黄冈中学2008届高考模拟试卷 物理（三） 命题人：黄冈中学特级教师　 龚霞玲 本试卷分第I卷和第Ⅱ卷两部分，共100分。考试时间100分钟。 第I卷（选择题，共30分） 一、本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确。有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或未答的得0分． 1、如图1所示，绝热的容器内密闭一定质量的气体，用电阻丝对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是（　） A．活塞上升，气体对外做功，其内能减少 B．电流对气体做功，气体对外做功，气体内能可能减少 C．电流对气体做功，气体又对外做功，其内能可能不变 D．电流对气体做功一定大于气体对外做功 2、如图2所示，P、Q是两种透明材料制成的两块相同的直角梯形棱镜，叠合在一起组成一个长方体，一单色光从P的上表面射入，折射光线正好垂直通过两棱镜的界面，已知材料的折射率nP<nQ，射到P上表面的光线与P的上表面的夹角为θ，下列判断正确的是（　） A．光线有可能不从Q的下表面射出 B．光线若从Q的下表面射出时，出射光线与下表面的夹角一定等于θ C．光线若从Q的下表面射出时，出射光线与下表面的夹角一定大于θD．光线若从Q的下表面射出时，出射光线与下表面的夹角一定小于θ 3、在均匀介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两质点间的距离均为s，如图3a所示，振动从质点1开始向右传播，质点1开始运动时的速度方向竖直向上，经过时间t，前13个质点第一次形成如图3b所示的波形．关于这列波的周期和波速有如下说法，正确的是（　） A．这列波的周期T=2t/3 B．这列波的周期T=t/2 C．这列波的传播速度v=12s/t D．这列波的传播速度v=16s/t 4、图4所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图像，下列说法正确的是（　） A．若D和E结合成F，结合过程中一定会吸收核能 B．若D和E结合成F，结合过程中一定会释放核能 C．若A分裂成B和C，分裂过程中一定会吸收核能 D．若A分裂成B和C，分裂过程中一定会释放核能 5、金属中存在着大量的价电子(可理解为原子的最外层电子)，价电子在原子核和核外的其他电子产生的电场中运动，电子在金属外部时的电势能比它在金属内部作为价电子时的电势能大，前后两者的电势能差值称为势垒，用符号V表示．价电子就像被关在深度为V的方箱里的粒子，这个方箱叫做势阱．价电子在势阱内运动具有动能，但动能的取值是连续的，价电子处于最高能级时的动能称为费米能，用 表示．用红宝石激光器向金属发射频率为v的光子，具有费米能的电子如果吸收了一个频率为v的光子而跳出势阱．则（　） A．具有费米能的电子跳出势阱时的动能Ek=hv－V＋ B．具有费米能的电子跳出势阱时的动能Ek=hv－V- C．若增大激光器的强度，具有费米能的电子跳出势阱时的动能增大 D．若增大激光器的强度，具有费米能的电子跳出势阱时的动能不变 6、用长度为L的铁丝绕成一个高度为H的等螺距螺旋线圈，将它竖直地固定于水平桌面．穿在铁丝上的一小珠可沿此螺旋线圈无摩擦地下滑．这个小珠从螺旋线圈最高点无初速滑到桌面所经历的时间为（　） A． 　　　　　　　　　　B． C． 　　　　　　　　　 D． 7、在风景旖旎的公园往往都有喷泉以增加观赏性．现有一喷泉喷出的水柱高达h，已知水的密度为ρ，喷泉出口的面积为S，则空中水的质量为（　） A．ρhS　　　　　　　　　　　B．2ρhS C．3ρhS　　　　　　　　　　 D．4ρhS 8、图5a所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻R1能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光，光传感器B就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图5b所示．若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为5、10、15、20……(单位：cm)．下述说法正确的是(不计工件挡住的时间)（　） A．工件加速度为0.1m/s2 B．工件加速度为0.2m/s2 C．当无光照射R1时，光传感器就输出一次高电压 D．当无光照射R1时，光传感器就输出一次低电压 9、科技馆中的一个展品如图6所示，在较暗处有一个不断均匀滴水的龙头，在一种特殊的灯光照射下，可观察到一个下落的水滴，缓缓调节水滴下落的时间间隔到适当情况，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动，一般要出现这种现象，照明光源应该满足(g=10m/s2)（　） A．普通光源即可 B．间歇发光，间歇时间1.4s C．间歇发光，间歇时间0.14s D．间歇发光，间歇时间0.2s 10、如图7a所示，两根竖直放置的光滑平行导轨，其一部分处于方向垂直导轨所在平面且有上下水平边界的匀强磁场中，一根金属杆MN沿水平导轨滑下，在与导轨和电阻R组成的闭合电路中，其他电阻不计．当金属杆MN进入磁场区域后，其运动的速度图像可能是图7b中的（　） 第Ⅱ卷（非选择题，共70分） 二、实验题（本题包括2小题，共12分） 11、(7分)如图8a，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移—时间(s—t)图像和速率—时间(v—t)图像．整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h．(取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字) 　　(1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v—t图线如图8b所示．从图线可得滑块A下滑时的加速度a=________m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响________．(填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”)　(2)此装置还可用来验证牛顿第二定律．实验时通过改变________________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变________________，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系．　(3)将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A′，给滑块A′一沿滑板向上的初速度，A′的s—t图线与如图8c所示．图线不对称是由于________造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ=________(用反三角函数表示)，滑块与滑板间的动摩擦因数μ=________． 12、(5分)某同学为了描绘一个“6V 9W”的小灯泡的伏安特性曲线，并求出该小灯泡在额定电压下的准确电阻值，到实验室寻找到了一些仪器，规格及数量如下：　a．电流表一只(0～3A，内阻为0、5Ω)；　b．电压表一只(0～3V，内阻为3kΩ)；　c．灵敏电流计一只(0～100gA，内阻约为100Ω)；　d．电阻箱一个(0～9999.9Ω，最小调节量0.1Ω)；　e．滑动变阻器R1(0～5Ω，额定电流为0.6A)；　f．滑动变阻器R2(0～10Ω，额定电流为2A)；　g．9V直流电源一个；　h．开关、导线若干，待测灯泡一个．　这位同学利用现有器材，结合所学知识，顺利完成了实验．　(1)以上器材中应选用________．(填代号)　(2)在下框中画出实验原理图．　(3)若要较准确地测出灯泡在额定电压下的阻值，应如何做? ________________ 三、计算题（本题包括6小题，共58分．解答应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，答案中必须写出数值和单位） 13、(8分)如图9所示，一长度L=4m、质量M=0.5kg的木板AB，正以v=4m/s的速度(相对地面)在光滑水平面上向右运动，此时，在木板AB的上表面B端处，一小物块m=2kg受水平向左的拉力F=6N作用，从初速度为零(相对地面)开始运动．已知m和M间的动摩擦因数μ=0.1，取g=10m/s2．试求当小物块m从木板的B端运动到A端的过程中，木板在地面上的位移． 14、(8分)如图10所示，质量分别为m、2m的小球A、B，中间用轻弹簧相连，连接A的轻绳悬于足够高的天花板上，现让球B自弹簧自然长度处由静止释放后，在竖直方向做振幅为x0的简谐运动．当B球运动至最低点时剪断轻绳，经过时间t，A、B两球的加速度相同，球A的速度为vA，重力加速度为g．求： 　　(1)此时B球的速度；　(2)球A下落的距离． 15、(10分)如图1l所示，地球和某行星在同一轨道平面内同向绕太阳做匀速圆周运动，地球的轨道半径为R，运动周期为T．地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角叫地球对该行星的观察视角(简称视角)．已知该行星的最大视角为θ，行星处于最大视角处时，是地球上的天文爱好者观察该行星的最佳时期．若某时刻该行星正处于最佳观察期，问该行星下一次处于最佳观察期至少需经历多长时间? 16、(10分)常见的激光器有固体激光器和气体激光器，世界上发达国家已经研究了自由电子激光器，其原理可用图12简单表示，自由电子经电场加速后，射入上下排列着许多磁铁的“孑孓”管中，相邻的两块磁铁的极性是相反的，在磁场的作用下电子扭动着前进，犹如孑孓在不停地游动，电子每扭动一次就会发出一个光子(不计电子发出光子后能量的损失)，管子两端的反射镜使光子来回反射，结果从略为透光的一端发射出激光． 　　(1)该激光器发出的激光频率能达到X射线的频率，功率能达到兆千瓦，若激光器发射激光的功率为P=6.63×109W，激光的频率为v=1016Hz，则该激光器每秒发出多少个激光光子?(普朗克常量h=6.63×10－34J&#8226;s) 　　(2)若加速电压U=1.8×104V，电子的质量m=0.9×10－30kg，电子的电荷量e=1.6×10－19C，每对磁极间的磁场可看作是均匀的，磁感应强度为B=9×10－4T，每个磁极的左右宽度为L=30cm，垂直于纸面方向的长度为2L=60cm，忽略左右磁极间的缝隙，当电子在磁极的正中间向右垂直于磁场方向射入时，电子可通过几对磁极? 17、(10分)平行金属板A、B相距为d，如图13a所示，板间加有随时间变化的电压，如图13b所示，设U0和T已知，A板上O处有一静止的带电粒子，其电荷量为q，质量为m(不计重力)．在t=0时刻受到板间电场加速向B板运动，途中由于电场反向又向A返回． 　　(1)为使t=T时粒子恰好回到O点，求U0/Ux的比值志应满足什么条件?粒子返回O点时的动能是多大? 　　(2)在满足第(1)问中U0/Ux的比值k的情况下，为使粒子在由A向B运动中不碰到B板，求U0的取值范围． 18、(12分)近期《科学》中文版的文章介绍了一种新技术——航天飞缆，航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统．飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力，它还能清理“太空垃圾”等．从1967年至1999年的17次试验中，飞缆系统试验已获得部分成功．该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释，图14为飞缆系统的简化模型示意图，图中物体Q的质量为m，柔性金属缆索长为l，外有绝缘层，系统在近地轨道做圆周运动，运动过程中Q距地面高度为h．设缆索总保持指向地心，P的速度为vP．已知地球半径为R，地面的重力加速度为g． 　　(1)飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．设缆索中无电流，问缆索P、Q哪端电势高?此问中可认为缆索各处的速度均近似等于vP，求P、Q两端的电势差． 　　(2)设缆索的电阻为R1，如果缆索两端物体P、Q通过周围的电离层放电形成电流，相应的电阻为R2，求缆索所受的安培力． 　　(3)求缆索对Q的拉力FQ． 答案：1-10。D，AD，BD，BD，AD，D，D，BD，BC，ACD。提示：　1、D该气体是等压过程，气体体积增大，单位体积内的分子数目减小，气体压强不变，说明气体的温度一定升高，其内能一定增大．　2、由于没有确定几何尺寸，所以光线可能射向Q的左侧面；若光线射向Q的下表面时，它的入射角与在P中的折射角相等，由于nP<nQ，进入空气中的折射角大于进入P上表面的入射角，那么出射光线与下表面的夹角一定小于θ．　3、由题图b可知第13个质点的运动方向向下，延长这列波形可知该列波将振动传到了第17个质点，此时第17个质点的运动方向向上，即在时间t内，波传播的距离是两个波长，所对应的时间是2T=t，即T=t/2，这列波的传播速度为 　　4、核子平均质量大的向核子平均质量小的变化时均释放核能，反之吸收能量．　5、由能量守恒可知A选项正确，由光电效应的规律可知D选项正确．　6、螺旋是变形的斜面，斜面长为L，高为H，小珠在斜面上运动的加速度为 ，小珠做初速度为零的匀加速运动，在斜面上运动的时间为 ．　7、由水柱高达h可知水离开喷口初速度 ，水从离开喷口到落回所需时间为 ，所以，空中水的总体积V=vSt= =4hS，对应质量m=ρV=4ρhS．　8、由题意和图像及匀变速运动连续相等时间内的位移之差为一恒量，有△s=aT2，即 ．无光照射时间短，由图像可知无光照射时，光传感器输出一次低电压．　9、光源是间歇发光，其周期为T，由图和匀变速运动规律可知 ，由此可得 ，若t=nT，也可以．　10、金属杆MN进入磁场区域时具有初速度，它切割磁感线使回路中有感应电流，当它受到的安培力等于其重力时，MN做匀速直线运动，A图正确；若安培力小于重力，MN做加速运动，感应电动势和感应电流均增大，安培力增大，MN的加速度减小，是一个加速度减小的加速运动，B图错误，C图正确；若安培力大于重力，MN做减速运动，感应电动势和感应电流均减小，安培力减小，MN的加速度减小，是一个加速度减小的减速运动，D图正确．　11、(1)6　不明显，可忽略　(2)斜面高度h　　滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变　(3)滑动摩擦力 arcsin0.6(arcsin0.57～arcsin0.64都算对)　　0.3(0.2～0.4都算对)　12、(1)a、b、d、f、g、h　(2)实验电路图如图所示 　(3)应将滑动触片调到A端，使负载两端电压最小，并将电阻箱的阻值调整到和电压表内阻相等(3kΩ)，缓慢地调整滑动触头至电压表示数为3V，记下此时电流表读数I，则 ，式中U0=6V，为了减少偶然误差，可多测几次取平均值 13．解：　小物块加速度 ，am方向向左，长木板加速度 ，aM方向与初速度相反，向左，小物块与长木板均做匀变速运动，由匀变速运动规律有 ．当小物块到达长木板的左端A处时有L=sm＋sM=vt－ (aM－am)t2　代入数据后整理得t2－4t＋4=0，解得t=2s　在这段时间内，长木板位移为sM=vt－ aMt2=4×2－ ×4×22=0 14．解：　当B球运动至最低点时剪断轻绳，此时B球速度为零，经过时间t，A、B两球的加速度相同，说明弹簧处于自由长度，两球均由各自的重力提供重力加速度g．　(1)A、B两球所组成的系统由动量定理可知：3mgt=mvA＋2mB，解得vB= (3gt－vA)　(2)B球运动至最低点时弹簧所储存的弹性势能为EP=2mg&#8226;2x0=4mgx0　在时间t内A、B两球的机械能守恒，有4mgx0＋mghA＋2mg(hA－2x0)= mvA2＋ &#8226;2mvB2 　　解得 15．解：　由题意可得行星的轨道半径r=Rsinθ　　① 　设行星绕太阳的运转周期为T′，由开普勒第三定律有： 　　② 　　设行星最初处于最佳观察期时，其位置超前于地球为A，如图所示，设经时间t地球转过α角后该行星再次处于最佳观察位置B．则行星相对于地球转过的角度β=π＋2θ＋α　　③ 　　于是有 　　④　 　　⑤　由①②③④⑤可得： 　　若行星最初处于最佳观察期时，其位置滞后地球于位置B，如图所示，且设经时间t地球转过α角后该行星再次处享最佳观察位置A，则行星相对于地球转过的角度β=π－θ＋α，同理可得： 16．解：　(1)E=hv，Pt=nEt，n= =1027个/s　(2)电子加速动能为 mv2=eU，v= =8×107m/s，电子进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 =eBv，R= =0.5m，轨迹如图所示． 　由图可知，偏转距离为△L=R－ =0.1m，电子的入射点到边缘的距离为L=0.3m，电子每经过一对磁极时偏转的距离均为△L，可通过的磁极对数为n= =3对 17．解：　(1)粒子在前T/2时间内做初速度为零的匀加速运动，设运动到M点时速度为v，位移为s，则：　 　　① 　　 　　②　粒子在M点，电场反向后粒子做类竖直上抛运动，粒子先减速运动到某点，速度为零后反向加速，经T/2时间后回到A板，则：　 　　③　由①②③式解得：Ux=3U0　　④　U0/Ux的比值k=1/3，粒子返回O点时动能为Ek，则由动能定理得：　　 　　⑤　由①②④⑤解得： ． 　　(2)为使粒子在运动过程中不碰到B板，即 ≤d，设从M减速到N的位移为s′，则有： ， =s＋s′，由以上得U0≤ 18．解：　(1)缆索的电动势E=BlvP，P、Q两点电势差UPQ=BlvP，P点电势高　(2)缆索电流 　　安培力 　(3)Q的速度设为vQ，Q受地球引力和缆索拉力FQ作用，由牛顿运动定律有