1、仿真模拟卷授课提示:对应学生用书第204页一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一项符合题目要求。1以下说法中正确的是()A甲图是风力发电的国际通用标志B乙图是氢原子的能级示意图,氢原子从n3能级跃迁到n1能级时吸收了一定频率的光子C丙图是光电效应实验示意图,则此时验电器的金属杆上带的是负电荷D丁图是电子束穿过铝箔后的衍射图样,该实验现象说明实物粒子也具有波动性解析:图甲是辐射标志(亦称三叶草),不是风力发电的国际通用标志,故A错误;图乙是氢原子的能级示意图,结合氢光谱可知,氢原子从n3能级跃迁到n1能级时辐射一定频率的光子,故B错误;当光照射锌板时,金属板失去电子,将
2、带正电,所以与之相连的验电器的指针将发生偏转,此时验电器的金属杆带的是正电荷,故C错误;图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样,由于衍射是波特有的性质,所以该实验现象说明实物粒子也具有波动性,故D正确。答案:D2.如图,当轿车以 18 km/h 的速度匀速驶入高速公路 ETC 收费通道时,ETC 天线完成对车载电子标签的识别后发出“滴”的一声。此时轿车距自动栏杆 7 m,司机发现栏杆没有抬起,于是采取制动刹车,使轿车刚好没有撞杆。已知刹车的加速度大小为 5 m/s2,则司机的反应时间为()A0.5 sB0.7 sC0.9 s D1 s解析:轿车刹车前的速度为v018 km/h5 m/s,设司机的反应
3、时间为t,轿车在这段时间内做匀速直线运动,位移为x1v0t,随后做匀减速直线运动,位移为x2,由题意可知两段位移之和为Lx1x2,代入数据联立解得t0.9 s,故C正确,A、B、D错误。答案:C3下列四幅图分别对应四种说法,其中说法正确的是()A分子并不是球形,但可以当作球形处理,这是一种估算方法B微粒的运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动C当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间不存在相互作用力D实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等解析:A图是油膜法估测分子的大小,图中分子并不是球形,但可以当作球形处理,这是一种估算方法,故选项A正确;B图中显示的是布朗运动,是悬浮微粒的
4、无规则运动,不是物质分子的无规则热运动,故选项B错误;C图中,当两个相邻的分子间距离为r0时,分子力为零,此时它们间相互作用的引力和斥力大小相等,故选项C错误;D图中,分子的速率不是完全相等的,所以也不要求每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等,故选项D错误。答案:A4.小明同学利用插针法测量半圆柱形玻璃砖的折射率。如图所示,他在白纸上作一直线MN以及它的垂线AB,玻璃砖的圆心为O,其底边与直线MN对齐,在垂线AB上插两枚大头针P1和P2。小明在半圆柱形玻璃砖右侧区域内无法观察到P1、P2沿AB方向射出的光线,若要观察到,应将玻璃砖的位置作适当调整,下列说法正确的是() A沿MN向M端平移适当距离
5、B沿MN向N端平移适当距离C向左平移适当距离D向右平移适当距离解析:光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后,到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出来,要使光能从圆弧面折射出来,则需要向上移动半圆柱形玻璃砖,即将半圆柱形玻璃砖沿MN向M平移适当距离,使到达圆弧面上光线的入射角i小于临界角则可以射出,如图所示,而将半圆柱形玻璃砖平行MN向左或向右平移适当距离,不会改变光在MN圆弧面上的入射角,光仍然发生全反射,故A正确,B、C、D错误。 答案:A5.如图所示,物块A静止在粗糙水平面上,其上表面为四分之一光滑圆弧。一小滑块B在水平外力F的作用下从圆弧底端缓慢向上移动
6、一小段距离,在此过程中,A始终静止。设A对B的支持力为F N,地面对A的摩擦力为Ff,则两力的变化情况是()AF N减小,Ff增大BF N增大,Ff增大CF N减小,Ff不变DF N增大,Ff不变解析:对滑块B受力分析,并合成矢量三角形如图所示,物块沿着圆弧移动一小段距离,F N增大,水平外力F增大,对A和B整体受力分析可知地面对A物块的静摩擦力Ff与水平外力等大反向,所以Ff增大,A、C、D错误,B正确。答案:B6一行星围绕某恒星做匀速圆周运动。由天文观测可得其运行周期为T、线速度为v,已知万有引力常量为G,则()A行星运动的轨道半径为B行星的质量为C恒星的质量为D恒星表面的重力加速度大小为
7、解析:因为v,所以r,选项A错误;根据m,r,可解得恒星的质量M,选项C正确;表达式m两边消掉了m,则行星的质量无法计算,选项B错误;恒星的半径未知,无法求出恒星表面的重力加速度大小,D错误。答案:C7如图所示,虚线上方空间有匀强磁场,扇形导线框绕垂直于框面的轴O以角速度匀速转动,线框中感应电流方向以逆时针为正,则能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是()解析:当线框进入磁场时,切割的有效长度为半圆的半径不变,由EBL2知,感应电动势不变,感应电流大小不变,由右手定则可知,电流为逆时针,故为正值;当线框全部进入磁场,磁通量不变,无感应电流;当线框穿出磁场时,线圈切割磁感线的有效长度仍为半圆
8、的半径不变,则感应电动势不变,感应电流大小不变,由右手定则可知,电流为顺时针,故为负值。故选项A正确。答案:A8如图所示,光滑水平面上有一质量为m的足够长的木板,木板上放一质量也为m、可视为质点的小木块。现分别使木块获得向右的水平初速度v0和2v0,两次运动均在木板上留下划痕,则两次划痕长度之比为()A14 B14C18 D112解析:木块从开始到相对长木板静止的过程中,木块和木板系统水平方向动量守恒,取向右为正方向,则有mv0(Mm)v,解得v;根据能量守恒定律有mgsmv(Mm)v2,解得划痕长度s,因Mm,则s,同理,当木块的初速度为2v0时,则划痕长度为s,故两次划痕长度之比为ss14
9、,故A正确,B、C、D错误。答案:A二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。9图中坐标原点处的质点O为一简谐波的波源,当t0时,质点O从平衡位置开始振动,波沿x轴向两侧传播,P质点的平衡位置在1 m2 m之间,Q质点的平衡位置在2 m3 m之间。t12 s时刻波形第一次如图所示,此时质点P、Q到平衡位置的距离相等,则()A波源O的初始振动方向是从平衡位置沿y轴向上B 从t22.5 s开始计时,质点P比Q先回到平衡位置C当t22.5 s时,P、Q两质点的速度方向相同D当t22.5 s时,P、Q两质点的加速
10、度方向相同解析:据题,t12 s时刻波刚传到4 m处,因4 m处质点沿y轴向下振动,则波源起振的方向也沿y轴向下,故A错误;由波形图可知,2 s内分别向左、右方向传播了一个波形,则周期为2 s,在t22.5 s时,即由图示的位置再过周期,此时质点P在y轴上方,向下运动,质点Q在y轴上方,向上运动,所以质点P比Q先回到平衡位置,故B正确;在2.5 s时,质点P在y轴上方,向下运动,质点Q在y轴上方,向上运动,故两质点的速度方向相反,加速度方向相同,故C错误,D正确。答案:BD10.如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态。小物块的质量为m,以一定的初速度v从A点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后
11、被弹回,运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度。在上述过程中()A物块克服摩擦力做的功为0B物块克服摩擦力做的功为2mgsC弹簧的最大弹性势能为0.5mv2D弹簧的最大弹性势能为0.5mv2mgs解析:整个过程中,物块所受的摩擦力Ffmg,大小恒定,摩擦力一直做负功,根据功的定义可得物块克服摩擦力做的功为Wfmg2s2mgs,故A错误,B正确;向左运动过程中,根据动能定理可知mgsW克弹0mv2,又W克弹Ep,解得Ep0.5mv2mgs,故C错误,D正确。答案:BD11如图甲所示,两个等量正点电荷固定在绝缘水平面上,O、A、B
12、、C是其连线中垂线上位于竖直方向上的四点,一带电荷量为2102 C、质量为4102kg的小球从A点由静止释放,其运动的vt图像如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线),C点处的切线平行于t轴,运动过程中小球电荷量保持不变。已知A、B两点间距离为0.8 m,B、C两点间的距离为2.7 m,g取10 m/s2,下列说法中正确的是()AA、B两点间电势差UAB16.16 VB小球从B点到C点电场力做的功为W4103 JCB点为A、C间电场强度最大的点,场强大小E20.4 N/CD由A到C的过程中小球的电势能先减小后变大解析:从A到B由动能定理得qUABmgxABmv,解
13、得UAB16.16 V,故A正确;从B到C由动能定理得WBCmgxBCmvmv,解得WBC1.084 J,故B错误;由vt图像可知,B点的斜率最大,加速度最大,最大加速度为a m/s20.2 m/s2,由牛顿第二定律得qEBmgma,解得EB20.4 N/C,故C正确;由于从A到C电场力一直做正功,故电势能一直减小,故D错误。答案:AC12利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,板上的两条宽度分别为2d和d的缝近端相距为L。一群质量为m、电荷量为q、具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场。对于能够从宽度为
14、d的缝射出的粒子,下列说法正确的是()A粒子带正电B射出粒子的最大速度为C保持d和L不变,增大B,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D保持d和B不变,增大L,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大解析:粒子向右偏转,根据左手定则知,粒子带负电,故A错误;粒子在磁场中运动的最大半径为rmax,根据半径公式r得,粒子的最大速度vmax,故B正确;粒子在磁场中偏转的最小半径为rmin,根据半径公式r得,粒子的最小速度vmin,则最大速度和最小速度之差v,保持d和L不变,增大B,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大,保持d和B不变,增大L,射出粒子的最大速度和最小速度之差不变,故C正确,D错误。答案:
15、BC三、非选择题:本题共6小题,共60分13(6分)某课外小组合作完成了以下两组实验:(1)利用如图甲所示的装置,探究弹簧弹力F与伸长量l的关系,并根据实验数据绘出F与l的关系图线如图乙所示,该弹簧劲度系数为_ N/m。(2)用如图丙所示的装置验证“力的平行四边形定则”,用一木板竖直放在铁架台和弹簧所在平面后,其部分实验操作如下,请完成下列相关内容:A如图丙,在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O;B卸下钩码,然后将两绳套系在弹簧下端,用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O,记录细绳套AO、BO的_及两弹簧测力计相应的读数,图丁中B弹簧测力计的读数为_ N;C某同学在坐标纸上画出两弹簧测力
16、计拉力FA、FB的大小和方向如图戊所示,请你用作图工具在图戊中作出FA、FB的合力F;D已知钩码的重力,可作出弹簧所受的拉力F如图戊所示;E最后观察比较F和F,得出结论。解析:(1)图线斜率为弹簧劲度系数,由图可得k N/m125 N/m。(2)两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O,记录两拉力的大小和方向,即细绳套AO、BO的方向及两弹簧测力计相应的读数,弹簧测力计读数要估读一位,图丁中B弹簧测力计的读数为11.40 N。以两个分力为邻边作平行四边形,合力F为平行四边形的对角线,如图所示。答案:(1)125(2)方向11.40图见解析14(8分)传感器在现代生活、生产和科技中有着相当广泛的应用
17、。如图甲是一个压力传感器设计电路,要求从表盘上直接读出压力大小。其中R1是保护电阻,R2是调零电阻(总电阻100 ),理想电流表量程为10 mA,电源电动势E3 V(内阻不计),压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。(1)有三个规格的保护电阻,R1应选_。A25 B250 C2 500 (2)选取、安装保护电阻后,要对压力传感器进行调零,调零电阻R2应调为_。(3)现对表盘进行重新赋值,原3 mA刻度线应标注_ N。(4)由于电池老化,电动势降为2.8 V,传感器压力读数会出现偏差。如果某次使用时,先调零、后测量,读出压力为1 200 N,此时电流大小为_mA,实际压力大小为_
18、 N。解析:(1)因为电流表的量程为10 mA,则R总300 ,由调零电阻R2最大为100 可知,R1只要大于200 即可,A太小,C太大,所以选B;(2)分析电路图可知,当压敏电阻不受压力时,电流表满偏,此时电路中的电阻满足R1R2R0300 ,由图乙可知,压敏电阻不受压力时的阻值R030 ,所以R220 ;(3)当电流表示数为3 mA时,电路中的总电阻R总1 000 ,即RR总R1R2730 ,由图乙得R与F的一次函数为RF30(),经计算当R730 时,压力F2 800 N;(4)根据R与F一次函数关系RF30()知,当F1 200 N时,R330 ,则此时电流I5 mA,因为电池老化,
19、电动势E2.8 V,电路中实际电阻R实总560 ,重新调零后,调零电阻接入电路的阻值R2R1R00,则R的实际阻值为R实R实总R1R2310 ,再将R实代入RF30(),求得F1 120 N。答案:(1)B(2)20(3)2 800(4)51 12015.(7分)如图所示,A汽缸横截面积为500 cm2,A、B两个汽缸中装有体积均为10 L、压强均为1 atm、温度均为27 的理想气体,中间用细管连接。细管中有一绝热活塞M,细管容积不计。现给左面的活塞N施加一个推力,使其缓慢向右移动,同时给B中气体加热,使此过程中A汽缸中的气体温度保持不变,活塞M保持在原位置不动。不计活塞与器壁间的摩擦,周围
20、大气压强为1 atm105 Pa,当推力F103 N时,则:(1)活塞N向右移动的距离是多少?(2)B汽缸中的气体升温到多少摄氏度?解析:(1)加力F后,A中气体的压强为pAp0105 Pa对A中气体:由玻意耳定律得pAVApAVA则得VAVA初态时,LA cm20 cm,LA15 cm故活塞N向右移动的距离是sLALA5 cm。(2)对B中气体,因活塞M保持在原位置不动,末态压强为pBpA105 Pa根据查理定律得解得TB400 K则tB(400273)127 。答案:(1)5 cm(2)127 16(9分)如图所示,两根质量同为m、电阻同为R、长度同为l的导体棒a、b,用两条等长的、质量和
21、电阻均可忽略的长直导线连接后,放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上,两根导体棒均与桌边缘平行,一根在桌面上,另一根移动到靠在桌子的光滑绝缘侧面上。整个空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度为B,开始时两棒静止,自由释放后开始运动。已知两条导线除桌边缘拐弯处外其余部位均处于伸直状态,导线与桌子侧棱间无摩擦。求:(1)刚释放时,两导体棒的加速度大小;(2)两导体棒运动稳定时的速度大小;(3)若从开始下滑到刚稳定时通过横截面的电荷量为q,求该过程a棒下降的高度。解析:(1)刚释放时,设导线中的拉力为FT对a棒:mgFTma,对b棒:FTma解得ag。(2)导体棒运动稳定时,设细线中拉力为FT对b棒:
22、FT0对a棒:mgF安又F安BIl解得v。(3)从开始下滑到刚稳定,设a棒下降的高度为h,则通过横截面的电荷量qt解得h。答案:(1)g(2)(3)17(14分)如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中的Q(2h,h)点以速度v0水平向右射出,经坐标原点O处射入第象限,最后以垂直于PN的方向射出磁场。已知MN平行于x轴,N点的坐标为(2h,2h),不计粒子的重力。求:(1)电场强度E和磁感应强度B的大小之比;(2)带电粒子由Q点运动到出磁场的总时间。
23、解析:(1)粒子在电场中运动过程中,由平抛运动规律及牛顿第二定律得2hv0t1hatEqma联立得E粒子到达O点时,在y轴方向的分速度vyat1v0速度与x正方向的夹角满足tan 1解得45粒子从MP的中点垂直于MP进入磁场,垂直于NP射出磁场,粒子在磁场中的速度vv0轨道半径Rh由qvBm得B即。(2)粒子在电场中的运动时间t1粒子在磁场和电场之间的运动时间为t2粒子在磁场中的运动时间为t3故粒子运动的总时间为tt1t2t3。答案:(1)(2)18(16分)如图所示,在竖直平面内倾角37的粗糙斜面AB、粗糙水平地面BC、光滑半圆轨道CD平滑对接,CD为半圆轨道的竖直直径。BC长为l,斜面最高
24、点A与地面高度差h1.5l,轨道CD的半径R。质量为m的小滑块P从A点静止释放,P与AB、BC轨道间的动摩擦因数为。在C点静止放置一个质量也为m的小球Q,P如果能与Q发生碰撞,二者没有机械能损失。已知重力加速度为g,sin 370.6。求:(1)通过计算判断,滑块P能否与小球Q发生碰撞;(2)如果P能够与Q碰撞,求碰后Q运动到D点时对轨道的压力大小;(3)如果小球Q的质量变为km(k为正数),小球Q通过D点后能够落在斜面AB上,求k值范围。解析:(1)对P,从A到B由动能定理得mghmgcos mv设P能到C点,且速度为vPC,从B到C由动能定理得mglmvmv联立式解得vPCvPB 由 vP
25、C0可知假设成立,即P能与Q发生碰撞。(2)对P、Q由动量守恒定律得mvPCmvPC1mvQC1由P、Q系统能量守恒得mvmvmv联立式解得vQC1vPC对Q球从C到D由动能定理得2mgRmvmv对Q球在D点有mgF Nm又已知R联立式解得F N4mg由牛顿第三定律可知Q运动到D点时对轨道的压力大小为FNFN4mg。(3)球Q的质量变为km,对P、Q由动量守恒定律得mvPCmvPC2kmvQC2由P、Q系统能量守恒得mvmvkmv联立式得vQC2对Q球从C到D由动能定理得2kmgRkmvkmv解得vQD2在D点做平抛运动,恰好落在B点,此时对应水平速度为vQD0,有2Rgt2lvQD0t解得vQD0由题意知vQD2vQD0则k值范围是0k1。答案:(1)见解析(2)4mg(3)0k1XGKSD