南京师大附中2004物理高考模拟试题

南京师大附中2004物理高考模拟试题

南京师大附中物理高考模拟试题 ‎　　本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．共150分．考试用时120分钟．‎ 第Ⅰ卷（选择题共40分）‎ ‎　　注意事项：‎ ‎　　1．答第Ⅰ卷前，考生务必将自己的姓名、考试号、考试科目涂写在答题卡上．考试结束，将试题卷和答题卡一并交回．‎ ‎　　2．每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，不能答在试题卷上．‎ ‎　　一、本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．‎ ‎　　1．夏天，海面上的下层空气的温度比上层低，我们设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的，远处的景物发出的或反射的光线由于不断折射，越来越偏离原来的方向，人们逆着光线看去就出现了蜃楼，如图所示，下列说法中正确的是（　）．‎ ‎　　A．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小 ‎　　B．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要大 ‎　　C．A是蜃楼，B是景物 ‎　　D．B是蜃楼，A是景物 ‎　　2．地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量的测定，推算出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时（岩石形成初期时不含铅）的一半．铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图所示，图中N为铀238的原子数，为铀和铅的总原子数．由此可以判断出（　）．‎ ‎　　A．铀238的半衰期为90亿年 ‎　　B．地球的年龄大致为45亿年 ‎　　C．被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1∶4‎ ‎　　D．被测定的古老岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶3‎ ‎　　3．单匝闭合线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动的过程中，线框中的最大磁通量为，最大感应电动势为，则下列说法中正确的是（　）．‎ ‎　　A．当穿过线框的磁通量为零时，线框中感应电动势也为零 ‎　　B．当穿过线框的磁通量减小时，线框中感应电动势在增大 ‎　　C．当穿过线框的磁通量等于0.5时，线框中感应电动势为0.5‎ ‎　　D．线框转动的角速度等于／‎ ‎　　4．如图所示为电冰箱的工作原理图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．那么，下列说法中正确的是（　）．‎ ‎　　A．在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量 ‎　　B．在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量 ‎　　C．在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量 ‎　　D．在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸收热量 ‎　　5．一个小孩在蹦床上做游戏，他从高处落到蹦床上后又被弹回到原高度．小孩从高处下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图象如图所示，图中Oa段和cd段是直线．根据此图象可知，小孩跟蹦床相接触的时间为（　）．‎ ‎　　A．　　　　　 B． 　　C．　　 　　　D．‎ ‎　　6．如图所示，质量为M的长平板车放在光滑的倾角为a 的斜面上，车上站着一质量为m的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人必须（　）．‎ ‎　　A．匀速向下奔跑 ‎　　B．以加速度向下加速奔跑 ‎　　C．以加速度向上加速奔跑 ‎　　D．以加速度向下加速奔跑 ‎　　7．如图所示，木板质量为M，长度为L，小木块质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为m ．开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至右端，拉力至少做功为（　）． ‎ ‎　　A．m mgL　　　　B．2m mgL　　 C．m mgL／2　　D．‎ ‎　　8．在防治“非典”期间，在机场、车站等交通出入口，使用了红外线热像仪．红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播．关于红外线热像仪，下列说法正确的是（　）．‎ ‎　　A．选择红外线进行检测，主要是因为红外线光子能量小，可以节约能量 ‎　　B．红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测 ‎　　C．红外线热像仪同时还具有杀菌作用 ‎　　D．一切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同 ‎　　9．宇航员在探测某星球时，发现该星球均匀带电，且电性为负，电量为Q，表面无大气．在一次实验中，宇航员将一带电一q（qQ）的粉尘置于离该星球表面h高处，该粉尘恰处于悬浮状态；宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h处，无初速释放，则此带电粉尘将（　）‎ ‎　　A．背向星球球心方向飞向太空 　 　B．仍处于悬浮状态 ‎　　C．沿星球自转的线速度方向飞向太空 　　D．向星球球心方向下落 ‎　　10．如图所示，质量为M的长木板静止在光滑的水平地面上，在木板的右端有一质量为m的小铜块，现给铜块一个水平向左的初速度，铜块向左滑行并与固定在木板左端的长度为L的轻弹簧相碰，碰后返回且恰好停在长木板右端．根据以上条件可以求出的物理量是（　）．‎ ‎　　A．轻弹簧与铜块相碰过程中所具有的最大弹性势能 ‎　　B．整个过程中转化为内能的机械能 ‎　　C．长木板速度的最大值 ‎　　D．铜块与长木板之间的动摩擦因数 第Ⅱ卷（非选择题　共110分）‎ ‎　　注意事项：‎ ‎　　1．Ⅱ卷用钢笔或圆珠笔直接答在试题卷上．‎ ‎　　2．答卷前将密封线内的项目填写清楚．‎ ‎　　二、本题共3小题，共20分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作图．‎ ‎　　11．（6分）用打点计时器和重锤在自由下落的情况下验证机械能守恒定律的实验中，电源频率为50 Hz，依次打出的点为0，1，2，3，4，则 ‎　　（1）在图中两条纸带中应选取的纸带是________，因为______________．‎ ‎　　（2）如从起点0到第3点之间来验证，必须测量和计算出的物理量为________‎ ‎，验证的表达式为______________．‎ ‎（a） （b）‎ ‎　　12．（6分）图中（a）为示波器面板，（b）为一信号源．‎ ‎　　（1）若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形，应将信号源的a端与示波器面板上的________接线柱相连，b端与________接线柱相连．‎ ‎　　（2）若示波器所显示的输入波形如图（c）所示，要将波形上移，应调节面板上的________旋钮；要使此波形横向展宽，应调节________旋钮；要使屏上能够显示3个完整的波形，应调节________旋钮．‎ ‎　　13．（8分）假设我们已经进入了航天时代，一个由3名高中学生组成的航天兴趣小组乘外星科学考察飞船前往某X星球，准备用携带的下列器材测量X星球表面的重力加速度，这些器材是：‎ ‎　　A．钩码一盒，质量未知且各钩码质量不等 ‎　　B．重锤一个，质量未知 ‎　　C．带孔金属小球一个，直径已知为d ‎　　D．太阳能电池板一块，输出直流电压可满足任何要求 ‎　　E．无弹性丝线若干根 ‎　　F．导线，开关若干 ‎　　G．刻度尺1把 ‎　　H．测力计1个 ‎　　I．天平1台（含砝码1盒）‎ ‎　　J．打点计时器1台（含复写纸片、纸带）‎ ‎　　K．电子秒表1个 ‎　　L．带有光控计时器的实验平板一块．在平板两端各有一个光控门，同时还配有其专用的直流电源、导线、开关、重锤线、滑块，该器材可用来测量物体从一个光控门运动到另一个光控门的时间 ‎　　M．支架：能满足实验所需的固定作用 ‎　　到达X星球后，三位学生从以上器材中选择各自所需的器材（同一器材可以重复选用），用不同的方法各自独立地测出了重力加速度的值．现请你完成他们所做的实验：‎ ‎　　实验一：（已经完成）‎ ‎　　（1）器材有：A、H、I ‎　　（2）主要的实验步骤是：‎ ‎　　①选取一个合适的钩码，用天平测出质量m；‎ ‎　　②用测力计测出该钩码的重力F；‎ ‎　　（3）计算重力加速度的表达式为 ‎　　实验二：‎ ‎　　（1）选用的器材有：____________________；‎ ‎　　（2）写出主要的实验步骤（简明扼要）：‎ ‎　　___________________________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________________________‎ ‎　　（3）计算重力加速度的表达式为______________________．‎ ‎　　实验三：（1）选用的器材有：_____________________；‎ ‎　　（2）写出主要的实验步骤（简明扼要）‎ ‎　　___________________________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________________________‎ ‎　　（3）计算重力加速度的表达式为_______________________．‎ ‎　　三、本题共7小题，90分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．‎ ‎　　14．（12分）如图所示，有一块矩形玻璃砖，其折射率为n，有一入射光线从AB表面以a 角射入，从BC面射出，射出光线与法线的夹角为b．求：‎ ‎　　（1）玻璃砖的折射率n（用a 、b 的三角函数表示）‎ ‎　　（2）若玻璃砖的折射率为，且BC面刚好没有光线射出，则入射角a 的值为多少?‎ ‎ ‎ ‎　　15．（12分）如图所示，在水平面上有一个质量为m的物体，在水平拉力作用下由静止开始移动一段距离后，达到一斜面底端，这时撤去外力物体冲上斜面，沿斜面上滑的最大距离和平面上运动的距离相等，然后物体又沿斜面下滑，恰好停在 平面上的出发点．已知斜面倾角为30°，斜面与平面上动摩擦因数相同．求：物体受到的水平拉力的大小．‎ ‎　‎ ‎　16．（11分）约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道．维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下．‎ ‎　　在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，而且竟在德国取得了专利权!‎ ‎　　请你分析一下，维尔金斯“永动机”能实现吗?‎ ‎　　17．（12分）半导体是导电性介于导体和绝缘体之间的材料．参与半导体导电的粒子——载流子有两种：自由电子和空穴，自由电子导电是大家所熟悉的，不过半导体中的自由电子浓度比金属中小得多．“空穴”可以看成是带正电粒子，空穴的定向移动也形成电流，那就是空穴导电，这样我们就可以以参与导电的载流子不同而将半导体分为两类：P型半导体和N型半导体，以空穴导电为主的半导体叫P型半导体，以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体．如图所示，是为了检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的装置示意图，图中一块半导体样品板放在垂直于板平面水平向里的匀强磁场中，当有大小为I的恒定电流垂直于磁场方向通过样品板时，在板的上、下两个侧面之间会产生个恒定的电势差．‎ ‎（1）如果测得，则这块样品板的载流子是正电荷还是负电荷?说明理由．‎ ‎　　（2）设磁场的磁感应强度为B，样品板的厚度为d，宽度为b，每个载流子所带电量的绝对值为e．证明，样品板在单位体积内参与导电的载流子数目为．‎ ‎　　18．（14分）如图所示，质量M＝0.8 kg的小车静止在光滑的水平面上，左端紧靠竖直墙．在车上左端水平固定着一只弹簧，弹簧右端放一个质量m＝0.2kg的滑块，弹簧为原长时，滑块位于C处（滑块可以视为质点），车的上表面AC部分为光滑水平面，CB部分为粗糙水平面．CB长l＝1m、与滑块的摩擦因数m ＝0.4．水平向左推动滑块，将弹簧压缩，然后再把滑块从静止释放，在压缩弹簧过程中推力做功2.5 J，滑块释放后将在车上往复运动，最终停在车上某处．设滑块与车的B端碰撞时机械能无损失，g取，求：‎ ‎（1）滑块释放后，第一次离开弹簧时的速度大小；‎ ‎　　（2）滑块停在车上的位置离B端多远?‎ ‎ 18题图 ‎　　19．（14分）1951年，物理学家发现了“电子偶数”．所谓“电子偶数”，就是由一个负电子和一个正电子绕它们的质量中心旋转形成的相对稳定的系统．已知正、负电子的质量均为，普朗克常量为h，静电力常量为k．‎ ‎（1）若正、负电子是由一个光子和核场相互作用产生的，且相互作用过程中核场不提供能量，则此光子的频率必须大于某个临界值，此临界值为多大?‎ ‎（2）假设“电子偶数”中正、负电子绕它们质量中心做匀速圆周运动的轨道半径r、运动速度v及电子的质量满足玻尔的轨道量子化理论：（n＝1，2，…，表示轨道量子数），“电子偶数”的能量为正负电子运动的动能和系统的电势能之和，已知两正负电子相距为L时系统的电势能为．试求n＝1时“电子偶数”的能量；‎ ‎（3）“电子偶数”由第一激发态跃迁到基态发出光子的波长为多大?‎ ‎　　20．（15分）如图所示，abcd为质量M＝2 kg的导轨，放在光滑绝缘的水平面，另有一根质量m＝0.6 kg的金属棒PQ平行于bc放在水平导轨上，PQ棒左边靠着绝缘的竖直立柱e、f（竖直立柱光滑，且固定不动），导轨处于匀强磁场中，磁场以为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度大小都为B＝0.8 T．导轨的bc段长l＝0.5 m，其电阻r＝0.4 W，金属棒的电阻R＝0.2W，其余电阻均可不计．金属棒与导轨间的动摩擦因数m ＝0.2．若在导轨上作用一个方向向左、大小为F＝2N的水平拉力，设导轨足够长，重力加速度g取，试求：‎ ‎（1）导轨运动的最大加速度；‎ ‎（2）导轨的最大速度；‎ ‎　　（3）定性画出回路中感应电流随时间变化的图线．‎ 参考答案 ‎1．AC2．BD　3．BD 4．BC　5．C　6．D　7．A　8．D　9．B　10．AB　‎ ‎11．（1）（a），物体自由下落时第一、二两点间的距离接近2 mm；　（2）测量点0和2之间的距离（）、点1和3之间的距离（），计算点2的瞬时速度（）；．‎ ‎12．（1）Y输入，地；　（2）6，X增益，扫描范围和扫描微调　‎ ‎13．实验二：（1）C、E、G、K、M（2）①将丝线穿过小球，并系于支架上组装好单摆；　②用刻度尺测出从悬点到小球顶部的丝线长度l；　③测出n次全振动的时间t，算出周期Ｔ＝t／n．　（3）实验三：（1）G、L、M（2）①将带有光控计时器的实验平板用支架竖直架稳；　②用刻度尺测量两个光控门之间的距离s；　③把滑块从上面的一个光控门处自由释放，读出滑块在两个光控门之间的下落时间t； （3）　‎ ‎14．（1），，i＋g ＝90°，解得： （2），sinb ＝1，代入解得：　‎ ‎15．Fs-m mgs-m mgscosq -mgssinq ＝0，mgssinq -m mgscosq -m mgs＝0，联立求解得：F＝mg　 ‎ ‎16．维尔金斯“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律．小球上升过程中，磁场力对小球做正功，使小球增加了机械能；但小球下落时，同样也受到磁场力，而且磁场力做负功，这个负功与上升过程的正功相互抵消，可见，维尔金斯“永动机”不可能源源不断向外提供能量，所以，维尔金斯“永动机”不可能实现．　‎ ‎17．（1）正电荷；　（2）稳定状态，有，而I＝neSv＝nebdv，所以．‎ ‎18．（1），得：；　（2），得： ，得：s＝2.5 m　所以，d＝s-2l＝0.5 m．　‎ ‎19．解：（1）设光子频率的临界值为，则有，．①　（2）由于正、负电子质量相等，故两电子的轨道半径相等，设为r，则正负电子间距为2r ‎，速度均为v，则有，②　依题意，有，③　而电子偶数能量，④　由②③④式联立得，n＝1，2…．⑤　取n＝1可得电子偶数基态能量为．（3）由⑤式可得电子偶数处于第一激发态时的能量为，即与相同．设电子偶数从第一激发态跃迁到基态时发出光子的波长为l，则，由以上各式解得．‎ ‎20．解：导轨在外力作用下向左加速运动，由于切割磁感线，在回路中要产生感应电流，导轨的bc边及金属棒PQ均要受到安培力作用，PQ棒受到的支持力要随电流的变化而变化，导轨受到PQ棒的摩擦力也要变化，因此导轨的加速度要发生改变．导轨向左切割磁感线时，有，①　导轨受到向右的安培力，金属棒PQ受到向上的安培力，导轨受到PQ棒对它的摩擦力，根据牛顿第二定律，有F-BIl-m（mg-BIl）＝Ma，即F-（1-m）BIl-m mg＝Ma．②　（1）当刚拉动导轨时，v＝0，由①式可知，则由②式可知，此时有最大加速度，即．　（2）随着导轨速度v增大，增大而a减小，当a＝0时，有最大速度，从②式可得，有③　将代入①式，得．　（3）从刚拉动导轨开始计时，t＝0时，，I＝0，当时，v达到最大，I达到2.5 A，电流I随时间t的变化图线如图所示．‎