高考物理综合模拟测试二.docx

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高考物理综合模拟测试二

2012年高考物理综合模拟测试

（二）

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

一、选择题（本大题共8小题，每小题6分，共48分）

1．大量氢原子处于n＝4的能级，向低能级跃迁时，能产生几种频率的光，其中有3种光不能使金属W产生光电效应，则下列说法正确的是（　　）

A．大量氢原子从n＝4的激发态向低能级跃迁时，能产生6种频率的光

B．从n＝4的激发态跃迁到n＝2的激发态产生的光子，能使金属W产生光电效应

C．从n＝4的激发态跃迁到n＝3的激发态产生的光子，一定不能使金属W产生光电效应

D．从n＝2的激发态跃迁到基态，一定不能使金属W产生光电效应

解析：

本题考查了氢原子能级和光电效应，大量氢原子处于n＝4的能级，向低能级跃迁的过程中，产生6种频率的光，分别为n＝4到n＝3、n＝4到n＝2、n＝4到n＝1、n＝3到n＝2、n＝3到n＝1、n＝2到n＝1，由hν＝ΔE知，ΔE越大频率ν越高，由氢原子能级特点知，不能使金属W产生光电效应的3种光对应的跃迁是n＝4到n＝3、n＝4到n＝2和n＝3到n＝2，另3种光能使金属W产生光电效应，所以A、C正确．

答案：

AC

2．2009年10月3日上午8点25分，我国成功地避开了一次卫星与太空碎片可能的碰撞事故，展示了我国已具有一定的卫星太空机动能力．假设该卫星与太空碎片都绕地球做圆周运动，则关于这次变轨前卫星与太空碎片的说法正确的是（　　）

A．轨道高度一定相等　　　　B．轨道一定在同一平面

C．运动周期一定相等D．动能一定相同

解析：

本题考查了天体运动．变轨前卫星与太空碎片的轨道半径一定相等，但两者的轨道可能不在同一平面内，所以轨道高度和周期一定相等，即A、C正确；因为它们的质量未知，所以无法比较动能的大小，即D错．

答案：

AC

3．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图（a）所示．一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt第一次出现如图（b）所示的波形．再过时间Δt，这9个质点所形成波的形状为（　　）

解析：

本题考查了波的形成和波的图象．经过时间Δt第一次出现如图（b）所示的波形，说明Δt＝

T，所以再经过时间Δt，这9个质点所形成波的形状为图B所示，即B选项正确．

答案：

B

4．示波管的结构中有两对互相垂直的偏转电极XX′和YY′，若在XX′上加上如图甲所示的扫描电压，在YY′上加如图乙所示的信号电压，定性画出在示波管荧光屏上看到的图形正确的是（　　）

解析：

本题考查带电粒子在电场中的偏转和示波管的原理．因为扫描电压的周期是信号电压周期的2倍，所以A、B一定错，C正确．

答案：

C

5．光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道，俯视图如图所示．一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，以下关于小球运动的说法中正确的是（　　）

A．轨道对小球做正功，小球的线速度不断增大

B．轨道对小球做正功，小球对轨道的压力不断增大

C．轨道对小球不做功，小球对轨道的压力不变

D．轨道对小球不做功，小球对轨道的压力不断增大

解析：

本题考查了动能定理和向心力公式．因为轨道对小球的支持力总与速度垂直，所以轨道对小球不做功，小球的动能不变，线速度大小不变，但轨道半径越来越小，所以对轨道的压力不断增大，即D选项正确．

答案：

D

6．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止．设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，气缸与活塞都是绝热的，使缸内气体与外界无热交换．若忽略气体分子之间的势能，则下列结论中正确的是（　　）

A．若外界大气压增大，则活塞距地面的高度将要增大

B．若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大

C．若外界大气压增大，则气体的温度要升高

D．若外界大气压减小，则气体分子单位时间作用在活塞上的平均冲量减小

解析：

本题考查了热力学第一定律和压强的微观解释．若外界大气压增大，则气体的压强增大，体积减小，外界对气体做功，但与外界无热交换，所以内能增大，温度升高，即A、B错，C正确；若外界大气压减小，气体的压强减小，则气体分子单位时间作用在活塞上的平均冲量减小，即D正确．

答案：

CD

7．如图所示，在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，波长变小

D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行

解析：

本题考查了光的折射定律和光的全反射现象．由n＝

，得n＝

，A正确；由于E、F分别为AB、BC的中点，且三棱镜等边，则光线EF平行于AC边，光线EF在BC边上的入射角为30°，故不会发生全反射，B、D错；由n＝

及v＝λf可知光在介质中的波长小于在真空中的波长，C正确．

答案：

AC

8．如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为（　　）

A．d随v0增大而增大，d与U无关

B．d随v0增大而增大，d随U增大而增大

C．d随U增大而增大，d与v0无关

D．d随v0增大而增大，d随U增大而减小

解析：

本题考查了带电粒子在电场中的偏转和在匀强磁场中的圆周运动．设带电粒子射出电场时速度的偏转角为θ，如图所示，有cosθ＝

，又R＝

，而d＝2Rcosθ＝2

cosθ＝

，A正确．

答案：

A

第Ⅱ卷（非选择题，共72分）

二、非选择题（本大题包括2个实验题，3个计算题，共72分）

9．（8分）某物理兴趣小组，利用图甲装置“探究自由落体的下落高度与速度之间的关系”，图中速度显示器能显示出小球通过光控门的速度．现通过测出小球经过光控门时每次的速度来进行探究．

另配有器材：

多功能电源、连接导线、重垂线、铁架台等．

实验步骤如下：

a．如图甲所示，将光控实验板竖直固定，连好电路；

b．在光控实验板的合适位置A处固定好小球及光控门B，并测出两者距离h1；

c．接通光控电源，使小球从A处由静止释放，读出小球通过B时的速度值vB1；

d．其他条件不变，调节光控门B的位置，测出h2、h3…，读出对应的vB2、vB3….

e．将数据记录在Excel软件工作簿中，利用Excel软件处理数据，如图乙所示，小组探究，得出结论．

在数据分析过程中，小组同学先得出了vB－h图象，继而又得出v

－h图象，如图乙、丙所示：

请根据图象回答下列问题：

（1）小组同学在得出vB－h图象后，为什么还要作出v

－h图象？

______________.

（2）若小球下落过程机械能守恒，根据实验操作及数据处理，你能否得出重力加速度g，如果能，请简述方法______________．

解析：

因为v2＝2gh，所以作出的vB－h图象，不是一条直线，v

与h成正比，比例常数为图象的斜率k，求出g＝k/2.

答案：

（1）先作出的vB－h图象，不是一条直线，根据形状无法判断vB、h关系，进而考虑v

－h图象，从而找出v

、h之间的线性关系．

（2）能，根据图丙图象的斜率可以求出g＝k/2

10．（10分）某同学为了测出电流表A1的内阻r1的精确值，备用如下器材：

器材名称

器材代号

器材规格

电流表

A1

量程为300mA，内阻约为5Ω

电流表

A2

量程为600mA，内阻约为1Ω

电压表

V1

量程为15V，内阻约为3kΩ

定值电阻

R0

5Ω

滑动变阻器

R1

0～10Ω，额定电流为2A

滑动变阻器

R2

0～250Ω，额定电流为0.3A

电源

E

电动势为3V，内阻较小

导线、电键

若干

（1）要求电流表A1的示数从零开始变化，且能测出多组数据，尽可能减小误差．请画出测量用的电路图，并在图中标出所用器材的代号．

（2）若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1，则电流表A1内阻r1的表达式为r1＝________，式中各符号的意义是______________．

解析：

（1）本题虽然既有电压表也有电流表，但由于电流表A1两端的最大电压约为1.5V，而电压表的量程为15V，只有满偏的

，所以用电压表测量的误差较大．因为电流表的内阻都是未知的，因此不能测量电压．由于题目中提供了一个定值电阻，则可用电阻来测量电压，可采取如图所示的电路．

（2）改变滑动变阻器滑片的位置，我们可以得到电流表的读数分别为I1，I2，则有：

I1r1＝（I2－I1）R0，故r1＝

R0.

答案：

（1）如图

（2）

R0　I1、I2分别表示电流表A1、A2的读数，R0为5Ω.

评析：

求解本题时不少考生错选电压表测量电流表的电压，但电压表的量程太大，几乎没有偏转，所以根本不能精确地测出电流表两端的电压．

11．（15分）如图所示，一辆平板汽车上放一质量为m的木箱，木箱与汽车车厢底板左端距离为L，汽车车厢底板距地面高为H，木箱用一根能承受最大拉力为Fm的水平细绳拴在车厢上，木箱与车厢底板间的动摩擦因数为μ（最大静摩擦力可按滑动摩擦力计算）．

（1）若汽车从静止开始启动，为了保证启动过程中细绳不被拉断，求汽车的最大加速度a；

（2）若汽车在匀速运动中突然以a1（a1>a）的加速度匀加速行驶，求从开始加速后，经多长时间木箱落到地面上．

解析：

（1）设木箱与车厢底板的最大静摩擦力为Ffm，汽车以加速度a启动时，细绳刚好不被拉断，以木箱为研究对象，根据牛顿第二定律可得：

Ffm＋Fm＝ma

而：

Ffm＝μmg

由以上两式可解得：

a＝

＋μg

（2）当汽车加速度为a1时，细绳将被拉断，木箱与车厢底板发生相对滑动，设其加速度为a2，则：

μmg＝ma2.

设经过t1时间木箱滑出车厢底板，则应满足：

（v0t1＋

a1t

）－（v0t1＋

a2t

）＝L

木箱离开车厢底板后向前平抛，经时间t2落地，则：

H＝

gt

而：

t＝t1＋t2

解得：

t＝

＋

.

评析：

求最大加速度，就是要求最大的合力，即当绳的拉力达到最大值时，木箱与车厢底板的摩擦力达到最大静摩擦力为Ffm.

12．（18分）如图所示，M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的刚性“U”型金属导轨，导轨中接有阻值为R的电阻，它们的质量为m，导轨的两条轨道间的距离为l，PQ是质量也为m的金属杆，可在轨道上滑动，滑动时保持与轨道垂直，杆与轨道的动摩擦因数为μ，杆与导轨的电阻均不计．杆PQ位于图中的虚线处，虚线的右侧为一匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，磁感应强度的大小为B.已知导轨的N1N2部分离图中虚线的距离为s＝

.现有一位于导轨平面内且与轨道平行的外力作用于PQ上，使之在轨道上以v0的速度向右做匀速运动．求：

（1）经过多长时间导轨的N1N2部分运动到图中的虚线位置；

（2）在导轨的N1N2部分运动到图中的虚线位置的过程中，外力所做的功．

解析：

（1）对导轨，设经过时间t1速度达到v0，根据动量定理得：

μmgt1＝mv0

解得：

t1＝

在t1时间内，导轨运动的位移为s1＝

PQ运动的位移为s2＝

在t1时间后，导轨做匀速运动，再经过t2＝

＝

.

所以经过t＝t1＋t2＝

导轨的N1N2部分运动到图中的虚线位置．

（2）PQ切割磁感线产生的感应电动势为E＝Blv0

回路中的感应电流为：

I＝

在t1时间内，外力的大小为：

F1＝μmg＋

在t2时间内，外力的大小为：

F2＝

在导轨的N1N2部分运动到图中的虚线位置的过程中，外力所做的功为：

W＝F1v0t1＋F2v0t2＝mv

＋

.

评析：

有关电磁感应综合题可能是2010年高考的热点，本题紧扣2010年高考命题，且难度适中．本题综合考查了动量定理、电磁感应和电路的分析计算．求解本题时关键要弄清物理过程，知道刚性“U”型金属导轨不受安培力作用，只是在摩擦力作用下做加速运动．

13．（21分）质量为m、长L的平板小车，放在光滑的水平面上，左端靠近一固定轻弹簧的自由端（不连接），用一水平外力缓慢推动小车将弹簧压缩，当弹簧被压缩了x0时，将小车用销钉固定，此时弹簧的弹性势能为Ep.现将一质量也为m、与小车之间动摩擦因数为μ的小金属块放在小车的右端，如图所示，突然去掉固定销钉，小车被弹簧推开，同时金属块与小车开始发生相对滑动．小车离开弹簧后，两者又继续相对滑动了一段时间，最终金属块恰好停在了小车的最左端．求：

（1）当金属块相对小车停止相对滑动时两者速度的大小；

（2）从撤掉销钉到小车离开弹簧的时间．

解析：

（1）两者最后速度为v，由能量守恒得：

Ep＝

×2mv2＋μmgL

v＝

（2）弹簧恢复原状时，车与弹簧分离，设时间为t，分离时车的速度为v1，金属块的速度为v2，此过程弹簧对小车做功等于Ep

对车：

由动能定理得Ep＝μmgx0＋

mv

对金属块：

由动量定理μmgt＝mv2

车离开弹簧后，系统动量守恒mv1＋mv2＝2mv

由以上各式得：

t＝