1、等值模拟等值模拟一(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.用能量为15 eV的光子照到某种金属上，能发生光电效应，测得其光电子的最大初动能为12.45 eV，则该金属的逸出功为()A.2 eVB.2.5 eVC.2.55 eVD.3 eV答案C2.如图1所示为甲、乙两物体沿同一条直线运动的速度时间图象，若t0时刻两者相向运动，且运动过程中不会相撞，下列说法中正确的是()A.在t0时相距15 m，则两物体相遇两次B.在t0时相距25 m，则两物体相遇一次图1C.若t1 s时两者相遇，则两者不会再相遇D.若t2 s时两者
2、第一次相遇，则两者还会再相遇答案A解析由题意知，两物体相向运动，t2 s时两者速度相等，它们之间的相对位移为20 m.当t0时刻两者之间的相对位移小于20 m时，它们一定相遇两次；当t0时刻两者之间的相对位移等于20 m时，它们一定相遇一次；当t0时刻两者之间的相对位移大于20 m时，它们一定不相遇，A正确.3. 2013年2月16日凌晨，2012DA14小行星与地球“擦肩而过”，距离地球最近约2.77万公里.据观测，它绕太阳公转的周期约为366天，比地球的公转周期多1天.假设小行星和地球绕太阳运行的轨道均为圆轨道，对应的轨道半径分别为R1、R2，线速度大小分别为v1、v2，以下关系式正确的是
3、()A.B.C.D. 答案B解析由开普勒行星运动定律和万有引力提供向心力可知k，v ，将代入可得选项B正确.4.如图2所示，在A、B两点分别放置两个电荷量相等的正点电荷，O点为A、B连线的中点，M点位于A、B连线上，N点位于A、 B连线的中垂线上.则关于O、M、N三点的电场强度E和电势的判定正确的是() 图2A.EMEOB.MOC.ENO答案A解析等量同种正电荷的电场线和等势面如图所示，沿电场线方向，电势逐渐降低，所以NOEO、ENEO，显然A正确，C错误.5.如图3所示，匀强磁场区域宽为d，一正方形线框abcd的边长为l，且ld，线框总电阻为r，以恒定的速度v通过磁场区域，从线框刚进入到完全
4、离开磁场的这段时间内，下列说法正确的是()A.bc边刚进入磁场和ad边刚进入磁场时产生的感应电流的方向 是相同的B.线框匀速通过磁场全过程中都要施加恒力F图3C.在整个过程中电阻产生的热量QD.线框中没有感应电流的时间是答案D解析bc边刚进入磁场时线框磁通量正在增加，ad边刚进入磁场时线框磁通量正在减少，由楞次定律知，产生的感应电流方向相反，选项A错误；因ld，线框匀速通过磁场全过程中有一段时间磁通量不变，没有感应电流产生，也就不存在安培力，这时不需要外力，选项B错误；根据功能关系，在整个过程中电阻产生的热量等于安培力做的功，即QBl2d，选项C错误；从bc边到达磁场右边界至ad边到达磁场左边
5、界，这一过程中没有感应电流产生，时间为t，选项D正确.二、非选择题(本题共4小题，共68分)6.(19分)(1)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图4所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列点.图4图5给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所
6、示.根据图中数据计算的加速度a_m/s2(保留两位有效数字)图5为了测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的是_.A.木板的长度L B.木板的质量m1C.滑块的质量m2以及托盘和砝码的总质量m3D.滑块运动的时间t滑块与木板间的动摩擦因数_(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g).(2)为了测定一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了下列器材：A.待测干电池(电动势1.5 V左右，内阻不超过1.5 )B.电流表A1(量程02 mA，内阻为10 )C.电流表A2(量程00.6 A，内阻约为0.1 )D.滑动变阻器R1(020 ， 10 A)E.滑动变阻器R2(0100 ，1 A)F.定值电阻R39
7、90 G.开关、导线若干利用以上提供的器材，欲测量该电池的电动势和内阻，请回答以下问题：为测量方便且测量误差较小，上述滑动变阻器应选用_(填写序号字母).在图6所示虚线框内补画出完整的电路原理图.图6根据合理的设计电路测量数据，电流表A1的示数记为I1，电流表A2的示数记为I2，某同学测出了6组I1、I2的数据，如下表所示.请你在图7所示坐标纸上帮他作出I1和I2的关系图线.序号123456I1/mA1.401.361.351.281.201.10I2/A0.100.150.220.250.350.48图7根据描绘出的图线，可得被测电池的电动势为_V，内阻为_.答案(1)0.49(2分)C(2
8、分)(3分)(2)D(2分)如图所示(3分)如图所示(3分)1.48(1.471.49)(2分)0.79(0.770.81)(2分)解析根据逐差法，加速度a m/s20.49 m/s2.根据牛顿第二定律有m3gm2g(m2m3)a，所以需要测量滑块的质量m2、托盘和砝码的总质量m3，选C、D.根据上一问的式子，解得.7. (15分)如图8所示，木板与水平地面间的夹角可以随意改变，当30时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑.若让该小木块从木板的底端每次都以v0的速度沿木板向上运动，随着的改变，小木块沿木板滑行的距离将发生变化，重力加速度为g.图8(1)求小木块与木板间的动摩擦因数；(2
9、)当角满足什么条件时，小木块沿木板滑行的距离最小，并求出此最小值.答案(1)(2)60解析(1)当小木块向下滑动且30时，对小木块受力分析mgsin FN(2分)FNmgcos 0(2分)则动摩擦因数为：tan tan 30(2分)(2)当小木块向上运动时，小木块的加速度为a，则mgsin mgcos ma(2分)小木块的位移为x：v2ax(2分)则x(1分)令tan ，则当90时x最小，即60(2分)最小值为xmin(2分)8. (16分)如图9，OAC的三个顶点的坐标分别为O(0,0)、A(L,0)、C(0，L)，在OAC区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场.在t0时刻，同时从三角形的O
10、A边各处沿y轴正方向以相同的速度将质量均为m、电荷量均为q的带正电粒子射入磁场，已知在tt0时刻从OC边射出磁场的粒子的速度方向垂直于y轴.不计粒子重力和空气阻力及粒子间的相互作用. 图9(1)求磁场的磁感应强度B的大小；(2)若从OA边两个不同位置射入磁场的粒子，先后从OC边上的同一点P(P点图中未标出)射出磁场，求这两个粒子在磁场中运动的时间t1与t2之间应满足的关系；(3)从OC边上的同一点P射出磁场的这两个粒子经过P点的时间间隔与P点位置有关，若该时间间隔最大值为，求粒子进入磁场时的速度大小.答案(1)(2)t1t22t0(3)解析(1)粒子在t0时间内，速度方向改变了90，故周期T4
11、t0(1分)由T得B(2分) (2)在同一点射出磁场的两粒子轨迹如图，轨迹所对应的圆心角分别为1和2，由几何关系有11802(1分)故t1t22t0(1分)(3)由圆周运动知识可知，两粒子在磁场中运动的时间差t与 21成正比，由得2122180(1分)可知2越大，时间差t越大，有tT(1分)又tmax(1分)由代入数据得2的最大值为150(1分)在磁场中运动时间最长的粒子轨迹如图，由几何关系18030(1分)tan A得A6090A30(1分)rcos L(1分)解得r(1分)根据qvBm(或v或v均可)(2分)代入数据解得v(1分)9. (18分)如图10所示，在光滑水平地面上有一固定的挡板
12、，挡板上固定一个轻弹簧.现有一质量M3 kg，长L4 m的小车AB(其中O为小车的中点，AO部分粗糙，OB部分光滑)，一质量为m1 kg的小物块(可视为质点)，放在车的最左端，车和小物块一起以v04 m/s的速度在水平面上向右匀速运动，车撞到挡板后瞬间速度变为零，但未与挡板粘连.已知车OB部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内，小物块与车AO部分之间的动摩擦因数为0.3，重力加速度g10 m/s2.求：图10(1)小物块和弹簧相互作用的过程中，弹簧具有的最大弹性势能；(2)小物块和弹簧相互作用的过程中，弹簧对小物块的冲量；(3)小物块最终停在小车上的位置距A端多远.答案见解析解析
13、(1)对小物块，有mamg(2分)设小物块与弹簧刚接触时的速度为v，根据运动学公式：v2v2a(2分)由能量关系：mv2Ep解得Ep2 J(2分)(2)设小物块离开弹簧时的速度为v1，有mvEp(2分)对小物块，根据动量定理Imv1mv(1分)联立以上两式并代入数据得I4 kgm/s弹簧对小物块的冲量大小为4 kgm/s，方向水平向左(2分)(3)小物块滑过O点和小车相互作用，由动量守恒mv1(mM)v2(2分)由能量关系mgsmv(mM)v(2分)小物块最终停在小车上距A的距离sAs(2分)解得sA1.5 m(1分)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
14、分.)10.选修33(1)(6分)下列说法正确的是()A.液体表面张力产生的原因是：液体表面层分子较密集，分子间引力大于斥力B.扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，但扩散现象和布朗运动并不是热运动C.第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律D.两个分子从无穷远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用力的合力先变小，后变大(2)(6分)今有一质量为M的汽缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，气柱长为L0(如图11甲所示)，若将汽缸按如图乙悬挂保持静止时，求气柱长为多少？已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，气体温度
15、保持不变.图11答案(1)B(2)解析(2)对汽缸中的理想气体，当汽缸水平横放时，气体压强为p0，气体体积为SL0当汽缸悬挂保持静止时，理想气体压强为 pp0(2分)设气柱长为Lx，因气体温度保持不变，由玻意耳定律有p0SL0(p0)SLx(2分)解得Lx(2分)11.选修34(1)(6分)一列简谐横波t0时刻的波形如图12中实线所示，t0.5 s的波形如图中虚线所示，已知波的周期为T，且0.25 sT0.5 s.当波向x轴负方向传播时，从t0到t0.5 s时间内，x1 m处的质点P沿y轴负方向通过平衡位置的次数为()图12A.1 B.2 C.3 D.4(2)(6分)图13甲是空气中一折射率为
16、的透明玻璃砖，图乙是它的截面图，左侧是半径为R的半圆，右侧是长4R、宽2R的长方形.一束单色光从左侧A点沿半径方向与长边成45角射入玻璃砖，求光线从A点射入玻璃砖到刚好射出玻璃砖的时间为多少？(光在空气中的速度为c，结果可以保留根号)图13答案(1)B(2)解析(1)由于0.25 sT0.5 s，则T0.5 s2T，则波沿x轴正方向传播时，传播的距离为x(1) m5 m，v m/s10 m/s；波沿x轴负方向传播时，传播的距离为x(3) m7 m，质点P运动时间为(1)T，则P从波峰位置开始，经过(1)T有2次沿y轴负方向通过平衡位置，B正确.(2)设光从玻璃射向空气的临界角为C，则sin C(1分)C45(1分)所以光在玻璃砖内发生5次全反射，光路如图所示.(1分)光程L(28)R(1分)光速v(1分)t(1分)
