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1、 高三物理全真模拟理科综合能力测试卷一 一、选择题（每小题有一个或多个答案正确）1.传感器是一种采集信息的重要器件，可将压力的变化的情况转化为电信号。如图所示是一种电容式传感器的部分电路，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。当待测压力施加到可动电极B上时，可动电极可以上下平行移动，从而改变了电容器的电容。图中S一直闭合，a、b之间接有一个二极管，如果施加图中所示的压力 F，可以观察到原来静止在板间的带电小球将要：A.静止不动 B.向下运动 C.向上运动 D.无法判断 解析：本题是一道小型的力电综合题。其中带电小球的重力不变、方向竖直向下，是恒力。由小球最初静止可以推断小球
2、所受电场力竖直向上，小球带负电且电场力大小等于重力。当对 B 施加竖直向下的压力时，电容器两极板间的距离变大，电容 C 变小，由于二极管的存在，电容器无法放电，虽然 S一直闭合，但是极板上的电量保持不变，所以电容器间的场强保持不变，小球受力仍然平衡，正确答案为 A。2.星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是。已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的 1/6。不计其它星球的影响。则该星球的第二宇宙速度为：A.B.C.D.解析：星球的第一宇宙速度，其中r为星球的半径，为星球表面的重力加速度，则该星球的第二宇
3、宙速度为，所以答案 C 正确。3.先后用相同材料制成的橡皮条彼此平行的沿水平方向拉同一质量为 m的物块，且每次橡皮条的伸长量均相同，物块 m 在橡皮条拉力的作用下所产生的加速度 a 与所用橡皮条的数目 n的关系如图所示，若更换物块所在水平面的材料，再重复这个实验，则图中直线与水平轴线间的夹角将：A.变小 B.不变 C.变大 D.与水平面的材料有关 解析：首先写出橡皮条的个数与加速度a的关系式，由牛顿第二定律可得：，则，则，所以直线与水平轴间夹角与物体所在平面的材料无关，B 正确。4.一物块以 150J的初动能由地面沿一个很长的斜面往上滑行，当它到达最高点时，重力势能等于 120J。而后物体开始
4、沿斜面往下滑行，设物块与斜面间的动摩擦因数处处相同，则当物块离地高度等于最大高度的三分之一时，物块：A.机械能等于 110J B.机械能等于 100J C.动能等于 60J D.动能等于 30J 解析：物块沿粗糙斜面滑动过程中，只有重力和摩擦力做功，其中机械能的变化量等于摩擦力对物体做的功。当物体由斜面底端滑到顶端过程中，物体克服摩擦力做功 30J，当物体沿斜面下滑至离地高度等于最大高度的 1/3时，克服摩擦力再做功 20J，所以此时物体 具有的机械能为 100J，而此时物体的重力势能为 40J，故动能为 60J，答案 BC 正确。5.多数同学家里都有调光灯、调速电风扇。以前是用变压器来实现的
5、，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速。现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的。如图所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压。即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去。调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压，那么现在电灯上的电压为：A.B.C.D.解析：电灯上的电压值，如没有特殊说明一般指的是电压的有效值，设加在电灯上的电压的有效值为U，取一个周期，由电流的热效应，所以可得，正确答案为 C。6.如图所示，直线为某电场中的一条电场线，电场方向由O指向。一带电粒子沿该电场线由A点运动到B点的过程中，经时间t位移为
6、s，在A、B两点的中间位置的速度为v1，在通过A、B两点中间时刻的速度为v2，则下列判断正确的是：A.若为匀强电场中的一条电场线，且粒子带正电，则 B.若为匀强电场中的一条电场线，且粒子带负电，则 C.若为位于O点的正点电荷所产生的电场中的一条电场线，且粒子带正电，则 D.若为位于点的负点电荷所产生的电场中的一条电场线，且粒子带正电，则 解析：只要为匀强电场中的一条电场线，当粒子带正电时，粒子做匀加速直线运动，若粒子带负电，粒子做匀减速直线运动。做出粒子的v-t图像如图（1）、（2）所示，由图可知A对 B错。若为位于O点的正点电荷所产生的电场中的一条电场线，且粒子带正电，则粒子做加速度逐渐减小
7、的加速运动；若为位于点的负点电荷所产生的电场中的一条电场线，且粒子带正电，则粒子做加速度逐渐增大的加速运动，做出上述两种情况下粒子运动的v-t图像如图（3）、（4）所示，由图可知 C 对 D 错。7.在如图所示的倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为B的匀强磁场，区域的磁场方向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L。一个质量为m、电阻为R、边长为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场区时，恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v2做匀速直线运动，从ab进入GH到MN与JP的中间位置过程中，线框
8、的动能变化量大小为EK，重力对线框做的功大小为W1，安培力对线框做功大小ovtovtovtovt2v1v2t2t1v2v2t2v1v2t2v1v)1()2()3()4(为W2，下列说法中正确的有：A.v1 v2 B.从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，机械能守恒 C.从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，有（W1+EK）机械能转化为电能 D.从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框动能的变化量大小为EKW2-W1 解析：ab边刚进入磁场区域时，以速度v1匀速运动，说明重力沿斜面向下的分量等于其所受的安培力，而当ab边越过JP后，ab边和cd边都切割磁感线，安培力大于
9、重力沿斜面的分量，所以线框先减速后匀速，即v1v2，答案 A 正确；线框在下滑的过程中，机械能转化向内能转化，根据题意重力势能的减小量为W1，动能的减小量为EK，所以内能的增加量为W1+EK，而由动能定理可得EKW2-W1，所以答案 C、D 正确。二、实验题 8.我们都有过这样的体验：手电筒里的两节干电池用久了以后，灯泡发红光，这就是我们常说的“电池没电了”。有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。某同学为了检验此人的做法是否合理，设计了下面的实验：（1）该同学设计了如图甲所示的电路来分别测量新、旧干电池的电动势和内电阻，并将测量结果描绘成如图乙所示的U-I图像，由图像可
10、知：新电池的电动势E1=V；内电阻r1=旧电池的电动势E2=V；内电阻r2=（2）计算新、旧电池各一节串联后作电源使用时的效率（手电筒的小灯泡上标有“3V，2W”的字样）（3）计算（2）中旧电池提供的电功率和它本身消耗的电功率分别是多少？（4）此人新、旧电池搭配的做法是否合理？解析：（1）E1=1.5V，r1=0.3；E2=1.2V，r2=4（2）由题意得，小灯泡的电阻为 如果将新、旧电池搭配使用（串联），由闭合电路欧姆定律得：电路中的电流强度为 电路的总功率为 电灯泡消耗的功率为 电源的效率为 (3)对于旧电池，其提供的功率为 其内阻消耗的电功率为（4）不合理 计算结果表明，新、旧电池搭配使
11、用，不仅电源效率低，而且旧电池内阻消耗的功率有可能大于旧电池本身所提供的功率，而成为耗电元件。所以此人新、旧电池搭配的做法不妥。三、计算题 9.一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围足够大的磁场中沿数值方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向分量By的大小只随高度y变化，其随高度y变化的关系为By=B0(1+ky)(此处k为比例常数，且k0)，其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上。金属圆环在下落过程中的环面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度。求：（1）圆环中感应电流的方向（2）圆环收尾速度的大小 解析：（1）根据楞次定律可知，感应电流的方向
12、为顺时针（俯视观察）（2）圆环下落高度为y时的磁通量为 设收尾速度为vm，以此速度运动t时间内磁通量的变化为 根据法拉第电磁感应定律有 圆环中感应电流的电功率为 重力做功的功率为 根据能量转化和守恒定律有 解得 10.如图所示是长度为L=8.0m的水平传送带，其皮带轮的半径R=0.20m，传送带上部距地面的高度为h=0.45m。一个旅行包（可视为质点）以v0=10m/s的初速度从左端滑上传送带。旅行包与传送带间的动摩擦因数=0.60。g取 10m/s2。求：（1）若传送带静止，旅行包滑到B端时，若没有人取包，旅行包将从B端滑落。包的落地点距B端的水平距离为多少？（2）设皮带轮顺时针匀速转动，当
13、皮带轮的角速度值在什么范围内，包落地点距B端的水平距离始终为（1）中所得的水平距离？（3）若皮带轮的角速度1=40rad/s，旅行包落地点距B端的水平距离又是多少？（4）设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速运动，画出旅行包落地点距B端的水平距离s随角速度变化的图像（的取值范围从 0 到 100rad/s，不需要写推导过程）解析：（1）若传送带静止，旅行包从 A 到 B 过程，由动能定理有 带入数据可解得 旅行包从 B 点脱离传送带作平抛运动，所以其落地点距 B 点的水平距离为 （2）为使旅行包落地点距 B 端的水平距离不变，需使旅行包在传送带上一直减速，即传送带的传送速度，即 带入数据可得当，旅行
14、包落地点距 B 端的距离与（1）中相同。（3）当皮带轮的角速度为1=40rad/s时，传送带的速度 设旅行包的速度减小为v1时，其位移为 S，则有 带入数据可得 所以旅行包离开 B 端时的速度等于传送带的速度v1，故落地点距 B 端的水平距离为 （4）三、选做题 11.在做用油膜法估测分子大小的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每 104mL 溶液中有纯油酸 6mL。用注射器测得 1mL上述溶液有 75 滴。把 1 滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形的边长为 1cm，试求：（1）油酸
15、膜的面积是多少平方厘米？（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积？（3）按以上实验估测出油酸分子的直径。解析：（1）数出油膜所占坐标纸的格子数（超过半个格的按一个格算，不够半个格的舍去）为 118个，所以油膜面积为 （2）每滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸为 （3）设油酸分子的直径为 d，则 12.如图所示，有一个长方形容器，高为 30cm，宽为 40cm，在容器的底部平放着一把长 40cm的刻度尺，眼睛在 OA 延长线上的 E 点观察，视线沿着 EA 斜向下恰能看到尺的左端零刻度，现保持眼睛的位置不变，向容器内倒入某种液体且满至容器口，这时眼睛仍沿 EA 方向观察，恰好能看到尺子 20cm的刻度
16、，则该种液体的折射率为多大？解析：作出光路图如图所示，则入射角的正弦值为 折射角的正弦值为 所以折射率为 3.中子的发现是两个守恒定律在核反应过程中的重要应用。1930年发现用钋放出的射线轰击 Be 核时产生一种射线，其贯穿能力极强，能穿透几厘米厚的铅板，当时著名物理学家居里夫妇也不知道这是一种什么射线，1932年，英国青年物理学家查德威克用这种射线分别轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核；若未知射线均和静止氢核、氮核正碰，测出被打出的氢核的最大速度vH=3.5107m/s，被打出的氮核的最大速度vN=4.7106m/s，假定正碰时没有能量损失，试根据上述数据算出未知射线中的粒子的质量和质子质量比。解析：设质子质量为 m0，则氢核的质量为 m0、氮核质量为 14m0，碰撞后射线粒子的速度分别为v1、v2，在射线粒子与氢核与氮核碰撞过程中均没有能量损失，由动量守恒定律和能量守恒定律得 碰撞氢核过程 碰撞氮核过程 两式联立可得