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- 2021-05-14 发布
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选考仿真模拟卷(八)
考生注意:
1.本试卷分选择题部分和非选择题部分,共4页.
2.答卷前,考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应答题纸上.
3.本次考试时间90分钟,满分100分.
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.力学单位N转换成国际基本单位是( )
A.kg·m/s2 B.kg·m2/s2
C.kg·s/m2 D.s/kg·m2
2.考察下列运动员的比赛成绩时,可视为质点的是( )
3.(2017·台州市9月选考)某木箱静止在水平地面上,对地面的压力大小为200 N,木箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.45,与地面间的最大静摩擦力为95 N,小孩分别用80 N、100 N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力大小分别为( )
A.80 N和90 N B.80 N和100 N
C.95 N和90 N D.90 N和100 N
4.如图1所示,质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5 N时,物体A处于静止状态.若小车以1 m/s2的加速度向右运动,则( )
17
图1
A.物体A相对小车向右运动
B.物体A受到的摩擦力减小
C.物体A受到的摩擦力大小不变
D.物体A受到的弹簧的拉力增大
5.如图2所示,质量相等的a、b两物体放在水平圆盘上,到圆心的距离之比是2∶3,圆盘绕圆心做匀速圆周运动,两物体相对圆盘静止,a、b两物体做圆周运动的向心力之比是( )
图2
A.1∶1 B.3∶2
C.2∶3 D.9∶4
6.如图3所示,a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法正确的是( )
图3
A.b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度
B.b、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度
C.c加速可追上同一轨道上的b,b减速可等候同一轨道上的c
D.a卫星由于某种原因,轨道半径缓慢减小,其线速度将增大
7.(2018·杭州地区重点中学期末)下列说法是某同学对电学中相关概念及公式的理解,其中正确的是( )
A.根据电场力做功的计算式W=qU,一个质子在1 V电压下加速,电场力做功为1 eV
B.根据电容的定义式C=,电容器的电容与其两端的电势差成反比
C.电场强度公式E=适用于任何电场
17
D.电场线就是正电荷只在电场力作用下运动的轨迹
8.(2018·诸暨市牌头中学期中)如图4所示,在一点电荷的电场中有三个等势面,与电场线的交点依次为a、b、c,它们的电势分别为12φ、8φ和3φ,一带电粒子从一等势面上的a点由静止释放,粒子仅在电场力作用下沿直线由a点运动到c点,已知粒子经过b点时速度为v,则( )
图4
A.粒子一定带负电
B.长度ab∶bc=4∶5
C.粒子经过c点时速度为v
D.粒子经过c点时速度为v
9.(2018·金丽衢十二校联考)如图5是电子射线管示意图,接通电源后,电子射线由阴极沿x轴正方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是( )
图5
A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向
B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向
C.加一电场,电场方向沿z轴负方向
D.加一电场,电场方向沿y轴正方向
10.R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体,但R1的尺寸比R2大得多,把它们分别连接在如图6所示电路的A、B端,接R1时理想电压表的读数为U1,接R2时理想电压表的读数为U2,下列判断正确的是( )
图6
A.R1R2
C.U1m)的滑块通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中( )
图8
A.两滑块组成系统的机械能守恒
B.重力对M做的功等于M动能的增加
C.轻绳对m做的功大于m机械能的增加
D.两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
13.如图9所示,两平行光滑金属导轨MN、PQ间距为L,与电动势为E、内阻不计的电源相连,质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面的夹角为θ,导轨电阻不计,为使ab棒静止,需在空间施加一匀强磁场,其磁感应强度的最小值及方向分别为( )
图9
A.,水平向右
B.,垂直于回路平面向上
C.,竖直向下
D.,垂直于回路平面向下
17
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题2分,共6分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的.全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
14.加试题 如图10,两块同样的玻璃直角三棱镜ABC和DEF,∠A=∠D=30°,AC面和DF面平行,且A、F、E在一条直线上,两三棱镜放在空气中,一单色细光束O垂直于AB面入射,若玻璃的折射率n=,AF间距为d,光线从DE面上的b点(图上未画出)射出,则下列说法正确的是( )
图10
A.b点在aE之间
B.ab间距为d
C.出射光线方向与入射光线方向平行
D.若减小d,则ab间距减小
15.加试题 (2018·温州新力量联盟期末)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t1=0时波传播到x轴上的质点B,在它左边的质点A恰好位于负最大位移处,如图11所示,在t2=0.6 s时,质点A第二次出现在正的最大位移处,则( )
图11
A.该简谐波的波速等于5 m/s
B.质点A的振幅比质点B的小
C.t2=0.6 s时,质点C通过的路程是20 cm
D.当质点D第一次出现在正最大位移处时,质点B恰好在平衡位置且向下运动
16.加试题 新华社记者2016年11月2日从中科院合肥物质科学研究院获悉,该院等离子体所承担的国家大科学工程“人造太阳”实验装置EAST在第11轮物理实验中再获重大突破,获得超过60秒的稳态高约束模等离子体放电.关于人造太阳的相关知识,下列判断正确的是( )
A.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,释放出一定频率的光子,太阳的能量来自于这个过程
B.要使轻核发生聚变,必须使它们的距离达到10-15 m
17
以内,核力才能起作用,这需要非常高的温度
C.太阳内部大量氢核聚变成氦核,释放出巨大的能量
D.氘核和氚核可发生热核聚变,核反应方程是H+H→He+n
非选择题部分
三、非选择题(本题共7小题,共55分)
17.(5分)某实验小组用如图12所示装置探究加速度与力的关系.
图12
(1)关于该实验,下列说法正确的是________.
A.拉小车的细线要与木板平行
B.打点计时器要与6 V直流电源连接
C.沙桶和沙的质量要远小于小车和力传感器的质量
D.平衡摩擦力时,纸带要穿过打点计时器后连在小车上
图13
(2)图13中的两种穿纸带方法,你认为________(选填“左”或“右”)边的打点效果好.
(3)实验中得到一条如图14所示的纸带,图中相邻两计数点间还有4个点未画出,打点计时器所用电源的频率为50 Hz.
图14
由图中实验数据可知,打点计时器打下B点时小车的速度vB=________ m/s,小车的加速度a=______ m/s2.(结果保留两位有效数字)
(4)某同学根据测量数据作出的a-F图象如图15所示.该直线不过坐标原点的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
17
图15
18.(5分)(2018·台州中学统练)某同学想通过实验测定一个定值电阻Rx的阻值.
图16
(1)该同学先用多用电表“×10”欧姆挡估测其电阻示数如图16,则其阻值为________ Ω;
(2)为了较准确测量该电阻的阻值,现有电源(12 V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~200 Ω,额定电流1 A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~100 mA,内阻约15.0 Ω)
B.电流表(0~500 mA,内阻约25.0 Ω)
C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)
D.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)
为减小测量误差,在实验中电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前字母);实验电路应采用图17中的________(选填“甲”或“乙”).这样测量的阻值比真实值________(选填“偏大”或“偏小”).
图17
(3)图18是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线.请根据在(2)问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线.
图18
19.(9分)(2018·宁波市期末)如图19甲所示,水平地面上有一固定的粗糙斜面,倾角为θ
17
=37°,一质量m=1 kg的滑块在平行于斜面向上的恒定拉力F作用下从静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.从滑块由静止开始运动时计时,在4 s末撤去恒定拉力F,滑块刚好可以滑到斜面顶端,滑块在0到4 s内的v-t图象如图乙所示,求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)
图19
(1)滑块前4 s的加速度大小以及前4 s内位移的大小;
(2)拉力F的大小;
(3)滑块经过斜面上距斜面顶点0.2 m处所对应的时刻?
20.(12分)(2018·杭州地区重点中学期末)如图20所示,玩具轨道由光滑倾斜轨道AB、粗糙的水平轨道BC、光滑圆轨道及粗糙的足够长的水平轨道CE构成.已知整个玩具轨道固定在竖直平面内,AB的倾角为37°,A离地面高度H=1.45 m,整个轨道水平部分动摩擦因数均为μ=0.20,圆轨道的半径为R=0.50 m.AB与BC通过一小段圆弧平滑连接.一个质量m=0.50 kg的小球在倾斜导轨顶端A点以v0=2.0 m/s的速度水平发射,在落到倾斜导轨上P点(P点在图中未画出)时速度立即变成大小vP=3.4 m/s,方向沿斜面向下,小球经过BC,并恰好能经过圆的最高点.取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,空气阻力不计,求:
图20
17
(1)P点离A点的距离;
(2)B到C的距离x0的大小;
(3)小球最终停留位置与B的距离.
21.加试题 (4分)有一个教学用的可拆变压器,如图21甲所示,它有两个外观基本相同的线圈A、B(内部导线电阻率、横截面积相同),线圈外部还可以绕线.
图21
(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值,指针分别对应图乙中的a、b位置,由此可推断________(选填“A”或“B”)线圈的匝数较多.
(2)如果把它看做理想变压器,现要测量A线圈的匝数,提供的器材有:一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源,请完成实验步骤的填空:
①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈;
②将________(选填“A”或“B”)线圈与低压交流电源相连接;
③用多用电表的________挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压U.
④则A线圈的匝数为________.
22.加试题 (10分)如图22所示,平行光滑且足够长的金属导轨ab、cd固定在同一水平面上,处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2 T,导轨间距L=0.5 m.有两根金属棒MN、PQ质量均为1 kg,电阻均为0.5 Ω,其中PQ静止于导轨上,MN用两条轻质绝缘细线悬挂在挂钩上,细线长均为h=0.9 m,当细线竖直时棒刚好与导轨接触但对导轨无压力.现将MN向右拉起使细线与竖直方向夹角为θ=60°,然后由静止释放MN,忽略空气阻力.发现MN到达最低点与导轨短暂接触后继续向左上方摆起,PQ在MN短暂接触导轨的瞬间获得速度,且在之后1 s时间内向左运动的距离s=1 m.两根棒与导轨接触时始终垂直于导轨,不计其余部分电阻,g取10 m/s2.求:
17
图22
(1)当悬挂MN的细线到达竖直位罝时,MN、PQ回路中的电流强度大小及MN两端的电势差大小;
(2)MN与导轨接触的瞬间流过PQ的电荷量;
(3)MN与导轨短暂接触时回路中产生的焦耳热.
23.加试题 (10分)(2018·杭州市期末)光电倍增管是用来将光信号转化为电信号并加以放大的装置,其主要结构为多个相同且平行的倍增极.为简单起见,现只研究其第1倍增极和第2倍增极,其结构如图23所示.两个倍增极平行且长度均为2a,几何位置如图所示(图中长度数据已知).当频率为ν的入射光照射到第1倍增极上表面时,从极板上逸出的光电子最大速率为vm.若加电场或磁场可使从第1倍增极逸出的部分光电子打到第2倍增极上表面,从而激发出更多的电子,实现信号放大.已知元电荷为e,电子质量为m,普朗克常量为h,只考虑电子在纸面内的运动,忽略相对论效应,不计重力.
图23
(1)试求制作第1倍增极的金属材料的逸出功W0.
(2)为使更多光电子到达第2倍增极,可在接线柱AB间接入一个电动势为E的电源,则到达第2倍增极的电子的最大动能是多少?
17
(3)若仅在纸面内加上垂直纸面的匀强磁场时,发现速度为垂直第1倍增极出射的电子恰能全部到达第2倍增极上表面.忽略粒子间相互作用,试求:
①磁感应强度B的大小和方向;
②关闭光源后多长时间仍有光电子到达第2倍增极上表面?(可能用到的三角函数值:sin 11.5°=0.20,sin 15°=0.26,sin 37°=0.60.)
答案精析
1.A 2.A 3.A
4.C [由题意得,物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力Ffm≥5 N,小车加速运动时,假设物体A与小车仍然相对静止,则物体A所受合力F合=ma=10 N,可知此时小车对物体A的摩擦力为5 N,方向向右,且为静摩擦力,所以假设成立,物体A受到的摩擦力大小不变,故选项A、B错误,C正确;物体A与小车仍相对静止,则物体A受到的弹簧的拉力大小不变,故D错误.]
5.C [a、b随圆盘转动,角速度相同,由Fn=mω2r知向心力正比于半径,C正确.]
6.D 7.A
8.C [根据a、b、c三点的电势可知,电场线方向由a指向c,带电粒子由静止开始从a点运动到c点,是顺着电场线移动,所以粒子带正电,A错误;点电荷形成的电场不是匀强电场,不能用U=Ed来计算电势差与电场强度及两点间距离的关系,B错误;由动能定理得:qUab=mv2,qUbc=mv-mv2,且Uab=4φ,Ubc=5φ,计算得vc=v,C正确,D错误.]
9.B [由于电子沿x轴正方向运动,若所受洛伦兹力向下,则可使电子向下偏转,由左手定则可知磁场方向应沿y轴正方向;若加电场使电子向下偏转,所受电场力方向向下,则所加电场方向应沿z轴正方向,由此可知B正确.]
10.D [设正方形的边长为a,则导体的电阻R=ρ=ρ=,
两导体的ρ与d相同,则两导体电阻相等,即R1=R2,故A、B错误;
导体接入电路中,电压表示数U=IR=R,由于电源电动势E、内阻r、导体电阻R相同,则电压表示数U相同,即U1=U2,故C错误,D正确.]
11.B [根据匀变速直线运动的速度时间关系有:v=at
所以汽车的加速度大小为:a== m/s2=6 m/s2]
12.D [两滑块释放后,M下滑、m上滑,摩擦力对M做负功,系统的机械能减少,减少的机械能等于M克服摩擦力做的功,选项A错误,D正确.除重力对滑块M
17
做正功外,还有摩擦力和绳的拉力对滑块M做负功,选项B错误.绳的拉力对滑块m做正功,滑块m机械能增加,且增加的机械能等于拉力做的功,选项C错误.]
13.D [对ab棒受力分析,受重力、支持力和安培力,如图所示,
由图可以看出,当安培力沿导轨向上时,安培力最小,故安培力的最小值为F=mgsin θ,故磁感应强度的最小值为B==,根据闭合电路欧姆定律,有E=IR,故有B=,根据左手定则可知磁场方向垂直于回路平面向下,故选项D正确.]
14.BCD [光线射入AC界面上时,入射角为30°,在c点发生折射时,由n==,解得:折射角r=60°.根据几何关系,结合光路可逆性,知光线从DE射出时光线垂直于DE,光路图如图所示,故C正确;由几何关系有α=r=60°,∠ace=r-30°=30°,∠Fec=90°-α=30°,所以∠ace=∠Fec,cf=ef=d,由几何关系得:ab=dcos 30°=d,且b在aD之间,故A错误,B正确,若减小d,由ab=d知,ab间距减小,故D正确.]
15.AC
16.BCD [核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,而太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应,又称热核反应,并不是核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,释放出来的能量,故A错误;要使轻核发生聚变,必须使它们的距离达到10-15 m以内,核力才能起作用,需要非常高的温度,故B正确;太阳内部大量氢核聚变成氦核会释放出巨大的能量,故C正确;氘核和氚核可发生热核聚变,由质量数守恒和电荷数守恒得,核反应方程是H+H→He+n,故D正确.]
17.(1)AD (2)右 (3)0.16 0.50 (4)平衡摩擦力时,斜面倾角过大
解析 (1)拉小车的细线要与木板平行,选项A正确;打点计时器要与交流电源连接,选项B错误;因为有力传感器,所以沙桶和沙的质量不需要远小于小车和力传感器的质量,选项C错误;平衡摩擦力时,纸带要穿过打点计时器后连在小车上,选项D正确.
(2)纸带穿过限位孔,压在复写纸的下面打点效果好,所以右边的打点效果好;
(3)vB== m/s≈0.16 m/s.
a=
17
=×10-2 m/s2
≈0.50 m/s2.
(4)F=0时已经产生加速度,是因为平衡摩擦力时,斜面倾角过大.
18.(1)140 (2)A D 甲 偏小
(3)如图所示
19.(1)1 m/s2 8 m (2)11 N (3)4.2 s和4.85 s
解析 (1)由题图可知:加速度大小a1==1 m/s2,
位移的大小即为图线与时间轴围成的面积:x1= m=8 m;
(2)滑块在拉力作用下,受力分析如图甲所示:
y轴上,由平衡方程:FN=mgcos θ
x轴上,由牛顿第二定律:F-mgsin θ-Ff=ma1
其中Ff=μFN
联立解得:F=11 N
(3)滑块先以a1=1 m/s2做匀加速直线运动,撤去力F后,滑块受力分析如图乙所示:
x轴上,由牛顿第二定律:mgsin θ+Ff=ma2,
得到a2=10 m/s2,
以4 m/s的初速度匀减速到0过程,
位移x2==0.8 m,
17
距顶端0.2 m处的位置在开始减速前进的
x3=x2-0.2 m=0.6 m处.
由匀变速位移公式:
x3=vt2-a2t,
解得t2=0.2 s或0.6 s(已反向运动,舍弃),
得到t2=0.2 s,
所对应的时刻为t=4 s+0.2 s=4.2 s,
滑块从开始减速到减速到0时间为t3==0.4 s,
此后滑块会下滑,摩擦力反向,设滑块加速度大小为a3,
由牛顿第二定律:mgsin θ-Ff=ma3,
解得:a3=2 m/s2,
设加速运动0.2 m的时间为t4,x4=a3t,
得到:t4= s,
所对应的时刻为:t=4 s+0.4 s+t4= s≈4.85 s.
即滑块经过斜面上距斜面顶点0.2 m处所对应的时刻分别为4.2 s和4.85 s.
20.(1)0.75 m (2)1.64 m (3)7.89 m
解析 (1)小球从A做平抛运动,经过时间t落到倾斜导轨上的P点,设水平位移为x,竖直位移为y,有x=v0t,
y=gt2
tan 37°==
联立解得x=0.6 m
P点距抛出点A的距离为l==0.75 m
(2)由恰好经过圆的最高点D,此时有mg=m,
得vD== m/s
由P到D,能量关系:mvP2+mg(H-lsin 37°)-μmgx0
=mv+2mgR
解得x0=1.64 m.
17
(3)设小球最终停留位置与B的距离为x′,从P点到最终停留位置满足能量关系:
mvP2+mg(H-lsin 37°)=μmgx′,
解得x′=7.89 m.
21.(1)A (2)②A ③交流电压 ④n
解析 (1)根据电阻定律,电阻率和横截面积相同时,导线越长,电阻越大,因为A的电阻比B大,所以A线圈匝数较多.
(2)因为要测量A线圈匝数,所以要把A线圈与低压交流电源相连接.变压器输入、输出电压都是交流电,所以要用交流电压挡测输入和输出电压.根据变压器电压比等于匝数比,有:=,
所以:nA=n.
22.(1)3 A 1.5 V (2)1 C (3)2 J
解析 (1)MN棒下摆过程,由机械能守恒定律得:
mgh(1-cos 60°)=mv
解得:v1=3 m/s,
刚到竖直位置时,感应电动势:E=BLv1,
则回路中电流为:I=,
MN两端的电压:UMN=IR,
解得:I=3 A,UMN=1.5 V
(2)PQ棒做匀速直线运动:v2=
对PQ棒由动量定理有:BL·Δt=mv2-0,
q=·Δt
解得q=1 C
(3)取向左为正方向,在MN与导轨接触的瞬间,
两棒组成的系统水平方向动量守恒
由动量守恒定律得:mv1=mv1′+mv2,
由能量守恒定律有:mv=mv1′2+mv+Q
解得Q=2 J
23.(1)hν-mv (2)mv+eE
17
(3)①,方向垂直纸面向里
②
解析 (1)根据光电效应方程:mv=Ekm=hν-W0,
所以金属材料的逸出功:W0=hν-mv.
(2)电子在电场中加速的过程中电场力做功,由动能定理可得到达第2倍增极的电子的最大动能:Ek=mv+eE.
(3)①由图,从第1倍增极射出的电子向上运动,由左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里.
当垂直第1倍增极某位置出射的电子到达第2倍增极相应位置时,出射的电子全部被下一倍增极收集到,如图,根据几何关系有:r2=a2+[(2+)a-r]2,得r=2a.
电子在磁场中做匀速圆周运动的过程中的半径:r=,
得B=.
②关闭光源后仍有光电子到达第2倍增极上表面的时间即所有光电子中到达第2倍增极的最长时间.
所有电子运动周期均相同,圆心角最大的粒子时间越长.若电子从第1倍增极M点出发到达第2倍增极N点,则MN为圆周上的一条弦,若圆心角θ越大,则要求R越大,即当粒子和第2倍增极相切时圆心角最大.又图中sin α=,当R越大,α越大,圆心角θ越大,故在所有轨迹和第2倍增极相切的电子中,半径越大圆心角越大.
17
综上当粒子以最大速率从第1倍增极最右端出射,刚好与第2倍增极相切时,圆心角最大,
如图所示.此时:r′==5a,
cos θ==0.8,即θ=37°,
所以t=·T
又T=,得t=.
17