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高三下学期二模考试模拟二 物理试题
一、单选题
1．下列实验或现象揭示了原子核具有内部结构的是（　　）
A．电子的发现 B．粒子散射实验
C．氢原子光谱 D．天然放射现象
2．图像法是研究物理量之间关系常用的一种数学物理方法。下面两幅图为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像（x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间），设0~2s内甲和乙的位移之比为k1，0~2s的中间位置速度之比为k2，下列说法中正确的是（　　）
A．k1=1:4，k2=1:4 B．k1=1:1，k2=1:1
C．k1=1:2，k2=1:4 D．k1=1:4，k2=1:8
3．有一列沿x轴方向传播的简谐横波，t=0时的波形图如图甲所示，波上的四个质点a、b、c、d的位移大小相等，四个质点中某质点的振动图像如图乙所示，已知t=0.15s时b质点位于平衡位置，则质点a的振动方程为（　　）
A． B．
C． D．
4．如图所示，可以用标准件A检测加工件B与标准件的高度误差，两工件的上下端面均水平。将两工件放置在水平平台上，上方放置一光学平板玻璃，波长为560nm 的光竖直照射到玻璃上，两工件上方的相邻干涉亮条纹间距均为0.2mm。已知A左侧到B左侧的水平距离为4mm，则两工件的高度差为（　　）
A． B． C． D．
5．冰雕展上，右侧面竖直的冰墙内装有LED光源S可视为点光源。实验小组想测量冰的折射率n，设计了如下实验：如图所示，光源S到冰墙右侧面的距离为，将半径为R的圆形遮光片贴在右侧墙面上，圆心正对光源S，发现在距右侧墙面距离为处的屏上黑影半径为2R。则冰的折射率n为（　　）
A． B． C． D．
6．在如图甲的坐标系中，x轴上固定两个等量的点电荷M、N，距坐标原点O均为L，轴上有、、三点，其坐标值分别为、、。轴上各点的电场强度E随变化的关系如图乙所示，图中的阴影部分面积为，的阴影部分面积为b。一个质量为m、电荷量为的带正电粒子，由点静止释放，仅在电场力作用下，将沿轴正方向运动，则（　　）
A．M、N是异种电荷
B．带电粒子在的电势能小于在的电势能
C．带电粒子运动到位置时动能为
D．带电粒子运动过程中最大速度为
7．如图甲所示，长木板A静置于光滑的水平面上，质量为m=2kg的小滑块B以某一初速度滑上A的左端，从B滑上A开始计时，B相对A的速度vBA随时间t的变化如图乙所示，已知从开始运动到共速的过程中B的位移大小是A的位移大小的4倍，重力加速度g取10m/s2。下列说法中正确的是（　　）
A．长木板A的最小长度为1m
B．A、B间的动摩擦因数为0.1
C．达到共速的过程中A的动能增加了
D．若仅使滑块B的初速度增加，则运动过程中系统机械能的减少量一定增加
8．如图所示，质量为的风筝受到垂直于风筝面向上的风力、沿风筝线的拉力和重力作用，在空中处于平衡状态，此时风筝平面、风筝线与水平面夹角均为。某时刻风力大小突然变为原来的2倍，通过调整风筝线与水平面的夹角使风筝再次在空中平衡，且调整过程中风筝平面与水平面的夹角始终为。不计风筝线质量，重力加速度为，风筝再次在空中平衡后，风筝线的拉力大小为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
9．两节性能不同的动车，其额定功率和在平直铁轨上能达到的最大速度如下表所示，若每节动车运行时受到的阻力与自身质量及运行速度的乘积成正比即，其中为常数。现将两节动车机械连接组成动车组，整体以总额定功率在平直铁轨上运行。下列说法正确的是（　　）
动车 额定功率 最大速度
甲 4.8 120
乙 6.0 150
A．甲、乙两节动车的质量之比为4：5 B．甲、乙两节动车的质量之比为5：4
C．动车组能达到的最大速度为 D．动车组能达到的最大速度为
10．我国“慧眼”空间天文望远镜观测到一孤立天体系统，中心天体的质量为M，半径为R，且质量分布均匀；卫星X绕中心天体做匀速圆周运动，轨道半径为r，且r>R，运行周期为T；探测器Y在中心天体表面附近做匀速圆周运动。已知引力常量为G，忽略X、Y之间的相互作用力（中心天体表面重力加速度为g，忽略天体的自转）。下列说法正确的是（　　）
A．中心天体的平均密度可表示为
B．探测器Y的运行周期，且满足
C．若卫星在运动中受到某种阻力，经过一段时间运动稳定后，速度减小，半径减小
D．若在中心天体表面放置一质量为m的物体，其重力，因此卫星X的向心加速度
11．水平地面上方有水平向右的匀强电场，场强大小为，从地面上的A点斜向右上方以速度v0=10m/s抛出一个带正电荷为+q、质量为m的小球，速度方向与水平地面的夹角，轨迹如图所示。点B为轨迹最高点，D、E两点高度相等，小球落在水平地面的C点。忽略空气阻力的影响。g=10m/s2则（　　）
A．D、E两点速度大小相等
B．B点速度为10m/s
C．小球落地时与水平方向的夹角仍为53°
D．A、C两点距离为16m
12．研究原子物理时，科学家们经常借用宏观的力学模型来模拟原子间的相互作用。水平面上固定着一个半径为的内壁光滑圆管轨道（远大于圆管内径），其俯视图如图所示，管内四个点将圆管轨道分为四等份。开始时乙球静止在轨道的点，甲球从点以大小为的速度沿顺时针方向运动。已知甲球的质量是乙球质量的2倍，两球碰撞均可视为弹性正碰。下列说法正确的是（　　）
A．第一次碰撞后甲球沿逆时针方向运动
B．第一次碰撞后到第二次碰撞前，甲、乙两球的运动路程之比为
C．第二次碰撞的位置在管道之间
D．第六次碰撞的位置在点
三、实验题
13．实验小组利用光电门测量滑块与长木板间的动摩擦因数，实验步骤如下：
a.实验小组先按照图甲安装实验装置，把长木板用铁架台倾斜固定，形成斜面，光电门A、B固定在长木板上的适当位置，用铅垂线标定长木板末端投影点，用卷尺测量长木板的长度L，以及长木板在水平面上投影长度d。
b.实验小组把滑块从长木板的适当位置由静止释放，滑块加速下滑通过A、B光电门，记录滑块通过两光电门间的时间t，用卷尺测量光电门A、B间的距离x。
c.改变光电门B的位置，将滑块从同一位置由静止释放，多次重复实验，测得不同光电门间距离x与对应的滑块在光电门间运动时间t。
(1)由测量的x、t数据，求出，作出 图像如图乙所示，同时测得长木板的长度L=100.0cm，以及长木板在水平面上投影长度d=80.0cm，可计算出滑块与斜面间的动摩擦因数 ________（重力加速度g取10 m/s ， 计算结果保留两位有效数字）
(2)若实验中测得的长木板的水平投影长度偏小了，则测得的滑块的加速度值________ （选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
(3)若光电门B位置不变，改变光电门A的位置，重复以上实验过程，仍然测量两光电门间的距离x，以及滑块在两光电门间运动的时间t，作 图像，请在图丙中定性作出图像。________
14．某同学学习完“练习使用多用电表”后，想用一电流表G设计一个三挡位的欧姆表。
(1)首先使用如图甲所示的标准多用电表测量电流表G的内阻（约100Ω），请从下列选项中选出合理的步骤，并按_________的顺序进行操作，再进行读数。
A．将K旋转到“×100”的位置
B．将K旋转到“×10”的位置
C．将K旋转到“×1”的位置
D．转动部件S，使指针对准电流的“0”刻度
E．转动部件T，使指针对准电阻的“0”刻度
F．红黑表笔短接，转动部件T，使指针对准电阻的“0”刻线
G．红黑表笔短接，转动部件T，使指针对准电阻的“∞刻线”
H．将红表笔与电流表的正接线柱连接，黑表笔与另一接线柱连接
I．将红表笔与电流表的负接线柱连接，黑表笔与另一接线柱连接
(2)测量电流表G的内阻后，设计出电路图如图乙所示，R为调零电阻，R1、R2、R3为定值电阻。
①当欧姆表的挡位为“×100”时，单刀三掷开关应与______（选填“1”“2”或“3”）接通。
②将挡位由“×10”换到“×100”，进行欧姆调零时，应将调零电阻R的滑片向____（选填“上”或“下”）移动。
③选用“×100”挡测量阻值为5kΩ的定值电阻，电流表的指针偏转到满偏刻度的，再测量某定值电阻Rx时，电流表的指针偏转到满偏刻度的，则Rx=_______kΩ。
④在电流表的刻线上标注欧姆刻度，一段时间后电源电动势由1.5V降为1.45V，按正确操作测量某电阻时，读数为240Ω，则该电阻的真实值为______Ω。
四、解答题
15．如图所示，高度为h的汽缸与密封性良好的活塞通过轻弹簧连接，截面积为S的活塞通过轻杆固定在水平面上，汽缸口处有一卡环，汽缸开口向下，封闭气体的温度为环境的压强为p0，系统静止时活塞到汽缸底部的距离为，此时弹簧恰处于原长。已知汽缸的质量为，弹簧的劲度系数为，g为重力加速度。活塞和汽缸均绝热，活塞和汽缸间的摩擦、活塞的厚度均不计。
(1)对封闭气体加热，当汽缸口刚好上升到活塞处时，求气体的温度；
(2)在第（1）问的条件下，继续对气体加热，当温度再升高25℃时，求汽缸与卡环间的作用力大小。
16．如图所示，在倾角为θ=30°的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体A和B，他们的质量均为m=2kg，弹簧的劲度系数为k=100N/m，C为一固定挡板，现让一质量也为m=2kg的物体D在A上方某处由静止释放，D和A相碰后立即粘为一体，此后做简谐运动，运动过程中，物体B对C的最小弹力为F=5N，重力加速度g取10m/s2.。求：
（1）BC间弹力最小时，弹簧的形变量是多少；
（2）简谐运动的振幅；
（3）若弹簧振子的周期为，m为振子质量，k为弹簧进度系数。以平衡位置为原点，沿斜面向下为正方向，振子在最低点作为0时刻，请写出振子的振动方程。
17．质谱仪是科学研究中的重要仪器，其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器，加速电压为U；Ⅱ为速度选择器，匀强电场的电场强度大小为，方向沿纸面向下，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；Ⅲ为偏转分离器，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。从S点释放初速度为零的带电粒子（不计重力），加速后进入速度选择器做直线运动，再由O点进入分离器做圆周运动，最后打到照相底片的P点处，运动轨迹如图中虚线所示。
(1)粒子带正电还是负电？求粒子的比荷。
(2)求O点到P点的距离。
(3)若在偏转分离器Ⅲ加入水平向右的匀强电场，电场强度大小，粒子打在速度选择器右挡板的点上（未标出）。求粒子在偏转分离器Ⅲ中的最大速度以及点的位置。
18．如图所示，两间距为L=1m的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上，左端接有定值电阻R=6Ω，右端NQ处有一固定弹性绝缘挡板，虚线1、2间和虚线3、4间的距离均为L=1m,，且均存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B=1T。质量为m=0.1kg、阻值为ra=2Ω、长为L=1m的导体棒a垂直导轨放在虚线1左侧，质量为m=0.1kg、阻值为rb=6Ω，长为L=1m的导体棒b垂直导轨放在虚线2、3间，虚线2、3间距离很小。某时刻给棒a一水平向右的初速度v0=6m/s，两棒始终与导轨垂直且接触良好，所有碰撞均为弹性碰撞。求：
(1)棒a刚越过虚线1瞬间的加速度大小；
(2)棒a第一次在虚线1、2运动的过程中，R上产生的焦耳热；
(3)最终两棒停止的位置。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A C A A D C A BC BD
题号 11 12
答案 BD BD
13．(1)0.20
(2)等于
(3)
【详解】（1）滑块从A滑行到B的过程中，设经过A点时的速度为，由运动学公式，即
图像的斜率，由图可得
根据牛顿第二定律
由题意知
联立可得
（2）加速度的值是由图像的斜率得到的，作图所使用的数据、均与长木板的水平投影长度无关，所以加速度的测量值不会受到影响。
（3）滑块从A滑行到B的过程中，设经过B点时的速度为，由运动学公式，即
图像如图所示
14．(1)DBFI
(2) 1 上 10 232
【详解】（1）多用电表测电流表内阻的操作步骤：
1．机械调零：先将选择开关置于“OFF”或交流电压最高档，转动部件S，使指针对准电流的“0”刻度（步骤D）。
2．选择倍率：电流表内阻约100Ω，应选择“×10”倍率（步骤B），使指针指在表盘中央附近。
3．欧姆调零：红黑表笔短接，转动部件T，使指针对准电阻的“0”刻线（步骤F）。
4．测量连接：多用电表内部电源负极接红表笔，正极接黑表笔。为使电流表正向偏转，应将红表笔与电流表的负接线柱连接，黑表笔与另一接线柱连接（步骤I）。
故顺序为DBFI。
（2）[1]欧姆表的倍率越大，内部总电阻越大。在图乙中，开关与“1”接通时，电路的总电阻最大，对应“×100”挡位。
[2]挡位由“×10”换到“×100”时，内部总电阻增大。为使短接时满偏，调零电阻的阻值需增大，因此滑片应向上移动。
[3]根据欧姆表原理，当选用“×100”挡时，内阻为。则满偏电流
测量阻值为5kΩ的定值电阻，电流表的指针偏转到满偏刻度的，则有
解得
再测量某定值电阻Rx时，电流表的指针偏转到满偏刻度的，则有
联立可得
[4]电动势变为1.45V时，欧姆表内阻
原来1.5V时的内阻
则测量时的真实电流和表盘上的对应电流的数值相同，则有
联立解得
15．(1)375K
(2)
【详解】（1）对汽缸受力分析，初始时受重力、外界大气向下的压力、封闭气体向上的压力，由力的平衡条件有
又
解得
封闭气体的体积为
加热后，汽缸口刚好上升到活塞处时，对汽缸由力的平衡条件得
解得
封闭气体的体积为
由理想气体状态方程有
解得
（2）在第（1）问的条件下，当温度再升高25 ℃时，封闭气体的温度为
该过程中封闭气体做等容变化，设此时封闭气体的压强为p3，由查理定律得
解得
对汽缸由力的平衡条件有
解得
16．（1）x2=5cm；（2）A= 25cm；（3）x=25cos5t （cm）
【详解】（1）当AD在最高点时，挡板弹力最小，此时弹簧处于伸长状态，设伸长量为x2，则有
代入数据得
（2）AD粘在一起后，设运动到平衡位置时形变量为x1，则有
代入数据得
x1=20cm
故简谐运动的振幅为
A=x1+x2=25cm
（3）简谐振动的周期为
（s）
故角频率为
设振动方程为
x=Asin（ωt+φ）
当t=0时，x=25cm，代入方程得
故振动方程为
（cm）= 25cos5t （cm）
17．(1)正电；
(2)
(3)；点到O点的距离
【详解】（1）由题可知，粒子进入Ⅲ区向上偏转，根据左手定则，可知粒子带正电；
设粒子经过加速器获得的速度为v，粒子经加速器加速，根据动能定理有
粒子经速度选择器做直线运动，根据平衡条件有
解得
（2）粒子经偏转分离器Ⅲ，根据洛伦兹力提供向心力有
根据几何关系可知，O点到P点的距离
解得
（3）粒子刚进入偏转分离器Ⅲ时，粒子受到向上的洛伦兹力
向右的电场力
根据配速法，将粒子的速度v分解为大小为v1、v2的两个分速度，使v1对应的洛伦兹力与电场力等大反向，即
可得，方向竖直向上
根据速度的分解可得，方向与v的方向夹角为斜向下
则粒子的运动可分解为线速度大小为v2的匀速圆周运动和速度大小为v1的匀速直线运动，粒子在偏转分离器Ⅲ中的最大速度
粒子以v2做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有
周期
粒子打在速度选择器右挡板的点上所需时间
根据几何关系，点到O点的距离
解得。
18．(1)12m/s2
(2)0.3J
(3)棒b停止在虚线2、3间，棒a停止在虚线1、2间到虚线2的距离为
【详解】（1）棒a刚越过虚线1 瞬间，产生的感应电动势为
回路的总电阻为
此时流过棒a的电流为
棒a所受的安培力大小为
由牛顿第二定律得棒a的加速度为
解得
（2）棒a在虚线1、2间运动过程由动量定理有
又
可得
又由法拉第电磁感应定律有
由闭合电路欧姆定律得
整理得
联立解得
由能量守恒定律得该过程系统产生的焦耳热为

则定值电阻上产生的焦耳热为
（3）棒a越过虚线2后，两导体棒发生弹性碰撞，速度交换，
有
此后棒b在虚线3、4间运动，同理，对棒b由动量定理有

由第（2）问得
回路的总电阻为
解得
棒b与挡板碰后以等大的速度反弹，再次返回虚线3、4间，同理得

解得棒b返回到虚线3 的速度大小为
棒b与导体棒a发生弹性碰撞，速度交换，有
棒a以 再次进入虚线1、2间，结合（2）问分析可知，棒a在虚线1、2间减速运动直到停止，设该过程的位移大小为x，则由动量定理得
又
解得
最终棒b停止在虚线2、3间，棒a停止在虚线1、2间到虚线2的距离为

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