高考物理模拟试题（四）

2023-03-20山西省临汾市第四中学张远远

中学生数理化(高中版.高考理化) 2023年3期

关键词：钩码金属棒点电荷

■山西省临汾市第四中学张远远

一、选择题(第1～5题为单选题,第6～8题为多选题)

1.下列判断正确的有( )。

A.用某一频率的光入射某一光电管时,遏止电压的大小随光强的增大而增大

B.处在n=5能级的一个氢原子向低能级跃迁时,辐射光子的频率最多有10种

C.新发现的一种放射性元素X,它的氧化物X2O 的半衰期为8天,则放射性元素X的半衰期一定为8天

D.核反应31H+21H→42He+10n属于α衰变

2.一曲柄压榨机的示意图如图1所示,其中O为固定铰链,杆OA与AB等长。不计杆和活塞的重力,当作用在铰链A处的水平力为F,杆OA与铅垂线OB间的夹角为α时,活塞作用在物体M上的压力为( )。

图1

3.两颗卫星在同一平面内绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R,a卫星离地高度等于R,b卫星离地高度等于3R,a卫星的运行周期为Ta。若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方,则此后两卫星相距最远所需的时间为( )。

4.某课外探究小组设计了一个如图2所示的电路,理想变压器的原线圈匝数为n1,连接一理想电流表;副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头调节,副线圈中接有定值电阻R0和压敏电阻R(R的阻值会随压力的增大而变小),物块m置于压敏电阻上。保持原线圈的输入电压不变,则( )。

图2

A.原、副线圈中的电流之比为n1∶n2

B.只使n2增大,电流表示数变小

C.只增大物块对压敏电阻R的压力,电流表示数变小

D.只增大物块对压敏电阻R的压力,原线圈的输入功率变大

5.如图3所示,两个电荷量相等的正点电荷连线的中点为O,c、d为两点电荷连线中垂线上的两点,a、b为两点电荷连线上关于O点对称的两点,下列说法中正确的是( )。

图3

A.将试探电荷-q从a点沿两点电荷连线移动到b点,静电力先做负功后做正功

B.将试探电荷-q从d点沿两点电荷连线中垂线移动到c点,静电力不做功

C.将试探电荷+q从a点沿两点电荷连线移动到b点,静电力先变大后变小

D.将试探电荷+q从d点沿两点电荷连线中垂线移动到c点,静电力先变小后变大

6.如图4甲所示,一物块在t=0时刻滑上一倾角为θ的固定斜面,其v-t图像如图4乙所示。若重力加速度g、斜面倾角θ和图中的v0、v1、t1均为已知量,则下列求出的物理量中正确的是( )。

A.物块与斜面之间的动摩擦因数μ=

7.如图5所示,在水平桌面上放置两根相距为l的平行光滑导轨ab与cd,阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连。质量为m、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动。整个装置放在匀强磁场中,磁场方向竖直向上,磁感应强度为B(未画出)。在导体棒的中点系一不可伸长的轻绳,轻绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一个质量也为m的物块相连,轻绳处于拉直状态。现从静止开始释放物块,用h表示物块下落的高度(物块不会触地),重力加速度为g,其他电阻不计,则( )。

图5

A.电阻R中的感应电流方向由c到a

B.物块下落时的最大加速度为g

C.若h足够大,则物块下落时的最大速度为

D.通过电阻R的电荷量为

8.如图6甲所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一匝数为n,面积为S,总电阻为r的矩形线圈abcd绕轴OO＇以角速度ω匀速转动,矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R形成闭合电路,回路中接有一理想交流电流表。如图6乙所示是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图像,则下列说法中正确的是( )。

图6

A.t1～t3时间内穿过线圈的磁通量的变化量为2nBS

B.t3～t4时间内通过电阻R的电荷量为

C.t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率为nBSω

二、非选择题

(一)必考题

9.某同学利用如图7所示的实验装置探究系统机械能变化量与摩擦阻力做功的关系,所用器材有:一端带光滑轻质滑轮且各处粗糙程度相同的长木板、轻细绳、50g的钩码若干、光电门2 个、数字计时器、带遮光条的滑块(总质量M=200 g,其上可放钩码)、刻度尺。已知当地重力加速度为9.8 m/s2,实验操作步骤如下:①安装器材,调整两个光电门间的距离为50.0 cm,轻细绳下端悬挂5个钩码;②接通电源,释放滑块,分别记录遮光条通过两个光电门所用的时间,并计算出滑块通过两个光电门时的速度;③每次将轻细绳下端悬挂的钩码中去掉一个,并把它放在滑块上,不断重复上述步骤;④完成5次测量后,计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统(包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳下端悬挂的钩码)总动能的增加量ΔEk及系统总机械能的减少量ΔE,结果如表1所示。

图7

表1

回答下列问题:

(1)实验中,当轻细绳下端悬挂1个钩码时,滑块通过两个光电门之间因摩擦而产生的热量为____J。

(2)以M为横轴,ΔE为纵轴,在如图8所示的坐标图中绘出ΔE-M图像。

图8

(3)根据你所绘出的ΔE-M图像求得,滑块与长木板之间的动摩擦因数为____。

10.某同学计划在实验室中测量电压表V1的内阻。

(1)他先用多用电表的欧姆“×1 k”挡测量,表盘如图9所示,其读数为_____Ω;多用电表的黑表笔应与电压表V1的____(选填“正”或“负”)接线柱相连。

图9

(2)为了更准确地测量电压表V1的内阻,实验室提供的实验器材如下:

A.待测电压表V1(量程为0～3 V)

B.电压表V2(量程为0～9 V,内阻约为9 kΩ)

C.滑动变阻器R1(最大阻值为20 Ω,额定电流为1 A)

D.定值电阻R3(阻值为6 kΩ)

E.电源(电动势为9 V,内阻约为1 Ω)

F.开关一个,导线若干

①将如图10所示的实物图连接完整。

图10

②某次实验时电压表V1和电压表V2的读数分别为U1和U2,移动滑动变阻器的滑片,多次测量,作出U2-U1图像如图11所示,已知图像的斜率为k,则电压表V1的内阻r1的表达式为_____(用R3和k表示)。

图11

③若考虑电压表V2的内阻,则该方法对实验的测量结果____(选填“有”或“无”)影响。

11.如图12所示,餐桌中心是一个半径r=1.5 m 的圆盘,圆盘可绕中心轴转动,近似认为圆盘与餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙可忽略不计。已知放置在圆盘边缘的小物体与圆盘之间的动摩擦因数μ1=0.6,与餐桌之间的动摩擦因数μ2=0.225,餐桌离地高度h=0.8 m。设小物体与圆盘、餐桌之间的最大静摩擦力都等于滑动摩擦力,小物体可以视为质点,取重力加速度g=10 m/s2。

图12

(1)为使小物体不滑到餐桌上,圆盘的转动角速度的最大值为多少?

(2)缓慢增大圆盘的角速度,小物体从圆盘上甩出,为使小物体不滑落到地面上,餐桌半径的最小值为多大?

(3)若餐桌半径R＇=2r,则在圆盘的角速度缓慢增大,小物体从圆盘上被甩出后,它滑落到地面上的位置到从圆盘上被甩出时的位置的水平距离为多少?

12.如图13所示,MNPQ和M＇N＇P＇Q＇是两条形状相同且相互平行的金属轨道,其中MN和M＇N＇、PQ和P＇Q＇两段轨道分别水平且足够长,NP和N＇P＇段是半径为r的四分之一圆弧,轨道间距均为L,电阻不计,MN和M＇N＇段粗糙,其余段均光滑。电阻均为R,质量为m的金属棒ab和cd分别放置在MN和M＇N＇轨道的两端且与轨道垂直,整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中。现在外力作用下,使金属棒ab从圆弧轨道的最高点NN＇位置开始以大小为v0的速度沿圆弧轨道做匀速圆周运动。已知金属棒cd与轨道间的动摩擦因数μ=,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,两金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度为g。