2018届高三物理(通用)二轮复习高考仿真冲刺卷：(六)含解析

高考仿真冲刺卷(六)
(建议用时:60分钟满分:110分)
二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48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,在光滑的水平地面上并排放着3 000个完全相同的小球.现用恒定水平推力F推第3 000号球,并使所有球共同向右运动,则第2 016号球与第2 017号球间的作用力跟第1号球与第2号球间的作用力的比为( )
A.2 016
B.2 017
C. D.
15.图(甲)所示为某矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的正弦式交变电流,将其接在图(乙)中理想变压器的A,B两端,电压表和电流表均为理想电表,R t为热敏电阻(温度升高时其电阻减小),R为定值电阻.下列说法正确的是( )
A.R t处温度升高时,电流表的示数变大,变压器输入功率变大
B.R t处温度升高时,电压表V1,V2示数的比值不变
C.在t=1×10-2 s时,穿过该矩形线圈的磁通量为零
D.变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin50πt(V)
16.假设地球为质量均匀分布的球体.已知地球表面的重力加速度在两极处的大小为g0、在赤道处的大小为g,地球半径为R,则地球自转的周期T为( )
A.2π
B.2π
C.2π
D.2π
17. 如图所示,真空中三点A,B,C构成边长为L的等边三角形,EF是其中位线,在E,F点分别放置电荷量均为Q的正、负点电荷.下列说法正确的是( )
A.A点的电场强度大小为
B.A点的电势低于C点的电势
C.电势差U EB等于电势差U CF
D.负电荷在B点的电势能大于在C点的电势能
18. 如图所示,水平光滑长杆上套有小物块A,细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮,一端连接A,另一端悬挂小物块B,物块A,B质量相等.C 为O点正下方杆上的点,滑轮到杆的距离OC=h,重力加速度为g.开始时A位于P点,PO与水平方向的夹角为30°,现将A,B由静止释放,
下列说法正确的是( )
A.物块A由P点出发第一次到达C点过程中,速度先增大后减小
B.物块A经过C点时的速度大小为
C.物块A在杆上长为h的范围内做往复运动
D.在物块A由P点出发第一次到达C点过程中,物块B克服细线拉力做的功小于物块B重力势能的减少量
19. 如图所示是氢原子的能级图,大量处于n=5激发态的氢原子向低能级跃迁时,一共可以辐射出10种不同频率的光子.其中莱曼系是指氢原子由高能级向n=1能级跃迁时释放的光子,则( )
A.10种光子中波长最短的是n=5激发态跃迁到基态时产生的
B.10种光子中有4种属于莱曼系
C.使n=5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量
D.从n=2能级跃迁到基态释放光子的能量等于n=3能级跃迁到n=2能级释放光子的能量
20.如图(甲)所示,在竖直平面内固定一光滑的半圆形轨道ABC,小球以一定的初速度从最低点A冲上轨道,图(乙)是小球在半圆形轨道上从A运动到C的过程中,其速度平方与其对应高度的关系图像.已知小球在最高点C受到轨道的作用力为1.25 N,空气阻力不计,g=10 m/s2,B
点为AC轨道中点,下列说法正确的是( )
A.小球质量为0.5 kg
B.小球在B点受到轨道作用力为4.25 N
C.图(乙)中x=25 m2/s2
D.小球在A点时重力的功率为5 W
21. 如图所示,竖直平面内一半径为R的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向外.一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子沿平行于直径MN的方向进入匀强磁场,粒子的速度大小不同,重力不计,入射点P到直径MN的距离为h,则( )
A.若某粒子经过磁场射出时的速度方向恰好与其入射方向相反,则该粒子的入射速度是
B.恰好能从M点射出的粒子速度为
C.若h=R,粒子从P点经磁场到M点的时间是
D.当粒子轨道半径r=R时,粒子从圆形磁场区域最低点射出
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分,第22～25题为必考题,
每个试题考生都必须作答,第33～34题为选考题,考生根据要求
作答.
(一)必考题:共47分.
22.(6分)如图(a)由小车、斜面及粗糙程度可以改变的水平长直木板构成伽利略理想斜面实验装置.实验时,在水平长直木板旁边放上刻度尺,小车可以从斜面平稳地滑行到水平长直平面.利用该装置与器材,完成能体现如图(b)“伽利略理想斜面实验思想与方法”的实验推论(设重力加速度为g).
(1)请指出,实验时必须控制的实验条件.
(2)请表述,由实验现象可以得出的实验推论: .
(3)图(c)是每隔Δt时间曝光一次得到小车在粗糙水平面上运动过程中的五张照片,测得小车之间的距离分别是s1,s2,s3,s4,由此可估算出小车与水平面的动摩擦因数μ= (需要用s1,s2,s3,s4,g,Δt 字符表示).
23. (9分)容量和内阻是电池的两个重要参数,电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量,通常以安培小时(A·h)或毫安小时(mA·h)作单位.某实验小组为粗略测量手机电池在25 ℃下充满电时的内阻
和容量,进行了如下实验:
①控制电池温度为25 ℃;
②正常使用手机至自动关机,取出电池,用数字电压表(视为理想电压表)测出电池电压U0=2.75 V;
③将电池装入手机,用充电器对手机充电至100%;
④将电池从手机中取出,按图(甲)接入电路,闭合S1,读出数字电压表的示数U1=4.18 V;
⑤接着闭合S2,读出数字电压表和电流表的示数U2=4.16 V,I2=0.20 A.断开开关;
⑥调节电阻R至合适的阻值且保持不变,闭合开关S1,S2的同时开始计时,每隔一段时间记录一次电流表和电压表的示数.当电压表示数降为U0=2.75 V时断开开关,停止计时.下表是记录的三组数据,其他数据已描到图中:
完成下列问题:
(1)该电池充满电时的内阻约为r= Ω;
(2)将表中数据描在图(乙)中并绘出I t图线;
(3)该手机电池的容量约为A·h(保留两位有效数字);
(4)之后,实验小组继续用上述方法(R的值不变)描绘出该手机电池在20 ℃、5 ℃和-10 ℃温度下电池的放电曲线如图(丙)所示,可知下列说法正确的是.
A.同一电池充满电后在高温环境中比在低温环境中内阻小
B.同一手机在低温环境比在高温环境中待机时间长
C.手机电池的内阻是定值,无论如何使用均不会发生变化
D.不同的使用方法和不同的使用环境,手机电池的实际容量会发生
变化
24.(12分)如图是某“吃货”设想的“糖炒栗子”神奇装置:炒锅的纵截面与半径R=1.6 m的光滑半圆弧轨道位于同一竖直面内,炒锅纵截面可看做是长度均为L=2.5 m的斜面AB,CD和一小段光滑圆弧BC 平滑对接组成.假设一栗子从水平地面上以水平初速度v0射入半圆弧轨道,并恰好能从轨道最高点P飞出,且速度恰好沿AB方向从A点进
入炒锅.已知两斜面的倾角均为θ=37°,栗子与两斜面之间的动摩擦
因数均为μ=,栗子在锅内的运动始终在图示纵截面内,整个过程栗子质量不变,重力加速度取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°= 0.8.求:
(1)栗子的初速度v0及A点离地高度h;
(2)栗子在斜面CD上能够到达的距C点最大距离x.
25.(20分)如图(甲)所示,两根相距为L=2.0 m的金属导轨固定于水
平面上,导轨电阻不计,一根质量为m=1.0 kg、长为L=2.0 m、电阻为r=2.0 Ω的金属棒两端放于导轨上,导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ=0.20,棒与导轨的接触电阻不计.导轨左端连有阻值为R=4.0 Ω的电阻,在电阻两端接有电压传感器并与计算机相连.有n段垂直导轨平面的宽度为c=3.0 m,间距为d=2.0 m的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1.0 T,方向垂直纸面向里.金属棒初始位于OO′处,与第一段磁场相距s=6.0 m.(g取10 m/s2)
(1)若金属棒向右的初速度v0=3.0 m/s,为使金属棒保持匀速直线运动一直向右穿过各磁场,需对金属棒施加一个水平向右的拉力,求金属棒进入磁场前拉力F1的大小和进入磁场后拉力F2的大小;
(2)在(1)问的情况下,求金属棒OO′开始运动到刚离开第10段磁场过程中,拉力所做的功;
(3)若金属棒初速度为零,现对棒施以水平向右的恒定拉力F=4.0 N,使棒穿过各段磁场,发现计算机显示出的电压随时间以固定的周期做周期性变化,图像如图(乙)所示(从金属棒进入第一段磁场开始计时,图中虚线与时间轴平行).求金属棒每穿过一个磁场过程中回路中产生的焦耳热以及金属棒从第10段磁场穿出时的速度.
(二)选考题:共15分.(请考生从给出的2道物理题中任选一题作答)
33.[物理——选修33](15分)
(1)(5分)下列说法中正确的是(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分).
A.单晶体在各个方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样
B.露珠呈球状是由于受重力的作用
C.某物体温度高,组成该物体的某些分子速率可能很小
D.理想气体等温膨胀,一定从外界吸热
E.压缩气体需要用力表明气体分子间存在斥力
(2)(10分)圆柱形喷雾器高为h,内有高度为的水,上部封闭有压强为p0、温度为T0的空气.将喷雾器移到室内,一段时间后打开喷雾阀门K,恰好有水流出.已知水的密度为ρ,大气压强恒为p0,喷雾口与喷雾器等高.忽略喷雾管的体积,将空气看做理想气体.
①求室内温度;
②在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气,直到水完全流出,求充入空气与原有空气的质量比.
34.[物理——选修34](15分) (1)(5分)如图,A,B为振幅相同的相干波源,且向外传播过程中振幅衰减不计,图中实线表示波峰,虚线表
示波谷,则下列叙述正确的是(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分).
A.Q点始终处于波峰位置
B.R,S两点始终处于静止状态
C.P,Q连线上各点振动始终最强
D.P点在图中所示的时刻处于波谷,再过周期处于平衡位置
E.如果A,B两波源频率不同,也能产生类似的稳定的干涉现象
(2)(10分)如图,足够宽的液槽中水的折射率n=,M是可绕轴转动的平面镜,M与水平面的夹角为α.光线从液槽的侧壁水平射入水中.
①若α=30°,求经平面镜反射后的光线从水面射出时折射角的正
弦值;
②若经平面镜反射后的光线能从水面射出,求α的取值范围.
高考仿真冲刺卷(六)
14.A 以整体为研究对象,根据牛顿第二定律F=3 000ma,得a=
以1~2 016个小球整体为研究对象,根据牛顿第二定律N1=2 016ma,得N1=F;
以1号球为研究对象,N2=ma=F;
则第2 016号球与第2 017号球间的作用力跟第1号球与第2号球间的作用力的比为2 016∶1.
15.A 由图(甲)知,变压器原线圈两端所接电压最大值U m=36V,周期T=0.02 s,t=1×10-2s时,u=0,则t=1×10-2s时穿过矩形线圈的磁通量最大,电压瞬时值表达式u=U m sin t=36sin 100πt(V),选项C,D错误.变压器原线圈两端电压及匝数比不变,故副线圈两端电压不变,当R t处温度升高时,负载电阻减小,输出电流增大,故电流表示数增大,输入功率和输出功率增大;电阻R两端电压增大,故电压表V2示数减小,而电压表V1示数不变,故电压表V1,V2示数的比值变大,选项A正确,B错误.
16.B 在两极处物体不随地球自转,所以G=mg0; 在赤道处物体随地球自转,可得G=mg+m R,
联立解得T=2π.
17.C +Q,-Q两个点电荷产生的电场在A处的电场强度大小相等,夹角为120°,故A点的电场强度大小为
E A=k=,故A错误;根据电场线的分布和顺着电场线电势降低,可知A点的电势高于C点的电势,故B错误;根据对称性可知,电势差U EB等于电势差U CF,故C正确;B点的电势高于C点的电势,由E p=qφ知负电荷在B点的电势能小于在C点的电势能,故D错误.
18.B 物块A由P点出发第一次到达C点过程中,细线拉力对A做正功,动能不断增大,速度不断增大,A错误;设物块A经过C点时的速度大小为v,此时物块B的速度为0,根据系统的机械能守恒得
mg-h=mv2,得v=,B正确;由几何知识可得=h,由于物块AB组成的系统机械能守恒,
由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动,C错误;物块A到C点时物块B的速度为零.则根据功能关系可知,在物块A由P点出发第一次到达C点过程中,物块B克服细线拉力做的功等于物块B 重力势能的减少量,D错误.
19.AB n=5激发态跃迁到基态时产生的光子的能量最大、频率最大,所以波长最短,A正确;由题意知,从n=5,4,3,2激发态跃迁到n=1时发出的4种光子属于莱曼系,B正确;由图知,n=5能级的电离能为0.54 eV,C 错误;从n=2能级跃迁到基态释放光子的能量大于n=3能级迁到n=2能级释放光子的能量,D错误.
20.BC 由图(乙)可知小球在C点的速度大小为v=3 m/s,轨道半径R=0.4 m,因小球所受重力与弹力的合力
提供向心力,所以有mg+F C=,代入数值可得m=0.1 kg,选项A错误;由机械能守恒可得,mv2+mgR=m,解得=17 m2/s2,因为B点是弹力提供向心力,所以有F B=,解得F B=4.25 N,
选项B正确;再由机械能守恒定律可得mv2+2mgR=m,解得小球在A点的速度v0=5 m/s,所以图(乙)中x=25 m2/s2,选项C正确;因小球在A点时重力与速度方向垂直,所以重力的功率为0,选项D错误.
21.ABD
粒子出射方向与入射方向相反,在磁场中走了半周,其半径r1=h,由牛顿第二定律得qv1B=m,解得
v1=,选项A正确;粒子从M点射出,其运动轨迹如图,在△MQO1中,=(R-)2+(h-r2)2,解得
r2=,由牛顿第二定律得qv2B=,解得v2=,选项B正确;若
h=,sin ∠POQ==,解得∠POQ=,由几何关系得粒子在磁场中偏转所对圆心角为α=π,粒子做圆周运动
的周期T=,粒子的运动时间t=T=,选项C错误;当粒子轨道半径r=R时,由几何关系可知,粒子从圆形磁场区域最低点射出,选项D正确.
22.解析:(1)根据伽利略“理想实验”的内容与原理可知,需要小车到达水平面时的速度是相同的,所以在实验的过程中要求小车从同一位置静止释放;(2)根据实验的情况,可以得出的结论为水平面越光滑,小车滑得越远,当水平面完全光滑时,小车将滑向无穷远;(3)小车在水平面内做匀变速直线运动,结合匀变速直线运动的推论,
则a=,根据牛顿第二定律可知a==μg,所以水平面的动摩擦因数μ
=.
答案:(1)小车从同一位置静止释放(2)水平面越光滑,小车滑得越远,当水平面完全光滑时,小车将滑向无穷
远(3)
评分标准:每空2分.
23.解析:(1)由题意知,电池电动势为E=U1=4.18 V,根据闭合电路欧姆定律可得E=U2+I2r,代入数据解得电池内阻r=0.1 Ω;
(2)用平滑的曲线连接描点,如图所示;
(3)图像与坐标轴所围面积即为电池工作时流出的电荷量即电池的容量,可求Q=3.5 A·h;
(4)由图知,温度越高电流越大,根据E=I(R+r)可知,温度越高电池内阻越小,所以A正确,C错误;由图知,同一手机在高温环境比在低温环境中待机时间长,不同的温度,电流不同,电池的容量不同,故B错误,D正确.
答案:(1) 0.10 (2)见解析(3)3.5(3.4~3.6) (4)AD
评分标准:每空2分,作图3分.
24.解析:(1)设栗子质量为m,在P点的速度为v P,在A点的速度为v A.A点离地高度为h,栗子沿圆弧轨道运动
至P点的过程中,由机械能守恒定律有
m=2mgR+m(2分)
恰能过P点,满足的条件为mg=m(1分)
代入数据解得v P=4 m/s,v0=4m/s(1分)
栗子从P至A做平抛运动,在A点的速度方向沿AB,
故竖直分速度v Ay=v P tan θ(1分)
由平抛运动规律,栗子从P至A下落的高度为
y=(1分)
又h=2R-y,(1分)
代入数据解得h=2.75 m.(1分)
(2)栗子第一次在斜面CD上运动的过程中可达到距C点的最大距离
栗子在A点的速度为v A=(1分)
由动能定理有
mgsin θ(L-x)-μmgcos θ(L+x)=0-m(2分)
代入数据解得x=2.22 m.(1分)
答案:(1)4m/s 2.75 m (2)2.22 m
25.解析:(1)金属棒进入磁场前F1=f=μmg(1分)
解得F1=2.0 N(1分)
金属棒在磁场中运动时
F2=f+F安=f+BIL(1分)
I==(1分)
F2=μmg+(1分)
解得F2=4.0 N.(1分)
(2)在非磁场区域外力F1所做的功为
W1=F1[s+(n-1)d]=μmg[s+(n-1)d]=48 J(2分)
在磁场区域外力F2所做的功为
W2=F2×nc=μmg+·nc=120 J(2分)
在此过程拉力所做的总功
W=W1+W2=168 J.(1分)
(3)由电压的周期性分析知,金属棒进入每一段磁场的速度都相同,故在每一个周期ΔE k=0,穿过每段磁场产生的电能E电均相同,所以(F-μmg)(c+d)=E电(2分)
得Q=E电=10 J.(1分)
设金属棒进入每段磁场时的速度为v',从每段磁场穿出的速度为v
(F-μmg)s=mv'2(2分)
(F-μmg)c-W=mv2-mv'2(2分)
W=E电(1分)
得v=4.0 m/s.(1分)
答案:(1)2.0 N 4.0 N (2)168 J (3)10 J 4.0 m/s
33.解析:(1)单晶体具有各向异性的特点,即在各个方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样,A 正确;露珠呈球状是由于表面张力的作用,B错误;温度是分子平均动能的标志,是大量分子做无规则运动的统计规律,某物体温度高,组成该物体的某些分子速率可能很小,C正确;理想气体等温膨胀过程,内能不变,气体对外做功,则一定从外界吸热,D正确;压缩气体需要用力是为了克服气体内外的压强差,不能表明气体分子间存在斥力,E错误.
(2)①设喷雾器的截面积为S,室内温度为T1,气体压强为p1,
p1=p0+ρg,V0=S(1分)
气体做等容变化=.(2分)
解得T1=1+ρg T0.(1分)
②以充气结束后喷雾器内空气为研究对象,排完液体后,压强为p2,体积为V2.若此气体经等温变化,压强为p1时,体积为V3,
则p2=p0+ρgh,p1V3=p2V2(1分)
即p0+ρg V3=(p0+ρgh)hS(2分)
同温度下同种气体的质量比等于体积比,设打进气体质量为Δm
=(2分)
代入得=.(1分)
答案:(1)ACD (2)①1+ρg T0②
34.解析:(1)Q点是峰峰相遇点,是振动加强点,但并不是始终处于波峰位置,选项A错误;R,S两点是峰谷相遇点,是振动减弱点,由于两列波振幅相同,故质点始终处于静止状态,选项B正确;由图可知,P,Q两点的连线为AB的中垂线,其上各点到A,B两点的距离均相等,故P,Q连线上各点振动始终最强,选项C正确;P点是振动加强点,在图中所示的时刻处于波谷,再过周期处于平衡位置,选项D正确;如果A,B两波源频率不同,则不能产生类似的稳定的干涉现象,选项E错误.
(2)①作出光线经平面镜反射后从水面射出的光路如图(1)所示,在水面发生折射的入射角
β=90°-2α(1分)
由折射定律,有=n(1分)
代入数据,得折射角γ的正弦值sin γ=.(1分)
②设光线在水中反生全反射的临界角为C,则
sin C==,则C=60°(1分)
若光在水面右侧发生反射时,作出光路如图(2),则由几何关系可知
2α1+C=90°(2分)
若光在水面左侧发生全反射时,作出光路如图(3),则由几何关系可知2(90°-α2)+C=90°(2分)
α的范围满足α1<α<α2
解得15°<α<75°.(2分)
答案:(1)BCD (2)①②15°<α<75°。