1、等值模拟四(限时：60分钟)一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分.在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1.(2013重庆4)图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为的光滑斜面滑下，然后在不同的角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动.分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随变化的图像分别对应图2中的() 图1图2A.、和B.、和C.、和D.、和答案B解析由题意知，小球对斜面的压力FNmgcos ，随增大，FN逐渐变小直至为零，y1cos ，对应；小球的加速度agsin ，y2sin ，最大
2、为1，对应.重力加速度为g不变，y31，对应.所以选项B正确.2.下列说法正确的是()A.235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短B.原子核内部某个质子转变为中子时，放出射线C.在、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强D.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小答案D解析原子核的半衰期不随温度、压强等物理环境或化学条件而改变，A错误；由核反应中电荷数守恒和质量数守恒知，原子核内的某质子转变成中子时，将释放出正电子，B错误；、射线中，穿透能力最强的是射线，电离能力最强的是射线，C错误；由跃迁方程可知，氢原
3、子的核外电子由较高能级向较低能级跃迁时，将释放光子，这种跃迁相当于核外电子由距原子核较远轨道迁移到较近轨道，原子核和电子之间的静电力对电子做正功，电子的动能增加而电势能减小，D正确.3.(2013福建13)设太阳质量为M，某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视作半径为r的圆.已知万有引力常量为G，则描述该行星运动的上述物理量满足 ()A.GMB.GMC.GMD.GM答案A解析太阳对行星的引力提供向心力，即mr，整理可得GM，故A正确.4.(2013天津6)两个带等量正电的点电荷，固定在图3中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点.一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，
4、只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则()A.q由A向O的运动是匀加速直线运动B.q由A向O运动的过程电势能逐渐增大图3C.q运动到O点时的动能最大D.q运动到O点时电势能为零答案C解析q由A向O运动的过程中，电场力的方向始终由A指向O，但力的大小变化，所以电荷q做变加速直线运动，电场力做正功，到O点时速度最大，动能最大，电势能最小，因无限远处的电势为零，则O点的电势0，所以q在O点的电势能不为零，故选项C正确，选项A、B、D错误.5.如图4所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L.在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁图4
5、感应强度大小均为B.一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取沿顺时针方向的感应电流为正，下图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是()答案D解析根据右手定则知，线框进入磁场的过程中，电流方向先正后负再正，线框切割磁感线的有效长度先逐渐增大，两边完全在磁场中运动时，切割磁感线的有效长度始终为L，出磁场时再逐渐减小，故D正确.二、非选择题(本题共4小题，共68分)6.(19分)(1)如图5所示，某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验.当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条橡皮
6、筋重复实验时，设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W.图5图中电火花计时器的工作电压是_V的交流电.实验室提供的器材如下：长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、纸带、电源等，还缺少的测量工具是_.图中小车上有一固定小立柱，下图给出了4种橡皮筋与小立柱的套接方式，为减小实验误差，你认为最合理的套接方式是_.在正确操作的情况下，某次所打的纸带如图6所示.打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量(根据纸带中字母回答)，小车获得的速度是_m/s.(结果保留两位有效数字)图6(2)二极管是一种半导体元件，电路符号为，其特点是具有单向导电性.某实验小
7、组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究.据了解，该二极管允许通过的最大电流为50 mA.该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先用多用电表的电阻挡来判断它的正负极：当红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针的偏角比较小，当交换表笔再次测量时，发现指针有很大偏转，由此可判断_ (填“左”或“右”)端为二极管的正极.实验探究中他们可选器材如下：A.直流电源(电动势3 V，内阻不计)B.滑动变阻器(020 )C.电压表(量程15 V、内阻约80 k) D.电压表(量程3 V、内阻约50 k)E.电流表(量程0.6 A、内阻约1 )F.电流表(量程50 mA、内阻约50
8、 )G.待测二极管H.导线、开关为了提高测量精度，电压表应选用_，电流表应选用_.(填序号字母)实验中测量数据如下表，请在图7所示坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线.电流I/mA000.21.83.98.614.021.833.550.0电压U/V00.500.751.001.251.501.752.002.252.50图7同学们将该二极管与阻值为10 的定值电阻串联后接到电压恒为3 V的电源两端，则二极管导通时定值电阻的功率为_ W.答案(1)(1)220(1分)刻度尺(2分)A(2分)GJ(2分)0.65(2分)(2)左(2分) DF(每空1分)伏安特性曲线如图所示(4分) 0.025(2
9、分)7. (15分)如图8所示，QB段为一半径为R1 m的光滑圆弧轨道， AQ段为一长度为L1 m的粗糙水平轨道，两轨道相切于Q点，Q在圆心O的正下方，整个轨道位于同一竖直平面内.物块P的质量为m1 kg(可视为质点)，P与AQ间的动摩擦因数0.1，若物块P以速度v0从A点滑上水平轨道，到C点后又返回A点时恰好静止.(取g10 m/s2)求：图8(1)v0的大小；(2)物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力. 答案(1)2 m/s(2)12 N，方向竖直向下解析(1)物块P从A到C又返回A的过程中，由动能定理有mg2L0mv(3分)解得v02 m/s(3分)(2)若物块P在Q点的速度为v，在
10、Q点轨道对P的支持力为F，由动能定理和牛顿第二定律有mgLmv2mv(3分)Fmgm(2分) 解得F12 N(2分) 由牛顿第三定律可知，物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力大小也为12 N，方向竖直向下(2分)8.(16分)如图9所示，与x轴夹角为60的直线OA将直角坐标系xOy的第一象限分成两个区域、，区域中存在着垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场.在坐标为(R,0)的S点处有一粒子源S.从S可平行于纸面向各个方向发射出质量为m、电荷量为q且初速度大小相同的同种粒子，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R.不计粒子重力及粒子间相互作用. 图9(1)某次从S射出一个速度方向与x轴的
11、正方向夹角为30的粒子，求此粒子在磁场中运动的时间；(2)若要求从S垂直x轴向上发射的粒子经过OA上的某点(图中未画出)进入区域后，又能从该点返回区域，则应该在区域内增加一匀强电场，求这一匀强电场电场强度的最小值.答案(1)(2)解析(1)由题意可知t(2分)T(2分)联立解得t(2分)(2)如图所示，由题意可知，粒子运动轨迹的圆心在坐标原点O处，粒子经过OA上的C点进入区域，然后又从该点返回区域，则粒子在电场中必须做直线运动，由于OAPC，设PC长为x，电场强度的最小值为E，由几何知识可知xRtan 30(2分)由运动学公式及牛顿第二定律可得v22ax(2分) Eqma(2分)又由于Bqvm
12、(2分)联立解得E(2分)9.(18分)如图10甲所示，质量为M3.0 kg的平板小车C静止在光滑的水平面上，在t0时，两个质量均为1.0 kg的小物体A和B同时从左右两端水平冲上小车，1.0 s内它们的vt图象如图乙所示，g取10 m/s2.图10(1)试分析小车在1.0 s内所做的运动，并说明理由？(2)要使A、B在整个运动过程中不会相碰，车的长度至少为多少？(3)假设A、B两物体在运动过程中不会相碰，试在图乙中画出A、B在t1.0 s3.0 s时间内的vt图象.答案(1)小车静止，理由见解析(2)4.8 m(3)见解析解析(1)由vt图可知，在第1 s内，物体A、B的加速度大小相等，均为
13、a2.0 m/s2.物体A、B所受摩擦力大小均为Ffma2.0 N，方向相反，根据牛顿第三定律，车C受A、B的摩擦力也大小相等，方向相反，合力为零，故小车静止.(4分)(2)设A、B、小车组成的系统最终的速度为v，系统动量守恒，由动量守恒定律得：mvAmvB(2mM)v(3分)代入数据得：v0.4 m/s，方向向右(2分)系统能量守恒，得Ff(xAxB)mvmv(2mM)v2(3分)解得A、B之间的相对位移，即车的最小长度为：xxAxB4.8 m(2分)(3)1 s后A继续向右减速滑行，小车与B一起向右加速运动，最终达到共同速度v.在该过程中对物体A，由动量定理得：Fftmv(2分)解得：t0
14、.8 s(2分)即系统在t1.8 s时达到共同速度，此后一起做匀速运动.1.0 s3.0 s的vt图象如图所示.三、选做题(请在第10、11两题中任选一题做答.如果多做，则按所做的第一题计分.)10.选修33(1)(6分)下列有关物质属性及特征的说法中，正确的是()A.晶体的物理性质都是各向异性的B.温度升高，每个分子的动能都增大C.分子间的引力和斥力可以单独存在D. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用(2)(6分)如图11所示，汽缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积为50 cm2，厚度为1 cm，汽缸全长为21 cm，大气压强为1105 Pa，当温度为7 时，活塞封闭的气柱长1
15、0 cm，若将汽缸倒过来放置时，图11活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通.将汽缸倒过来放置，若温度上升到27 ，求此时气柱的长度.(g取10 m/s2，不计活塞与汽缸之间的摩擦，保留三位有效数字)答案(1)D(2)16.1 cm解析(2)以活塞为研究对象，汽缸未倒过来时，有p0SmgpS(1分)汽缸倒过来后，有pSmgp0S(1分)温度为7 C不变，有pSl0pSl联立解得ll015 cm(1分)温度由7 C升高到27 C的过程中，封闭气体压强不变由盖吕萨克定律知(1分)即(1分)解得l16.1 cm(1分)11.选修34(1)(6分)如图12甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分
16、别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab6 m，ac8 m.在t10时刻a、b同时开始振动，振动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t24 s时c点开始振动，则() 甲 乙图12A.该机械波的传播速度大小为1.5 m/sB.c点的振动频率先是与a点相同，两列波相遇后c点的振动频率增大C.该列波的波长是2 mD.两列波相遇后，c点振动加强(2)(6分)如图13所示，一截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC，A30，D点在AC边 上，AD间距为L.一条光线以60的入射角从D点射入棱镜，光线垂直BC射出，求玻璃的折射率.图13答案(1)C(2)L解析(2)如图，因为光线垂直BC射出，有30在E点发生全反射，有30，可知r 30(3分)由折射定律n(2分)得n(1分)