2016年山东省日照市高考一模试卷物理 13页

2016 年山东省日照市高考一模试卷物理 一、选择题 1.1820 年 4 月的一天，丹麦科学家奥斯特在上课时，无意中让通电导线靠近小磁针，突然发现小磁 针偏转。这个现象并没有引起在场其他人的注意，而奥斯特却是个有心人，他非常兴奋，紧紧抓住 这个现象，接连三个月深入地研究，反复做了几十次实验。关于奥斯特的实验，如图所示，下列操 作中一定能够观察到小磁针偏转的是( ) A.通电导线 AB 东西放置，小磁针放在导线正下方，闭合开关 B.通电导线 AB 南北放置，小磁针放在导线正下方，闭合开关 C.通电导线 AB 东西放置，小磁针放在导线正下方，改变电流方向 D.通电导线 AB 南北放置，小磁针在 AB 延长线的 B 端外侧，改变电流大小 解析：奥斯特发现电流周围存在磁场，对小磁针有磁场力作用，但地磁场也对小磁针有磁场力作用 (指向南北)，所以为了回避因地磁场的作用，因此将导线须南北放置，若偏转说明是通电导线的磁 场引起的，且放置在导线的下方或上方，不能在导线的延长线上，故 ACD 错误，B 正确。 答案：B 2.图甲为水平放置的两根平行光滑导轨，处在垂直轨道平面向里的匀强磁场中。均匀金属棒 AB 垂 直于导轨水平静止放置。从 t=0 时刻开始在 AB 棒上通有图乙所示的交变电流，规定甲图所示的电 流方向为正方向。下列说法正确的是( ) A.金属棒将在某一范围内往复运动 B.t1 时刻导体棒的速度最大 C.t2 时刻导体棒的加速度最大 D.安培力时而做正功，时而做负功 解析：根据左手定则可知，当电流的方向向下时，棒受到的安培力的方向向右；同理，当电流的方 向向上上，则棒受到的安培力的方向向左。 A、由于电流随时间按照正弦规律变化，而安培力：F=BIL 与电流成正比，所以导体棒受到的安培 力也随时间按照正弦规律变化，在前半个周期内(0﹣t2 时间内)棒受到的安培力的方向向右，所以棒 向右做加速运动；在后半个周期内棒受到的安培力的方向向左，将向右做减速运动，由于加速阶段 的加速度和减速阶段的加速度具有对称性，所以由运动的对称性可知，当 t=t4 时刻棒的速度恰好为 0；而后，在以后的歌周期内棒将不断重复第一个周期内的运动。所以棒将一直向右运动。故 A 错 误； B、导体棒在前半个周期内(0﹣t2 时间内)棒受到的安培力的方向向右，所以棒向右做加速运动，后 半个周期内棒受到的安培力的方向向左，将向右做减速运动，所以 t2 时刻导体棒的速度最大。故 B 错误； C、由于安培力：F=BIL 与电流成正比，所以导体棒受到的安培力也随时间按照正弦规律变化，在 t1 时刻导体棒受到的安培力最大，所以加速度最大。故 C 错误； D、导体棒一直向右运动，前半个周期内(0﹣t2 时间内)棒受到的安培力的方向向右，安培力做正 功；后半个周期内棒受到的安培力的方向向左，安培力做负功。故 D 正确。 答案：D 3.如图所示，电场线方向竖直向下，在 a 点由静止释放一个质量为 m、电荷量为 q 的带电微粒，带 电微粒沿电场线运动到 b 点时速度恰好为零。下列说法正确的是( ) A.该微粒可能带正电 B.带电微粒在运动过程中，加速度先减小后反向增大 C.带电微粒在运动过程中，电势能先减小后增大 D.带电微粒不能从 b 点返回到 a 点 解析：A、在 a 点由静止释放微粒，到达 b 点时速度恰好为零，可知微粒所受的电场力与重力方向 相反，即与电场线方向相反，故粒子带负电，故 A 错误； B、微粒从 a 到 b 先加速后减速，故电场力开始时小于重力，后来电场力大于重力，电场力逐渐增 大，由牛顿第二定律知，加速度先减小反向增大。故 B 正确。 C、微粒所受的电场力一直做负功，所以电势能一直增大，故 C 错误。 D、在 b 点，电场力大于重力，则由过程的可逆性知，微粒可返回 a 点，故 D 错误。 答案：B 4.如图甲所示，线圈 ABCD 固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈 AB 边受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是( ) A. B. C. D. 解析：由题意可知，安培力的方向向右，根据左手定则，可知：感应电流的方向由 B 到 A， 再由右手定则可知，当垂直向外的磁场在增加时，会产生由 B 到 A 的感应电流， 由法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，则安培力的表达式 F= ， 因安培力的大小不变，则 B 是定值，若磁场 B 增大，则 减小， 若磁场 B 减小，则 增大，故 D 正确，ABC 错误。 答案：D 5.2014 年 12 月 14 日，北京飞行控制中心传来好消息，嫦娥三号探测器平稳落月。已知嫦娥三号探 测器在地球表面受的重力为 G1，绕月球表面飞行时受到月球的引力为 G2，地球的半径为 R1，月球 的半径为 R2，地球表面处的重力加速为 g。则( ) A.探测器沿月球表面轨道上做匀速圆周运动的周期为 2π B.月球与地球的质量之比为 C.月球表面处的重力加速度为 g D.月球与地球的第一宇宙速度之比为 解析：A、嫦娥三号的质量 m= ，根据 得，T=2π ，故 A 正确。 B、根据万有引力等于重力得， ，解得地球质量 ，月球对飞船的引力 ，解得月球的质量 ， 则月球与地球质量之比为 ，故 B 错误。 C、嫦娥三号绕月球表面飞行时受到月球的引力为 G2，有 G2=mg′，解得月球表面的重力加速度 g′= ，故 C 错误。 D、根据 得，第一宇宙速度 v= ，则月球与地球的第一宇宙速度之比为 ，故 D 错误。 答案：A 6.如图所示，a、b 端输入恒定的交流电压。理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为 12V、额 定功率均为 2W 的灯泡 A、B、C.闭合开关，灯泡均正常发光。则下列说法正确的是( ) A.原副线圈的匝数比为 1：2 B.电压表 V 的示数为 24V C.变压器的输入功率为 4W D.副线圈上再并联一个相同的灯泡 D，灯泡 A 会烧坏 解析：A、副线圈中每个灯泡电流： ，则原线圈的电流为 I1= A，副线圈电流 ，则匝数比为 2：1，故 A 错误； B、副线圈电压为 U2=12V，则原线圈电源 U1=24V，则电压表示数为 U=24+8=32V，故 B 错误； C、副线圈功率 P1=2PL=4W，则变压器的输入功率为 4W，故 C 正确； D、副线圈上再并联一个相同的灯泡 D，则副线圈电流增大，则原线圈电流也增大，超过额定电 流，A 灯泡烧坏，故 D 正确。 答案：CD 7.如图所示，倾角为 30°的斜面体静止在水平地面上，轻绳一端连着斜面上的物体 A(轻绳与斜面平 行)，另一端通过两个滑轮相连于天花板上的 P 点。动滑轮上悬挂质量为 m 的物块 B，开始悬挂动 滑轮的两绳均竖直。现将 P 点缓慢向右移动，直到动滑轮两边轻绳的夹角为 90°时，物体 A 刚好要 滑动。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体 A 与斜面间的动摩擦因数为 。整个过程斜面体 始终静止，不计滑轮的质量及轻绳与滑轮的摩擦。下列说法正确的是( ) A.物体 A 的质量为 m B.物体 A 受到的摩擦力一直增大 C.地面对斜面体的摩擦力水平向左并逐渐减小 D.斜面体对地面的压力逐渐减小 解析：A、动滑轮处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件解得绳子拉力 T= ， 物体 A 刚好要滑动，受力平衡，根据平衡条件得： T=mAgsin30°+μmAgcos30° 解得：mA= ，故 A 正确； B、开始悬挂动滑轮的两绳均竖直，则绳子拉力 ，则开始 A 受到的静摩擦 方向向下，当 P 向右移动时，绳子的拉力一直增大，根据平衡条件可知，A 受到的静摩擦力也一直 增大，故 B 正确； C、设悬挂动滑轮左边一根绳子与水平方向的夹角为 θ，对斜面和 A 整体研究，由平衡条件得： 水平方向有：f=Tcosθ，P 向右移动过程中，T 增大，θ 减小，则 f 增大，故 C 错误； D、悬挂动滑轮的绳子竖直方向的分量 ，所以斜面体对地面的压力等于斜面和 A 的重力与 之和，不变，故 D 错误。 答案：AB 8.蹦床类似于竖直放置的轻弹簧(共弹力满足 F=kx，弹性势能满足 EP= kx2，x 为床面下沉的距离， k 为常量)。质量为 m 的运动员静止站在蹦床上时，床面下沉；蹦床比赛中，运动员经过多次蹦 跳，逐渐增加上升高度，测得某次运动员离开床面在空中的最长时间为△t。运动员可视为质点，空 气阻力忽略不计，重力加速度为 g。则可求( ) A.常量 k= B.运动员上升的最大高度 h= g(△t)2 C.床面压缩的最大深度 x=x0+ D.整个比赛过程中运动员增加的机械能△E= mg2(△t)2 解析：A、根据运动员静止站在蹦床上时，床面下沉 x0；则：mg=kx0 解得 k= ；故 A 正确； B、根据匀变速直线运动公式，上升下落时间相等，即上升时间为 ，上升的最大高度：h= 。故 B 错误； C、运动员从最高点到最低点的过程中重力势能转化为蹦床的弹性势能，即： 所以：x= 。故 C 正确； D、整个比赛过程中运动员增加的机械能等于运动员从 x0 处到最高点的重力势能与减小的弹性势能 的差，即：△E=mg(x0+h)﹣ =mgx0+ mg2(△t)2﹣ • • = mgx0+ mg2(△t)2.故 D 错误。 答案：AC 二、非选择题 9.某同学用图甲的实验装置探究小车的加速度 a 与小车的质量 M 之间的关系。打点计时器使用交变 电流的频率为 50Hz。 (1)实验中必须进行的操作有 。 A.平衡摩擦力时，不能挂钩码 B.改变小车的质量后，需要重新平衡摩擦力 C.小车要在靠近打点计时器的位置释放 D.为了使小车加速度大一些，应该尽量挂质量大的钩码 解析：A、平衡摩擦力时研究对象是小车，是让小车所受的滑动摩擦力等于小车所受重力沿斜面的 分量，故平衡摩擦力时，不能将重物用细线通过定滑轮系在小车上，故 A 正确。 B、每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面向下的分量等于小车所受的滑动摩擦力，即 mgsinθ=μmgcosθ，故不需要重新平衡摩擦力，故 B 正确。 C、小车要在靠近打点计时器的位置释放，有利于纸带的利用，故 C 正确。 D、钩码的质量不能太大，否则不满足钩码质量远远小于小车质量，故 D 错误。 答案：AC (2)实验中得到的纸带如图乙所示，每两个计数点间还有四个计时点未画出。 则小车的加速度大小为 m/s2。 解析：根据△x=aT2 得：a= 。 答案：0.50 (3)该同学根据实验测得的数据，描绘出 a﹣M 图象如图丙，于是根据图象得出结论：a 与 M 成反 比。该同学的做法是否合理？ (填合理或不合理)。 解析：在探究加速度 a 与质量 m 的关系时，作出 a﹣m 图象是一条曲线，应该做 a﹣ 图象，如果 是通过坐标原点的直线，证明 a 与 m 成反比，所以该同学的做法不合理。 答案：不合理 10.利用如图 1 所示的电路测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差。供选择的 器材有： A.电流表 A(0～0.6A) B.电压表 V1(0～3V) C.电压表 V2(0～15V) D.滑动变阻器 R1(0～20Ω) E.滑动变阻器 R2(0～200Ω) G.定值电阻 R0=1Ω H.开关一个，导线若干 (1)实验中电压表应选用 ，滑动变阻器应选用 (选填相应器材前的字母)。 解析：一节干电池电动势约为 1.5V，则电压表应选 B；因内阻较小，故为方便实验操作，滑动变阻 器应选 D。 答案：B D (2)闭合开关，电压表和电流表均有示数，但是无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表的读数变化 都非常小。同学们讨论后，在原电路的基础上又加了一个定值电阻，问题得到解决。请你在虚线框 内画出改进后的电路图。 解析：无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表的读数变化都非常小，则说明内阻较小，故为了增 大等效内阻，只需将一定值电阻与电源串联即可；故原理图如图所示； 答案：如图所示： (3)某位同学记录了 6 组数据，对应的点已经标在坐标纸上。在坐标纸上画出 U﹣I 图线，并根据所 画图线可得出干电池的电动势 E= V，内电阻 r= Ω。(结果保留两位有效 数字) 解析：根据闭合电路欧姆定律可知：U=E﹣Ir，则由图象可知，电动势 E=1.5V，则阻 r= =1.1Ω。 答案：1.5 1.1 11.如图所示，三角形传送带以 v=5m/s 的速度逆时针匀速转动，传送带两边倾斜部分的长度都是 L=6m，且与水平方向的夹角均为 37°。现有两个质量均为 m=1kg 的小物体 A、B 从传送带顶端都 以 v0=1m/s 的初速度同时沿传送带下滑，物体与传送带间的动摩擦因数都是 μ=0.75.(取 g=10m/s2， sin37°=0.6，cos37°=0.8)，求： (1)A、B 两物体到达传送带底端的时间差(结果可用分数表示)。 解析：受力分析如图所示 对 A，受到沿着传送带向下的摩擦力 设经过时间 t1，A 与传送带达到共同速度，由运动学公式，得 v=v0+at1 得： 此时 A 下滑的位移 以后物体与传送带一起匀速下滑到最低端 L﹣x=vt2 得：t2=1s A 下滑的时间为： 对 B 受力分析可知，B 一直做匀速直线运动， A、B 两物体到达传送带底端的时间差 答案：A、B 两物体到达传送带底端的时间差是 s (2)整个下滑过程中因摩擦产生的总热量。 解析：A 在与传送带相对滑动的过程中，与传送带的相对路程为 B 一直匀速运动，但是与传送带的运动方向相反，故与传送带的相对路程为△x2=vtB+v0tB=36m 因为滑动摩擦力产生热量 Q=μmgcos37°(△x1+△x2)=220J 答案：整个下滑过程中因摩擦产生的总热量是 220J 12.如图所示，将某正粒子放射源置于原点 O，其向各方向射出的粒子速度大小均为 v0、质量均为 m、电荷量均为 q。在 0≤y≤d 的一、二象限范围内分布着一个匀强电场，方向与 y 轴正向相同，在 d＜y≤2d 的一、二象限范围内分布着一个匀强磁场，方向垂直于 xoy 平面向里。粒子离开电场上边 缘 y=d 时，能够到达的最右侧的位置为(1.5d，d)。最终恰没有粒子从 y=2d 的边界离开磁场。已知 sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计粒子重力以及粒子间的相互作用，求： (1)电场强度 E。 解析：沿 x 轴正方向发射的粒子有：x=1.5d，y=d， 由类平抛运动基本规律得：x=v0t， ， 而 ， 联立可得： 答案：电场强度 E 为 (2)磁感应强度 B。 解析：沿 x 轴正方向发射的粒子射入磁场时有：1.5d=v0t， ， 联立可得： ， ，方向与水平成 53°，斜向右上方， 据题意知该粒子轨迹恰与上边缘相切，则其余粒子均达不到 y=2d 边界，由几何关系可知： ， 根据牛顿第二定律得： 解得： 联立可得： 答案：磁感应强度 B 为 (3)粒子在磁场中运动的最长时间。 解析：粒子运动的最长时间对应最大的圆心角，经过(1.5d，d)恰与上边界相切的粒子轨迹对应的圆 心角最大，由几何关系可知圆心角为：θ=254°， 粒子运动周期为： ， 则时间为： 。 答案：粒子在磁场中运动的最长时间为 。 13.下列说法正确的是( ) A.物体的温度降低，个别分子的动能可能会增大 B.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 C.食盐熔化的过程中温度不变，说明食盐是晶体 D.系统对外做功，内能一定减少 E.热运动的宏观过程会有一定的方向性 解析：A、温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，物体的温度降低，个别分 子的动能可能会增大。故 A 正确； B、液体中的扩散现象是由于分子的无规则运动，故 B 错误； C、食盐熔化的过程中温度不变，说明食盐由固定的熔点，是晶体，故 C 正确； D、做功和热传递都可以改变物体的内能，系统对外做功，内能不一定减少，故 D 错误； E、根据热力学第二定律可知，热运动的宏观过程都有一定的方向性。故 E 正确。 答案：ACE 14.如图 1 所示，汽缸开口向右、固定在水平桌面上，气缺内用活塞(横截面积为 S)封闭了一定质量 的理想气体，活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计。轻绳跨过光滑定滑轮将活塞和地面上的重物(质 量为 m)连接。开始时汽缸内外压强相同，均为大气压 p0(mg＜p0S)，轻绳处在伸直状态，汽缸内气 体的温度为 T0，体积为 V。现使汽缸内气体的温度缓慢降低，最终使得气体体积减半，求： (1)重物刚离地面时气缸内气体的温度 T1。 解析：对于封闭气体，P1=P0， ，重物刚离地过程等容过程： 整理得： 答案：重物刚离地时气缸内的温度为 T0 (2)气体体积减半时的温度 T2。 解析：从重物离地到气体体积减半，封闭气体做等压变化： 整理得： 答案：气体体积减半时的温度为 T0 (3)在答题卡上画出如图 2 所示的坐标系，并在其中画出气体状态变化的整个过程，标注相关点的坐 标值。 解析：图线如下： 答案：图象为： 15.如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC 的单色光从空气射向 E 点，并偏折到 F 点，已知 入射方向与边 AB 的夹角为 θ=30°，E、F 分别为边 AB、BC 的中点，则( ) A.该棱镜的折射率为 B.光在 F 点发生全反射 C.光从空气进入棱镜，波长变大 D.从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束平行 解析：A、由几何知识得：光线在 AB 面上入射角为 i=60°，折射角为 r=30°，则折射率为 n= = 。故 A 正确。 B、D 光线在 F 点的入射角与 AB 面上的折射角相等，根据光路可逆性原理，得知光在 F 点不可能 发生全反射，而且从 F 点出射的光束与 BC 的夹角为 θ，所以从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光 束不平行。故 BD 错误。 C、光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，由公式 v=λf 得知，波长变小。故 C 错误。 答案：A 16.一列简谐波沿 x 轴正方向传播，t=0 时波形如图甲所示，已知在 0.6s 末，A 点恰第四次(图中为 第一次)出现波峰，求： (1)该简谐波的波长、波速分别为多少？ 解析：由图读出波长 λ=2m 又由题意有 3T=0.6s，则周期 T=0.2s。 所以波速为 v= = =10m/s 答案：该简谐波波长、波速分别为 2m，10m/s (2)经过多少时间 x=5m 处的质点 P 第一次出现波峰？ 解析：质点 A 到质点 P 的距离为 x=4.5m，当图示时刻 A 点的振动传到 x=5m 处的质点 P 时，质点 P 第一次出现波峰。 则 x=5m 处的质点 P 第一次出现波峰的时间为 t= = s=0.45s 答案：x=5m 处的质点 P 第一次出现波峰的时间为 0.45s (3)如果以该机械波传到质点 P 开始计时，请在图乙中画出 P 点的振动图象，并标明必要横、纵坐 标值，至少画出一个周期的图象。 解析：简谐波沿 x 轴正方向传播，质点 P 起振方向向下，而且做简谐运动，振动图象是正弦曲线。 画出振动图象如图所示： 答案：P 点的振动图象如图所示： 17.下列说法正确的是( ) A.极限频率越大的金属材料逸出功越大 B.β 射线是从原子核内部射出的高速电子流 C.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 D.通过化学反应不能改变物质的放射性 E.在光的双缝干涉实验中，光通过双缝时显出波动性，通过单缝时显出粒子性 解析：A、根据逸出功 W0=hv0.知极限频率越大，金属材料的逸出功越大，故 A 正确； B、β 衰变中产生的 β 射线实际上是原子核中的中子转化而来的不是原子内部核外电子释放出来 的，故 B 正确； C、根据爱因斯坦光电效应方程 Ek=hγ﹣w0，知光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关 系，不是正比，故 C 错误； D、放射性元素的放射性是原子核自身决定的，而化学反应不能改变原子的原子核，故化学反应并 不能改变物质的放射性，故 D 正确。 E、在光的双缝干涉实验中，光通过双缝时显出波动性，通过单缝时，发生衍射现象，仍显出波动 性，故 E 错误。 答案：ABD 18.如图所示，质量分别为 1kg、3kg 的滑块 A、B 位于光滑水平面上，现使滑块 A 以 4m/s 的速度 向右运动，与左侧连有轻弹簧的滑块 B 发生碰撞。在二者在发生碰撞的过程中，求： (1)弹簧的最大弹性势能。 解析：在整个过程中，弹簧具有最大弹性势能时，A 和 B 的速度相同。选取向右为正方向， 根据动量守恒定律： mv0=(M+m)v。 根据机械能守恒定律，有： 由①②得 EP=6J 答案：弹簧的最大弹性势能是 6J (2)滑块 B 的最大速度。 解析：当 A、B 分离时，B 的速度最大，此时相当进行了一次弹性碰撞，则：mAv0=mAvA+mBvB 由以上两式得 答案：滑块 B 的最大速度是 2m/s