2018高考物理二轮闯关导练：综合模拟(十二) 含解析

综合模拟(十二)时间：60分钟满分：110分一、选择题：本题共8小题，共48分．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项正确，第19～21题有多个选项正确，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．(导学号：92274423)下列说法正确的是()A．光电效应实验揭示了光的波动性B．根据ΔE＝Δmc2，在核裂变过程中存在质量亏损C．太阳内部进行的热核反应属于重核的裂变D．γ射线一般伴随着α射线或β射线产生，在这三种射线中，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱15．(导学号：92274424)火星是一颗与地球临近的太阳行星，其球体半径约为地球的二分之一，质量约为地球的十分之一，公转半径是地球公转半径的1.5倍，以下说法中正确的是()A．火星公转周期约为2.25年B．火星表面的重力加速度约为7.5 m/s2C．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度D．沿火星表面附近运行的卫星周期大于近地卫星的周期16．(导学号：92274425)如图所示，AC、CD、DB为三根长度均为l的轻绳，A、B两端被悬挂在水平天花板上相距为2l的两点上．当C处悬挂一质量为m的重物时，在D处施加力F作用，使整个装置处于静止状态，并且CD绳保持水平．重力加速度大小为g.则力F的最小值为()A．mgB.33mgC.12mgD.14mg17．(导学号：92274426)如图所示，A 、B 两物体跨过定滑轮，m A ＝2m B ，不计摩擦阻力，A 物体自H 高处由静止开始下落，且B 物体始终在水平台面上．若以地面为零势能面，当物体A 的动能与其势能相等时，物体A 距地面高度是( )A.25HB.15HC.45H D.13H18．(导学号：92274427)如图甲所示，真空中有两个等量异种电荷，以它们连线中点M 为圆心在连线的中垂面上有一圆，A 、B 为圆上两点，它们的连线过M 点；如图乙所示，真空中有两个等量同种电荷，以它们连线中点N 为圆心在连线的中垂面上有一圆，C 、D 为圆上两点，它们的连线过N 点，则( )A ．M 点场强为零，N 点场强也为零B ．A 、B 两点场强相等，C 、D 两点场强也相等C．A、B两点电势相等，C、D两点电势也相等D．仅在图中电场的作用下，电子在两个圆上都可能做圆周运动19．(导学号：92274428)如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶5，原线圈接电压U1＝2202sin100πt(V)的交流电，电阻R1＝R2＝25 Ω，D为理想二极管，正向导通电阻为零，反向截止电阻无穷大，则()A．电阻R1两端的电压为50 2 VB．二极管的反向耐压值应大于50 2 VC．原线圈的输入功率为200 WD．通过副线圈的电流为3 A20．(导学号：92274429)2016年1月28日消息，重庆将建空中卫生应急救援队，救援直升机转运停机坪覆盖区县．假设应急救援中直升机下面吊着一个箱子，箱里装有一物体，箱里物体刚好与箱顶接触无压力，在直升机快速竖直上升的过程中，悬挂箱子的绳子突然断了，此后箱子运动过程中保持开始时的姿势，箱子所受的空气阻力与箱子运动速率的平方成正比，则在绳断后箱子运动过程中(箱子在空中运动的时间足够长)，下列说法正确的是()A．箱子的加速度一直减小直到最后为零B．箱子的重力势能一直减小C．绳断的一瞬间，箱内物体对箱底的压力为零D．箱内物体的机械能一直减小21．(导学号：92274430)如图所示，AB、CD为两个平行的水平光滑金属导轨，AB、CD的间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻．装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B.长为L、质量为m、电阻不计的导体棒MN放在导轨上，甲、乙为两根相同的轻质弹簧，弹簧一端与MN棒中点连接，另一端均被固定．导体棒MN与导轨接触良好．开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中A、C间的电阻R上产生的焦耳热为Q，()A．则初始时刻导体棒所受的安培力大小为2B2L2v0RB．从初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热大于2Q3C．当导体棒第一次到达最右端时，每根弹簧具有的弹性势能为14m v0D．当导体棒第一次回到初始位置时，两电阻R的热功率为2B2L2v20R二、非选择题：本大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(4题，共47分)22．(导学号：92274431)(5分)用图示电路测量一量程为3 V的电压表内阻，可调恒压电源能满足本实验要求．将下列实验步骤的有关内容补充完整．①断开开关S，按图连接好电路；②将电阻箱的阻值调到________；③接通电源，再闭合开关S；④由零开始调节恒压电源的输出电压，使电压表的指针指到3 V位置；⑤调节______________________使电压表的指针指到________V位置，读出此时电阻箱的阻值，即为电压表内阻的测量值，断开开关S.23．(导学号：92274432)(10分)用如图甲所示的实验装置完成“探究动能定理”实验．请补充完整下列实验步骤的相关内容：(1)用天平称量小车和遮光片的总质量M、砝码盘的质量m0；用游标卡尺测量遮光片的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为________cm；按图甲所示安装好实验装置，用米尺测量两光电门之间的距离s；(2)在砝码盘中放入适量砝码；适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等；(3)取下细绳和砝码盘，记下__________________________(填写相应物理量及其符号)；(4)让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B所用的时间Δt A和Δt B；(5)步骤(4)中，小车从光电门A下滑至光电门B过程合外力做的总功W合＝________，小车动能变化量ΔE k＝______________________(用上述步骤中的物理量和ΔE k的值，找出两者之间的关系；表示，重力加速度为g)，比较W合(6)重新挂上细线和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复(2)～(5)步骤．(7)本实验中，以下操作或要求是为了减小实验误差的是________．A．尽量减小两光电门间的距离sB．调整滑轮，使细线与长木板平行C．砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量24．(导学号：92274433)(12分)柴油打桩机的重锤由汽缸、活塞等若干部件组成，汽缸与活塞间有柴油与空气的混合物．在重锤与桩碰撞的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动．现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩机重锤的质量为m，锤在桩帽以上高度为h处(如图甲所示)从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为M(包括桩帽)的钢筋混凝土桩子上．同时，柴油燃烧，产生猛烈推力，锤和桩分离，这一过程的时间极短．随后，桩在泥土中向下移动一距离l，已知锤反跳后到达最高点时，锤与已停下的桩帽之间的距离也为h(如图乙所示)．已知m＝1.0×103 kg，M＝2.0×103 kg，h＝2.0 m，l＝0.20 m，重力加速度g＝10 m/s2，混合物的质量不计．设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力，求此力的大小．25．(导学号：92274435)(20分)如图所示xOy平面内，在x轴上从电离室产生的带正电的粒子，以几乎为零的初速度飘入电势差为U＝200 V的加速电场中，然后经过右侧极板上的小孔沿x轴进入到另一匀强电场区域，该电场区域范围为－l≤x≤0(l＝4 cm)，电场强度大小为E＝3×104 V/m，方向沿y轴正方向．带电粒子经过y轴后，将进入一与y轴相切的圆形边界匀强磁场区域，磁场区域圆半径为r＝2 cm，圆心C到x轴的距离为d＝4 3 cm，磁场磁感应强度为B＝8×10－2T，方向垂直xOy 平面向外．带电粒子最终垂直打在与y轴平行、到y轴距离为L＝6 cm的接收屏上．求：(1)带电粒子通过y轴时离x轴的距离；(2)带电粒子的比荷．(二)选考题：共15分．请考生从给出的2道试题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．作答时在试卷上标出所选题目的题号．33．(导学号：92274436)[选修3－3](15分)(1)(5分)关于热现象和热学规律，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．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C．密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大D．用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力E．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大(2)(10分)如图所示，两端开口的U形玻璃管两边粗细相同，管中装入水银，两管中水银面与管口距离均为12 cm，大气压强为p0＝75 cmHg.现将两管口封闭，环境温度为27 ℃，保持U形管竖直，缓慢加热左管气体，使左管气柱长度变为14 cm，此过程中右管中气体温度不变，求：此时左管中气体的温度和压强．34．(导学号：92274437)[选修3－4](15分)(1)(5分)一简谐横波在x轴上传播，t＝0时的波形如图甲所示．x＝8 m处质点P 的振动图线如图乙所示．下列说法正确的是________．(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．这列波的波长为4 mB．这列波的频率为2 HzC．这列波的波速为2 m/sD．这列波沿x轴负方向传播E．这列波由空气进入水中频率将变大(2)(10分)如图所示，一束光线以60°的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P，现在将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，则进入透明体的光线经平面镜反射后再从透明的上表面射出，打在光屏上的P′点，P′点在P点的左侧3.46 cm处，已知透明体对光的折射率为1.73.求：①透明体的厚度为多大；②光在透明体里传播的时间．综合模拟(十二)14．B 光电效应实验揭示了光的粒子性，A 错误；根据ΔE ＝Δmc 2，在核裂变过程中发生质量亏损，B 正确；太阳内部进行的热核反应属于轻核的裂变，C 错误；γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，D 错误．15．D 根据开普勒第三定律，r 3：T 2＝K ，得T ＝1.5× 1.5T 地≈1.84年，A 错误；根据G Mm R 2＝mg ，可得火星表面的重力加速度约为地球上的25，B 错误；根据G Mm R 2＝m v 2R ，可得火星上的第一宇宙速度小于地球上第一宇宙速度，C 错误；根据G Mm R 2＝mR 4π2T 2，可得D 正确．16．C 由图可知，要想CD 水平，各绳均应绷紧，则AC 与水平方向的夹角为60°；结点C 受力平衡，受力分析如图所示，则CD 绳的拉力T ＝mg tan30°＝33mg ；D 点两绳的拉力与外力F 的合力为零，则拉力T 可分解为沿BD 绳的F 1，及另一分力F 2，由几何关系可知，当力F 2与BD 垂直时，F 2最小，而F 2的大小即为拉力的大小；故最小力F ＝T sin60°＝12mg .17．A 对A 、B 两物体组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒．B 的重力势能不变，所以A 重力势能的减小量等于系统动能的增加量．有：m A g (H －h )＝12(m A＋m B )v 2，又物体A 的动能与其势能相等，即m A gh ＝12m A v 2，联立上面两式得：m A g (H－h )＝32m A gh ，得h ＝0.4H ，A 正确．18．C 根据图甲和图乙两种情况的电场线和等势面分布图如图所示，A 、B 错误；因为等势面与电场线垂直，则A 和B 两点在同一等势面上，C 和D 两点也在同一等势面上，C 正确；仅在电场力作用下，甲中电场力方向竖直向上不可能做圆周运动，乙中电场力指向圆心内侧，可能提供向心力，D 错误．19．BD 由原线圈接U 1＝2202sin100πt (V)，与原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝22∶5，根据U 1U 2＝n 1n 2可知，副线圈的电压为U 2＝522×220 V ＝50 V ，A 错误；副线圈的最大电压为50 2 V ，二极管具有单向导电性，因此二极管的反向耐压值应大于50 2 V ，B 正确；副线圈的电阻R 2电压只有正向电压．而电阻R 1的电压仍等于副线圈的电压，因此可假设没有二极管，则电阻消耗的功率为P ＝U 22R ＝50212.5 W ＝200 W ，由于现在二极管的作用，因此输出功率应为P ＝U 22R 1＋12×U 22R 2＝150 W ，C 错误；由上分析可知，副线圈的总电流为I ＝P U 2＝15050 A ＝3 A ，D 正确． 20．ACD 在直升机上升的过程中绳子断了，箱子有向上的速度，由于受到向下的空气阻力和重力，因此箱子向上做减速运动，由于空气阻力与箱子运动的速度平方成正比，由k v 2＋mg ＝ma 可知，箱子向上做加速度越来越小的减速运动，到最高点加速度为g ，同理分析，箱子下落过程，由mg －k v 2＝ma 可知，随着速度增大，加速度减小，当最后匀速下降时，加速度为零，A 项正确；箱子先上升后下降，因此重力势能先增大后减少，B 项错误；绳断的一瞬间，由于箱子向下的加速度大于g ，因此箱顶对物体有向下的压力，而物体对箱底的压力为零，C 项正确；上升过程中，箱顶对物体有向下的压力做负功，物体的机械能减小，下降过程中，箱底对物体有向上的作用力也做负功，因此物体的机械能也减小，D 项正确．21．AB 由F ＝BIL 及I ＝BL v 0R 并，得安培力大小为F A ＝2B 2L 2v 0R ，A 正确；MN 棒第一次运动至最右端的过程中AB 间电阻R 上产生的焦耳热Q ，回路中产生的总焦耳热为2Q .由于安培力始终对MN 做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，平均安培力最大，位移也最大，棒克服安培力做功最大，整个回路中产生的焦耳热应大于13×2Q ，B 正确；MN 棒第一次运动至最右端的过程中，由能量守恒定律得：12m v 20＝2Q ＋E p ，此时弹簧的弹性势能E P ＝12m v 20－2Q ，每根弹簧具有的弹性势能为14m v 20－Q ，C 错误；当棒再次回到初始位置时，弹簧处于自然伸展状态，导体棒MN 的速度小于v 0，故两电阻R 的热功率小于2B 2L 2v 20R ，D 错误．22．②零 ⑤电阻箱的阻值 1.5 V解析：电阻箱与电压表串联到恒压电源上，根据串联电路分压原理，调整电阻箱阻值为零，恒压电源提供3 V 电压，当电压表示数为1.5 V 时，电阻箱阻值等于电压表内阻．23．(1)0.520(0.515～0.525) (3)砝码盘中砝码的质量m (5)(m ＋m 0)gs12M ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt B 2－12M ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt A 2 (7)B解析：游标卡尺主尺读数为5 mm ，游标尺第4格和主尺对齐．游标尺读数为0.05 mm ×4＝0.20 mm ，故读数为5.20 mm ＝0.520 cm ；实验中通过调整砝码的拉力使小车匀速运动，当撤去拉力时小车受到的合外力F ＝(m ＋m 0)g ，小车通过光电门的瞬时速度为d Δt ，两光电门间的距离s ，需验证合外力的功W 合＝(m ＋m 0)gs 与动能变化的关系，ΔE k ＝12M v 2B －12M v 2A ＝12M ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt B 2－12M ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt A 2；为减小实验误差，应适当增大光电门之间的距离s ，A 错误；调整滑轮，使细线与长木板平行，可使合外力更准确，B 正确；此实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，C 错误．24．解：锤自由下落，碰桩前速度v 1向下，v 1＝2gh碰后，已知锤上升高度为(h －l )，故刚碰后向上的速度为v 2＝2g (h －l )设碰后桩的速度为v ，方向向下，由动量守恒m v 1＝M v －m v 2桩下降的过程中，根据功能关系，12M v 2＋Mgl ＝Fl得F ＝Mg ＋mg l ⎝ ⎛⎭⎪⎫m M [2h －l ＋2h (h －l )] 代入数值，得F ＝2.1×105 N25．解：(1)带电粒子在加速电场中被加速qU ＝12m v 20通过沿y 轴正方向的电场中时，在x 方向上做匀速运动l ＝v 0t在y 方向做初速度为零的匀加速运动，加速度为a ＝Eq m在y 方向的位移为y 1＝12at 2由以上各式解得y 1＝El 24U代入数据得y 1＝23×10－2 m(2)由(1)中公式可得v 0＝2qUm带电粒子通过y 轴时沿y 轴方向的速度为v y ＝at如图所示，速度方向满足tan α＝v y v 0由以上各式解得tan α＝El 2U代入数据得tan α＝ 3则可知α＝60°带电粒子通过y 轴时的速度大小为v ＝v 0cos α＝2v 0由tan ∠PCA ＝d －y 1r ＝ 3可得：∠PCA ＝60°可见，带电粒子通过y 轴时的速度方向指向C 点．所以带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，转过的圆心角为α＝60°带电粒子圆周运动的半径为R ＝r cot α2＝3r ＝23×10－2 m洛伦兹力提供向心力q v B ＝m v 2R解得q m ＝8U B 2R 2＝8U 3B 2r 2代入数据得q m ＝2.08×108 C/kg33．[选修3－3](1)BCE解析：只要知道液体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，则摩尔体积除以阿伏伽德罗常数就是液体分子的体积．但是气体分子间距大，只能算出每个气体分子占据的空间，A 错误；悬浮在液体中的固体微粒越小，来自各方向的撞击抵消得越少，则布朗运动就越明显，B 正确；密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子运动的速率增大，对器壁单位面积上的平均作用力增大，C 正确；气体分子间表现出的是分子引力，用打气筒的活塞压缩气体很费力，是因为气体压强的作用，D 错误；温度是分子平均动能大小的标志，物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大，E 正确．(2)解：设左管中末态气体压强为p 1，长度为L 1＝14 cm对左侧气体由理想气体状态方程：p 0L 0T 0＝p 1L 1T 1右侧气体发生等温变化，气体末态压强为p 2，p 2＝p 1－4气体长度为L 2＝L 0－2 cm由玻意耳定律得p 0L 0＝p 2L 2解得：p 1＝94 cmHgT 1＝438.7 K34．[选修3－4](1)ACD解析：由甲图可知，该波的波长λ＝4 m ，A 正确；由乙图可知该波的周期T ＝2s ，频率f ＝1T ＝0.5 Hz ，B 错误；波速v ＝λT ＝42 m/s ＝2 m/s ，C 正确；由t ＝0时刻P点向上振动可知波沿x 轴负方向传播，D 正确；波由空气进入水中频率不变，E 错误．(2)解：①如图所示，有n ＝sin αsin γγ＝30°令透明体的厚度为h ，所以放上透明体后出射点与入射点间距离为s 1＝233h 不放透明体时在虚线处这两点距离为s 2＝23h而Δs ＝s 2－s 1，代入数值得h ＝1.5 cm②光在透明体中传播速度为v ＝c n 传播距离为s ＝2h cos30° 所以光在透明体中的传播时间为t ＝s v ＝2×10－10 s。