2014年高三物理模拟考试（九）

第I卷（选择题 126分）

二、选择题（本题包括8小题。每小题给出的四个选项中，14-19题只有一个选项正确，20-21题有多个选项正确，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．下列符合物理学史实的是（C）

A．卡文迪许利用扭秤巧妙地测得静电力常量k的数值

B．开普勒发现了行星运动的规律，提出了万有引力定律

C．伽利略通过斜面实验的合理外推，得出了自由落体运动的规律

D．法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转发现了电流的磁效应

15．如图所示，直升飞机放下绳索从湖里吊起困在水中的伤员后，在离湖面H的高度飞行，空气阻力不计，在伤员与飞机以相同的水平速度匀速运动的同时，绳索将伤员吊起，飞机与伤员之间的距离L与时间t之间的关系是L=H-t2，则伤员的受力情况和运动轨迹可能是下图中的（ A ）

16．如图所示，卡车通过定滑轮以恒定的功率P0拉绳，牵引河中的小船沿水面运动，已知小船的质量为m，沿水面运动时所受的阻力为f且保持不变，当绳AO段与水平面夹角为θ时，小船的速度为v，不计绳子与滑轮的摩擦，则此时小船的加速度等于（A）

A．
B．

C．
D．

17．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表。开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。在P向上移动的过程中，下列说法正确的是(　B　)

A．A表的示数变大 B．油滴向上加速运动

C．G中有由a→b的电流 D．电源的输出功率一定变大

18．图9所示为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；P、Q间的加速电场；静电分析器，即中心线半径为R的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆心O，且与圆心O等距的各点电场强度大小相等；磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外；胶片M。由粒子源发出的不同带电粒子，经加速电场加速后进入静电分析器，某些粒子能沿中心线通过静电分析器并经小孔S垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上的某点。粒子从粒子源发出时的初速度不同，不计粒子所受重力。下列说法中正确的是（C）

A．从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定相等

B．从小孔S进入磁场的粒子动能一定相等

C．打到胶片上同一点的粒子速度大小一定相等

D．打到胶片上位置距离O点越远的粒子，比荷越大

19．自1957年前苏联第一颗人造卫星上天后，迄今人类向太空发射的航天器已经超过4000枚。它们进入轨道后，有的因失去时效而报废，有的因出现故障而失灵，但都仍旧在太空漫游，形成了大量的太空垃圾。在太阳活动期，地球大气会受太阳风的影响而扩张，使一些原本在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，从而开始向地面下落。大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬，但体积较大的太空垃圾则会落到地面上，对人类造成危害。太空垃圾下落的原因是(C)

A．大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致下落

B．太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小，根据牛顿第二运动定律，向心加速度不断增大，由此导致下落

C．太空垃圾在大气阻力作用下速度减小，做圆运动所需的向心力将小于实际的万有引力，过大的万有引力将垃圾拉向了地面

D．太空垃圾的上表面受到的大气压力大于其下表面受到的大气压力，这种压力差将它推向地面

20．如图所示，10匝矩形线框在磁感应强度B＝T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO′以角速度ω＝100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为S＝0.3m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1(0.3W,30Ω)和L2，开关闭合时两灯泡均正常发光，且原线圈中电流表示数为0.04A，则下列判断正确的是(　BC　)

A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为30sin100t(V)

B．理想变压器原、副线圈匝数比为10:1

C．灯泡L2的额定功率为0.9W

D．若开关S断开，电流表示数将增大

21.如图所示，一个边长为L的正方形线圈置于边界水平的匀强磁场上方L处，磁场宽也为L，方向垂直纸面向里，由静止释放线圈且线圈平面始终与磁场方向垂直，如果从线圈的一条边刚进入磁场开始计时，则下列关于通过线圈横截面的电荷量q、感应电流i、线圈运动的加速度a、线圈具有的动能Ek随时间变化的图象可能正确的有(　ACD　)

第Ⅱ卷（非选择题 共174分）

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须做答。第33题～第40题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题（11题，共129分）

23．（6分）三个同学根据不同的实验条件，进行“探究平抛运动规律”的实验：

（1）甲同学采用图（1）所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 ．

（2）乙同学采用图（2）所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球 P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC = BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是 ．仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 ．

（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到图（3）所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为 1.25 cm，由图可求得拍摄时每隔__________s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为___________m/s ( g 取 9.8 m/s2)．

答案．（1）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动（2分）

（2）P、Q二球相碰（2分） 平抛运动在水平方向上是匀速运动（2分）

（3）0.036s或1/28s（2分） 0.7（2分）

23．（9分）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，实验室备有下列器材选用：

A．干电池（电动势E约1.5V，内电阻r约1.0Ω）

B．电流表G（满偏电流2.0mA，内阻Rg=10Ω）

C．电流表A（量程0～0.6A，内阻约0.5Ω）

D．滑动变阻器R（0～20Ω，10A）

E．定值电阻R0（阻值990Ω）

F．开关和导线若干

两组同学分别采用了不同实验方案进行实验：

（1）一组同学设计的实验电路如图12所示，并利用以上器材正确连接好电路，进行了实验测量。根据他们的实验设计，完成下列问题：闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端P至某一位置，记录电流表G的示数I1和电流表A的示数I2。多次改变滑动端P的位置，得到多组数据。在图13所示的坐标纸上建立I1、I2坐标系，并已标出了与测量数据对应的5个坐标点。还有一组数据如图14的电表所示，请依据所标各点标在图中描绘I1-I2图线。

利用所画图线求得电源的电动势E= V，电源的内电阻r = Ω。（结果要求保留两位小数)

（2）另一组同学采用滑动变阻器和一个多用电表来测定电池的电动势和内阻。实验原理如图15所示。当变阻器为某一阻值时，用多用电表的直流电压挡测出变阻器两端的电压U，再卸去变阻器一个接线柱的导线，把多用电表串联在电路中，用直流电流挡测出通过变阻器的电流I。随后改变变阻器的电阻，重复上述操作，获得多组U、I数据，并计算得出实验结果。这个实验方案在测量原理上的主要缺点是 。

答案（7分）

（1）如答图2 （2分）；

1.48±0.01 （2分）； 0.59±0.02 （1分）

（2）将路端电压和电流分两次测量。 （2分）

（说明：表达出测量的电流、电压不是同一个状态即可得分）

24．(12分)如图所示，物体A、B用绕过光滑的定滑轮的细线连接，离滑轮足够远的物体A置于光 滑的平台上，物体C中央有小孔，C放在物体B上，细线穿过C的小孔。“U”形物D固定在地板上，物体B可以穿过D的开口进入其内部而物体C又恰好能被挡住。物体A、B、C的质量 分别为mA=8 kg、mB=10kg、mc=2 kg，物体B、C一起从静止开始下降H1=3 m后，C与D发生没有能量损失的碰撞，B继续下降H2=1.17m后也与D发生没有能量损失的碰撞。取g=10 m／s2，求：

(1)物体C与D碰撞时的速度大小。

(2)物体B与D碰撞时的速度大小。

(3)B、C两物体分开后第一次碰撞前B、C的速度。

解：（1）由于平台是光滑的，物体A、B、C在滑动过程中机械能守恒，则有：

（mB＋mC）gH1＝（mA＋mB＋mC）v　（3分）代入数据得vC＝6 m/s。　（1分）

（2）物体C与D碰撞后，物体A、B继续运动，满足机械能守恒，则有：

mBgH2＝（mA＋mB）（v－v）　（3分） 代入数据得vB＝7 m/s。　（1分）

（3）物体C与D碰撞后，物体B在继续下落过程中的加速度为：a＝＝ m/s2

下落所用时间t′＝＝0.18 s　（1分）

B、C与D碰撞后无机械能损失，都以原速率反弹，做竖直上抛运动，取竖直向上为正方向,设C 反弹后经过时间t两物体相碰，则有：

hC＝vCt－gt2　（1分）

hB＝vB（t－t′）－g（t－t′）2　（1分）

hB＝hC＋H2　（1分）

联立解得t＝0.93 s　（1分）

所以B、C碰前的速度分别为 vB′＝vB－g（t－t′）＝－0.5 m/s　（1分）

vC′＝vC－gt＝－3.3 m/s。　（1分）

25.如图所示，在坐标系的第一象限存在一垂直纸面向外的矩形有界匀强磁场，磁感应强度的大小为B。在第三象限存在与y轴成30°角的匀强电场，现有一带电荷量为q、质量为m的带正电的粒子由静止从电场的P点经电场加速后从O点进入磁场(不计粒子的重力)。求：

(1)欲使粒子打到上边界中点，PO间的电势差UPO；

(2)欲使粒子从右边界以最大速度射出，UPO′的值；

(3)从磁场中射出的粒子在磁场中运动的最长时间。

[答案]　(1)　(2)　(3)

[解析]　

(1)带电粒子在电场中，由动能定理：qUPO＝mv2①

在磁场中，如图甲所示，由几何关系可知，打在上边界中点的粒子的轨道半径为：

R＝

由牛顿第二定律：qvB＝m③ 联立得：UPO＝

(2)由qvB＝m得：v＝，从表达式可知，具有最大速度的粒子，在磁场中做圆周运动的半径最大。如图乙所示，轨道1对应的半径最大，根据几何关系可知：

Rmsin30°＝Rm－④

联立得：UPO′＝

(3)粒子在磁场中做圆周运动的周期为：T＝

若粒子在磁场中运动的轨迹所对的圆心角为θ，则粒子在磁场中运动的时间为：t＝T＝

因此粒子运动的轨迹所对的圆心角越大，运动的时间越长，从图乙中可以看出，β角最大，β＝π，所以最长时间tm＝＝

(二)选考题：共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，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，则每学科按所做的第一题计分。

[物理3－3]

33．（1）如图所示，竖直放置的均匀等臂U型导热玻璃管两端封闭，管内装有水银，右管水银面高于左管水银面，设高度差为
，若环境温度降低，
将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”），右管密闭气体内能 ；若右臂水银上方为真空，不改变温度而通过阀门k放出少量水银，稳定后
将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 答案．变小，减少；变小

(2)一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强p0＝1.0×105Pa，线段AB与V轴平行。

①求状态B时的压强为多大？

②气体从状态A变化到状态B过程中，对外界做的功为10J，求该过程中气体吸收的热量为多少？

[答案]　　(2)①0.5×105Pa　②10J

[解析]　(1) 由于沿着不同方向微粒的数目和微粒间的距离不同，使得晶体具有各向异性；当分子间的距离等于分子间的平衡距离时，分子间的引力等于斥力，合力为零，当分子间的距离大于分子间的平衡距离时，引力和斥力都减小，但斥力减小的快，合力表现为引力。

(2)①A→B为等温变化，由理想气体方程得：

p0V0＝pB×2V0 pB＝p0＝0.5×105Pa

②A→B：ΔU＝0 ΔU＝Q＋W Q＝－W＝10J

35．[物理3－5]

(1) ①2012年7月，媒体披露已故8年之久的巴勒斯坦领导人阿拉法特生前衣物被发现含有高剂量放射性物质钋，由此引发阿拉法特可能是中毒身亡的猜测。放射性物质钋(Po)210，原子序数为84，半衰期为138天，是1898年居里夫妇在处理沥青铀矿时发现的。下列说法正确的是___ _____。

A．钋(Po)210原子核内中子数与质子数之差是42

B．钋原子的核外电子数是126

C．此报道的猜测在理论上是成立的

D．此报道的猜测在理论上是不成立的

E．元素钋的α衰变方程为Po→Pb＋He

②如图所示是氢原子的能级图，现有大量处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁，所发出的所有光子中，波长最长的为________m；上述所有光子中，照射到铷金属表面，逸出的光电子中最大初动能的最小值为________eV。(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，铷的逸出功W＝2.13eV)。

答案(1)ADE　(2)1.88×10－6　0.42

(2)．质量为m的小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞，碰后A球以
的速率反向弹回，而B球以
的速率向右运动，求：

（1）小球B的质量mB是多大？

（2）碰撞过程中，小球B对小球A做功W是多大？

解：（1）据动量守恒定律，选向右为正方向
（3分）

解得：mB=4.5m （1分）

（2）据动能定理，选小球A为研究对象

=
（1分）