高考物理二轮复习备课资料之高考仿真冲刺卷三 13页

高考仿真冲刺卷(三) (建议用时:60 分钟 满分:110 分) 二、选择题:本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分.在每小题给出的四个选项中,第 14～18 题 只有一项符合题目要求,第19～21题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. 14.质量为 m 的钢球自高处落下,以速度 v1 碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为 v2.在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为( ) A.向下,m(v1-v2) B.向下,m(v1+v2) C.向上,m(v1-v2) D.向上,m(v1+v2) 15. 如图所示为研究光电效应的电路图,阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极. 实验发现,只有用频率ν≥ν0 的光照射阴极 K 时,阴极 K 才能够发射光电子,已知普朗克常量 为 h,电子的电荷量为 e,则下列说法正确的是( ) A.发生光电效应时,电路中的饱和电流大小只取决于入射光的频率 B.组成阴极 K 的金属材料的逸出功一定大于 hν0 C.当用频率为 2ν0 的光照射阴极 K 时,使光电流减小到零的遏止电压为 D.当入射光的频率ν>ν0 时,照射阴极 K 的时间越长,电路中产生的光电流就越大 16. 质量相等的 A,B 两物体放在同一水平面上,分别受到水平拉力 F1,F2 的作用而从静止开始 做匀加速直线运动.经过时间 t0 和 4t0 速度分别达到 2v0 和 v0 时,分别撤去 F1 和 F2,以后物体 继续做匀减速直线运动直至停止.两物体速度随时间变化的图线如图所示.设 F1 和 F2 对 A,B 的冲量分别为 I1 和 I2,F1 和 F2 对 A,B 做的功分别为 W1 和 W2,则下列结论正确的是( ) A.I1∶I2=12∶5,W1∶W2=6∶5 B.I1∶I2=6∶5,W1∶W2=3∶5 C.I1∶I2=3∶5,W1∶W2=6∶5 D.I1∶I2=3∶5,W1∶W2=12∶5 17.如图所示,一均匀带电细棒,总电荷量为+Q,在过中点 c 并垂直于细棒的直线上有 a,b,d 三点,且 ab=bc=cd=L,在 a 点处有一电荷量 为+ 的固定点电荷.已知 b 点处的电场强度为零,则 d 点处电场强度 的大小为(k 为静电力常量)( ) A.k B.k C.k D.k 18. 如图所示,粗糙的长直杆倾斜固定放置,倾角为θ,一圆环通过轻绳(不可伸长)与物块连 接,圆环套在直杆上,拉力F作用在物块上,整个系统处于静止状态,若将拉力F由水平位置开 始逆时针缓慢向上旋转,整个系统始终保持静止状态,则在此过程中( ) A.直杆对圆环的摩擦力逐渐减小 B.轻绳的拉力逐渐减小 C.直杆对圆环的弹力逐渐增大 D.拉力 F 逐渐增大 19. 如图所示,水平转台上有一质量为m的小物块,用长为L的细绳连接在通过转台中心的竖 直转轴上,细绳与转轴间的夹角为θ;系统静止时,细绳绷直但绳中张力为零,物块与转台间 动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当物块随转台由静止开始缓慢加速转动 且未离开转台的过程中( ) A.物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴 B.至转台对物块的支持力为零时,物块的角速度大小为 C.至转台对物块的支持力为零时,转台对物块做的功为 D.细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零 20.2017 年 4 月 10 日,三名宇航员在国际空间站停留 173 天后,乘坐“联盟 MS-02”飞船从国 际空间站成功返回,并在哈萨克斯坦境内着陆.设国际空间站在离地面高度约 400 km 的轨道 上绕地球做匀速圆周运动,已知地球同步卫星轨道高度约 36 000 km,地球半径约 6 400 km.下列说法正确的是( ) A.飞船在返回地球的过程中机械能守恒 B.国际空间站的运行周期约为 92 min C.国际空间站的速度小于地球的第一宇宙速度 D.返回时,需先让飞船与国际空间站脱离,再点火加速,然后即可下降 21. 如图所示,S 处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板 MN 垂直于纸面,在纸面 内的长度 L=9.1 cm,中点 O 与 S 间的距离 d=4.55 cm,MN 与 SO 直线的夹角为θ,板所在平面 有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度 B=2.0×10-4 T.电子质 量 m=9.1×10-31 kg,电荷量 e=-1.6×10-19 C,不计电子重力.电子源发射速度 v=1.6×106 m/s 的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为 l,则( ) A.θ=90°时,l=9.1 cm B.θ=60°时,l=9.1 cm C.θ=45°时,l=4.55 cm D.θ=30°时,l=4.55 cm 三、非选择题:包括必考题和选考题两部分,第 22～25 题为必考题,每个试题考生都必须作答, 第 33～34 题为选考题,考生根据要求 作答. (一)必考题:共 47 分 22. (6 分)如图为验证动量守恒定律的实验装置,实验中选取两个半径相同、质量不等的小 球,按下面步骤进行实验: ①用天平测出两个小球的质量分别为 m1 和 m2; ②安装实验装置,将斜槽 AB 固定在桌边,使槽的末端切线水平,再将一斜面 BC 连接在斜槽末 端; ③先不放小球 m2,让小球 m1 从斜槽顶端 A 处由静止释放,标记小球在斜面上的落点位置 P; ④将小球 m2 放在斜槽末端 B 处,仍让小球 m1 从斜槽顶端 A 处由静止释放,两球发生碰撞,分别 标记小球 m1,m2 在斜面上的落点位置; ⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端 B 的距离.图中 M,P,N 点是实验过程中记下的小 球在斜面上的三个落点位置,从 M,P,N 到 B 点的距离分别为 sM,sP,sN.依据上述实验步骤,请回 答下面问题: (1)两小球的质量 m1,m2 应满足 m1 m2(填“>”“=”或“<”); (2)小球 m1 与 m2 发生碰撞后,m1 的落点是图中 点,m2 的落点是图中 点; (3)用实验中测得的数据来表示,只要满足关系式 , 就能说明两球碰撞前后动量是守恒的; (4)若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞,用实验中测得的数据来表示,只需比较 与 是否相等即可. 23.(9 分)一只小灯泡,额定功率为 0.75 W,额定电压值已模糊不清,A 小组的同学想测定其额 定电压值,于是先用欧姆表测出该灯泡的电阻约为 3 Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定 电压 U= =1.5 V,B 小组同学认为 A 小组测量方法有误,他们利用下面可供选择的器材设计 一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压,并根据测量数据来绘制灯泡的 U I 图线,进 而找到灯泡的额定电压. A.电压表 V(量程 3 V,内阻约 3 kΩ) B.电流表 A1(量程 1 500 mA,内阻约 0.02 Ω) C.电流表 A2(量程 500 mA,内阻约 0.6 Ω) D.滑动变阻器 R1(0～10 Ω) E.滑动变阻器 R2(0～100 Ω ) F.电源 E(电动势 4.0 V,内阻不计) G.开关 S 和导线若干 H.待测灯泡 L(额定功率 0.75 W,额定电压未知) (1)在实验过程中,B 小组的同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,在下面所给的虚线框中 画出实验的电路原理图.上述器材中,电流表选 (选填“A1”或“A2”);滑动变阻器选 (选填“R1”或“R2”). (2)当电压达到 1.23 V 时,发现灯泡亮度很暗,当达到 2.70 V 时,灯泡功率已超过额定功率, 便立即断开开关,并将所测数据记录在下面表格中. 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70 I/mA 80 155 195 227 255 279 310 请你根据表中实验数据在图中作出灯泡的 U I 图线. (3)由图像得出该灯泡的额定电压应为 V;显然这一结果大于 1.5 V,究其原因 是 . 24.(12 分)如图所示,一个质量为 m、电阻不计、足够长的光滑 U 形金属框架 MNQP,位于光滑 绝缘水平桌面上,平行导轨 MN 和 PQ 相距为 L.空间存在着足够大的方向竖直向下的匀强磁场, 磁感应强度的大小为 B.另有质量也为 m 的金属棒 CD,垂直于 MN 放置在导轨上,并用一根绝缘 细线系在定点 A.已知,细线能承受的最大拉力为 T0,CD 棒接入导轨间的有效电阻为 R.现从 t=0 时刻开始对 U 形框架施加水平向右的拉力,使其从静止开始做加速度为 a 的匀加速直线 运动. (1)求从框架开始运动到细线断裂所需的时间 t0 及细线断裂时框架的瞬时速度 v0 大小; (2)若在细线断裂时,立即撤去拉力,求此后过程中回路产生的总焦耳热 Q. 25. (20 分)如图所示,一足够长的水平传送带以速度 v0 匀速运动,质量均为 m 的小物块 P 和 小物块Q由通过滑轮组的轻绳连接,轻绳足够长且不可伸长,某时刻物块P从传送带左端以速 度 2v0 冲上传送带,P 与定滑轮间的绳子水平,已知物块 P 与传送带间的动摩擦因数μ=0.25, 重力加速度为 g,不计滑轮的质量与摩擦.求: (1)运动过程中小物块 P,Q 的加速度大小之比. (2)物块 P 从刚冲上传送带到运动到传送带右方最远处的过程中,P,Q 系统机械能的改变量. (二)选考题:共 15 分.(请考生从给出的 2 道物理题中任选一题作答) 33.[物理——选修 3 3] (15 分) (1)(5 分)下列说法正确的是 (填正确答案标号.选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分, 选对 3 个得 5 分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.理想气体吸热后温度一定升高 B.可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比,平均动能一定相等,内能一定不相 等 C.某理想气体的摩尔体积为 V0,阿伏加德罗常数为 NA,则该理想气体单个的分子体积为 D.甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中,分子 引力与分子斥力都增大,分子势能先减小后增大 E.扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动 (2)(10 分)如图所示,两个相同的竖直玻璃管 A,B 下端通过橡胶管相连,玻璃管中装有适量的 水银,两玻璃管的上端封闭,使两玻璃管中分别封闭一段气柱,气柱的长均为 L=10 cm,A 管中 空气柱的压强为 p1= 76 cmHg,两管中气体温度均为 33 ℃,A 管中水银液面比 B 管水银液面高出 8 cm,两玻璃管的 长度足够长. ①保持 A 管不动,将 B 管缓慢上提,则 B 管上提的高度为多少,可以使两管中水银液面相平? ②若将A管中气体温度升高ΔT,B管中气体温度降低ΔT,则ΔT为多少时,可以使两管中水银 液面相平? 34.[物理——选修 3 4] (15 分) (1)(5 分)某同学利用“插针法”,测定平行玻璃砖的折射率,在坐标纸上记录的情况如图所 示,虚线为以入射点 O 为圆心做出的圆,由此计算出玻璃砖的折射率为 ,光在玻璃中 的传播速度为 m/s.(光在真空中的传播速度为 c=3.0×108 m/s.结果均保留两位有效数字) (2)(10 分)从坐标原点 O 产生的简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方向传播,t=0 时刻波的图像 如图所示,此时波刚好传播到 M 点,x=1 m 的质点 P 的位移为 10 cm,再经Δt=0.1 s,质点 P 第一次回到平衡位置. ①求波源的振动周期. ②从 t=0 时刻起经多长时间位于 x=-81 m 处的质点 N(图中未画出)第一次到达波峰位置?并 求出在此过程中质点 P 运动的路程. 高考仿真冲刺卷(三) 14.D 设向上方向为正,忽略重力,根据动量定理 Ft=mv2-(-mv1)=m(v1+v2),地面对钢球的冲 量方向向上.选项 D 正确. 15.C 发生光电效应时,在光的颜色不变的情况下,电路中的饱和电流与入射光的强度有关, 入射光越强,饱和电流就越大,选项 A 错误;由题意可知,当入射光的频率为ν0 时,刚好能够 发生光电效应,即光电子的最大初动能为零,故组成阴极 K 的金属材料的逸出功为 W0=hν0,选 项 B 错误;当用频率为 2ν0 的光照射阴极 K 时,由方程 Ekm=hν-W0 及 eUc=Ekm 可知,eUc=hν-W0, 解得 Uc= ,选项 C 正确;当入射光的频率大于截止频率时,电路中产生的光电流大小与光照 强度和所加电压有关,与光照时间无关,选项 D 错误. 16.C 由图像可知,两物块匀减速运动的加速度大小都为 ,根据牛顿第二定律,匀减速运动 中有 f=ma,则摩擦力大小为 m ,根据图像可知,匀加速运动的加速度分别为 , ,根据牛 顿第二定律,匀加速运动中有 F-f=ma',则 F1= ,F2= ,故 I1∶I2=F1t0∶4F2t0=3∶5,对 全过程运用动能定理得 W1-fs1=0,W2-fs2=0,得 W1=fs1,W2=fs2,图线与时间轴所围成的面积表示 运动的位移,则位移之比 s1∶s2=6∶5,整个运动过程中 F1 和 F2 做功之比为 W1∶W2=s1∶s2=6∶5, 故 C 正确. 17.A 电荷量为+ 的点电荷在 b 处产生电场强度为 E= ,方向向右,b 点处的电场强度为零, 根据电场叠加原理可知细棒与+ 在 b 处产生的电场强度大小相等,方向相反,则知细棒在 b 处产生的电场强度大小为 E'= ,方向向左,根据对称性可知细棒在 d 处产生的电场强度大 小为 ,方向向右;而电荷量为+ 的点电荷在 d 处产生的电场强度大小为 E″ = = ,方向向右,所以 d 点处电场强度的大小为 Ed=E″+E'= ,方向向右. 18.B 由于在拉力旋转的过程中,整个系统始终保持静止状态,所以轻绳的方向是不变的,对物块进 行受力分析,如图所示,拉力F逆时针旋转的过程中,拉力F先减小后增大,轻绳的拉力逐渐减 小,B 正确,D 错误;由于不知道圆环最初所受摩擦力的方向,所以摩擦力的大小变化不能确 定,A 错误;对圆环进行受力分析,由于轻绳的拉力逐渐减小,所以垂直于直杆向下的分力逐 渐减小,故直杆对圆环的弹力逐渐减小,C 错误. 19.CD 物块做加速圆周运动,开始时物块受到的静摩擦力有两个分力,一个分力指向转轴提 供向心力,另一个分力沿切线方向使物块加速,选项 A 错误;当转台对物块的支持力为零时, 物块不受摩擦力而只受重力和绳拉力两个力作用,则有 Tsin θ=m ,Tcos θ=mg,r=Lsin θ,解得 v=sin θ ,故ω= = ,选项 B 错误;绳拉力的方向与物块运动方向始终 垂直,故绳拉力不对物块做功,对物块拉力的瞬时功率始终为零,选项 D 正确;从开始转动至 转台对物块支持力为零的过程,对物块应用动能定理有 W= mv2-0= ,选项 C 正确. 20.BC 飞船在返回地球的过程中需要控制速度,机械能不守恒,A 错误;根据万有引力提供 向心力, =m r,得 T= ,可知 = ,国际空间站的轨道半径约为 6 800 km,地 球同步卫星的轨道半径约为 42 400 km;地球同步卫星的周期为 24 h,可得国际空间站的运行 周期约为 92 min,B 正确;地球的第一宇宙速度是所有地球卫星的最大环绕速度,所以国际空 间站的速度小于地球的第一宇宙速度,C 正确;返回时,需先让飞船与国际空间站脱离,然后 减速,才可下降,D 错误. 21.AD 如图,S 到 MN 的距离 d0=dsin θ,因电子在磁场中沿逆时针方向转动,则电子打在 MN 上最上 端的位置对应于电子运动轨迹与 MN 的切点,电子打在 MN 上最下端的位置对应于到 S 的距离 等于电子运动轨迹直径的点(若 > ,则最下端位置为 N).因电子运动轨迹的半径 r= =4.55 cm.由图中几何关系有 = , = .当θ=90°时, 取得最小值 r,此时 = > ,从而有 l= = + -dcos θ= + -dcos θ. 当θ=90°时,l=9.1 cm,当θ=60°时,l=6.78 cm,当θ=45°时,l=5.68 cm,当θ=30° 时,l=4.55 cm.故可知 A,D 正确,B,C 错误. 22.解析:(1)为了防止入射球碰撞后反弹,要保证入射球的质量大于被碰球的质量; (2)小球 m1 和小球 m2 相撞后,小球 m2 的速度增大,小球 m1 的速度减小,都做平抛运动,所以碰撞 后 m1 球的落地点是 M 点,m2 球的落地点是 N 点; (3)碰撞前,小球 m1 落在图中的 P 点,设其水平初速度为 v0,小球 m1 和 m2 发生碰撞后,m1 的落点 在图中的 M 点,设其水平初速度为 v1,m2 的落点是图中的 N 点,设其水平初速度为 v2,设斜面 BC 与水平面的倾角为α. 由平抛运动规律得 sMsin α= gt2,sMcos α=v1t, 解得 v1= , 同理可解得 v0= , v2= , 所以只要满足 m1v0=m2v2+m1v1, 即 m1 =m1 +m2 ,则说明两球碰撞过程中动量守恒. (4)如果满足小球的碰撞为弹性碰撞, 则应满足 m1 = m1 + m2 . 代入以上速度表达式可知, 应满足公式为 m1sP=m1sM+m2sN; 故需要验证 m1sP 和 m1sM+m2sN 相等. 答案:(1)> (2)M N (3)m1 =m1 +m2 (4)m1sP m1sM+m2sN 评分标准:第(1)(2)问各 1 分,第(3)(4)问各 2 分. 23.解析: (1)题目表格中电流最大 310 mA, 考虑测量的精确度,故电流表选择 A2; 要描绘小灯泡的 U I 图像,电压要从零开始连续调节,故滑动变阻器用分压式接法,选择小量 程的变阻器方便操作,故变阻器选择 R1,电路如图(甲)所示. (2)小灯泡的 U I 图像如图(乙)所示. (3)小灯泡的额定功率为 0.75 W,当电压为 2.5 V 时,电流为 0.3 A,此时电功率为 P=UI=2.5×0.3 W=0.75 W,恰好等于额定功率,故额定电压为 2.5 V;显然这一结果大于 1.5 V, 究其原因是灯泡电阻随着温度的升高而变大. 答案:(1)图见解析 A2 R1 (2)图见解析 (3)2.5(2.4~2.6 均可) 灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而 变大) 评分标准:第(1)问原理图 3 分,后两空各 1 分,第(2)问图线 2 分,第(3)问每空 1 分. 24.解析:(1)细线断裂时,对棒有 T0=F 安,F 安=BIL,I= , E=BLv0,v0=at0,(4 分) 联立解得 t0= (1 分) 此时框架的速度 v0= .(1 分) (2)在细线断裂时立即撤去拉力,框架向右减速,棒向右加速,设二者最终速度大小为 v,由系 统动量守恒有 mv0=2mv 得 v= = (2 分) 撤去拉力后,系统总动能的减少量等于最终在回路中产生的总焦耳热 Q= m - ·2mv2(2 分) 解得 Q= .(2 分) 答案:(1) (2) 25.解析:(1)设 P 的位移、加速度大小分别为 s1,a1,Q 的位移、加速度大小分别为 s2,a2,则 s1= a1t2(2 分) s2= a2t2(2 分) 又有 s1=2s2(1 分) 解得 a1∶a2=2∶1.(1 分) (2)由牛顿第二定律得 对 P:μmg+T=ma1(2 分) 对 Q:mg-2T=ma2(2 分) 解得 T=0.35mg(1 分) a1=0.6g(1 分) P 先减速到与传送带速度相同,设位移为 s1, 则 s1= = (1 分) 共速后,由于 f=μmg< mg, P 不可能随传送带一起匀速运动,继续向右减速,设此时 P 加速度为 a1',Q 的加速度为 a2'= a1'(1 分) 由牛顿第二定律得 对 P:T-μmg=ma1'(1 分) 对 Q:mg-2T=ma2'(1 分) 解得 a1'=0.2 g(1 分) 设减速到 0 位移为 s2,则 s2= = (1 分) PQ 系统机械能的改变量等于摩擦力对 P 做的功,则 ΔE=-μmgs1+μmgs2=0.(2 分) 答案:(1)2∶1 (2)0 33.解析:(1)根据热力学第一定律,若气体吸热的同时对外做功,内能不一定增加,温度不一 定升高,A 错误;氢气和氧气摩尔质量不同,故分子数不相同,温度相同,平均动能相同,内能 不相同,B 正确;气体分子间间隙较大,所以单个分子的体积不为 , 为每个分子占据空间 的体积,C 错误;甲、乙从无穷远靠近的过程中,分子引力与分子斥力都增大,当距离大于平衡 距离时,分子力表现为引力,靠近过程中,分子力做正功,分子势能减小,当距离小于平衡距离 时,分子力表现为斥力,靠近过程中,分子力做负功,分子势能增加,D 正确.布朗运动和扩散 现象都能说明分子在永不停息地运动,E 正确. (2)①开始时 B 管中气体的压强 p2=76 cmHg+8 cmHg=84 cmHg(1 分) 将 B 管缓慢上提,设两管中水银液面相平时,A 管中水银液面上升 h,两管中气体压强相同,设 为 p,则 p1SL=pS(L-h)(1 分) p2SL=pS(L+h)(1 分) 求得 h=0.5 cm.(1 分) B 管上提的距离 x=2h+8 cm=9 cm.(1 分) ②A 管中气体 = (2 分) B 管中气体 = (2 分) ΔT=135 K.(1 分) 答案:(1)BDE (2)①9 cm ②135 K 34.解析:(1)玻璃砖的折射率为 n= = = = =1.5. 光在玻璃中的传播速度 v= = m/s=2.0×108 m/s. (2)①波在 0.1 s 内传播了 1 m, 波速 v= =10 m/s(2 分) 由图可知该波的振幅 A=20cm,再结合质点 P 的坐标可知该波的波长λ=12 m(2 分) 故波源的振动周期为 T= =1.2 s.(1 分) ②t=0 时,O 点左侧第一个波峰处于 x0=-3 m 处, 设经时间 t 到达 N 点,则 t= =7.8 s=6.5T.(3 分) 在此过程中 P 点运动的路程为 s=6.5×4A=5.2 m.(2 分) 答案:(1)1.5(3 分) 2.0×108(2 分) (2)①1.2 s ②7.8 s 5.2 m