内容正文:
高三物理模拟卷(三)
1、 选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
1.“萝卜快跑”是自动驾驶出行服务平台,已于全国11个城市开放载人测试运营服务,实现超一线城市全覆盖。如图所示,一辆自动驾驶汽车在平直的道路上以速度v匀速行驶,当监测到前方有行人通过人行横道时,汽车继续匀速行驶了时间t后开始执行刹车操作直至完全停止。刹车后汽车可视为做匀减速直线运动,已知减速行驶的距离为x,减速运动的加速度大小为a,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
2.下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是( )
A.图甲中反映出随着温度升高,黑体辐射中短波辐射强度增强而长波辐射强度减弱
B.图乙中氚核的比结合能大于氦核的比结合能
C.图丙中一群氢原子从n=4的能级向基态跃迁时,最多可以放出6种不同频率的光
D.图丁中为光电效应实验,用不同光照射某金属得到的关系图,则a光频率最高
3.均匀介质中,位于平面上第一象限内的波源S产生沿各个方向传播的简谐横波,波度为2m/s。如图甲所示,O、A、B为平面上的质点。时刻,波源开始振动,从此刻开始A、B两质点振动图像如图乙所示,z方向表示与平面垂直的方向。下列说法正确的是( )
甲 乙
A.波源S位于处
B.波长为
C.O质点起振后,其振动步调与B质点相反
D.时,C质点位于波谷
4.如图所示,将湿透的雨伞水平匀速旋转,保持伞边缘到水平地面的高度一定,水滴自雨伞边缘被甩出,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.雨伞转得越快,水滴飞行距离越长,水滴落地的时间也越长
B.根据图中雨滴飞行的方向可以判断,从上往下看该雨伞沿顺时针方向转动
C.水滴在空中运动过程中,其速度方向与水平方向的夹角越来越大
D.水滴沿雨伞边缘的切线方向被甩出是因为水滴受到离心力的作用
5.小李同学想知道为什么水中的气泡显得额外的亮,他认为是部分光线在气泡表面发生了全反射。于是他找来了一个光学长方体模具来分析,其横截面如图所示,中心部分是空的半径为R的圆形,外边界是正方形,圆心O也是正方形的中心,C是圆周上的一个点,B是正方形的一个中点,已知,一束单色光AB从B点射入介质,入射角为60°,折射光线为BC,折射光线在C点恰好发生全反射,下列说法正确的是( )
A.介质对此散射光的折射率为
B.正方形的边长为
C.减小从B点入射光线的入射角,则折射光线仍会在圆周上发生全反射
D.换用波长更长的单射光仍沿着AB入射,折射光线也可能在圆周上发生全反射
6.为了追求更好的身材越来越多人使用“腹肌轮”进行身体锻炼,如图是使用腹肌轮进行锻炼的过程,通过腹部发力前后推拉腹肌轮可以达到锻炼腹肌的效果。人的质量为M,腹肌轮质量为m,且不计膝盖处垫子的质量,则关于锻炼过程中的受力分析,下列说法中正确的是( )
A.人保持①状态静止时,地面对腹肌轮一定有摩擦力的作用
B.人从②状态变化到③状态的过程中地面提供的支持力始终大于(M+m)g
C.膝盖处垫子提供的摩擦力与地面提供的摩擦力是一对平衡力
D.若腹肌轮对手的支持力沿着手臂方向,则人保持②状态时腹肌轮受到摩擦力大于人保持①状态腹肌轮受到的摩擦力
7.弹力带训练作为一种特殊的阻力训练,能有效增加肌肉力量。弹力带一端固定,另一端套在运动员腰部,运动员从弹力带原长O处沿直线远离O,运动员从O点运动到过程中速度的平方与加速度大小的关系如图,则为( )
A. B. C. D.
8.一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处.如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x轴沿水平方向,建立坐标系,小鱼的初速度为,末速度v沿x轴正方向.在此过程中,小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
9.某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是( )
A.光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B.透镜的作用是使光更集中
C.单缝的作用是获得线光源
D.双缝间距越小,测量头中观察到的条纹数目内越多
10.如图所示,垂直于水平桌面固定一根轻质绝缘细直杆,质量均为m、带同种电荷的绝缘小球甲和乙穿过直杆,两小球均可视为点电荷,带电荷量分别为q和Q。在图示的坐标系中,小球乙静止在坐标原点,初始时刻小球甲从处由静止释放,开始向下运动。甲和乙两点电荷的电势能(r为两点电荷之间的距离,k为静电力常量)。最大静摩擦力等于滑动摩擦力f,重力加速度为g。关于小球甲,下列说法正确的是( )
A.最低点的位置
B.速率达到最大值时的位置
C.最后停留位置x的区间是
D.若在最低点能返回,则初始电势能
二、实验题(每空2分,共16分)
11.某同学利用双线摆和光传感器测量当地的重力加速度,如图甲所示,A为激光笔,B为光传感器。实验过程如下:
(1)①测出两悬点(两悬点位于同一水平高度)间的距离s和摆线长l(两摆线等长)。
②使悬线偏离竖直方向一个较小角度并将摆球由静止释放,同时启动光传感器,得到光照强度随时间变化的图像如图丙所示,则双线摆摆动的周期 。
(2)根据上述数据可得当地重力加速度 (用T、d、l、s表示)。
(3)关于本实验的误差分析,下列说法正确的有
A、激光高度没调节好导致小球经过最低点时,球心位置比激光光线高度高些,则重力加速度的测量值与真实值相比偏大。
B、与单线摆相比,双线摆可以更好的保证小球在同一平面内摆动,从而减小误差。
C、本实验中应该选用体积较小的小球从而缩短挡光时间提高测量精确度。
D、为了减小实验误差,摆线的选择应该越长越好。
12.(12分)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后,为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率,进行了如下实验探究。
(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,示数如图甲所示,其读数为 mm。再用游标卡尺测得其长度L。
R/Ω
I/A
/A-1
5.0
0.414
2.42
10.0
0.352
2.84
15.0
0.308
3.25
20.0
0.272
3.68
25.0
0.244
4.10
30.0
0.222
4.50
(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω,定值电阻R0的阻值为20.0Ω,电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1,闭合S1,多次改变电阻箱R的阻值,记下电流表的对应读数I,实验数据见下表。
根据表中数据,在图丙中绘制出图像。再将S2置于位置2,此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得 Ω(结果保留2位有效数字)。最后可由表达式 得到该材料的电阻率(用D、L、表示)。
(3)该小组根据图乙的电路和图丙的图像,还可以求得电源内阻 Ω。(结果均保留2位有效数字)
(4)持续使用后,电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置,测得电路的电流,仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
三、解答题(共3小题,第13、14、15题分别10、12、16分,共36分)
13.(10分)如图1所示,水平放置的两导热气缸底部由细管连接(细管体积忽略不计),两厚度不计活塞a、b用刚性轻杆相连,可在两气缸内无摩擦地移动。活塞的横截面积分别为、。两气缸与细管道内封闭有一定质量的理想气体,初始状态活塞a、b到缸底部距离均为, 环境温度。已知大气压强,设活塞移动过程中不漏气。
(1)若缓慢升高环境温度,使某一活塞刚好缓慢移到所在气缸的底部,求此时环境的温度。
(2)实际情况中摩擦力不可以忽略,若两活塞与气缸壁之间的最大静摩擦力均为20N,初始状态下两活塞与墙壁之间恰好没有摩擦力。若要保证活塞始终不移动,求允许的环境温度T的范围。
14.(12分)如图所示,半径的四分之一光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,下端恰好与粗糙水平面MN平滑对接,与水平面等高且绷紧的水平传送带在电动机带动下始终以恒定速度顺时针运行。质量为的小物块由圆弧轨道顶端P点无初速度释放,滑到M点后向左运动,经N点滑上传送带,经一段时间后小物块又返回至传送带的右端。已知M、N两点间的距离,小物块与水平面和传送带间的动摩擦因数均为,g取,传送带足够长,不计空气阻力,小物块可视为质点,不考虑小物块由水平面滑上传送带的能量损失。求:
(1)小物块运动到圆弧轨道底端时对圆弧轨道的压力大小;
(2)全过程中小物块与传送带间因摩擦产生的热量。
15.(16分)如图(a),一倾角为的绝缘光滑斜面固定在水平地面上,其顶端与两根相距为L的水平光滑平行金属导轨相连;导轨处于一竖直向下的匀强磁场中,其末端装有挡板M、N.两根平行金属棒G、H垂直导轨放置,G的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与斜面底端的物块A相连;初始时刻绳子处于拉紧状态并与G垂直,滑轮左侧细绳与斜面平行,右侧与水平面平行.从开始,H在水平向右拉力作用下向右运动;时,H与挡板M、N相碰后立即被锁定.G在后的速度一时间图线如图(b)所示,其中段为直线.已知:磁感应强度大小,,G、H和A的质量均为,G、H的电阻均为;导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力均忽略不计;H与挡板碰撞时间极短;整个运动过程A未与滑轮相碰,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好:,,重力加速度大小取,图(b)中e为自然常数,.求:
(1)在时间段内,棒G的加速度大小和细绳对A的拉力大小;
(2)时,棒H上拉力的瞬时功率;
(3)在时间段内,棒G滑行的距离.
答案第2页,共2页
答案第9页,共9页
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1.“萝卜快跑”是自动驾驶出行服务平台,已于全国11个城市开放载人测试运营服务,实现超一线城市全覆盖。如图所示,一辆自动驾驶汽车在平直的道路上以速度v匀速行驶,当监测到前方有行人通过人行横道时,汽车继续匀速行驶了时间t后开始执行刹车操作直至完全停止。刹车后汽车可视为做匀减速直线运动,已知减速行驶的距离为x,减速运动的加速度大小为a,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动速度与位移的关系
【详解】ACD.题目中所给的t是匀速运动的时间,而x为减速行驶的距离。因此,x、v、t不存
、、
的关系,故ACD错误;
B.根据
得
故B正确。
故选B。
2.下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是( )
A.图甲中反映出随着温度升高,黑体辐射中短波辐射强度增强而长波辐射强度减弱
B.图乙中氚核的比结合能大于氦核的比结合能
C.图丙中一群氢原子从n=4的能级向基态跃迁时,最多可以放出6种不同频率的光
D.图丁中为光电效应实验,用不同光照射某金属得到的关系图,则a光频率最高
【答案】C
【知识点】遏止电压的本质及其决定因素、计算电子跃迁中释放的光子频率种数、黑体辐射规律的概念、分析原子核的结合能与比结合能
【详解】A.图甲中体现出黑体辐射现象中,随着温度的升高,各个波段的辐射强度均增强,只是峰值向短波方向移动。
B.图乙中核聚变的过程中放出能量,氘核的比结合能小于氦核的比结合能,故B错误;
C.图丙中一群氢原子从n=4的能级向基态跃迁时,跃迁路径可能为、、、,所以最多可以放出6种不同频率的光,故C正确;
D.图丁中为光电效应实验,用不同光照射某金属得到的关系图,根据
,
由图像可知,c光对应的遏止电压最大,则c光对应的光电子最大初动能最大,c光频率最高,故D错误。
故选B。
3.均匀介质中,位于平面上第一象限内的波源S产生沿各个方向传播的简谐横波,波度为2m/s。如图甲所示,O、A、B为平面上的质点。时刻,波源开始振动,从此刻开始A、B两质点振动图像如图乙所示,z方向表示与平面垂直的方向。下列说法正确的是( )
甲 乙
A.波源S位于处
B.波长为
C.O质点起振后,其振动步调与B质点相反
D.时,C质点位于波谷
【答案】C
【知识点】根据波的图象判断质点在某时刻的位移、速度和加速度方向
【详解】A.由题图可知A、B两质点开始振动的时刻为
由于在同种介质中则波速v相同,故有
解得A、B距离波源的距离分别为
故波源S位于(4m,3m)处,A错误。
由图乙可知波的周期T=2s,结合土木中已知的波速可以求出:
4m
B错误;
C.O质点开始振动的时刻为
由题图可知,波源起振方向为z轴正方向,在时B质点沿z轴负方向,则C质点起振后,其振动步调与B质点相反,C正确;
D.根据以上分析时开始振动,则t = 4.5s时,C质点已振动了,则t = 4.5s时,C质点位于平衡位置,D错误。
故选C。
4.如图所示,将湿透的雨伞水平匀速旋转,保持伞边缘到水平地面的高度一定,水滴自雨伞边缘被甩出,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.雨伞转得越快,水滴飞行距离越长,水滴落地的时间也越长
B.根据图中雨滴飞行的方向可以判断,从上往下看该雨伞沿顺时针方向转动
C.水滴在空中运动过程中,其速度方向与水平方向的夹角越来越大
D.水滴沿雨伞边缘的切线方向被甩出是因为水滴受到离心力的作用
【答案】C
【知识点】平抛运动速度的计算、物体做离心或向心运动的条件
【详解】A.水滴自雨伞边缘被甩出后做平抛运动,根据可知,落地时间与转动速度无关,故A错误;
B.水滴离开伞边缘后将沿切线方向水平抛出,根据水滴初速度的方向可以判断从上往下看,雨伞沿着逆时针方向转动,故B错误;
C.设速度方向与水平方向的夹角为,飞出雨伞时的速度为,竖直方向任意时刻的速度为,可知雨滴在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,因此有
可知空中运动过程中,其速度方向与水平方向的夹角越来越大,故C正确;
D.旋转雨伞,水滴与雨伞一起做圆周运动,当旋转速度增大时,雨滴在雨伞上的附着力不足以提供雨滴做圆周运动的向心力,雨滴做了离心运动,并不是因为水滴受到离心力的作用力,故D错误。
故选 C。
5.小李同学想知道为什么水中的气泡显得额外的亮,他认为是部分光线在气泡表面发生了全反射。于是他找来了一个光学长方体模具来分析,其横截面如图所示,中心部分是空的半径为R的圆形,外边界是正方形,圆心O也是正方形的中心,C是圆周上的一个点,B是正方形的一个中点,已知,一束单色光AB从B点射入介质,入射角为60°,折射光线为BC,折射光线在C点恰好发生全反射,下列说法正确的是( )
A.介质对此散射光的折射率为
B.正方形的边长为
C.减小从B点入射光线的入射角,则折射光线仍会在圆周上发生全反射
D.换用波长更长的单射光仍沿着AB入射,折射光线也可能在圆周上发生全反射
【答案】D
【知识点】光的折射定律、折射率、 折射率和全反射规律表达式
【详解】AB.根据题意,光在C点恰好发生全反射,则介质对此单色光的折射率为
故A错误;
B.对B点发生的折射,设∠OBC为根据折射定律可知
所以
设正方形的边长为,由正弦定理有
解得
故B错误;
C.减小从B入射光线的入射角,折射光线射向圆周时入射角也会减小,因此不会发生全反射;
故C错误。
D.换用波长更长的单色光虽然对应的光的折射率减小,发生全反射的临界角增大,但是B处出射的折射光线的折射角也会增大,因此从圆周上入射的光线的入射角也会增大,因此也有可能发生全反射
故D正确;
6.为了追求更好的身材越来越多人使用“腹肌轮”进行身体锻炼,如图是使用腹肌轮进行锻炼的过程,通过腹部发力前后推拉腹肌轮可以达到锻炼腹肌的效果。人的质量为M,腹肌轮质量为m,且不计膝盖处垫子的质量,则关于锻炼过程中的受力分析,下列说法中正确的是( )
A.人保持①状态静止时,地面对腹肌轮一定有摩擦力的作用
B.人从②状态变化到③状态的过程中地面提供的支持力始终大于(M+m)g
C.膝盖处垫子提供的摩擦力与地面提供的摩擦力是一对平衡力
D.若腹肌轮对手的支持力沿着手臂方向,则人保持②状态时腹肌轮受到摩擦力大于人保持①状态腹肌轮受到的摩擦力
【答案】D
【知识点】利用平衡推论求力、牛顿第三定律
【详解】A.人保持状态①时可以通过手臂的肌肉作用来使得手对腹肌轮的压力竖直向下,此时腹肌轮不受摩擦力,可以想象腹肌轮从向前到向后的过程中地面提供的摩擦力方向发生了变化,因此中间一定存在一个状态没有摩擦力。选项A错误;
B.从②状态到③状态人的重心上移,先加速后减速,加速度先向上后向下,人先超重后失重,因此支持力不会始终大于人和腹肌轮受到的总重力,选项B错误;
C.垫子对人的摩擦力与地面对腹肌轮的摩擦力的受力物体不同,故不属于一对平衡力,选项C错误;
D.当腹肌轮对手的支持力沿着手臂方向时,对人进行手受力分析可知道手臂与竖直方向夹角越大手臂受到的支持力的水平分量就越大,因此腹肌轮受到的地面的摩擦力也越大,选项D正确。
故选D。
7.弹力带训练作为一种特殊的阻力训练,能有效增加肌肉力量。弹力带一端固定,另一端套在运动员腰部,运动员从弹力带原长O处沿直线远离O,运动员从O点运动到过程中速度的平方与加速度大小的关系如图,则为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】计算物体运动的速率
【详解】将运动过程分解成很多小段,每一小段近似认为是匀变速直线运动
利用匀变速运动速度与加速度的关系:
可知图线与纵坐标轴包围的面积表示位移的两倍,则运动员从O点运动到的总位移为
故选A。
8. 秋风徐徐,拂过赣南这块充满绿意的大地,绵延起伏的群山间,一台台风力发电机矗立在山脊上,蔚为壮观。这些风机将风能源源不断地转化成绿色电能,并通过电网输送到千家万户,满足经济社会发展的用电需求。发电机发电的原理可作如图简化:KLMN是一个放在匀强磁场中的矩形导线框,线框绕垂直于磁场的固定轴以角速度沿逆时针方向(俯视)匀速转动。当MN边与磁场方向的夹角为时开始计时(图示位置),此时导线框中产生的电动势为E。下列说法正确的是( )
A.时刻,电流沿KLMNK方向
B.时刻,穿过线框的磁通量变化率最大
C.该交流电动势的有效值为
D.该交流电动势瞬时值表达式为
【答案】BD
【知识点】正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导
【详解】A.根据楞次定律,感应电流的方向总是阻碍线圈磁通量的变化,而时刻,MN边与磁场方向的夹角为,并且沿逆时针方向(俯视)匀速转动,向右的磁通量将要增大,所以感应电流产生的磁场方向向左,感应电流沿KNMLK方向,故A错误;
B.时刻,转过的角度为
所以此时线圈平面与磁场方向平行,穿过线框的磁通量最小,但是磁通量变化率最大,故B正确;
C.设矩形导线框面积为,交流电动势的该交流电动势的有效值与峰值电动势的关系为
当MN边与磁场方向的夹角为时的感应电动势为
而峰值电动势为
该交流电动势的有效值为
故C错误;
D.该交流电动势瞬时值表达式为
故D正确。
故选AD。
9.如图所示,足够长的水平轨道与竖直光滑半圆形轨道在点平滑连接,半圆形轨道的圆心为,且。质量为0.4kg,带电量为可视为质点的小滑块静置于上的点,空间中存在水平向右电场强度为的匀强电场,滑块在内运动时刚好不脱离半圆形轨道并能沿轨道返回面,。下列说法正确的是( )
A.滑块运动至后开始返回
B.滑块运动至点时其机械能最大
C.滑块运动到点时对半圆形轨道的压力最大
D.滑块运动点时的速度大于运动到点时的速度
【答案】BD
【知识点】绳球类模型及其临界条件、能量守恒定律与曲线运动结合
【详解】A.电场力大小F=Eq=3N,滑块在半圆形轨道内运动时,滑块受到的重力和电场力的合力如图所示
即
所以满足滑块刚好不脱离轨道又返回点的条件时,滑块将恰好运动到与垂直的线段上的点开始返回,A错误;
B.滑块在整个运动过程中,恒力对滑块做的正功越多,滑块的机械能越大,因当滑块运动到点时,恒力做的正功最多,所以滑块运动至点时的机械能最大,B正确;
CD.由图可知,滑块运动到点时速度最大,运动到点时的速度大于运动到点时的速度,C错误,D正确。
故选BD。
10.如图甲是国产科幻大片《流浪地球2》中人类在地球同步静止轨道上建造的空间站,人类通过地面和空间站之间的“太空电梯”往返于天地之间。太空电梯可以简化为图乙所示的模型,电梯p在同步卫星和地球之间的直线轨道内运行,图丙两条线分别是人乘坐“太空电梯”时由于随地球自转而需要的向心加速度a以及由于地球引力而产生的加速度与其到地心距离r的关系图像,已知r1为地球半径,r2为地球同步卫星轨道半径,下列说法正确的是( )
甲 乙 丙
A.丙图中A表示由于随地球自转而需要的向心加速度a与其到地心的距离r的关系
B.地球公转周期为
C.太空电梯直轨道长度为
D.电梯顺着轨道匀速远离地心的过程中所受合力不为零且指向地心
【答案】BC
【知识点】地球同步卫星与其他卫星的对比
【详解】A.根据圆周运动的向心加速度与角速度的关系可得
随地球自转而需要的向心加速度a与其到地心的距离r的关系为直线,所以A错误;
B.由图可知
根据圆周运动的向心加速度与角速度的关系可得
所以
故B正确;
C.由于地球吸引而产生的加速度
处两个加速度大小相等,因此
解得
故太空电梯轨道长度为
故C正确;
D.当太空电梯在轨道上匀速上升的过程中,由于离地距离越来越远,因此绕地球运动的线速度越来越大,因此电梯受到的合力有沿着切向方向的分量,因此电梯所受合力不为零但是也不指向地心。
故D错误。
故选BC。
二、实验题(每空2分)
11.某同学利用双线摆和光传感器测量当地的重力加速度,如图甲所示,A为激光笔,B为光传感器。实验过程如下:
(1)①测出两悬点(两悬点位于同一水平高度)间的距离s和摆线长l(两摆线等长)。
②使悬线偏离竖直方向一个较小角度并将摆球由静止释放,同时启动光传感器,得到光照强度随时间变化的图像如图丙所示,则双线摆摆动的周期 。
(2)根据上述数据可得当地重力加速度 (用T、d、l、s表示)。
(3)关于本实验的误差分析,下列说法正确的有
A、激光高度没调节好导致小球经过最低点时,球心位置比激光光线高度高些,则重力加速度的测量值与真实值相比偏大。
B、与单线摆相比,双线摆可以更好的保证小球在同一平面内摆动,从而减小误差。
C、本实验中应该选用体积较小的小球从而缩短挡光时间提高测量精确度。
D、为了减小实验误差,摆线的选择应该越长越好。
【答案】
(1)
(2)
(3)B
【知识点】用单摆测重力加速度的实验步骤和数据处理、用单摆测重力加速度的注意事项和误差分析
【详解】(1)
因为每半个周期挡光一次,故双线摆摆动的周期
(2)根据几何关系可得摆长
根据单摆周期公式
解得
(3)
A.因为不在同一高度会影响遮光时间,但不影响遮光周期,故重力加速度的测量值等于真实值。
B.双线摆能更好的保证小球在同一竖直平面内摆动,避免小球做圆锥摆,减小实验误差。
C.本实验选用体积较小的小球是为了减小空气阻力,挡光时间长短不影响本实验的测量精度。
D.摆线的长短应该适度,合理的范围内尽可能长一些,但是不能太长,太长会导致测量过程中操作不方便。
12.某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后,为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率,进行了如下实验探究。
(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,示数如图甲所示,其读数为 mm。再用游标卡尺测得其长度L。
(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω,定值电阻R0的阻值为20.0Ω,电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1,闭合S1,多次改变电阻箱R的阻值,记下电流表的对应读数I,实验数据见下表。
R/Ω
I/A
/A-1
5.0
0.414
2.42
10.0
0.352
2.84
15.0
0.308
3.25
20.0
0.272
3.68
25.0
0.244
4.10
30.0
0.222
4.50
根据表中数据,在图丙中绘制出图像。再将S2置于位置2,此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得 Ω(结果保留2位有效数字)。最后可由表达式 得到该材料的电阻率(用D、L、表示)。
(3)该小组根据图乙的电路和图丙的图像,还可以求得电源内阻 Ω。(结果均保留2位有效数字)
(4)持续使用后,电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置,测得电路的电流,仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 3.700/3.699/3.701 6.0 3.0 偏大
【知识点】测量电阻丝电阻率的数据处理方法、测量电源电动势和内阻的实验原理、器材、实验电路、测量电源电动势和内阻的实验步骤和数据处理
【详解】(1)[1]用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,其读数为
(2)(3)[2][3][4][5]由电路可知,当将S2置于位置1,闭合S1时
即
由图像可知
解得
解得
再将S2置于位置2,此时电流表读数为0.400A,则
解得
根据
解得
(3)由(2)可知
(4)根据表达式
因电源电动势变小,内阻变大,则当安培表由相同读数时,得到的的值偏小,即测量值偏大。
三、解答题(10+12+16=38分)
13.如图1所示,水平放置的两导热气缸底部由细管连接(细管体积忽略不计),两厚度不计活塞a、b用刚性轻杆相连,可在两气缸内无摩擦地移动。活塞的横截面积分别为、。两气缸与细管道内封闭有一定质量的理想气体,初始状态活塞a、b到缸底部距离均为, 环境温度。已知大气压强,设活塞移动过程中不漏气。
(1)若缓慢升高环境温度,使某一活塞刚好缓慢移到所在气缸的底部,求此时环境的温度。
(2)实际情况中摩擦力不可以忽略,若两活塞与气缸壁之间的最大静摩擦力均为20N,初始状态下两活塞与墙壁之间恰好没有摩擦力。若要保证活塞始终不移动,求允许的环境温度T的范围。
【答案】(1);(2)
【知识点】应用波意耳定律解决实际问题、应用查理定律解决实际问题
【详解】(1)若缓慢升高环境温度,使某一活塞刚好缓慢移到所在气缸的底部,气体做等压变化,有
解得此时环境的温度为
(2)对活塞进行受力分析,当活塞受到向左的摩擦力达到最大静摩擦力时,设此时气体压强为
当活塞受到向左的摩擦力达到最大静摩擦力时,设此时气体压强为
因为活塞不移动,所以当温度发生变化时,气体发生等体变化
解得
,因此允许的环境温度范围为。
14. 如图所示,半径的四分之一光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,下端恰好与粗糙水平面MN平滑对接,与水平面等高且绷紧的水平传送带在电动机带动下始终以恒定速度顺时针运行。质量为的小物块由圆弧轨道顶端P点无初速度释放,滑到M点后向左运动,经N点滑上传送带,经一段时间后小物块又返回至传送带的右端。已知M、N两点间的距离,小物块与水平面和传送带间的动摩擦因数均为,g取,传送带足够长,不计空气阻力,小物块可视为质点,不考虑小物块由水平面滑上传送带的能量损失。求:
(1)小物块运动到圆弧轨道底端时对圆弧轨道的压力大小;
(2) 全过程中小物块与传送带间因摩擦产生的热量。
【详解】(1)小物块从圆弧轨道顶端滑到圆弧轨道底端的过程中,根据机械能守恒定律
解得
在点,对小物块,根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律,小物块运动到圆弧轨道底端时对圆弧轨道的压力大小为15N。
(2)小物块在水平面上运动的加速度为
小物块从M点到N点,根据运动学公式
解得小物块向左运动第一次到达N点时的速度大小
设小物块在传送带上向左运动的时间为,位移大小为,小物块的位移为
小物块向左运动过程中传送带的位移大小
设小物块在传送带上向右匀加速运动的时间为,则小物块的位移大小为
小物块向右匀加速过程中传送带的位移大小
因
则小物块不会再返回到传送带上,小物块相对传送带的总路程
小物块与传送带间因摩擦产生的热量为
15.如图(a),一倾角为的绝缘光滑斜面固定在水平地面上,其顶端与两根相距为L的水平光滑平行金属导轨相连;导轨处于一竖直向下的匀强磁场中,其末端装有挡板M、N.两根平行金属棒G、H垂直导轨放置,G的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与斜面底端的物块A相连;初始时刻绳子处于拉紧状态并与G垂直,滑轮左侧细绳与斜面平行,右侧与水平面平行.从开始,H在水平向右拉力作用下向右运动;时,H与挡板M、N相碰后立即被锁定.G在后的速度一时间图线如图(b)所示,其中段为直线.已知:磁感应强度大小,,G、H和A的质量均为,G、H的电阻均为;导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力均忽略不计;H与挡板碰撞时间极短;整个运动过程A未与滑轮相碰,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好:,,重力加速度大小取,图(b)中e为自然常数,.求:
(1)在时间段内,棒G的加速度大小和细绳对A的拉力大小;
(2)时,棒H上拉力的瞬时功率;
(3)在时间段内,棒G滑行的距离.
【答案】(1) ;;(2);(3)
【知识点】作用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压、求导体棒运动过程中通过其截面的电量、双杆在等宽导轨上运动问题
【详解】(1)由图像可得在内,棒G做匀加速运动,其加速度为
依题意物块A的加速度也为,由牛顿第二定律可得
解得细绳受到拉力
(2)由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律推导出“双棒”回路中的电流为
由牛顿运动定律和安培力公式有
由于在内棒G做匀加速运动,回路中电流恒定为,两棒速度差为
保持不变,这说明两棒加速度相同且均为a;
对棒H由牛顿第二定律可求得其受到水平向右拉力
由图像可知时,棒G的速度为
此刻棒H的速度为
其水平向右拉力的功率
(3)棒H停止后,回路中电流发生突变,棒G受到安培力大小和方向都发生变化,棒G是否还拉着物块A一起做减速运动需要通过计算判断,假设绳子立刻松弛无拉力,经过计算棒G加速度为
物块A加速度为
则棒做加速度减小减速运动,而物块A保持4m/s的加速度做减速运动,则棒的位移大于物块A的位移,绳子会被拉断。所以2s后绳子紧绷,物块A与棒G一起做加速度越来越小的减速运动;由动量定理、法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可以求得,在内
棒G滑行的距离
这段时间内物块A速度和棒G滑行速度相同,绳子始终绷紧。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
C
D
D
A
BD
BD
BC
11. B
12.3.700/3.699/3.701 6.0 3.0 偏大
13.(1)400K;(2)
14.(1)15N;(2)Q=4J
15.(1) ;;(2);(3)
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注
意
事
项
1.答题前,考生先将自己的姓名、学校、班级、准考证号填写清楚,并认真核准条形码
上准考证号、姓名及科目,在规定位置贴好条形码。如无条码,请务必按照准考证号正
确填涂。
2.选择题部分使用2B铅笔按图示规范填涂;非选择题必须使用0.5毫米及以上黑色字迹的
签字笔书写,要求字体工整,笔迹清楚。
3.严格按照题号在相应答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试
卷上答题无效。
4.保持卡面清洁、完整,不装订,不要折叠,严禁使用涂改液、修正带。
填涂样例 正确填涂: 缺考标记:
高考模拟卷
物理答题卡
准考证号
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一、客观题 ((1~7为单选题,每题4分;8~10为多选题,每题6分))
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
A B C D
A B C D
A B C D
A B C D
A B C D
A B C D
A B C D
A B C D
A B C D
A B C D
二、实验题 (每空2.0分,共16分)
11.(1) (2) (3)
12.(1) (2)
(3) (4)
请在各题目的答题区域内作答,超出矩形边框限定区域内的答案无效
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三、解答题 (共38分)
13(10分).
14(12分).
请在各题目的答题区域内作答,超出矩形边框限定区域内的答案无效
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请在各题目的答题区域内作答,超出矩形边框限定区域内的答案无效
15(16分).
请在各题目的答题区域内作答,超出矩形边框限定区域内的答案无效
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