2014年高三物理模拟试题(六)

第Ⅰ卷(选择题共60分)

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l4～18题只有一个选项符合题目要求，第19～21题有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)

14．有关物理学史实说法正确的是（D ）

A．奥斯特最早发现了电磁感应现象

B．库仑通过扭秤测出了万有引力恒量

C．伽利略通过对物体运动的研究，提出了“力是维持物体运动的原因”这一观点

D．牛顿在前人研究的基础上提出了牛顿第一定律，这个定律给出了惯性的概念

15.如图，三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2l。现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为：（B ）

A．mg B．mg C．mg D．mg

16.如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动．通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示．取g＝10 m/s2.则 (　D.　)

A．物体的质量m＝1.0 kg

B．物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20

C．第2秒内物体克服摩擦力做的功W＝1.8 J

D．前2秒内推力F做功的平均功率 ＝1.5 W

17．如图所示，虚线框abcd内为一正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面。实线框a′b′c′d′是一个矩形导体线框，a′b′边与ab边平行，且a′b′=2b′c′。若将导线框沿垂直于ab的方向匀速地拉离磁场区域，外力做的功为W1；若将导线框沿垂直于ad的方向以相同的速率匀速地拉离磁场区域，外力做的功为W2。则(B)

A．W1=W2 B．W1=2W2 C．2W1=W2 D．4W1=W2

18．某同学阅读了“火星的现在、地球的未来”一文，摘录了以下资料：

①太阳几十亿年来一直不断地在通过发光、发热释放能量，质量在缓慢地减小。

②金星和火星是地球的两位近邻，金星位于地球圆轨道的内侧，火星位于地球圆轨道的外侧。

③由于火星与地球的自转周期几乎相同，自转轴与公转轨道平面的倾角也几乎相同，所以火星上也有四季变化。

根据该同学摘录的资
料和有关天体运动规律，可推断(AD )

A．太阳对地球的引力在缓慢减小 B．日地距离在不断地减小

C．金星的公转周期超过一年 D．火星上平均每个季节持续的时间大于3个月

19．在如图(a)所示的电路中，R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图(b)所示。则(AD)

A．图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线

B．电源内电阻的阻值为10Ω

C．电源的最大输出功率为3.6W

D．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W

20. 如图所示，圆心在O点、半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上，Oc与Oa的夹角为
，轨道最低点a与桌面相切。一轻绳两端系着质量为m1和m2的小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道边缘c的两边，开始时，m1位于c点，然后从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦。则（ BC ）

A. 在m1由c下滑到a的过程中，两球速度大小始终相等

B. m1在由c下滑到a的过程中重力的功率先增大后减小

C. 若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，则m1=2m2

D. 若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，则m1=3m2

21.如图所示，一质量为m、带电量为q的物体处于场强按E=E0–kt（E0、k均为大于零的常数，取水平向左为正方向）变化的电场中，物体与竖直墙壁间动摩擦因数为μ，滑行时能在墙上留下划痕，当t＝0时刻物体处于静止状态．若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面均足够大，下列说法正确的是(BC)

A．物体开始运动后加速度先增大、后保持不变

B．物体开始运动后加速度一直增大

C．经过时间t=
，物体在竖直墙壁上的划痕长度达最大值

D．经过时间t=
，物体运动速度达最大值

第Ⅱ卷(非选择题共50分)

二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第11～12题为必考题，每个考生都必须做答 第13～15题为选考题，考生根据要求做答。

(一)必考题(本题有2小题，共35分)．

22．（6分）某研究性学习小组用如图5－5－9(a)所示装置验证机械能守恒定律．让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即mv2＝mgh.直接测量摆球到达B点的速度v比较困难．现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛的特性来间接地测出v.

如图5－6－9(a)中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重锤线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放)，球的落点痕迹如图5－6－9(b)所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律．已知重力加速度为g，小球的质量为m.

图5－5－9

(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为________ cm.

(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0＝________.

(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量ΔEp＝________，动能的增加量ΔEk＝________.

【解析】　(1)将记录点用较小的圆圈起来，读出圆心处的位置为65.0(64.0～65.5)．

(2)根据自由落体下落的距离可求出小球运动的时间为t＝ ，小球平抛的初速度为v0＝＝x .[来源:学.科.网]

(3)小球从A下降到B的距离为(h1－h2)，重力势能的减少量ΔEp＝mg(h1－h2)，根据第(2)问求得的速度得动能的增加量为ΔEk＝mv＝m(x )2＝.

【答案】　(1)65.0(64.0～65.5)　(2)x  (3)mg(h1－h2)　

23．（9分）待测电阻Rx的阻值约为20
，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：

A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10
）

B．电流表A2（量程20mA，内阻r2＝30
）

C．电压表V（量程15V，内阻约为3000
）

D．定值电阻R0＝100

E．滑动变阻器R1，最大阻值为5
，额定电流为1.0A

F．滑动变阻器R2，最大阻值为50
，额定电流为0.5A

G．电源E，电动势E＝4V（内阻不计）

H．电键S及导线若干

（1）为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，请从所给的器材中选择合适的实验器材 _______________________（均用器材前对应的序号字母填写）；

（2）根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号；

（3）待测电阻的表达式为Rx＝________________，式中各符号的物理意义为______________________________________________________________。

答案（1）ABDEGH （凡是选C项的一律0分）（3分）

(2)控制电路正确的得1分，测量电路正确的得2分。补充说明：控制电路采用分压式和限流式均给分，但分压式电路滑动变阻器应使用R1，限流式电路滑动变阻器应使用R2

（3）
（2分），其中I1、I2分别为 A1和A2表示数，R0与r2分别为定值电阻和A2内阻的阻值。（2分）

24．（12分）一物块在粗糙水平面上，受到的水平拉力F随时间t变化如图（a）所示，速度v随时间t变化如图（b）所示（g=10m/s2）。求：

（1）1秒末物块所受摩擦力f的大小。

（2）物块质量m。

（3）物块与水平面间的动摩擦因数μ。

解：（1）0—2s内物体处于静止状态，所以f=4N。（3分）

（2）4s后，物体作匀速直线运动，此时拉力F等于滑动摩擦力f0，

即f0=8N。 （2分）

由（b）图得2—4s内物体的加速度

a= = m/s2=2 m/s2 （2分）

由（a）图得2—4s内物体所受拉力为F=12N（1分）

根据牛顿第二定律F-f0=ma 解得m=2kg （2分）

（3）根据f0=μN=μmg 解得μ=0.4 （2分）

25．如下图所示，矩形区域MNPQ内有水平向右的匀强电场，在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.半径为R的光滑绝缘空心半圆管ADO固定在竖直平面内，半圆管的一半处于电场中，圆心O1为MN的中点，直径AO垂直于水平虚线MN.一质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点)从半圆管的A点由静止滑入管内，从O点穿出后恰好通过O点正下方的C点．已知重力加速度为g，电场强度的大小E＝.求：

(1)小球到达O点时，半圆管对它的作用力的大小；

(2)矩形区域MNPQ的高度H和宽度L应满足的条件；

(3)从O点开始计时，经过多长时间小球的动能最小？

[答案]　(1)mg＋qB　(2)L≥R　

(3)

[解析]　(1)从A→O过程，由动能定理得mg(2R)－qER＝mv

解得小球到达O点时速度v0＝

对小球在O点，根据牛顿第二定律，有FN－mg－qv0B＝

解得半圆管对小球作用力的大小FN＝mg＋qB.

(2)小球从O→C过程：水平方向做匀减速运动，竖直方向做自由落体运动ax＝g，ay＝g

设小球向左减速的时间为t，则t＝＝

水平位移大小x＝v0t＝ ，竖直位移大小y＝g(2t)2＝

故高度满足条件H≥R，宽度应满足条件L≥R.

(3)如下图所示，建立坐标系并将速度分别沿x、y方向分解．

分解后沿x方向分速度不变，沿y方向分速度先减小后增大，所以当F合与速度v垂直时，小球的动能最小，设经过的时间为t1

利用几何知识得＝cotθ＝

考虑y方向的分运动初速度voy＝v0cosθ＝ ，末速度为零

加速度a＝g

经过的时间t1＝＝.

(二)选考题：共15分。请考生从给出的3道物理题中任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做按所做的第一题计分。

33．【物理——选修3—3】(15分)

（1）下列说法中正确的是(　　)

A．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律

B．自然界中的能量虽然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源

C．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈， 分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大

D．分子a从远处靠近固定不动的分子b，当a只在b的分子力作用下到达所受的分子力为零的位置时，a的动能一定最大

[答案]　BD

[解析]　第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了能量转化的方向性这一规律，即热力学第二定律；气体温度升高时分子热运动剧烈可以导致压强增大，但不知气体体积如何变化，由＝C可知气体压强不一定增大；分子a从远处靠近b，分子力先做正功再做负功，当所受分子力为0时做正功最多，分子动能最大．故本题选BD.

（2）（10分）如图所示为内径均匀的U形管，其内部盛有水银，封闭端内的空气柱长l=12cm，两侧水银面的高度差为h=2cm。已知大气压强为p0=75cmHg。现从开口端缓缓的加入水银，直到两侧水银面处在同一高度。则

（1）此时封闭端内的空气柱长为多少？

（2）从开口端加入的水银总共有多长？

31．（10分）

（1）由玻意耳定律p1V1=p2V2 （p0-ρgh）lS=p0l?S （2分）

（75-2）×12×S=75×l?×S l?=11.68cm （2分）

（2）封闭端增加的水银长l－l? （2分）

开口端增加的水银长h＋l－l? （2分）

所以，加入的水银总长为

h?= h＋2（l－l?）=2+2（12－11.68）cm=2.64cm （2分）

35.【物理——选修3-5】（15分）

(1)如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是________．

　

(2)一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为________________．该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为________．

(3)A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功．

【答案】(1)C　(2)n＋H→H　　(3)2∶1　EA－2EB

（2）(10分)钚的放射性同位素Pu静止时衰变为铀核激发态U*和α粒子，而铀核激发

态U*立即衰变为铀核U，并放出能量为0.097 MeV的γ光子．已知：Pu、U和α

粒子的质量分别为mPu＝239.0521 u、mU＝235.0439 u和mα＝4.0026 u，1 u＝931.5 MeV/c2.

求：(1)写出衰变方程；

(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能．

解析：(1)衰变方程为

Pu→U*＋He ①

U*→U＋γ ②

或合起来有

Pu→U＋He＋γ ③

(2)上述衰变过程的质量亏损为

Δm＝mPu－mU－mα ④

放出的能量为ΔE＝c2·Δm ⑤

这些能量是铀核U的动能EU、 α粒子的动能Eα和γ光子的能量Eγ之和

ΔE＝EU＋Eα＋Eγ ⑥

由④⑤⑥式得

EU＋Eα＝(mPu－mU－mα)c2－Eγ ⑦

设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为vU和vα，则由动量守恒有

mUvU＝mαvα ⑧

又由动能的定义知[来源:Z*xx*k.Com]

EU＝mUv，Eα＝mαv ⑨

由⑧⑨式得＝ ⑩

由⑦⑩式得

Eα＝[(mPu－mU－mα)c2－Eγ]

代入题给数据得Eα＝5.034 MeV.