2020-2021学年高考理综(物理)第二次模拟试题及答案解析一

2020-2021学年高考理综(物理)第二次模拟试题及答案解析一

& 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 新课标最新年高考理综（物理） 高考二模试卷 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，有的只有一个选项正确， 有的有多个选项正确） 1．如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接两个小球 A、B，它们都穿在一根光滑的竖直杆上，不计 绳与滑轮间的摩擦，当两球平衡时 OA 绳与水平方向的夹角为 2θ，OB 绳与水平方向的夹角为 θ， 则球 A、B 的质量之比为（ ） A． 1：2cosθ B． tanθ：1 C．2cosθ： 1 D．1：2sinθ 2．如图所示，斜面上有 a、b、 c、d 四个点， ab=bc=cd．从 a 点正上方的 O 点以速度 v 水平抛出 一个小球， 它落在斜面上 b 点．若小球从 O 点以速度 2v 水平抛出， 不计空气阻力， 则它落在斜面 上的（ ） A． b 与 c 之间某一点 B．c 点 C． c 与 d 之间某一点 D．d 点 3．某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻 R 的阻值不随温度变化．与 R 并联 的是一个理想的交流电压表， D 是理想二极管（它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷 大）．在 A、B 间加一交流电压， 瞬时值的表达式为 u=20 sin100πt（V），则交流电压表示数为 （ ） A． 10V B．20V C．15V D．14.1 V 4．假设在宇宙中存在这样三个天体 A、B、C，它们在一条直线上，天体 A 离天体 B 的高度为某值 时，天体 A和天体 B 就会以相同的角速度共同绕天体 C运转，且天体 A 和天体 B 绕天体 C 运动的 轨道都是圆轨道，如图所示，以下说法正确的是（ ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ A．天体 A 做圆周运动的加速度大于天体 B 做圆周运动的加速度 B．天体 A 做圆周运动的速度小于天体 B 做圆周运动的速度 C．天体 A 做圆周运动的向心力大于天体 C 对它的万有引力 D．天体 A 做圆周运动的向心力等于天体 C对它的万有引力 5．用水平力 F 拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动，从 t=0 时刻起水平力 F 的大小随时间均 匀减小，到 t1 时刻 F 减小为零．则物体所受的摩擦力 Ff 随时间 t 变化图象可能是下列图中（ ） A． B． C． D． 6．环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，其工作原理的示意图如图所示，正、负离子由静止经 过电压为 U 的直线加速器加速后，沿圆环切线方向射入对撞机的真空环状空腔内，环形对撞机是 研究高能粒子的重要装置，其工作原理的示意图如图所示，正、负离子由静止经过电压为 U 的直 线加速器加速后，沿圆环切线方向射入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直 的匀强磁场，磁感应强度大小为 B．两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相 等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞．为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下 列说法中正确的是（ ） A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷 越大，磁感应强度 B 越大 B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷 越大，磁感应强度 B 越小 C．对于给定的带电粒子，加速电压 U 越大，粒子运动的周期越小 D．对于给定的带电粒子，不管加速电压 U 多大，粒子运动的周期都不变 7．如图 1 所示，物体以一定初速度从倾角 α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为 3.0m．选择地面为参考平面， 上升过程中， 物体的机械能 E 机随高度 h 的变化如图 2 所示． g=10m/s2 ， sin37°=0.60， cos37°=0.80．则（ ） A．物体的质量 m=0.67kg & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ B．物体与斜面间的动摩擦因数 μ=0.40 C．物体上升过程的加速度大小 a=10m/s2 D．物体回到斜面底端时的动能 Ek=10J 8．质量为 m 的带电小球由空中某点 A 无初速度地自由下落， 在 t 秒末加上竖直方向且范围足够大 的匀强电场，再经过 t 秒小球又回到 A 点．整个过程中不计空气阻力且小球从未落地，则（ ） A．匀强电场方向竖直向上 B．从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能变化了 mg2t2 C．整个过程中小球电势能减少了 2mg2t 2 D．从 A 点到最低点的过程中，小球重力势能变化了 mg2t 2 二、非选择题：包括必考题和选考题两部分． （一）必考题 9．某探究小组设计了 “用一把尺子测定动摩擦因数 ”的实验方案． 如图示， 将一个小球和一个滑块 用细绳连接，跨在斜面上端．开始时小球和滑块均静止，剪短细绳后，小球自由下落，滑块沿斜 面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡 板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．用刻度尺测出小球下 落的高度 H、滑块释放点与挡板处的高度差 h 和沿斜面运动的位移 x．（空气阻力对本实验的影响 可以忽略） ①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为 ． ②滑块与斜面间的动摩擦因数为 ． ③以下能引起实验误差的是 ． a．滑块的质量 b．当地重力加速度的大小 c．长度测量时的读数误差 d．小球落地和滑块撞击挡板不同时． 10．某实验小组设计如下电路图来测量电源的电动势及内阻．其中待测电源电动势约为 2V，内阻 比较小；所用电压表量程为 3V、内阻很大． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ ①按实验电路图在图（ 2）中连接实物图． ②先将电阻箱电阻调至如图（ 3）所示，则其电阻读数为 ．闭合开关 S，将 S1 打到 b 端，读出电压表的读数为 1.10V；然后将 S1 打到 a 端，此时电压表读数如图（ 4）所示，则其读数 为 ．根据以上测量数据可得电阻 R0= Ω（计算结果保留两位有效数字） ． ③将 S1 打到 b 端，读出电阻箱读数 R 以及相应的电压表读数 U，不断调节电阻箱 R，得到多组 R 值与相应的 U 值，作出 ﹣ 图如图 5 所示，则通过图象可以得到该电源的电动势 E= V，内阻 r= Ω．（计算结果保留三位有效数字． ） 11．如图所示，长 L=9m 的传送带与水平方向的倾角为 37°，在电动机的带动下以 V=4m/s 的速率 顺时针方向运行，在传送带的 B 端有一离传送带很近的挡板 P 可将传送带上的物块挡住，在传送 带的 A 端无初速地放一质量 m=1kg 的物块，它与传送带间的动摩擦因数 μ=0.5，物块与挡板的碰 撞能量损失及碰撞时间不计． （sinθ=0.6， cosθ=0.8，g=10m/s2 ）求： （1）物块从 A 处第一次滑到 P 处的过程中，物块与传送带之间因摩擦而产生的热量？ （2）物块与挡板 P 第一次碰撞后，上升到最高点时到挡板 P 的距离？ & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 12．如图所示为一个平面直角坐标系 xoy．在第 Ⅰ 象限中，取一个与两个坐标轴相切的圆，圆心 为点 D，切点为 A、B，图中只画出圆的四分之一． 在第 Ⅱ、Ⅲ象限过 M 点有一条垂直 x 轴的虚线， 其左侧固定两带电平行金属板 P、Q，两板间距离为 d，其中心轴线与 x 轴重合，板右端有挡板， 只在中心轴上开有小孔．在平面直角坐标系 xoy 的整个空间区域中（设为真空）存在匀强磁场， 磁场方向垂直于纸面向里（图中没有画出） ，磁感应强度的大小为 B．在平行板内 x 轴上的 S 点， 有一个能沿 x 轴正向发射相同速度粒子的粒子源，粒子的质量为 m、电荷量为 q（不计粒子的重 力）．当调节 PQ 两板间的电压为 U1 时，粒子打到挡板上距 P 极板为 的 N 点，当调节 PQ 两板间 的电压为 U2 时，粒子沿 x 轴从小孔 M 点射出．从小孔 M 射出的粒子，在磁场中做圆周运动时恰 好经过 AB段圆弧的中点 C，且 OM=OB（忽略电磁场间的相互影响） ．求： （1）粒子打到 N 点时的动能 Ek； （2）圆弧 ACB的半径 R． （二）选考题【物理 -- 选修 3-3 】 13．下列说法正确的是（ ） A．气体的内能是所有分子热运动的动能和分子间的势能之和 B．液晶的光学性质不随所加电场的变化而变化 C．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功 D．一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小 E．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加 14．如图，一根粗细均匀的细玻璃管开口朝上竖直放置，玻璃管中有一段长为 h=24cm 的水银柱 封闭了一段长为 x0=23cm 的空气柱，系统初始温度为 T0=200K，外界大气压恒定不变为 P0=76cmHg．现将玻璃管开口封闭，将系统温度升至 T=400K，结果发现管中水银柱上升了 2cm， 若空气可以看作理想气体，试求： i．升温后玻璃管内封闭的上下两部分空气的压强分别为多少 cmHg？ ii．玻璃管总长为多少？ & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 【物理 -- 选修 3-4 】 15．一列简谐横波沿 x 轴正方向传播， t 时刻波形图如图所示，此时波刚好传到 P 点， t+0.6s 时刻 的波形如图中的虚线所示， a、b、c、 P、Q 是介质中的质点，则以下说法正确的是 （ ） A．这列波的波速可能为 50m/s B．质点 a 在这段时间内通过的路程一定小于 30cm C．质点 c 在这段时间内通过的路程可能为 60cm D．若 T=0.8s，则当 t+0.5s 时刻，质点 b、P 的位移相同 E．若 T=0.8s，当 t+0.4s 时刻开始计时，则质点 c 的振动方程为 y=0.1sin（ πt）（m） 16．在真空中有一正方体玻璃砖，其截面如图所示，已知它的边长为 d．在 AB 面上方有一单色点 光源 S，从 S 发出的光线 SP 以 60°入射角从 AB 面中点射入，当它从侧面 AD 射出时，出射光线偏 离入射光线 SP 的偏向角为 30°，若光从光源 S 到 AB面上 P 点的传播时间和它在玻璃砖中传播的 时间相等，求点光源 S 到 P 点的距离． 【物理 -- 选修 3-5 】 17．下列说法正确的有 （ ） A．普朗克曾经大胆假设： 振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 ε的整数倍， 这个不可 再分的最小能量值 ε叫做能量子 B．α粒子散射实验中少数 α粒子发生了较大偏转， 这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据 之一 C．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子， 同时电子的动能减小，电势能增大 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ D．在光电效应实验中， 用同种频率的光照射不同的金属表面， 从金属表面逸出的光电子的最大初 动能 Ek 越大，则这种金属的逸出功 W0 越小 E．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子 散射后波长变短 18．如图所示，在光滑的水平面上有两个物块，其质量分别为 M 和 m，现将两物块用一根轻质细 线拴接，两物块中间夹着一个压缩的轻弹簧，弹簧与两物块未拴接，它们以共同速度 v0 在水平面 上向右匀速运动．某时刻细线突然被烧断，轻弹簧将两物块弹开，弹开后物块 M 恰好静止．求弹 簧最初所具有的弹性势能 EP． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 参考答案与试题解析 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，有的只有一个选项正确， 有的有多个选项正确） 1．如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接两个小球 A、B，它们都穿在一根光滑的竖直杆上，不计 绳与滑轮间的摩擦，当两球平衡时 OA 绳与水平方向的夹角为 2θ，OB 绳与水平方向的夹角为 θ， 则球 A、B 的质量之比为（ ） A． 1：2cosθ B． tanθ：1 C．2cosθ： 1 D．1：2sinθ 【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力． 【分析】分别对 AB 两球分析，运用合成法，用 T 表示出 A、B 两球的重力，同一根绳子上的拉力 相等，即绳子 AB 两球的拉力是相等的． 【解答】解：分别对 AB 两球分析，运用合成法，如图： 由几何知识得： Tsin2θ=mAg Tsinθ=mBg 故 mA： mB=sin2θ：sinθ=2cosθ：1，故 C正确， ABD错误． 故选： C 2．如图所示，斜面上有 a、b、 c、d 四个点， ab=bc=cd．从 a 点正上方的 O 点以速度 v 水平抛出 一个小球， 它落在斜面上 b 点．若小球从 O 点以速度 2v 水平抛出， 不计空气阻力， 则它落在斜面 上的（ ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ A． b 与 c 之间某一点 B．c 点 C． c 与 d 之间某一点 D．d 点 【考点】平抛运动． 【分析】解答本题需要掌握：平抛运动的特点并能灵活应用，应用相关数学知识求解，如假设没 有斜面的限制，将落到那点，有斜面和没有斜面的区别在哪里． 【解答】解： 过 b 做一条与水平面平行的一条直线，若没有斜面，当小球从 O 点以速度 2v 水平抛 出时，小球将落在我们所画水平线上 c 点的正下方，但是现在有斜面的限制，小球将落在斜面上 的 bc 之间，故 A正确， BCD错误． 故选 A． 3．某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻 R 的阻值不随温度变化．与 R 并联 的是一个理想的交流电压表， D 是理想二极管（它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷 大）．在 A、B 间加一交流电压，瞬时值的表达式为 u=20 sin100πt（V），则交流电压表示数 为（ ） A． 10V B．20V C．15V D．14.1 V 【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率． 【分析】交流电压表示数为有效值，注意二极管的单向导电性，使得半个周期内 R1通路，另半个 周期内 R1 断路，从而利用热效应即可求解． 【解答】解：二极管具有单向导电性，使得半个周期内 R1通路，另半个周期内 R1 断路．在正半周 内，交流电的有效值为 20V， 故一个周期内的电阻发热为 Q= T， 解得： U=10 V=14.1V． 故选： D 4．假设在宇宙中存在这样三个天体 A、B、C，它们在一条直线上，天体 A 离天体 B 的高度为某值 时，天体 A和天体 B 就会以相同的角速度共同绕天体 C运转，且天体 A 和天体 B 绕天体 C 运动的 轨道都是圆轨道，如图所示，以下说法正确的是（ ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ A．天体 A 做圆周运动的加速度大于天体 B 做圆周运动的加速度 B．天体 A 做圆周运动的速度小于天体 B 做圆周运动的速度 C．天体 A 做圆周运动的向心力大于天体 C 对它的万有引力 D．天体 A 做圆周运动的向心力等于天体 C对它的万有引力 【考点】万有引力定律及其应用． 【分析】根据公式 a=ω2r，分析加速度的关系；由公式 v=ωr，分析速度的关系；天体 A 做圆周运 动的向心力是由 B、C 的万有引力共同提供的． 【解答】解： A、由于天体 A 和天体 B 绕天体 C 运动的轨道都是同轨道，角速度相同，由 a=ω2r， 可知天体 A 做圆周运动的加速度大于天体 B 做圆周运动的加速度，故 A 正确． B、由公式 v=ωr，可知天体 A做圆周运动的速度大于天体 B 做圆周运动的速度，故 B 错误． C、 D、天体 A 做圆周运动的向心力是由 B、 C 的万有引力的合力提供的，大于天体 C 对它的万有 引力．故 C 正确， D 错误． 故选： AC 5．用水平力 F 拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动，从 t=0 时刻起水平力 F 的大小随时间均 匀减小，到 t1 时刻 F 减小为零．则物体所受的摩擦力 Ff 随时间 t 变化图象可能是下列图中（ ） A． B． C． D． 【考点】共点力平衡的条件及其应用；滑动摩擦力；力的合成与分解的运用． 【分析】物体匀速运动，拉力减小后，当拉力减小到零时，有两种情况：一是一直是滑动摩擦力， 一是先是滑动摩擦力，后是静摩擦力．从而即可求解． 【解答】解：由题意可知，物体在匀速运动，从 t=0 时刻，拉力 F开始均匀减小， t 1 时刻拉力减小 为零，出现的摩擦力有两种可能， 一是当拉力为零时，物体仍在滑动，则受到的一直是滑动摩擦力，即大小不变，故 A 正确； 另一是当拉力为零前，物体已静止，则当拉力为零时，则先是滑动摩擦力，后是静摩擦力，滑动 摩擦力大小不变，而静摩擦力的大小与拉力相等，而此时拉力小于滑动摩擦力大小，故 D 正确， BC错误； 故选： AD 6．环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，其工作原理的示意图如图所示，正、负离子由静止经 过电压为 U 的直线加速器加速后，沿圆环切线方向射入对撞机的真空环状空腔内，环形对撞机是 研究高能粒子的重要装置，其工作原理的示意图如图所示，正、负离子由静止经过电压为 U 的直 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 线加速器加速后，沿圆环切线方向射入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直 的匀强磁场，磁感应强度大小为 B．两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相 等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞．为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下 列说法中正确的是（ ） A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷 越大，磁感应强度 B 越大 B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷 越大，磁感应强度 B 越小 C．对于给定的带电粒子，加速电压 U 越大，粒子运动的周期越小 D．对于给定的带电粒子，不管加速电压 U 多大，粒子运动的周期都不变 【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理． 【分析】带电粒子被加速后进入匀强磁场区域，做匀速圆周运动，根据圆周运动的半径公式和周 期公式判断荷质比与磁感强度的关系，周期和磁感强度的关系． 【解答】解： A、 B、环形空腔的半径保持不变，当电压不变时，粒子进入磁场的速度相同，根据 带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式： R= ，荷质比越大， B 应该越小，故 A 错误， B 正确； C、 D、当带电粒子确定后，加速电压越大，粒子进入磁场速度越大，荷质比确定，所以磁感应强 度应该越大，根据周期公式 T= ，可得磁感应强度的增大会使周期变小，故 C正确， D 错误； 故选： BC 7．如图 1 所示，物体以一定初速度从倾角 α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为 3.0m．选择地面为参考平面， 上升过程中， 物体的机械能 E 机随高度 h 的变化如图 2 所示． g=10m/s2， sin37°=0.60， cos37°=0.80．则（ ） A．物体的质量 m=0.67kg B．物体与斜面间的动摩擦因数 μ=0.40 C．物体上升过程的加速度大小 a=10m/s2 D．物体回到斜面底端时的动能 Ek=10J 【考点】动能定理的应用；机械能守恒定律． 【分析】当物体到达最高点时速度为零，机械能等于物体的重力势能，由重力势能计算公式可以 求出物体质量； & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 在整个运动过程中，机械能的变化量等于摩擦力做的功，由图象求出摩擦力的功，由功计算公式 求出动摩擦因数； 由牛顿第二定律求出物体上升过程的加速度；由动能定理求出物体回到斜面底端时的动能． 【解答】解： A、物体到达最高点时，机械能 E=EP=mgh，m= = =1kg，故 A 错误； B、物体上升过程中，克服摩擦力做功，机械能减少，减少的机械能等于克服摩擦力的功， △E=﹣μmgcosα ，即 30﹣50=﹣μ×1×10cos37°× ，μ=0.5，故 B 错误； C、物体上升过程中，由牛顿第二定律得： mgsinα+μmgcosα=ma，解得 a=10m/s2 ，故 C 正确； D、由图象可知，物体上升过程中摩擦力做功 W=30﹣50=﹣20J，在整个过程中由动能定理得 EK﹣ EK0=2W， 则 EK=EK0+2W=50+2×（﹣ 20）=10J，故 D 正确； 故选 CD． 8．质量为 m 的带电小球由空中某点 A 无初速度地自由下落， 在 t 秒末加上竖直方向且范围足够大 的匀强电场，再经过 t 秒小球又回到 A 点．整个过程中不计空气阻力且小球从未落地，则（ ） A．匀强电场方向竖直向上 B．从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能变化了 mg2t2 C．整个过程中小球电势能减少了 2mg2t 2 D．从 A 点到最低点的过程中，小球重力势能变化了 mg2t 2 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；重力势能． 【分析】分析小球的运动情况：小球先做自由落体运动，加上匀强电场后小球先向下做匀减速运 动，后向上做匀加速运动．由运动学公式求出 t 秒末速度大小，加上电场后小球运动，看成一种 匀减速运动，自由落体运动的位移与这个匀减速运动的位移大小相等、方向相反，根据牛顿第二 定律和运动学公式结合求电场力，由 W=qEd 求得电场力做功，即可得到电势能的变化．由动能定 理得求出 A 点到最低点的高度，得到重力势能的减小量． 【解答】解： A、小球所受电场力方向是向上的，但不知道小球带电的电性，所以不能判断电场的 方向，故 A 错误； B、从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少了 △Ek= ，故 B 错误； C、小球先做自由落体运动，后做匀减速运动，两个过程的位移大小相等、方向相反．设电场强度 大小为 E，加电场后小球的加速度大小为 a， 取竖直向下方向为正方向，则 由 gt 2=﹣（ vt﹣ at2） 又 v=gt 解得 a=3g，则小球回到 A 点时的速度为 v′=v﹣at=﹣2gt & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 整个过程中小球速度增量的大小为 △v=v′﹣v=﹣3gt，速度增量的大小为 3gt． 由牛顿第二定律得： a= ， 联立解得电场力大小： Eq=4mg 整个过程中电场力做的功 ； 电场力做的功等于电势能的减小量，故整个过程中小球电势能减少了 2mg2t2 ； 故 C 正确； D、设从 A 点到最低点的高度为 h，根据动能定理得： mgh﹣qE（h﹣ gt2 ）=0 解得： h= gt2 ；故 D 错误． 故选： C． 二、非选择题：包括必考题和选考题两部分． （一）必考题 9．某探究小组设计了 “用一把尺子测定动摩擦因数 ”的实验方案． 如图示， 将一个小球和一个滑块 用细绳连接，跨在斜面上端．开始时小球和滑块均静止，剪短细绳后，小球自由下落，滑块沿斜 面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡 板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．用刻度尺测出小球下 落的高度 H、滑块释放点与挡板处的高度差 h 和沿斜面运动的位移 x．（空气阻力对本实验的影响 可以忽略） ①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为 ． ②滑块与斜面间的动摩擦因数为 ． ③以下能引起实验误差的是 cd ． a．滑块的质量 b．当地重力加速度的大小 c．长度测量时的读数误差 d．小球落地和滑块撞击挡板不同时． 【考点】探究影响摩擦力的大小的因素． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 【分析】由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，由匀 加速运动的位移时间公式和自由落体的位移时间公式即可求得加速度的比值；由牛顿第二定律及 几何关系即可求得滑块与斜面间的动摩擦因数；由 μ的数学表达式就可以知道能引起实验误差的 因数，还要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差； 【解答】 解：① 由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音， 说明小球和滑块的运动时间相同， 由 x= at2 和 H= gt2 得： 所以 = ②根据几何关系可知： sinα= ，cosα= 对滑块由牛顿第二定律得： mgsinα﹣μmgcosα=ma，且 a= ， 联立方程解得 μ= ③由 μ得表达式可知，能引起实验误差的是长度 x、h、 H 测量时的读数误差，同时要注意小球落 地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差，故选 cd． 故答案为： ① ② ③c d 10．某实验小组设计如下电路图来测量电源的电动势及内阻．其中待测电源电动势约为 2V，内阻 比较小；所用电压表量程为 3V、内阻很大． ①按实验电路图在图（ 2）中连接实物图． ②先将电阻箱电阻调至如图（ 3）所示，则其电阻读数为 11Ω ．闭合开关 S，将 S1 打到 b 端， 读出电压表的读数为 1.10V；然后将 S1 打到 a 端，此时电压表读数如图（ 4）所示，则其读数为 1.50V ．根据以上测量数据可得电阻 R0= 4.0 Ω（计算结果保留两位有效数字） ． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ ③将 S1 打到 b 端，读出电阻箱读数 R 以及相应的电压表读数 U，不断调节电阻箱 R，得到多组 R 值与相应的 U 值，作出 ﹣ 图如图 5 所示，则通过图象可以得到该电源的电动势 E= 1.67 V， 内阻 r= 1.00 Ω．（计算结果保留三位有效数字． ） 【考点】测定电源的电动势和内阻． 【分析】电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱的示数；由图示电压表确定的其量程 与分度值，读出其示数；由串联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值． 应用欧姆定律求出图象的函数表达式，然后根据图象与函数表达式求出电源电动势与内阻． 【解答】解： （1）按实验电路图在图（ 2）中连接实物图： （2）先将电阻箱电阻调至如图（ 3）所示，则其电阻读数为 1×10+1×1=11Ω．闭合开关 S，将 S1 打到 b 端，读出电压表的读数为 1.10V； 电流 I= =0.1A， 然后将 S1 打到 a 端，此时电压表读数如图（ 4）所示，则其读数为 1.50V． 根据以上测量数据可得电阻 R0= ﹣11=4.0Ω （3）在闭合电路中，电源电动势： E=U+I（r+R0） =U+ （r+R0）， = + ? ， & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 由图 5 所示图象可知， b= =0.6， E=1.67V， 图象斜率 k= =3， 电源内阻 r=kE﹣R0=5﹣4=1.00Ω． 故答案为： ①如图； ②11， 1.50，4.0．③1.67，1.00． 11．如图所示，长 L=9m 的传送带与水平方向的倾角为 37°，在电动机的带动下以 V=4m/s 的速率 顺时针方向运行，在传送带的 B 端有一离传送带很近的挡板 P 可将传送带上的物块挡住，在传送 带的 A 端无初速地放一质量 m=1kg 的物块，它与传送带间的动摩擦因数 μ=0.5，物块与挡板的碰 撞能量损失及碰撞时间不计． （sinθ=0.6， cosθ=0.8，g=10m/s2 ）求： （1）物块从 A 处第一次滑到 P 处的过程中，物块与传送带之间因摩擦而产生的热量？ （2）物块与挡板 P 第一次碰撞后，上升到最高点时到挡板 P 的距离？ 【考点】功能关系；牛顿第二定律． 【分析】根据牛顿第二定律求出物块在下降过程和上升过程中的加速度，运用运动学公式求出下 滑过程和上升过程的相对位移，求出相对运动距离之和，根据 Q=fs 求出产生的热量． 应用牛顿第二定律与匀变速直线运动的速度位移公式求出物块的位移，然后答题． 【解答】解： （1）物块从 A 点由静止释放，由牛顿第二定律得： 向下运动的加速度： ma1=mgsinθ﹣μmgcosθ， 代入数据解得： a1=2m/s 2 ， 由速度位移公式可知，与 P 碰前的速度为： v1= = =6m/s， 物块从 A到 B 的时间为： t1= 在此过程中物块相对传送带向下位移为： s1=L+vt1=21m 摩擦生热为： Q=μmgcosθs1=84J （2）物块与挡板碰撞后，以 v1 的速率反弹，因 v1＞v，物块相对传送带向上滑， 由牛顿第二定律可知，物块向上做减速运动的加速度为 a2 有： ma2=mgsinθ+μmgcosθ， & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 代入数据解得： a2=10m/s2 物块速度减小到与传送带速度相等所需时间： t2= = =0.2s， 物块向上的位移： x1= = =1m， 物块相对传送带向上的位移为： s2=l1﹣vt2=0.2m 物块速度与传送带速度相等后， μ＜tanθ，由牛顿第二定律可知： ma3=mgsinθ﹣ μmgcosθ， 代入数据解得，物块向上做减速运动的加速度： a3=2m/s2， 物块速度减小到零的时间为： t3= 物块向上的位移： x2= = =4m， 离 P 点的距离： x1+x2=1+4=5m 答： （1）物块与传送带之间因摩擦而产生的热量为 84J； （2）物块从第一次静止释放到与挡板 P 第一次碰撞后，物块上升到最高点时到挡板 P 的距离为 5m． 12．如图所示为一个平面直角坐标系 xoy．在第 Ⅰ 象限中，取一个与两个坐标轴相切的圆，圆心 为点 D，切点为 A、B，图中只画出圆的四分之一． 在第 Ⅱ、Ⅲ象限过 M 点有一条垂直 x 轴的虚线， 其左侧固定两带电平行金属板 P、Q，两板间距离为 d，其中心轴线与 x 轴重合，板右端有挡板， 只在中心轴上开有小孔．在平面直角坐标系 xoy 的整个空间区域中（设为真空）存在匀强磁场， 磁场方向垂直于纸面向里（图中没有画出） ，磁感应强度的大小为 B．在平行板内 x 轴上的 S 点， 有一个能沿 x 轴正向发射相同速度粒子的粒子源，粒子的质量为 m、电荷量为 q（不计粒子的重 力）．当调节 PQ 两板间的电压为 U1 时，粒子打到挡板上距 P 极板为 的 N 点，当调节 PQ两板 间的电压为 U2 时，粒子沿 x 轴从小孔 M 点射出．从小孔 M 射出的粒子，在磁场中做圆周运动时 恰好经过 AB 段圆弧的中点 C，且 OM=OB（忽略电磁场间的相互影响） ．求： （1）粒子打到 N 点时的动能 Ek； （2）圆弧 ACB的半径 R． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动． 【分析】根据动能定理列方程求出粒子打到 N 点时的动能； 根据牛顿第二定律求出粒子圆周运动的半径，作出轨迹，由几何知识求圆弧 ACB的半径 R． 【解答】解： （1）设粒子的初速度为 v0，粒子从 S 点到 N 点时有： 当 PQ 两板的电压为 U2 时： 得： 代入得： （2）粒子在磁场中做圆周运动，由洛仑兹力和牛顿运动定律有： qv0B=m 得： 粒子做圆周运动的圆心必在过 M 点并垂直于 x 轴的直线 ME 上；同时这个轨迹经过 C点，所以轨 迹的圆心也一定在 MC 的垂直平分线 EF上，这样 ME 与 EF的交点 E 就是轨迹的圆心， ME 就是轨 迹的半径 r．过 C 点作 MB 的垂线与 MB 交于 H 点，则 △MEF∽△ CMH 有： 由 ∠CDB=45° 得 CH=OD﹣OC= 45° & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ MH=2R﹣R?sin45° MF= MC 联立可得： 答：（1）粒子打到 N 点时的动能 ； （2）圆弧 ACB的半径 ． （二）选考题【物理 -- 选修 3-3 】 13．下列说法正确的是（ ） A．气体的内能是所有分子热运动的动能和分子间的势能之和 B．液晶的光学性质不随所加电场的变化而变化 C．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功 D．一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小 E．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加 【考点】物体的内能；温度是分子平均动能的标志；热力学第一定律；热力学第二定律． 【分析】依据：内能包含分子动能和势能，温度与分子动能相关，掌握热力学第二定律，掌握压 强的微观解释．可以解答各选项． 【解答】解： A、气体的内能是所有分子热运动的动能和分子间的势能之和，故 A 正确； B、液晶的光学性质随所加电场的变化而变化，故 B 错误； C、功可以全部转化为热，热量在一定条件下也可以全部转化为功，故 C 错误； D、一定量的气体，在体积不变时，温度降低，压强减小，根据气体压强原理知道分子每秒平均碰 撞次数也减小．故 D 正确． E、一定量的气体，在压强不变时，随着温度降低体积在减小，所以分子每秒对器壁单位面积平均 碰撞次数在增加，故 E 正确． 故答案为： ADE 14．如图，一根粗细均匀的细玻璃管开口朝上竖直放置，玻璃管中有一段长为 h=24cm 的水银柱 封闭了一段长为 x0=23cm 的空气柱，系统初始温度为 T0=200K，外界大气压恒定不变为 P0=76cmHg．现将玻璃管开口封闭，将系统温度升至 T=400K，结果发现管中水银柱上升了 2cm， 若空气可以看作理想气体，试求： i．升温后玻璃管内封闭的上下两部分空气的压强分别为多少 cmHg？ ii．玻璃管总长为多少？ & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 【考点】封闭气体压强；理想气体的状态方程． 【分析】先求解出初状态和末状态气体的压强的表达式，然后根据题意列出方程进行求解． 【解答】解： i．设升温后下部空气压强为 P，玻璃管壁横截面积 S， 则初态： p1=p0+hHg V1=x0s 末态： p=？V2=（x0+2）s 对下部气体有： 入数据得： P=184cmHg 下部气体： Pˊ=P﹣hHg=160cmHg ii．设上部气体最初长度为 x，此时上部气体压强 初态： P1=P0V1=xS 末态： Pˊ=P﹣hHg=160cmHg V2=（x﹣2）s 对上部气体有： 代入数据得： x=40cm 所以管总长为： x0+h+x=87cm 答案： i 升温后玻璃管内封闭的上下两部分空气的压强分别为 184cmHg 和 160cmHg ii．玻璃管总长为 87cm 【物理 -- 选修 3-4 】 15．一列简谐横波沿 x 轴正方向传播， t 时刻波形图如图所示，此时波刚好传到 P 点， t+0.6s 时刻 的波形如图中的虚线所示， a、b、c、 P、Q 是介质中的质点，则以下说法正确的是 （ ） A．这列波的波速可能为 50m/s & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ B．质点 a 在这段时间内通过的路程一定小于 30cm C．质点 c 在这段时间内通过的路程可能为 60cm D．若 T=0.8s，则当 t+0.5s 时刻，质点 b、P 的位移相同 E．若 T=0.8s，当 t+0.4s 时刻开始计时，则质点 c 的振动方程为 y=0.1sin（ πt）（m） 【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系． 【分析】由图可知波的波长，而由两列波的波形图可得两波形相距的时间与周期的关系，则可得 出波速的表达式；由波速可知周期的表达式，则可得出质点的路程及位移及质点的振动方程． 【解答】解： A、由图可知，波的波长为 40m；两列波相距 0.6s=（n+ ）T，故周期 T= ； 波速 v= = （4n+3）m/s= ×（4n+3） m/s，（n=0，1， 2，⋯）； 当 n=0 时，当 v=50m/s 时，故 A 正确； B、质点 a 在平衡位置上下振动，振动的最少时间为 T，故路程最小为 3A 即 30cm，故 B 错误； C、 c 的路程为 60cm 说明 c 振动了 1.5 个周期，则可有： +1.5T=0.6，即 + =0.6 解得： n=1 时满足条件，故 C正确； D、在 t 时刻，因波沿 X 轴正方向传播，所以此时质点 P 是向上振动的，经 0.5 秒后， P 是正在向 下振动（负位移） ，是经过平衡位置后向下运动 0.1 秒；而质点 b 是正在向上振动的（负位移） ， 是到达最低点后向上运动 0.1 秒，因为 0.2 秒等于 ，可见此时两个质点的位移是相同的． 故 D 正确； E、当 T=0.8s，当 t+0.4s 时刻时，质点 c 在上端最大位移处，据 ω= = rad/s= π rad/s，据图 知 A=0.1m，当从 t+0.4s 时刻时开始计时，则质点 c 的振动方程为 x=0.1sin（ πt+ ）m，故 E错 误． 故选： ACD． 16．在真空中有一正方体玻璃砖，其截面如图所示，已知它的边长为 d．在 AB 面上方有一单色点 光源 S，从 S 发出的光线 SP 以 60°入射角从 AB 面中点射入，当它从侧面 AD 射出时，出射光线偏 离入射光线 SP 的偏向角为 30°，若光从光源 S 到 AB面上 P 点的传播时间和它在玻璃砖中传播的 时间相等，求点光源 S 到 P 点的距离． 【考点】光的折射定律；折射率及其测定． 【分析】正确画出光路图，根据几何关系和折射定律，结合条件：光从光源 S 到 AB 面上 P 点的 传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等，列方程求解即可． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 【解答】解：光路图如图所示，由折射定律知，光线在 AB面上折射时有： n= 在 BC 面上出射时有： n= 由几何关系有： α+β=90° δ=（60°﹣α）+（ γ﹣β）=30° 联立以上各式并代入数据解得： α=β=45°，γ=60° 解得： n= 光在棱镜中通过的距离为 s= = 设点光源 S 到 P 点的距离为 L，有： L=ct 解得： L= d 答：点光源 S 到 P 点的距离为 d． 【物理 -- 选修 3-5 】 17．下列说法正确的有 （ ） A．普朗克曾经大胆假设： 振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 ε的整数倍， 这个不可 再分的最小能量值 ε叫做能量子 B．α粒子散射实验中少数 α粒子发生了较大偏转， 这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据 之一 C．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子， 同时电子的动能减小，电势能增大 D．在光电效应实验中， 用同种频率的光照射不同的金属表面， 从金属表面逸出的光电子的最大初 动能 Ek 越大，则这种金属的逸出功 W0 越小 E．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子 散射后波长变短 【考点】光电效应；物质波；粒子散射实验． 【分析】根据普朗克提出能量量子化，即可求解； 由 α粒子散射实验提出原子核式结构模型； 辐射光子，同时电子的动能增大，电势能减小，且总能量减小； & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 根据光电效应方程： EK=hγ﹣W0；即可求解； 由 E= 可知，一部分动量转移给电子，光子散射后波长变长． 【解答】解： A、普朗克能量量子化理论：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 ε的整 数倍，这个不可再分的最小能量值 ε叫做能量子，故 A正确； B、α粒子散射实验中少数 α粒子发生了较大偏转， 这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据 之一，故 B 正确； C、玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同 时电子的动能增大，电势能减小，故 C错误； D、光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，根据光电效应方程： EK=hγ﹣ W0，从 金属表面逸出的光电子的最大初动能 Ek 越大，则这种金属的逸出功 W0越小，故 D 正确； E、康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，能量减小，由 E= 可知，光子散射后波长变长，故 E错误； 故选： ABD． 18．如图所示，在光滑的水平面上有两个物块，其质量分别为 M 和 m，现将两物块用一根轻质细 线拴接，两物块中间夹着一个压缩的轻弹簧，弹簧与两物块未拴接，它们以共同速度 v0 在水平面 上向右匀速运动．某时刻细线突然被烧断，轻弹簧将两物块弹开，弹开后物块 M 恰好静止．求弹 簧最初所具有的弹性势能 EP． 【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律． 【分析】弹簧弹开物块过程系统动量守恒、机械能守恒，由动量守恒定律与机械能守恒定律可以 求出弹簧的弹性势能． 【解答】解：设弹簧将两物块弹开后，物块 m 的速度为 v，弹簧弹开物块过程，系统动量守恒， 以物块的初速度方向为正方向，对系统，由动量守恒定律得： （M+m）v0=mv， 由机械能守恒定律得： ， 解得： ； 答：弹簧最初所具有的弹性势能 ． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 2016 年 6 月 2 日