满足的条件．解析(1)金属杆产生的感应电动势恒为E＝eq\f(1,2)B1Leq\o\al(2,1)ω＝2V由电路的连接特点知：E＝I·4R，U0＝I·2R＝eq\f(E,2)＝1VT1＝eq\f(2π,ω)＝20s由右手定则知：在0～4s时间内，金属杆ab中的电流方向为b→a，则φa>φb，则在0～4s时间内，φM<φN，UMN＝－1V(2)粒子在平行板电容器内做类平抛运动，在0～eq\f(T1,2)时间内水平方向L2＝v0·t1t1＝eq\f(L2,v0)＝4s<eq\f(T1,2)竖直方向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