1、2015年陕西省西安市西北工大附中高考物理模拟试卷（5月份）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15题只有一项符合题目要求，第68有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1（6分） 某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落，并在白纸上留下球的水印再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地 向下球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数，然后根据台秤的示数算出冲击力的最大值下列物理学习或研究中用到的
2、方法与该同学的方法相同的是（） A 建立“质点”的概念 B 建立“点电荷”的理论 C 建立“电场强度”的概念 D 建立“合力与分力”的概念【考点】： 物理学史【分析】： 通过白纸上的球的印迹，来确定球发生的形变的大小，从而可以把不容易测量的一次冲击力用球形变量的大小来表示出来，在通过台秤来测量相同的形变时受到的力的大小，这是用来等效替代的方法【解析】： 解：A、质点和点电荷是一种理想化的模型，是采用的理想化的方法，所以AB错误C、电场强度是采用的比值定义法，所以C错误D、合力和分力是等效的，它们是等效替代的关系，所以D正确故选：D【点评】： 在物理学中为了研究问题方便，经常采用很多的方法来分析
3、问题，对于常用的物理方法一定要知道2（6分）a、b两车在同一直线上做匀加速直线运动，vt图象如图所示，在15s末两车在途中相遇，由图象可知（） A a车的速度变化比b车快 B 出发前a车在b车之前75 m处 C 出发前b车在a车之后150 m处 D 相遇前a、b两车的最远距离为50 m【考点】： 匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系【专题】： 运动学中的图像专题【分析】： 速度图象的斜率等于加速度，由数学知识比较甲、乙的加速度大小“面积”等于位移，求出15s末两物体的位移，此时两者相遇，则出发前ab相距的距离等于15s末位移之差根据两物体的关系，分析它们之间距离的变化，求解相
4、遇前两质点的最远距离【解析】： 解：A、由图看出，a的斜率小于b的斜率，则a的加速度小于b的加速度，即a车的速度变化比b车慢故A错误BCD、15s末a、b通过的位移分别为：xa=，xb=，由题，15秒末两质点在途中相遇，则说明出发前a在b之前150m处由于出发前a在b之前150m处，出发后a的速度一直大于b的速度，则两质点间距离不断缩短，所以相遇前甲乙两质点的最远距离为150m故C正确，BD错误故选：C【点评】： 本题考查速度图象两个基本的意义：斜率等于加速度、“面积”等于位移，并根据速度和位置的关系求解两质点最远距离3（6分）如图所示，倾角为的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过
5、细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接物体B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态则（） A 物体B受到斜面体C的摩擦力一定不为零 B 斜面体C受到水平面的摩擦力一定为零 C 斜面体C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力 D 将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，此时水平面对斜面体C的摩擦力一定不为零【考点】： 共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用【专题】： 共点力作用下物体平衡专题【分析】： 以B为研究对象，分析绳子的拉力与重力沿斜面向下的分力的关系，判断B是否受到C的摩擦力以B、C整体为研究对象，根据平衡条件分析水平面的摩擦力【解析】： 解：设A、B、C
6、的重力分别为GA、GB、GCA、若GA=GBsin，B相对于C没有运动趋势，不受到C的摩擦力故A错误B、C，以B、C整体为研究对象，分析受力如图，根据平衡条件得： 地面对C的摩擦力f=Fcos=GAcos，方向水平向左，说明C有沿地面向右滑动的趋势，则受到向左的摩擦力，故B错误，C正确D、将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，则以B、C整体为研究对象得到，f=0，即水平面对C的摩擦力为零故D错误故选：C【点评】： 本题涉及三个物体的平衡问题，要灵活选择研究对象当几个物体的加速度相同时可以采用整体法研究，往往比较简捷4（6分）如图虚线框内为高温超导限流器，它由超导部件和限流电阻并联组成超导部件有一个
7、超导临界电流IC，当通过限流器的电流IIC时，将造成超导体失超，从超导态（电阻为零，即R1=0）转变为正常态（一个纯电阻，且R1=3 ），以此来限制电力系统的故障电流已知超导临界电流IC=1.2A，限流电阻R2=6，小灯泡L上标有“6V 6W”的字样，电源电动势E=8V，内阻r=2原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L正常发光，现L突然发生短路，则（） A 灯泡L短路前通过R2的电流为A B 灯泡L短路后超导部件将由超导状态转化为正常态，通过灯泡电流为零 C 灯泡L短路后通过R1的电流为4 A D 灯泡L短路后通过R2的电流为A【考点】： 闭合电路的欧姆定律【专题】： 恒定电流专题【分析
8、】： 灯泡短路时，只有R2接入电路，则由闭合电路的欧姆定律可得出电路中电流变化，超导体可能失超；电路为两个电阻并联，由电阻的并联可求得总电阻；则可求得总电流及流过R1的电流【解析】： 解：A、短路前，灯泡与超导电阻串连接入电路，因灯泡正常发光，则电路中电流IL=1A；故A错误；B、短路后，只有R2接入电路，则电流I=A=1.6A1.2A，超过临界电流，故超导体失超，转化为正常态，故B错误；C、灯泡短路后，两个电阻并联，电路中的电阻为R=2，路端电压U=4V，通过R1的电流为I1=A，故C错误；D、灯泡短路后，R2的电流为I2=A=A故D正确故选：D【点评】： 本题是信息题，首先要抓住关键信息：
9、限流器的电流IIc时，将造成超导体失超，从超导态转变为正常态，再根据闭合电路欧姆定律进行研究5（6分）科学家经过深入观测研究，发现月球正逐渐离我们远去，并且将越来越暗有地理学家观察了现存的几种鹦鹉螺化石，发现其贝壳上的波状螺纹具有树木年轮一样的功能，螺纹分许多隔，每隔上波状生长线在30条左右，与现代农历一个月的天数完全相同观察发现，鹦鹉螺的波状生长线每天长一条，每月长一隔研究显示，现代鹦鹉螺的贝壳上，生长线是30条，中生代白垩纪是22条，侏罗纪是18条，奥陶纪是9条已知地球表面的重力加速度为10m/s2，地球半径为6400km，现代月球到地球的距离约为38万公里始终将月球绕地球的运动视为圆周轨
10、道，由以上条件可以估算奥陶纪月球到地球的距离约为（） A 1.7108m B 8.4108m C 1.7107m D 8.4107m【考点】： 万有引力定律及其应用【专题】： 万有引力定律的应用专题【分析】： 在地球表面的物体受到的重力等于万有引力，又因为万有引力提供向心力，联合解得=，代入数据计算可月球到地球的距离【解析】： 解：在地球表面的物体受到的重力等于万有引力，得GM=R2g又根据万有引力提供向心力，得=代入数据得1.7108m故A正确、BCD错误故选：A【点评】： 本题要注意奥陶纪月球绕地球运动的周期为T=9天，还要知道在地球表面的物体受到的重力等于万有引力，这个关系常常成为黄金代
11、换6（6分）轻杆的一端通过光滑的绞链固定在地面上的A点，另一端固定一个质量为m的小球，最初杆处于水平地面上当杆在外力的作用下由水平位置缓慢转到竖直位置的过程中，下列关于小球说法正确的是（） A 所受弹力的方向一定沿杆 B 所受弹力一直减小 C 所受合力不变 D 所受弹力始终做正功【考点】： 功的计算；物体的弹性和弹力【专题】： 功的计算专题【分析】： 小球缓慢移动，说明小球处于平衡状态，通过受力分析即可判断【解析】： 解：A、通过受力分析可知小球始终处于平衡状态，故受重力和杆对小球竖直向上的作用力，故A错误；B、根据共点力平衡可知，FN=mg，故B错误；C、小球所受合力为零，故C正确D、小球受
12、到的弹力向上，小球的位移向上，故弹力做正功，故D正确；故选：CD【点评】： 本题主要考查了受力分析，抓住小球缓慢运动，说明所受合力为零即可7（6分）两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是（） A q1、q2为等量异种电荷 B C点的电场强度大小为零 C C、D两点间场强方向沿x轴负方向 D 将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功【考点】： 电势；电势能【专题】： 电场力与电势的性质专题【分析】： 由图象中电势的特点可以判断应该是同种等量电荷，画出OM间可能的电场线分布，从而
13、去判断场强的大小根据电场力方向与位移方向的关系分析做功正负【解析】： 解：A、若q1、q2是异种电荷，电势应该逐渐减小，由图象可以看出，电势分布具有对称性，应该是等量的同种电荷，故A错误；B、q1、q2是等量同种电荷，它们在C点产生的场强大小相等、方向相反，故C点的场强为零，故B正确；C、沿电场线方向电势逐渐降低，则C、D两点间场强方向沿x轴负方向，故C正确；D、0C电场线向右，CM电场线向左，将一负点电荷从N点移到D点，电场力先向左后向右，所以电场力先做负功后做正功，故D正确故选：BCD【点评】： 本题题型比较新颖，关键要掌握电势和场强的关系，明确等量同种电荷电场线的分布情况，需要我们具有较
14、强的识图的能力8（6分） 如图所示，水平面绝缘且光滑，一绝缘的轻弹簧左端固定，右端有一带正电荷的小球，小球与弹簧不相连，空间存在着水平向左的匀强电场，带电小球在电场力和弹簧弹力的作用下静止，现保持电场强度的大小不变，突然将电场反向，若将此时作为计时起点，则下列描述速度与时间、加速度与位移之间变化关系的图象正确的是（） A B C D 【考点】： 匀强电场中电势差和电场强度的关系【专题】： 电场力与电势的性质专题【分析】： 速度时间图线的斜率表示加速度，根据牛顿第二定律得出小球的加速度，根据加速度的变化判断小球的运动规律，确定正确的图线【解析】： 解：将电场反向，小球在水平方向上受到向右的电场力
15、和弹簧的弹力，小球离开弹簧前，根据牛顿第二定律得，小球的加速度a=，知a随x的增大均匀减小，当脱离弹簧后，小球的加速度a=，保持不变可知小球先做加速度逐渐减小的加速运动，然后做匀速运动故A、C正确，B、D错误故选：AC【点评】： 本题难点是分析小球离开弹簧前的加速度，根据表达式确定小球的加速度随x均匀变化，此段过程中速度时间图线的斜率在减小三、非选择题（包括必考题和选考题两部分第9题第12题为必考题，每个试题考生都必须作答其余为选考题，考生根据要求作答）（一）必考题9（8分）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B
16、，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的t1=t2（选填“”、“=”或“”）时，说明气垫导轨已经水平（2）用游标卡尺测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=5.0mm（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q相连，钩码Q的质量为m将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若t1、t2和d已知，要验证滑块和砝码组成的
17、系统机械能是否守恒，还应测出滑块质量M和两光电门间距为L（写出物理量的名称及符号）（4）若上述物理量间满足关系式mgL=，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒【考点】： 验证机械能守恒定律【专题】： 实验题；机械能守恒定律应用专题【分析】： （1）如果遮光条通过光电门的时间相等，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平（2）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读（3）要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，根据这两个量求解（4）滑块和砝码组成的系统机械能守恒列出关系式【解析】： 解：（1）如果遮光条通过光电门的时间相等
18、，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平（2）游标卡尺的读数：游标卡尺主尺读数为5mm，游标读数为00.1mm=0.0mm 所以最终读数为5.0mm（3）要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度vB=，vA=滑块和砝码组成的系统动能的增加量Ek=（m+M）（）2（m+M）（）2滑块和砝码组成的系统动能的重力势能的减小量Ep=mgL所以还应测出滑块质量M，两光电门间距离L（4）如果系统动能的增加量等于系统重力势能的减小量，那么滑块和砝码组成的系统
19、机械能守恒即：mgL=故答案为：（1）=；（2）5.0；（3）滑块质量M，两光电门间距为L；（4）mgL=【点评】： 掌握游标卡尺的读数方法了解光电门测量瞬时速度的原理实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面10（7分）现用如图1所示的装置探究“加速度与物体受力的关系”小车所受拉力及其速度可分别由拉力传感器和速度传感器记录下来速度传感器安装在距离L=48.0cm的长木板的A、B两点（1）实验主要步骤如下：A将拉力传感器固定在小车上；B平衡摩擦力，让小车在没有拉力作用时能做匀速直线运动；C把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与轻质小盘（盘中放置砝码）相连；D接通电源
20、后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率VA、VB；E改变小盘中砝码的数量，重复D的操作请将以上实验步骤补充完整由以上实验可得出加速度的表达式a=（2）某同学用描点法根据实验所得数据，在坐标纸上作出了由实验测得的aF图线，可能是如图2的哪些图象AB【考点】： 探究加速度与物体质量、物体受力的关系【专题】： 实验题【分析】： （1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，（2）根据匀变速直线运动的速度位移公式求出小车的加速度（3）小车质量不变时，加速度与拉力成正比，对aF图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数【解析
21、】： 解：（1）实验中探究合外力和加速度、质量之间关系，摩擦力无法测量，通过调节斜面高度平衡摩擦力，让小车达到匀速下滑的目的（2）由题意可知，已知初末速度及位移，则由速度和位移关系v2v02=2ax可求得加速度 ；（3）小车质量不变时，加速度与拉力成正比，所以aF图象是一条倾斜的直线，故A正确，由实验装置可知，如果实验前没有平衡摩擦力，则画出的aF图象在F轴上有截距，故B正确故答案为：（1）平衡摩擦力 匀速直线运动 （2）AB【点评】： 本题实验源于课本，但是又不同于课本，这是物理实验的基础处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项11（13分）如图
22、所示，一块足够大的光滑平板放置在水平面上，能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角板上一根长为l=0.60m的轻细绳，它的一端系住一质量为m的小球P，另一端固定在板上的O点当平板的倾角固定为时，先将轻绳平行于水平轴MN拉直，然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0=3.0m/s若小球能保持在板面内作圆周运动，倾角的值应在什么范围内？（取重力加速度g=10m/s2）【考点】： 向心力；动能定理【专题】： 匀速圆周运动专题【分析】： 先对小球受力分析，受绳子拉力、斜面弹力、重力，小球在最高点时，由绳子的拉力和重力分力的合力提供向心力，由圆周运动规律可列此时的表达式；小球从释放到最高点的过程，
23、在依据动能定理可列方程，依据恰好通过最高点的条件是绳子拉力，可得倾角的范围【解析】： 解：小球在斜面上运动时受绳子拉力、斜面弹力、重力在垂直斜面方向上合力为0，重力在沿斜面方向的分量为mgsin，小球在最高点时，由绳子的拉力和重力分力的合力提供向心力：研究小球从释放到最高点的过程，据动能定理：若恰好通过最高点绳子拉力T=0，联立解得：故最大值为30，可知若小球能保持在板面内作圆周运动，倾角的值应满足30答：若小球能保持在板面内作圆周运动，倾角的值应满足30【点评】： 本题重点是小球能通过最高点的临界条件，这个情形虽然不是在竖直平面内的圆周运动，但是其原理和竖直平面内的圆周运动一直，都是T=0为
24、小球能过最高点的临界条件12（19分）某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f轻杆向右移动不超过L时，装置可安全工作轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦一质量为m的小车若以速度v撞击弹簧，将导致轻杆向右移动（1）若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x（2）若以速度v0（已知）撞击，将导致轻杆右移，求小车与弹簧分离时速度（k未知）（3）在（2）问情景下，求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度vm（k未知）【考点】： 功能关系【分析】： （1）由胡克定律与平衡条件可以求出弹簧的
25、压缩量；（2）由能量守恒定律可以求出小车的速度；（3）由牛顿第二定律求出加速度，然后判断运动性质【解析】： 解：（1）当弹簧的弹力等于最大静摩擦力时，轻杆开始移动，由题意知：f=kx，解得弹簧的压缩量：（2）开始压缩到分离，系统能量关系，则（3）轻杆开始移动后，弹簧压缩量x不再变化，弹性势能一定，速度v0时，系统能量关系，速度最大时vm时，系统能量关系，得得：答：（1）若弹簧的劲度系数为k，轻杆开始移动时，弹簧的压缩量是；（2）若以速度v0（已知）撞击，将导致轻杆右移，小车与弹簧分离时速度是；（3）在（2）问情景下，为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度是【点评】： 轻杆移动很慢，即轻杆缓
26、慢移动，可以认为轻杆处于平衡状态，由平衡条件可知，弹簧弹力与摩擦力相等，这是正确解题的关键（二）选考题（共15分）（物理-选修3-3】（15分）13（6分）关于物理学的研究方法，以下说法错误的是（） A 在用实验探究加速度、力和质量三者之间关系时，应用了控制变量法 B 在利用速度时间图象推导匀变速运动的位移公式时，使用的是微元法 C 用点电荷代替带电体，应用的是理想模型法 D 伽利略在利用理想实验探究力和运动关系时，使用的是实验归纳法【考点】： 元电荷、点电荷；伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法；探究加速度与物体质量、物体受力的关系【分析】： 物理学的发展离不开科学的思维方法，要明确各种科
27、学方法在物理中的应用，如控制变量法、理想实验、理想化模型、极限思想等【解析】： 解：A、在用实验探究加速度、力和质量三者之间的关系时，由于涉及物理量较多，因此采用控制变量法进行实验，故A正确；B、在推导位移公式时，使用了微元法；故B正确；C、点电荷是高中所涉及的重要的理想化模型，都是抓住问题的主要因素，忽略次要因素，故C正确；D、伽利略对自由落体运动的研究，以及理想斜面实验探究力和运动的关系时，采用的是理想斜面实验法和将试验结论外推的方法，不是用的实验归纳法；故D错误本题选错误的，故选：D【点评】： 本题考查了常见的研究物理问题的方法的具体应用，要通过练习体会这些方法的重要性，培养学科思想14
28、（9分）微波实验是近代物理实验室中的一个重要部分反射式速调管是一种结构简单、实用价值较高的常用微波器件之一，它是利用电子团与场相互作用在电场中发生振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似如图1所示，在虚线MN两侧分布着方向平行于X轴的电场，其电势随x的分布可简化为如图2所示的折线一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动已知带电微粒质量m=1.01020 kg，带电荷量q=1.0109 C，A点距虚线MN的距离d1=1.0cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应求：（1）B点距虚线MN的距离d2；（2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t【考点】： 动能定理的应用
29、；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律【专题】： 动能定理的应用专题【分析】： （1）根据图2所示图象求出电场强度的方向，应用动能定理求出距离d2；（2）带电微粒在AB两点间先做匀加速运动，后做匀减速运动，应用牛顿第二定律与运动学公式可以求出粒子的运动时间【解析】： 解：（1）由图2知虚线左右分别是匀强电场，左侧电场沿X方向，右侧电场沿+X方向，大小分别为E1=2.0103 N/C，E2=4.0103N/C，带电微粒由A运动到B的过程中，由动能定理得：|q|E1d1|q|E2d2=0 ，由式解得d2=d1=0.50cm ；（2）设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律得：|q|E1=ma1 |q|E2=ma2 设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t1、t2，由运动学公式得：d1=a1t12 d2a2t22 运动时间：t=t1+t2 由式解得：t=1.5108s； 答：（1）B点距虚线MN的距离d2为0.50cm；（2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间为1.5108s【点评】： 根据图象判断出电场的方向、求出电场强度，应用动能定理与牛顿第二定律、运动学公式即可解题
