河南新郑市 高考物理终极猜想压题卷一 8页

河南新郑市 高考物理终极猜想压题卷一 一、 选择题： 1、2011 年 7 月 23 日，甬温线 D301 次列车与 D3115 次列车发生追尾事故，事故共造成了 40 人死亡，200 多人受伤，从而引发了广大民众对我国高铁运动安全的关注和担忧。若在水平直 轨道上有一列以额定功率行驶的列车，所受阻力与质量成正比，由于发生紧急情况，使最后 几节车厢与车体分离，分离后车头保持额定功率运行，则： A. 车头部门所受牵引力增大，速度也增大； B 车 头 部 门 所 受 牵 引 力 减 小 ， 速 度 也 减 小 ； C. 脱离部分做匀减速运动，车头部分做匀加速运动； D. 分离出的车厢越多，车头能获得的最大速度越大。 2、2010 年 9 月 29 日，“天空一号”顺利升空，11 月 1 日，“神舟八号”随后飞上太空，11 月 3日凌晨“神八”与离地高度 343km 轨道上的“天空一号”对接形成组合体，中国载人航天首 次空间交会对接试验获得成功，为建立太空实验室——空间站迈出 了关键一步。设对接后的组合体在轨道上做匀速圆周运动，则下列 说法中正确的是： A. 对接前，“神舟八号”欲追上“天空一号”，可以在同一轨道上 点火加速 B. 对接后，“天空一号”的速度小于第一宇宙速度 C. 对接后，“天空一号”的运行周期大于地球同步卫星的周期 D. 今后在“天空一号”内工作的宇航员因受力平衡而在其中悬浮或静止 3、如图所示，置于足够长斜面上的盒子 A 内放有光滑球 B，B 恰与 A 前、后壁接触，斜面光 滑且固定于水平地面上。一轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板 P拴接，另一端与 A相连。 今用外力推 A 使弹簧处于压缩状态，然后由静止释放，则从释放盒子 直至 其获得最大速度的过程中： A. 弹簧弹性势能的减少量等于 A 和 B 的机械能的增加量 B. 弹簧的弹性势能一直减小至为零 C. A 所受重力和弹簧弹力做功的代数和小于 A的动能的增加量 D. A 对 B 做的功等于 B的机械能的增加量 4、某小型旋转电枢式发电机所产生的交流电电动势为 110 V、频率为 60 Hz，要使它产生的 电动势变为 220 V、频率变为 50 Hz，需要调整线圈的转速 n、匝数 N 或磁感应强度 B 的 大小。下列调整合适的是： A．使 n 变为原来的 6 5 ，B变为原来的 2倍，N 不变 B．使 n 变为原来的 5 6 ，B变为原来的 2．4倍，N 不变 C．使 n 变为原来的 6 5 ，N变为原来的 2倍，B 不变 D．使 n 变为原来的 5 6 ，N变为原来的 2．4倍，B 不变 5、如右图所示，水平面内有三块相同的圆板，分别用两根、三根、四根不可伸长的细线按三 种不同的方式拴结一个质量为 m 的小球，细线的另一端都栓结在圆板边缘，且栓结点均 匀分布在圆周上，三种情况细线与竖直方向 的 夹角分别为 30 o 、45 o 、60 o ,三种情况绳子 的拉力分别为 F1、F2、F3它们的大小关系是： A．F1＞F2＞F3 B．F1 ＜F2＜F3 C．F1＞F3＞F2 D．F2＞F1＞F3 6、U 型金属导轨构成如图所示斜面，斜面倾斜角为，其中 MN，PQ 间 距为 L，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直导轨平面，导轨电阻不计， 金属棒 ab 质量为 m，以速度 v沿导轨上滑，并与两导轨始终保持垂 直且接触良好，导轨与 ab 棒间的动摩擦因数为μ，ab 棒接入电路 的 电阻为 R,ab 棒接入电路的电阻为 R，ab 棒沿导轨上滑位移为 S时速 度减为 O，则在这一过程中： A．ab 棒沿导轨向上做匀减速运动 B．ab 棒受到的最大安培力大小为 2 2 sinB L v R  C．导体棒动能的减少量等于 mgssin +μmgscos D．克服安培力做的功等于 1 2 mv 2 －mgssin－μmgscos 7、如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为 2L，高为 L。在该区域内分布着如图 所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均 为 B。一边长为 L、总电阻为 R的正方形导线框 abcd，从图示位置开始沿 x 轴正方向以速度 v 匀 z 速穿过磁场区域。取沿 a→b→c→d→a的感应电流方向为正，由图乙中表示线框中电流 i 随 bc 边的位置坐标 x 变化的图象正确的是： 8、如图所示为一空腔导体周围的电场线分布．电场方向如图箭头所示，M、N、P、Q 是以 O为 圆心的一个圈周上的四点．其中 M、N 在一条直线电场线上，P、Q在一条曲线电场线上，下列 说法不正确的有： A.M 点的电场强度比 N点的电场强度大 B.P 点的电势比 Q点的电势高 C. M,0 间的电势差大于 O,N 间的电势差 D、一负电荷在 P点的电势能大于在 Q 点的电势能 第 II 卷 二、实验题 9、（6 分）在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学的主要操作步骤如下： a．取一根符合实验要求的摆线，下端系一金属小球，上端固定在 O 点； b．在小球静止悬挂时测量出 O 点到小球球心的距离 l； c．拉动小球使细线偏离竖直方向一个不大的角度（约为 5°），然后由静止释放小球； d．用秒表记录小球完成 n 次全振动所用的时间 t。 ①用所测物理量的符号表示重力加速度的测量值，其表达式为 g= ； ②若测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能 是 。（选填下列选项前的序号） A．测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长 B．摆线上端未牢固地固定于 O 点，振动中出现松动，使摆线越摆越长 C．测量周期时，误将摆球(n-1)次全振动的时间t记为了n次全振动的时间，并由计算式T=t/n 求得周期 D．摆球的质量过大 ③在与其他同学交流实验方案并纠正了错误后，为 了减小实验误差，他决定用图象法处理数据，并 通过改变摆长，测得了多组摆长l和对应的周期T， 并用这些数据作出 T2-l 图象如图甲所示。若图线 的斜率为 k，则重力加速度的测量值 g= 。 ④这位同学查阅资料得知，单摆在最大摆角较大时周期公式可近似 表述为 ) 2 sin 4 11(2 2   g lT 。为了用图象法验证单摆周期 T 和最大摆角的关系，他测出摆长为 l的同一单摆在不同最大 摆角时的周期 T，并根据实验数据描绘出如图乙所示的图线。 根据周期公式可知，图乙中的纵轴表示的是 ，图 线延长后与横轴交点的横坐标为 。 10、（9 分）一实验小组准备探究某种元件 Q 的伏安特性曲线， 他们设计了如图所示的电路图。请回答下列问题： ①请将图中的实物连线按电路图补充完整。 ②考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值 （选填“大于”、“等于”或“小于”） 真实值。 ③在电路图中闭合开关 S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑动片，总不 能使电压表的示数调为零。原因可能是图中的 （选填 a、b、c、d、e、f）处接 触不良。 ④实验测得表格中的 7 组数据。请在坐标纸上作出该元件的 I-U 图线。 ⑤元件 Q在 U=0.8V 时的电阻值是 ， I-U 图线在该 点的切线的斜率 k （选填“大于”、“等于”或“小 于”）电阻值。 序号 电压/V 电流/A 1 0.00 0.00 2[ 0.40 0.02 3 0.80 0.05 甲 T2 lO 乙 O T Q V － 3 15 － 0.6 3 A 0 I/A U/V 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.4 1.60.8 1.2 2.0 2.4 b V A R Q d c P e f a S 三、本大题共三小题共计 47 分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只 写出最后答案的不能得分．有数值计算的题．答案中必须明确写出数值和单位 11、（13 分）如图所示，水平面上固定一轨道，轨道所在平面与水平面垂直，其中 bcd 是一段 以 O 为圆心、半径为 R 的圆弧，c 为最高点，弯曲段 abcde 光滑，水平段 ef 粗糙，两部分平 滑连接，a、O 与 ef 在同一水平面上。可视为质点的物块静止于 a 点，某时刻给物块一个水平 向右的初速度，物块沿轨道经过 c 点时，受到的支持力大小等于其重力的 3 4 倍，之后继续沿 轨道滑行，最后物块停在轨道的水平部分 ef 上的某处。已知物块与水平轨道 ef 的动摩擦因 数为μ，重力加速度为 g。求： （1）物块经过 c 点时速度 v的大小； （2）物块在 a点出发时速度 v0的大小； （3）物块在水平部分 ef 上滑行的距离 x。 12、（19 分）飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析。如图所示， 在真空状态下，自脉冲阀 P 喷出微量气体，经激光照射产生不同正离子，自 a板小孔进入 a、b间的加速电场，从 b板小孔射出，沿中线方向进入 M、N 板间的方形区域，然后到达 紧靠在其右侧的探测器。已知极板 a、b 间的电压为 U0，间距为 d，极板 M、N 的长度和间 距均为 L。不计离子重力及经过 a 板时的初速度。 （1）若 M、N板间无电场和磁场，请推导出离子从 a 板到探测器的飞行时间 t 与比荷 k（k= m q ，q和 m分别为离子的电荷量和质量）的关系式； （2）若在 M、N 间只加上偏转电压 U1，请论证说明不同正离子的轨迹是否重合； （3）若在 M、N 间只加上垂直于纸面的匀强磁场。已知进入 a、b间的正离子有一价和二 4 1.20 0.12 5 1.60 0.20 6 2.00 0.31 7 2.40 0.44 a b c d fe 价的两种，质量均为 m，元电荷为 e。要使所有正离子均能通过方形区域从右侧飞 出，求所加磁场的磁感应强度的最大值 Bm。 13、（15 分）如图甲所示，表面绝缘、倾角=30的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定 有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度 D=0.40m 的 匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的 距离 s=0.55m。一个质量 m=0.10kg、总电阻 R=0.25的单匝矩形闭合金属框 abcd，放在 斜面的底端，其中 ab 边与斜面底边重合，ab 边长 L=0.50m。从 t=0 时刻开始，线框在垂 直 cd 边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的 ab 边离开磁场 区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计， 且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整 个运动过程中始终未脱离斜面，且保持 ab 边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦 因数= 3 /3，重力加速度 g取 10 m/s2。 （1）求线框受到的拉力 F 的大小； （2）求匀强磁场的磁感应强度 B 的大小； （3）已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度 v 随位移 x 的变化规律满足 v＝ v0- x mR LB 22 （式中 v0为线框向下运动 ab 边刚进入磁场时的速度大小，x 为线框 ab 边进入磁场 后对磁场上边界的位移大小），求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热 Q。 参考答案及评分标准 一、1、D 2、B 3、AD 4、BD 5、C6、D 7、D 8、ACD 二、实验题（本题共2小题共15分）将答案填在横线上或作图和连线. 9、（6分）① 2 224 t lng   ………（1分）； ②C………（1分）；③ k 24 ………（1分）； ④sin 2 2  ……（2分，说明：在 sin 2 2  前面加任意符合图象意义的常数均可得分）， g l2 …………（1 分） a b M N L L d 探测器P 激 光 束 v/m.s-1 t/s0 0.4 2.0 乙甲 a BD L b cd 挡板  Q V － 3 15 － 0.6 3 A I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 10、（9 分）①如图（2 分） ②小于（2分） ③f（1 分） ④如图（2分） ⑤16Ω（2分） 三、本大题共四小题共计 47 分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只 写出最后答案的不能得分．有数值计算的题．答案中必须明确写出数值和单位 11、（13 分）（1）在 c 点对物块受力分析，根据牛顿运动定律： 23 1 4 2 vmg mg m v Rg R    （3 分） （2）物块 A 从 a 到 c，根据机械能守恒定律： 2 2 0 0 1 1 3 2 2 2 mv mgR mv v Rg   （4分） （3）设物块 A 在水平轨道上滑行的距离为 x，从 e到 f，根据动能定理： 2 0 1 90 2 8 Rmgx mv x      （6分） 12、（19 分）（1）带电离子在平行板 a、b 间运动时，根据动能定理 0 2 1 2 0  mvqU ① 解得： m qUv 02  ，即 02kUv  带电离子在平行板 a、b间的加速度 dm qUa 0 1  ，即 d kUa 0 1  所以，带电离子在平行板 a、b 间的运动时间 0 0 1 1 2 kU kUd a vt  带电离子在平行板 M、N间的运动时间 0 2 2kU L v Lt  所以，带电离子的全部飞行时间 0 21 2 2 kU Ldttt   （2）正离子在平行板 M、N 间水平方向运动位移为 x 时，在竖直方向运动的位移为 y。 水平方向满足 vtx  ② 竖直方向满足 2 22 1 tay  ③ 加速度 L kUa 1 2  ④ 由上述②、③、④式得： 0 2 1 4LU xUy  ⑤ ⑤式是正离子的轨迹方程，与正离子的质量和电荷量均无关。所以，不同正离 子的轨迹是重合的。 （3）当 M、N 间磁感应强度大小为 B 时，离子做圆周运动，满足 R mvBvq 2  ⑥ 由上述①、⑥两式，解得：带电离子的轨道半径 qB mUR 2 02  ⑦ 上式表明：在离子质量一定的情况下，离子的电荷量越大，在磁场中做圆周运 动的半径越小，也就越不容易穿过方形区从右侧飞出。所以，要使所有的一价和二 价正离子均能通过方形区从右侧飞出，只要二价正离子能从方形区飞出即可。当二 价正离子刚好能从方形区域飞出时的磁感应强度为满足题目条件的磁感应强度的 最大值。 设当离子刚好通过方形区从右侧飞出时的轨道半径为 R，由几何关系得 222 ) 2 ( LRLR  解得： 4 5LR  ⑧ 将二价正离子的电量 2e 代入⑦式得： eB mUR 2 0 ⑨ 由⑧、⑨式得： e mU L B 0 5 4  ，此值即为所求的磁感应强度的最大值 Bm。 评分说明：本题共 19 分。第（1）问 6 分；第（2）问 6 分；第（3）问 7分。 13、（15 分）（1）由 v-t 图象可知，在 0～0.4s 时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场 时的速度为 v1=2.0m/s，所以在此过程中的加速度 a= t v   =5.0m/s2………………（1分） 由牛顿第二定律 F-mgsin - mgcos=ma…………………………………（1 分） 解得 F=1.5 N……………………………………………………………………（1分） （2）由 v-t 图象可知，线框进入磁场区域后以速度 v1做匀速直线运动， 产生的感应电动势 E=BLv1……………………………………………………（1 分） 通过线框的电流 I= R E = R BLv1 ………………………………………………（1 分） 线框所受安培力 F 安=BIL= R vLB 1 22 …………………………………………（1分） 对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件，有 F=mgsin+μmgcos+ R vLB 1 22 …（1分） 解得 B=0.50T………………………………………………………………………（1 分） （3）由 v-t 图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度 v1匀速穿出磁场， 说明线框的宽度等于磁场的宽度 D=0.40m ……………………………………………（1分） 线框 ab 边离开磁场后做匀减速直线运动，到达档板时的位移为 s-D=0.15m……（1 分） 设线框与挡板碰撞前的速度为 v2 由动能定理，有 -mg(s-D)sin-μmg(s-D)cos= 2 1 2 2 2 1 2 1 mvmv  ………………（1 分） 解得 v2= )cos)(sin(22 1   Dsgv =1.0 m/s………………………………（1 分） 线框碰档板后速度大小仍为 v2，线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩 擦力大小相等，即 mgsinθ=μmgcosθ=0.50N，因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动，ab 边刚进入磁场时的速度为 v2=1.0 m/s；进入磁场后因为又受到安培力作用而减速，做加速度 逐渐变小的减速运动，设线框全部离开磁场区域时的速度为 v3 由 v＝v0- x mR LB 22 得 v3= v2 - mR DLB 222 =-1.0 m/s， 因 v3<0，说明线框在离开磁场前速度已经减为零，这时安培力消失，线框受力平衡，所 以线框将静止在磁场中某位置。…………………………………………………………（1 分） 线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热 Q1=I 2Rt= R DvLB 1 222 =0.40 J……………（1 分） 线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热 Q2= 2 22 1 mv =0.05 J………………（1 分） 所以 Q= Q1+ Q2=0.45 J…………………………………………………………………（1分）