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- 2021-05-14 发布
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2014全国新课标卷1物理模拟试卷
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.如图所示,一斜面静止在地面上,斜面的倾角为450,一质量为1kg的物块沿斜面向上滑动,结果地面对斜面的静摩擦力为7N,则斜面与物块间的动摩擦因数为(g=10m/s2)( )
A.0.2 B.0.3
C.0.4 D.0.5
15.如图所示,A、B、C、D四点在同一个圆周上,且AC连线与BD连线垂直,A、D和B、C分别关于PQ连线对称,圆周半径为R,P、Q到圆心O的距离都为,现在四点放上相同电量的点电荷,A、D都放正电荷,B、C都放负电荷,结果Q点的场强大小为E1,如果同时拿走A、D两个点电荷,结果P点场强的大小为E2,则每个电荷的带电量为( )
A. B.
C. D.
16.如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R(指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点上方A点用铰链连接长度为3a、电阻为的导体棒AB,AB由水平位置摆下,下摆过程中紧贴环面,当摆到竖直位置时,B点的线速度为v且刚好交圆环的最低点,则这时AB两端的电压大小为( )
A. B. C. D.
17.我国相继成功地发射了“嫦娥一号”和“嫦娥二号”月球探测卫星,为在2017年前后能发射返回式月球软着陆器打下了坚实的基础,“嫦娥二号”飞行高度距月球表面l00km,所探测到的有关月球的数据比飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加详实。若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动,则有( )
A.“嫦娥二号”线速度比“嫦娥一号”小
B.“嫦娥二号”周期比“嫦娥一号”小
C.“嫦娥二号”角速度比“嫦娥一号”小
D.“嫦娥二号”加速度比“嫦娥一号”小
18.如图所示,一平板AB可以绕端点B在竖直面内转动,在板的A端沿水平方向抛出一小球,结果小球刚好落在B端,板长为L,要保证改变平板的倾角θ后,小球水平抛出后仍能到达B端,则小球的初速度v0与板的倾角θ(<θ<)之间关系应满足( )
A. B.
C. D.
19.如图所示,理想交变电流表与理想变压器原线圈相连,副线圈中有、、、交变电流表和开关s。初始开关s断开,原线圈接稳定的交变电压,下列说法正确的是( )
A.s闭合,示数增大 B.s闭合,示数增大
C.s闭合,R2消耗的功率减小 D.s闭合,变压器输出功率增大
20.如图所示的电路中,R1=R2=20Ω,R3=10Ω,R4=5Ω,当S1、S2均闭合时,有一质量为m=3×10-5kg、电荷量为q=5×10-6C的小球静止于水平放置的平行板电容器间,与两板距离均为l=10cm。现断开S2,带电小球向一个极板运动并与此极板碰撞,碰撞过程中没有机械能损失,只是碰后小球带电量发生变化。若碰后小球恰能运动到另一极板,不计电源内阻,则
A.小球碰前电性为负
B.电源电动势为20V
C.碰后小球电量增加1.25×10-6C
D.碰后小球电量变化了1.125×10-5C
21.如图所示,水平面上运动的小车里用两根轻绳连着一质量为m的小球,绳子都处于拉直状态,BC绳处于水平,AC绳与竖直方向的夹角为θ,则下列说法正确的是( )
A.车子可能向左运动
B.车子的加速度一定为
C.AC绳对球的拉力一定是
D.BC绳的拉力一定小于AC绳的拉力
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第25题为必考题,每个试题都必须做答。第35题~第37题为选考题,根据要求做答。
22.(7分)用平木板、细绳套、橡皮条、弹簧测力计等验证力的
平行四边形定则时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列说法正确的是________
A.将橡皮条拉伸相同长度即可
B.将橡皮条沿相同方向拉即可
C.将弹簧秤都拉到相同刻度
D.将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置
(2)为了使实验能够顺利进行,且尽量减小误差,你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是:
A.使用弹簧测力计前应将测力计水平放置,然后检查并矫正零点
B.用弹簧测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且与水平木板平行
C.两细绳套必须等长
D.用弹簧测力计拉细绳套时,拉力应适当大些,但不能超过量程
E.同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置
23.(8分)某同学在测量某种电阻丝材料电阻率实验中,所用电阻丝的电阻约为20Ω。
(1)他用螺旋测微器测得金属丝直径d如图甲所示,可读得d = mm。
(2)他又把金属丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在金属丝上夹上一个小金属夹P,移动金属夹P的位置,从而改变接入电路中金属丝的长度。把这样的装置接入选用下列器材组成的实验电路中,电路图如乙所示。
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω); 电流表A1(量程0~100mA,内阻约5W);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω); 电阻箱R(0~999.9W); 开关、导线若干。
①实验中电流表应选择_____________(选填“A1”或“A2”);
②闭合开关后,滑动变阻器触头调至一合适位置后不动,以后通过多次改变P点的位置,得到多组U、I、L的数据,U/I即得到金属丝长L时对应的电阻R。把这多组L和R的数据,绘成如图丙所示图线,则该图线斜率表示的物理意义是 (要求用文字表述);
③如果图线的斜率k=1Ω/m,则该金属丝电阻率r = .(保留二位有效数字)
(3)若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果是否会产生影响?若有影响,请说明测量结果将偏大还是偏小。(不要求写出分析的过程,只回答出分析结果即可)答: ____________________.
24.(13分)如图所示,一轻质光滑细直杆的底座与一轻弹簧相连,弹簧的劲度系数为k,杆上套有一质量为m的小环,现给环一个竖直的力F,使弹簧的压缩量为x,然后控制作用在环上力的大小,使环向上做加速度为a(a小于g)的匀加速运动,直至环与杆的底座刚好要分离时,撤去对环的作用力,杆与弹簧始终处在竖直状态,求:
(1)从环开始运动到环与杆底座刚好要分离时,环运动的时间
(2)此过程中作用在环上的力F的最大值与最小值
(3)若环离开杆的底座后的一瞬间撤去外力F,结果环刚好能上升到杆的顶端,则杆的长度为多少?
25.(19分)如图所示,在空间内有一直角坐标系,直线与轴正方向夹角为,第一象限内有两个方向均垂直纸面向外的匀强磁场区域I和II,直线是它们的理想边界,上方区域I中磁场的磁感应强度为B,在第四象限内有一沿轴负方向的匀强电场,一质量为、电荷量为的质子(不计重力及质子对磁场、电场的影响)以速度从O点沿与成角方向垂直磁场进入区域I,质子先后通过磁场区域I和II后,恰好垂直通过轴上的Q点(未画出)进入第四象限内的匀强电场中,最后从轴上的A点与轴负方向成射出,求:
(1)区域II中磁场的磁感应强度大小
(2)Q点到O点距离
(3)匀强电场的电场强度E的大小
33. [选修3-3](15分)
(1)(6分)关于固体与液体,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.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间只有引力,没有斥力,所以液体表面具有收缩的趋势
B.液晶既具有液体的流动体,又具有光学各向异性
C.不具有规则几何形状的物体一定不是晶体
D.有的物质能够生成种类不同的几种晶体,因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构
E.所有晶体都有固定熔点
(2)(9分)如图所示,封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上,开口向右放置,活塞的横截面积为S。活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体,轻绳跨在定滑轮上。开始时汽缸内外压强相同,均为大气压。汽缸内气体的温度,轻绳处在伸直状态。不计摩擦。缓慢降低汽缸内温度,最终使得气体体积减半,求:
(1)重物刚离地时气缸内的温度;
O
V
P
(2)气体体积减半时的温度;
(3)在下列坐标系中画出气体状态变化的整个过程。并标注相关点的坐标值。
34. [选修3-4](15分)
(1)(6分)如图甲所示,为一列沿水平方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,图乙是这列波中质点p的振动图线,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)
甲 乙
A.该波的波长为1.5m
B.该波的振幅为0.2cm
C.该波的传播速度为0.5 m/s
D.该波的传播方向向右
E.Q点(坐标为x=2.25 m处的点)的振动方程为可能是:y=0.2cos πt cm
(2)(9分)半径为R的半球形介质截面如图所示,D为圆心,同一频率的单色光a、b相互平行,从不同位置进入介质,光线a在O点恰好产生全反射。光线b的入射角为45°,求:
①介质的折射率;
②光线a、b的射出点O与O′之间的距离。
35. [选修3-5](15分)
E/eV
0
-0.54
-0.85
-13.6
1
2
3
4
5
∞
n
-3.40
-1.51
(1) (6分)如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子,可能观测到氢原子发射的不同波长的光有 种,其中最短波长为 m(已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s)。
(2)(9分)如图所示,一质量为m的光滑弧形槽固定在光滑水平面上,弧形槽的高为h,一质量为m的物块B静止放在光滑水平面上O点,B上连一轻弹簧,现让一质量也为m的物块从弧形槽的顶端由静止下滑,问:
(1)弹簧能获得的最大弹性势能多大?
(2)若弧形槽不固定,则物块A滑下后,与弹簧相碰,弹簧获得的最大弹性势能又为多大?
参考答案
14.C 解析:整体用牛顿第二定律,地面对斜面的静摩擦力,,解得
15.B 解析:根据对称性可知,四个电荷在P点产生的场强大小也为E1,且方向在PQ连线上,由于根据对称性可知,A、D两个点电荷在Q点产生的场强大小也为E2,且和B、C在Q点产生的场强方向相反,设每个电荷带电量为q,由几何关系可知,B、C到Q的距离等于圆的半径,根据电场叠加有,,,B项正确.
16.B 解析:当摆到竖直位置时,AB切割磁感线的瞬时感应电动势E=B·2a·[(v+))=Bav.由闭合电路欧姆定律,UAB=·=Bav,故选A.
17.B 解析:根据可得,,,,可见,轨道半径较小的“嫦娥二号”的线速度、加速度和角速度均较大,而周期较小。本题答案为B.
18.A 解析:设板长为L,则平抛的水平位移为,竖直方向的分位移为,解得,代入可得,A项正确.
19.ACD解析:s闭合,副线圈所接电阻减小,副线圈电流增大,原线圈电流增大,因而原线圈的输入功率增大,选项A、D正确。电阻上的电压增大,因而并联电路两端电压减小,通过的电流减小,R2消耗的功率减小,选项B错误,选项C正确。
20.AC解析:极板间电场竖直向下,小球最初静止,受到电场力与重力平衡,即电场力向上,故小球带负电,选项A正确;两开关均闭合时,电路中总电阻为;极板间电势差,小球静止时满足,解得,选项B错误;S2断开后,极板间电势差
,小球受到电场力减小而向下极板运动,与下极板碰后恰好运动至上极板,设碰后小球电量为,对全程用动能定理有,解得,故小球电量增加,选项C正确D错误。
21.AC 解析:由球的受力情况可知,球的加速度一定向左,但车有可能向右做减速运动,A项错误;只有当BC绳的拉力为零时,车的加速度为,B项错误;由于竖直方向的合力为零,因此AC绳的拉力在竖直方向上的分力一定等于球的重力,C项正确,由于AC绳上的拉力不变,而BC绳的拉力会随着车的加速度的变化而变化,有可能大于AC绳的拉力,D项错误。
22. (1)D (3分)(2)ABDE(4分)
解析:(1)验证平行四边形定则是采用等效法,对两次拉伸橡皮条的要求是:将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置,选项D正确。
(2)两细绳套不必须等长,选项C错误。
23.答案:(1)0.725(0.723~0.727)(2分)
(2)①A(1分)
②电阻率与金属丝横截面积之比(1分)
③4.2×10-7Ω•m(4.0×10-7Ω•m~4.5×10-7Ω•m) (2分)
(4)没有影响(2分)
解析:(1)根据螺旋测微器读数规则,该电阻丝直径的测量值d=0.5mm+0.225mm=0.725 mm;
(2)①由于电阻丝的电阻约为20Ω,电池组E的电动势为3.0V ,电路中电流小于0.15A,所以实验中电流表应选择A1。
②可知,图线斜率表示电阻率与金属丝横截面积之比
③图线的斜率k=1Ω/m,则该金属丝电阻率r =kS=kπd2/4=4.2×10-7Ω•m.
(3)由于电流表内阻的存在不影响图线斜率,所以对电阻率的测量结果不会产生影响。
24.解析:(1)环与杆底座刚好要分离时环对底座的作用力刚好为零,即弹簧的弹力为零,这时弹簧处于原长,这个过程运动的位移为x
(1分)
(1分)
(2)刚开始时力F最小,(2分)
解得最小值 (2分)
刚要离开时,F最大,(2分)
解得F最大值 (2分)
(3)环离开杆的底座时,速度为(1分)
然后做竖直的上抛运动,刚好到杆顶速度为零
则杆长为 (2分)
Q x
y
300
300
P
O
600
A
C
25.解析:设质子在磁场I和II中做圆周运动的轨道半径分别为、,区域II中磁感应强度为,由牛顿第二定律知 (1分)
(1分)
质子的运动轨迹如图示,由几何关系知质子从C点出
磁场I时速度方向与的夹角为,所以质子在区域II中的轨迹为圆周,质子在区域中质子在区域Ⅰ中运动轨迹对应的圆心角为, (2分)
所以 (2分)
即 (2分)
(2)Q点到O点距离为 (2分)
即 (2分)
(3)质子进入第四象限做类平抛运动,有 (2分)
(2分)
联立得 (3分)
33.(1)BDE
解析:由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间引力大于斥力,液体表面具有收缩的趋势,A项错误;液晶既具有液体的流动体,又具有光学各向异性,B项正确;多晶体不具有规则几何形状,C项错误;单晶体有固定形状,而多晶体没有固定形状,C项错误;晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的,D项正确;晶体与非晶体的区别就是有固定的熔点,E项正确。
(2)(1)P1=P0, (1分)
等容过程: (2分)
P
V
O
V
V/2
P0
P0-
(1分)
(2)等压过程: (2分)
(1分)
(3)如图所示(共2分)
34.(1)BCE 解析:该波的波长为1.0m,A项错误;振幅为0.2m,B项正确;波的周期T=2 s,波长λ=1 m,所以波速v==0.5 m/s,C项正确;P点向上运动,不难判断波是向左传播,D项错误;Q点此时从最大位移开始向平衡位置运动,振动图象是一条余弦曲线,A=0.2 cm,ω==π rad/s,Q点的振动方程为y=0.2cos πt cm或者y=0.2sin(πt+) cm。
(2)答案:
解析:①a光线发生刚好全反射
(2分)
代入数据得
(2分)
由折射定律得
(1分)
代入数据得
(1分)
(1分)
O与之间的距离(2分)
35. (1) 9.5×10-8
解析:用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子后,氢原子跃迁到第5能级,所以可发出10种不同波长的光。其中最短的是由第5能级跃迁到第4能级,由E5-E4得λ=9.5×10-8m。
(2)解析:(1)斜面体固定时,物块A沿光滑弧面下滑,机械能守恒
(1分)
物块A与弹簧相碰后,当AB两者有共同速度时,弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒定律
(1分)
弹簧的最大弹性势能
(2分)
(2)若弧形槽不是固定的,则物块下滑时,物块和弧形槽组成的系统水平方向动量守恒,设两物块刚分离时,弧形槽的速度大小为v3,物块的速度大小为v4,
则根据动量守恒 (1分)
根据机械能守恒 (1分)
解得 (1分)
当物块与弹簧相碰后,弹簧能获得的最大弹性势能为
(2分)
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