2016年高考模拟试题（理综物理）

2016-03-20福建杨清海特级教师杨俐俐

教学考试(高考物理) 2016年2期

关键词：管中氢原子物块

福建杨清海（特级教师）杨俐俐

2016年高考模拟试题（理综物理）

福建杨清海（特级教师）杨俐俐

14.如图1所示，一小物块在水平拉力作用下沿光滑的固定圆柱体表面缓慢上滑，则此过程中（）

图1

A.物块受到的支持力逐渐增大

B.物块受到的支持力先减小后增大

C.拉力F逐渐减小

D.拉力F先逐渐增大后逐渐减小

15.如图2所示为一小物块由静止开始水平向右做直线运动的速度-时间图象，则下列说法正确的是（）

图2

A.0～8s内，物块运动的路程为10m

B.0～5s内，物块运动的平均速度大小为1m/s

C.5～6s内，物块运动的加速度大小为2m/s2，方向水平向右

D.0～8s内，物块运动的加速度最小值为1m/s2

16.如图3所示，甲、乙两船在同一河岸边A、B两处，两船船头方向与河岸均成θ角，且恰好对准对岸边C点。若两船同时开始渡河，经过一段时间t，同时到达对岸，乙船恰好到达正对岸的D点。若河宽d、河水流速均恒定，两船在静水中的划行速率恒定，不影响各自的航行，则下列判断正确的是（）

A.两船在静水中的划行速率不同

图3

B.甲船渡河的路程有可能比乙船渡河的路程小

C.两船同时到达D点

17.如图4所示，某卫星S绕地球做周期为T的匀速圆周运动，地球相对卫星S的张角为θ，地球视为质量分布均匀的球体，其表面重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（）

图4

18.如图5所示，一面积为S、匝数为n的矩形线圈通过滑环接一理想变压器，副线圈接一可调电阻R，开关P扳向a。两电表均为理想电表，其他电阻均不计。若线圈绕OO′轴在磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从线圈转到水平位置时开始计时，则下列判断正确的是（）

图5

A.当仅将R增大时，电压表读数也增大

B.当仅将开关P扳向b时，电流表读数减小

C.线圈产生的瞬时感应电动势e＝nBSωsinωt

D.线圈从水平位置转过180°的过程中通过电流表的电荷量不为零

19.（多选）如图6所示，直角三角形OAB区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，C为AB的中点。现有比荷相同的两个分别带正、负电的粒子（不计重力）沿OC方向同时从O点射入磁场。下列说法正确的是（）

图6

A.若有一个粒子从OA边射出磁场，则另一个粒子一定从OB边射出磁场

B.若有一个粒子从OB边射出磁场，则另一个粒子一定从CA边射出磁场

C.若正、负粒子分别从A、B两点射出磁场，则它们在磁场中运动的时间之比为2∶1

D.若正、负粒子分别从A、B两点射出磁场，则它们在磁场中运动的轨道半径之比为1∶3

图7

D.b球刚落在P点的速率vb是a球刚落在P点的速率va的2倍

21.（多选）如图8所示，在光滑水平面上充满水平向右的匀强电场，被拉直的绝缘轻绳一端固定在O点，另一端系着带正电的小球，轻绳与水平面平行，OB与电场线平行。若小球从A点由静止释放后，沿水平面摆动到B点，不计空气阻力，则关于此过程，下列判断正确的是（）

图8

A.小球的动能先变小后变大

B.小球的切向加速度一直减小

C.小球受到的拉力先变大后变小

D.小球受到的电场力做功功率先增大后减小

22.（6分）某同学采用DIS实验“研究加速度和力的关系”，实验装置如图9所示。若DIS按图象方式显示得到了如图10所示的实验图象，

请回答下列问题：

（1）由图线中OA段可得出的实验结论是___________ __________________________________________________。

（2）（单选题）造成图线中AB段明显偏离直线的主要原因是_____________

A.小车与轨道之间存在摩擦

B.导轨保持了水平状态

C.所挂钩码的总质量太大

D.所用小车的质量太大

（3）在该实验中必须采用控制变量法，应保持________不变，用钩码所受的重力大小作为_______________，用DIS测小车的加速度。

23.（9分）某学习小组欲用伏安法测定一个额定电压为12V、额定功率在20～25W间的灯泡的额定功率，可提供的实验器材如下：

电源E（电动势约15V，内阻不计），电压表V1（量程0～15V，内阻约15kΩ），电压表V2（量程0～3V，内阻约3kΩ），电流表A1（量程0～0.6A，内阻约1.0Ω），电流表A2（量程0～3A，内阻约0.1Ω），滑动变阻器R（0～15Ω、2.0A），开关，导线若干。

在实验中要求考虑节能问题，误差要求尽可能小。

（1）请在图11实验中画出电路图，并标明器材的代号。

图11

（2）按正确的实验操作得到该灯泡的I-U图线如图12所示，则该灯泡的额定功率是_____________W。

图12

（3）若将该灯泡接在电动势为14V，内阻为5.6Ω的电源上，则该灯泡消耗的功率为__________W。

24.（12分）某物块以初速度v0＝1m/s在水平直线轨道上运动，在0～60s内其加速度a随时间t变化规律如图13所示。

图13

（1）求物块在40s末的速度大小v1及在0～40s内通过的路程x；

（2）对比加速度和速度的定义，根据如图所示的a-t图象，请借鉴教科书中由v-t图象来求位移的方法，求物块在60s末的速度大小v2。

25.（20分）如图14所示，固定于绝缘水平面上且间距d＝0.2m的U形金属框架处在竖直向下、均匀分布的磁场中，磁场的左边界cd与右边界ab之间的距离L＝1m。t＝0时，长为d的金属棒MN从ab处开始沿框架以初速度v0＝0.2m/s向左运动，t＝5s时棒刚好达到cd处停下；t＝0时刻开始，磁场的磁感应强度B的倒数随时间t的变化规律如图15所示。电阻R＝0.4Ω，棒的电阻r＝0.1Ω，不计其他电阻和一切摩擦阻力，棒与导轨始终垂直且接触良好。求：

图14

图15

（1）在0～1s内棒受到的安培力；

（2）棒的质量m；

（3）在0～5s内电阻R消耗的平均电功率P1。

33.［物理—选修3-3］（15分）

（1）（6分）关于分子动理论和物体内能，下列说法正确的是______。（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A.物体放热，其内能一定减少

B.热量可以从温度为0℃的物体传给温度为10℃的物体

C.温度高的物体的内能一定大，但分子平均动能不一定大

D.若两分子间距减小，则分子引力和分子斥力均增大

E.若分子间的作用力表现为斥力，则分子势能随分子间距离的减小而增大

（2）（9分）如图16所示，一根两端封闭的均匀玻璃管AB，内有一段长L＝3cm的水银柱将两段空气柱隔开。当玻璃管放在水平桌面上时，L1＝45cm，L2＝105cm，管中空气的压强p＝20cmHg。现将玻璃管A端缓慢抬起直至玻璃管处于竖直状态，管中空气的温度与环境温度相同且恒为27℃。

图16

（ⅰ）求玻璃管处于竖直状态时A端空气柱的长度L′1及其压强p1；

（ⅱ）若玻璃管处于竖直状态时用冰块包在A管周围以降低A管中空气的温度，直至B管中空气柱长度仍为105cm，求此时A管中空气的温度t′。（设此过程中B管中空气的温度不变）

34.［物理-选修3-4］（15分）

（1）（6分）如图17所示，t＝0时刻，与M点间的距离为12m的波源O点由平衡位置开始上下振动，形成一列沿直线OM传播的简谐横波。图18为质点M的振动图象。下列判断正确的是________。（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A.这列波的传播周期为3s

B.这列波的传播速度为2m/s

C.t＝0时刻，波源O振动的方向沿y轴负方向

D.0～9s时间内，这列波的传播距离为12m

E.0～9s时间内，质点M的路程为6cm

图19

（ⅰ）透明半球体的折射率n；

（ⅱ）沿MN方向从P入射的光在透明物中的传播时间t。

35.［物理—选修3-5］（15分）

（1）（6分）（1）图20为μ氢原子（μ子与质子构成）的能级示意图。若用光子能量在2 360～2 380eV范围内的光去照射大量处于基态的μ氢原子，根据玻尔理论，下列判断正确的是________。（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分。选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

图20

A.能量为2 380eV的照射光光子可以被基态μ氢原子吸收

B.能量为2 371.5eV的照射光光子可以被基态μ氢原子吸收

C.可能被基态μ氢原子吸收的光子不同频率的只有1种

D.吸收照射光光子后的大量μ氢原子可辐射出不同频率的光子最多有3种

E.吸收照射光光子后的大量μ氢原子可辐射出不同频率的光子最多有6种

图21

（ⅰ）物块滑离小车时的速率v1；

（ⅱ）物块滑离小车时，小车向右运动的距离x。

参考答案

20.AB 【解析】两球到达P点前均做平抛运动，则，得，C项错误；R＝v1t1，2R＝v2t2，得，A项正确；，得tanα＝tanβ，B项正确；由于α＝β，所以， D项错误。

21.BD 【解析】小球从A点摆动到B点的过程中，只有电场力做功且一直做正功，根据动能定理知小球的动能Ek一直增大，A项错误；小球从A点摆动到B点的过程中轻绳与OB的夹角设为θ，则小球的切向加速度，随着θ的减小而减小，B项正确；根据牛顿第二定律和向心力公式有，得小球受到的拉力大小，cosθ、Ek均随着θ的减小而增大，可见F一直增大，C项错误；在A点时小球的速率为零，电场力做功的瞬时功率为零，过B点时小球的速度方向与电场力垂直，电场力做功的瞬时功率也为零，可见小球受到的电场力做功功率先增大后减小，D项正确。

22.（1）小车的质量一定，加速度a与合力F成正比（2）C （3）小车的质量小车的合外力

【解析】（1）由图象OA段可知，a与F成正比，即在小车质量一定时，加速度a与小车受到的合力F成正比；（2）图线通过坐标原点，这说明完成了平衡摩擦力这步骤，A、B项错误；本实验的原理是在所挂钩码的总质量远小于小车的质量以及平衡摩擦力的两个前提下，才可以认为小车受到的合力等于钩码的重力，若钩码的质量太大，则小车受到的合力明显小于钩码的重力，实验误差较大，a-F图象偏离直线越明显，C项正确。

23.（1）如图甲所示（2）24 （3）8

24.（1）21m/s 740m （2）11m/s

【解析】（1）物块在0～10s内做匀加速运动，在10～40s内做匀速运动

则v1＝v0＋a1t1

即v1＝1m/s＋2×10m/s＝21m/s

在10～40s内通过的路程x2＝v1t2

x＝x1＋x2＝740m。

（2）根据加速度-时间图象的面积表示速度的变化，在40～60s内速度减少量

物块在60s末的速度大小v2＝v1-Δv＝21m/s-10m/s＝11m/s。

25.（1）0 （2）0.02kg （3）6.4×10-5W

在t＝0时刻开始在很短的时间Δt内，棒的运动可视为匀速运动，则穿过闭合回路的磁通量

可见0～1s内穿过闭合回路的磁通量保持不变，棒中不产生感应电流，棒受到的安培力为零，棒做匀速运动。

（2）在0～1s内棒做匀速运动的位移大小L1＝v0t1

得P1＝6.4×10-5W。

33.（1）BDE （2）（ⅰ）L′1＝50cmP1＝18cmHg（ⅱ）t′＝-18℃

【解析】（1）若物体放出热量Q的同时，外力对物体做的功W≥Q，则其内能不变或增加，A项错误；在引起其他变化的情况下，热量可以从低温物体传到高温物体，如冰箱正常工作时，借助电流做功，就可以实现冰箱内低温下的热量传递到冰箱外高温的周围环境，B项正确；物体的内能不仅与温度有关，还与质量有关，如1℃的一滴水的内能就比0.5℃的一大桶水的内能小，但温度高的物体分子平均动能一定大，C项错误；根据分子动理论知，两个分子间的分子引力和分子斥力均随分子间距的减小而增大，D项正确；若分子间作用力即分子力表现为斥力，两个分子靠近时分子力方向与速度方向间的夹角大于90°，分子力做负功，分子势能增大，E项正确。

（2）（ⅰ）气体做等温变化，根据玻意耳定律

对A管中的空气有pL1S＝p1L1′S

对B管中的空气有pL2S＝（p1＋ρL）L′2S

又L1′＋L′2＝L1＋L2

解得L′1＝50cm，p1＝18cmHg。

（ⅱ）由题意可知，B管中空气的压强仍为

p＝20cmHg，则

A管中空气的温度t′＝-18℃。

（2）（ⅰ）设透明半球体的临界角为θ，则

（ⅱ）若此光束沿MN方向从P点入射，光路如图所示，则

光在P点的入射角i＝90°-θ＝45°设对应的折射角为r，则

得r＝30°

光在透明半球体中的传播距离L＝2Rcosr

【解析】（1）只有n＝1能级至n＝4能级的能级差（-158.1eV）-（-2529.6eV）＝2371.5eV在光子的能量范围内，光子能量为2371.5eV的照射光才能被基态μ氢原子吸收，即照射光中只有一种频率的光子被基态μ氢原子吸收，B、C项正确，A项错误；吸收照射光光子后的μ氢原子跃迁到n＝4能级，对于大量这样的μ氢原子，可辐射出不同频率的光子最多有＝6种，E项正确，D项错误。

（2）（ⅰ）物块滑到小车上时的速率设为v0，则根据机械能守恒定律有