长白山一高高三物理高考模拟考场(三)
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，考试时间90分钟．
第Ⅰ卷(选择题 共35分)
一、选择题(共7小题，每小题5分，共35分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．在水平推力(F)作用下，一辆质量为M、倾角为α的小车从静止开始沿水平地面运动，车上有一个质量为m的滑块，其受力及相应的合力(∑F)如图所示，不计一切摩擦，A、B、C、D四个选项中不可能实现的是( )
2．P、Q两电荷的电场线分布如图所示，c、d为电场中的两点．一个离子从a运动到b(不计重力)，轨迹如图所示．则下列判断正确的是( )
A．Q带正电 B．c点电势低于d点电势
C．离子在运动过程中受到P的吸引
D．离子从a到b，电场力做正功
3．某变压器原、副线圈匝数比为55 ∶9，原线圈所接电源电压按图所示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是( )
A．输出电压的最大值为36V
B．原、副线圈中电流之比为55 ∶9
C．变压器输入、输出功率之比为55 ∶9
D．交流电源有效值为220V，频率为50Hz
4．“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是( )
A．天体A、B的质量一定不相等 B．两颗卫星的线速度一定相等
C．天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径之比
D．天体A、B的密度一定相等
5．如图甲所示，两物体A、B叠放在光滑水平面上，对物体A施加一水平力F，F－t关系图象如图乙所示．两物体在力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，则( )
A．A对B的摩擦力方向始终与力F的方向相同
B．2～3s时间内两物体间的摩擦力逐渐减小
C．两物体做匀变速直线运动
D．两物体沿直线做往复运动
6．如图所示，一质量为m的汽车在倾角为30°的斜面上自A点匀加速下滑，其运动的加速度为g/4，如果汽车在斜面上下滑的最大高度为h，则在下滑过程中( )
A．重力势能减小了mgh B．机械能损失了mgh
C．动能增加了mgh D．重力势能减小了mgh
7．如图所示，在坐标系xOy中，有边长为a的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处．在y轴的右侧的Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行，t＝0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是下图中的( )
第Ⅱ卷(非选择题 共65分)
二、实验题(共12分)
8．(Ⅰ)某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时，采用如图所示的装置，进行了如下一些操作：
A．用天平称出重物的质量
B．使用计时器打点时，先放开纸带，后接通电源
C．从打上点的纸带中挑出点迹清晰的纸带进行测量
D．用所选纸带求打某点时对应的重物下落的速度v，用v＝gt计算，其中t为从打第1点到打该点的时间间隔，g为当地的重力加速度
该同学的以上说法正确的是________(填序号)．
(Ⅱ)关于做“测电源电动势和内电阻”的实验
(1)有同学按图(a)电路进行连接，他用到的6根导线是aa′、bb′、cc′、dd′、d′e和bf，由于其中混进了一根内部断开的导线，所以当他按下开关后，发现两个电表的指针均不偏转，他用多用表的电压挡测量bc′间的电压，读数约为1.5V(已知电源电动势约为1.5V)，根据上述现象可推得，这6根导线中可能哪几根内部是断开的？答：________.(写导线编号)
为了确定哪一根导线的内部是断开的，他至少还要用多用电表的电压挡再测量几次？答：________次．
(2)排除故障后，该同学通过改变滑动变阻器的电阻，测得了6组U、I的数据，根据第1、2、3、4、5和6组的数据，他在U－I图上标出了这些数据点，并且按照这些数据点的分布绘制了相应的U－I图线如图(b)所示，由这一图线 ，可求得电源的电动势E为________V，内电阻r为________Ω.如果他不利用这一图线，而是利用任意两组U、I数据，那么当他选择哪两组数据时求出的E、r值误差最大？
答：________.(写数据编号)
三、计算题(共5小题，其中2题为必考题，3题为选考题.3题选考题中可选做2题，必做题中9题16分，10题19分，选考题每小题9分，共53分)
9．如图所示是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成：水平直轨AB，半径分别为R1＝1.0m和R2＝3.0m的圆弧轨道，长为L＝6m的倾斜直轨CD，AB、CD与两圆弧轨道相切，其中倾斜直轨CD部分表面粗糙，动摩擦因数为μ＝，其余各部分表面光滑．一质量为m＝2kg的滑环(套在滑轨上)，从AB的中点E处以v0＝10m/s的初速度水平向右运动．已知θ＝37°，g取10m/s2.求：
(1)滑环第一次通过圆弧轨道O2的最低点F处时对轨道的压力；
(2)滑环通过圆弧轨道O1最高点A的次数；
(3)滑环克服摩擦力做功所通过的总路程．
10．如图所示为研究带电粒子在磁场中偏转问题的实验装置：M、N是竖直放置的两正对着的平行金属板，S1、S2是板上两个正对的小孔，其中N板的右侧有一个在竖直面内，以O为圆心的圆形区域；该区域内存在垂直圆面向外的匀强磁场，另有一个同样以O为圆心的半圆形荧光屏AO′C.已知S1、S2、O和荧光屏的中间位置O′在同一直线上，且AC⊥S1O′.当在M、N板间加恒定电压U时，一带正电离子在S1处由静止开始加速向S2孔运动，最后打在图示的荧光屏上的P处，∠COP＝30°.若要让上述带正电离子(不计重力)仍在S1处由静止开始加速，最后打在图示的荧光屏下边缘C处，求M、N板间所加电压的大小U′.
11．[物理3－3](1)下列说法中正确的是________．
A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
B．一定质量的理想气体，如果保持其压强不变，当温度升高时，其内能一定增加
C．凡是不违背能量守恒定律的实验构想，都是能够实现的
D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
(2)内壁光滑的导热气缸竖直浸放在冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封住压强为p0＝1.0×105Pa、体积V0＝2.0×10－3m3的理想气体．现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体的温度变为127℃.求气缸内气体的最终体积和压强．
12．[物理3－4](1)有关波动和相对论的叙述正确的是________．
A．单摆的摆球振动到平衡位置时，所受的合外力为零
B．光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
C．两列波相叠加产生干涉现象，则振动加强区域与减弱区域交替变化
D．弹簧振子的位移随时间变化的表达式是x＝sin2πt，则在0.3～0.4s的时间内，振子的速率在增大
(2)如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知∠A＝60°，∠C＝90°，一束极细的光于AC的中点D垂直AC面入射，AD＝a，棱镜的折射率为n＝，求：
①光从棱镜第一次射入空气时的折射角；
②光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间．(设光在真空中的传播速度为c)
13．[物理3－5](1)在下列四个方程中，X1、X2、X3、X4各代表某种粒子：
① 92235U＋01n→3895Sr＋ 54138Xe＋3X1 ②12H＋X2→23He＋01n
③ 92238U→ 90234Th＋X3 ④1224Mg＋24He→1327Al＋X4
则以下判断正确的是________．
A．X1是中子 B．X2是质子 C．X3是α粒子 D．X4是氘核
(2)如图所示，两块厚度相同的木块A、B，紧靠着放在光滑的桌面上，其质量分别为2.0kg、0.90kg，它们的下表面光滑，上表面粗糙，另有质量为0.10kg的铅块C(大小可以忽略)以10m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，由于摩擦，铅块C最后停在木块B上，此时B、C的共同速度v＝0.5m/s.求木块A的最终速度和铅块C刚滑到B上时的速度．
1[答案] D[解析] 若小车和滑块恰好能相对静止，一起运动时，滑块所受合力水平向左，A项可能；若滑块相对小车向上滑动时，从地面上看，滑块向左上方加速运动，则滑块所受合力向左上方，B项可能；同理，若滑块相对小车向下滑动时，滑块所受合力向左下方，但合力方向不能平行斜面向下，C项可能，D项不可能．
2[答案] C[解析] 根据电场线从正电荷出发到负电荷终止可知，P带正电荷，Q带负电荷，选项A错误；由顺着电场线方向电势逐渐降低可知，c点电势高于d点电势，选项B错误；由离子从a运动到b的轨迹弯曲方向可知，离子在运动过程中受到P的吸引，选项C正确；离子从a到b，电场力做负功，选项D错误．
3[答案] D[解析] 由交流电图象可知，交流电源有效值为220V，频率f＝＝50Hz；根据理想变压器的基本关系式，A、B、C均不正确，答案为D.
4[答案] CD[解析] 假设某行星有卫星绕其表面旋转， 万有引力提供向心力，可得G＝mR，那么该行星的平均密度为ρ＝＝＝，卫星的环绕速度v＝，表面的重力加速度g＝G＝G·，所以正确答案是C、D.
5[答案] A[解析] 因两物体A、B始终相对静止，则A对B的摩擦力方向始终与力F的方向相同；2～3s时间内，力F的大小逐渐增大，则两物体间的摩擦力逐渐增大；因为F周期性变化，则两物体做变加速直线运动，且一直向同一方向运动，故选项A正确．
6[答案] BCD[解析] 由牛顿运动定律有mgsin30°－Ff＝ma＝m，则汽车在下滑过程中受到的摩擦力为，摩擦力做功为Wf＝－×2h＝－mgh，由功能关系知，机械能损失了mgh.重力做功为mgh，则重力势能减小了mgh，再由动能定理知，动能增加了mgh.
7[答案] A[解析] 在d点运动到O点过程中，ab边切割磁感线，根据右手定则可以确定线框中电流方向为逆时针方向，即正方向，D错误；t＝0时刻，ab边切割磁感线的有效长度最大，然后逐渐减小，故感应电动势和感应电流逐渐减小，C错误；当cd边与磁场边界重合后继续运动，cd边切割磁感线，根据右手定则可知线框中电流方向为顺时针方向，即负方向，B错误，A正确．
8[答案] (Ⅰ)C (Ⅱ)(1)bb′、cc′ 2 (2)1.45(或1.46、1.44) 0.5(或0.51、0.49) 2、3
[解析] (Ⅰ)该实验是利用自由落体运动验证机械能守恒，即mgh＝mv2，只需验证gh＝v2，不需要测量物体的质量，A错误；由打点计时器的使用方法可知应该先接通电源再放开纸带，B错误；计算速度时应利用纸带，根据平均速度计算某点的瞬时速度，D错误．
(Ⅱ)(1)由电压表读数约为1.5V，可知，bb′、cc′内部可能断开；
(2)由U－I图象易知电源的电动势E＝1.45V；内电阻r＝＝Ω＝0.5Ω；由图象知，当他选择2、3两组数据时求出的E、r值误差最大．
9[答案] (1)N (2)6次 (3)78m
[解析] (1)滑环从E点滑到F点的过程中，根据机械能守恒得：mv02＋mg·2R2＝mvF2①
在F点对滑环分析受力，得FN－mg＝m②
由①②式得：FN＝N
根据牛顿第三定律得滑环第一次通过圆弧轨道O2的最低点F处时对轨道的压力为N.
(2)由几何关系可得倾斜直轨CD的倾角为37°，每通过一次克服摩擦力做功为：W克＝μmgLcosθ，得W克＝16J Ek0＝mv02
由题意可知n＝＝6.25，取6次．
(3)由题意可得：滑环最终只能在圆弧轨道O2的D点下方来回运动，即到达D点速度为零，由能量守恒得：mv02＋mgR2(1＋cosθ)＝μmgscosθ
解得：滑环克服摩擦力做功所通过的路程s＝78m.
10[答案]
[解析] 设离子的质量为m，电荷量为q，磁场的磁感应强度为B，所在区域的半径为R，离子加速后获得的速度为v.当电压为U时，由动能定理有qU＝mv2①
在磁场中，离子做匀速圆周运动(见右图)由牛顿定律可知
qvB＝mv2/r②
由①②式得U＝r2B2q/(2m)③
其中r＝Rtan60°＝R④
当电压为U′时，离子打在C处，同理有
U′＝r′2B2q/(2m)⑤
其中r′＝R⑥
由③④⑤⑥可解得U′＝U/3.
11[答案] (1)ABD (2)2×105Pa 1.5×10－3m3
[解析] (1)第二类永动机就是典型的不违背能量守恒思想的理想模型，由于违反热力学第二定律，故不可能制成．C项是错误的．
(2)气体先做等温变化，由玻意耳定律得 p0V0＝p
解得压强p＝2.0×105Pa之后，气体做等压变化，由盖·吕萨克定律得＝
解得最终体积V＝＝×2.0×10－3m3＝1.5×10－3m3.
12[答案] (1)BD (2)①45° ②
[解析] (1)单摆摆到平衡位置时做圆周运动，合力不为零，选项A错误；根据狭义相对论的两个假设，选项B正确；根据波的叠加原理，振动加强区域与振动减弱区域相互间隔，且加强区域始终加强，减弱区域始终减弱，选项C错误；根据振动方程质点在0.3～0.4s的时间内向平衡位置运动，所以速率增大，选项D正确．
(2)①如图所示，i1＝60°，设玻璃对空气的临界角为C，
则sinC＝＝，C＝45°
i1>45，发生全反射．
i2＝i1－30°＝30°
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