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1、仿真模拟卷(四)(时间：60分钟满分：110分)二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1418题只有一项符合题目要求，第1921题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14.为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨，如图为直线通道推进器示意图。推进器前、后表面导电，上、下表面绝缘，左、右为水流通道，规格为abc0.5 m0.4 m0.3 m。空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度大小为B10.0 T，方向竖直向下，若在推进器前、后方向通以电流I1.0103 A，方向如图。则下列判断正确的是()A推进器对潜艇
2、提供向左的驱动力，大小为4.0103 NB推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为5.0103 NC产生磁场的超导励磁线圈中电流方向为PQNMPD通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能D通电后，由左手定则可知海水受到向左的安培力，再由牛顿第三定律可知，推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为FBIb4.0103 N，A、B错误；由安培定则可知电流方向为PMNQP，C错误；改变磁场方向或者通电电流的方向就可以使安培力反向，从而实现倒行功能，D正确。15课外科技小组制作一支“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动。假如喷出的水流流量保持为2104 m3/s，喷出水流对地速度大小为10
3、m/s，启动前火箭总质量为1.4 kg，已知火箭沿水平轨道运动且阻力不计，水的密度是103 kg/m3。则启动后第2 s末火箭的速度可以达到()A4 m/sB3 m/s C2 m/sD1 m/sA“水火箭”喷出水流做反冲运动，设启动前火箭总质量为m，喷出的水流流量为Q，水的密度是，取火箭的运动方向为正方向，则喷出水流对地的速度为v，启动后第2 s末火箭的速度达到v，系统满足动量守恒有Qtv(mQt)v，代入数据解得v m/s4 m/s。16.甲、乙两质点某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两质点的位移随时间变化的xt图象如图所示，则下列说法正确的是()A0t1
4、时间内，乙质点做匀加速直线运动B0t1时间内，甲的平均速度大于乙的平均速度Ct1时刻，两质点相距最远Dt1时刻，乙质点从后面追上甲质点Dxt图象只能表示直线运动的规律，结合xt图象的斜率表示速度，可知乙做匀速直线运动，甲做匀减速直线运动，故选项A错误；在0t1时间内，甲、乙两质点位移相同，根据平均速度等于位移除以时间，可知在0t1时间内，乙质点的平均速度等于甲质点的平均速度，故选项B错误；两质点在同一时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，t1时刻之前乙在甲的后面，在t1时刻两质点位移相等，则在t1时刻乙质点刚好从后面追上甲质点，甲、乙相遇，故选项D正确，C错误。17.如图所示，OM与ON之间
5、分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界ON上有一粒子源S。某一时刻，从粒子源S沿平行于纸面，向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相等，经过一段时间有大量粒子从边界OM射出磁场。已知MON30，从边界OM射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于T(T为粒子在磁场中运动的周期)，则从边界OM射出的粒子在磁场中运动的最短时间为()A.T B.T C.T D.TA根据题述从边界OM射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于，则运动时间最长的粒子在磁场中的运动轨迹如图中右侧实线所示。设粒子的轨迹半径为r，则OS2r。粒子源S到OM的最近距离为dOSsin 30
6、r，即为粒子在磁场中运动时间最短的轨迹所对的弦，该轨迹所对圆心角为120，粒子在磁场中运动的最短时间为tT，选项A正确。18.如图所示的电路中电压表和电流表均为理想电表，开始时移动变阻器的滑动触头位于滑动变阻器的正中央，电路中的小灯泡正常发光。在滑动变阻器的滑动触头向右端滑动的过程中，下列说法正确的是()A定值电阻R1两端电压减小B电压表的示数增大，电流表的示数减小C小灯泡的亮度变暗D定值电阻R1消耗的功率减小C在滑动变阻器的滑动触头从正中央向右端逐渐滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，电路的总电阻变小，总电流增大，电流表的示数增大；电路中的总电流增大，则电源内阻的分压增大，外电路电
7、压减小，故小灯泡中的电流减小，小灯泡的亮度变暗；总电流增大，小灯泡中的电流减小，则定值电阻R1中的电流增大，故R1消耗的功率增大；外电路电压减小， R1两端的电压增大，则滑动变阻器两端电压减小，电压表的示数减小。选项A、B、D错误，C正确。19一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C(劲度系数为k)、锁舌D(倾斜角45)、锁槽E以及连杆、锁头等部件组成，如图甲所示。设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力Ffm由FfmFN(FN为正压力)求得。有一次放学后，当某同学准备关门时，无论用多大的力，也不能将门关上(这种现象称为自锁)，此刻暗锁所处的状态的俯
8、视图如图乙所示，P为锁舌D与锁槽E之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了x，下列说法正确的是()甲乙A自锁状态时D的下表面所受摩擦力的方向向右B自锁时锁舌D在水平面内共受到4个力的作用C自锁时锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小为D无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，则至少为1AD如图所示，锁舌D在水平面内受5个力的作用，锁舌D相对外壳A有向左运动的趋势，其下表面受到的摩擦力方向向右，选项A正确，B错误；由平衡条件得kxf1f2cos Nsin 0，FNcos f2sin 0，又f1F，f2N，联立解得N，令N趋于无穷大，则有1220，解得1，选项C错误，D正确。20据报道，我国成功发射“
9、天宫二号”空间实验室。假设“天宫二号”舱中有一体重计，体重计上放一物体(质量记为m)，火箭点火前，地面测控站监测到体重计对物体A的弹力为F0。在“天宫二号”随火箭竖直向上匀加速升空的过程中，离地面高为h时，地面测控站监测到体重计对物体的弹力为F。“天宫二号”经火箭继续推动，进入预定圆轨道时距地面的高度为H。设地球半径为R，第一宇宙速度为v，则下列说法正确的是()A“天宫二号”在预定轨道上的运行速度一定大于第一宇宙速度B“天宫二号”舱中物体A的质量为C火箭匀加速上升时的加速度为D“天宫二号”在预定轨道上运行的周期为BC由万有引力提供向心力，可得Gm1，解得v1，因第一宇宙速度v，又rR，故有vv
10、1，所以“天宫二号”在预定轨道上的运行速度一定小于第一宇宙速度，选项A错误；由地球表面物体的重力近似等于万有引力，有Gmgm，点火前，该物体处于平衡状态，有F0mgm，故有m，选项B正确；该物体在离地h高处有maFG，又Gm，m，所以a，选项C正确；由“天宫二号”在预定轨道上运行受到的万有引力提供向心力，可得Gm(RH)，又Gm，解得T，选项D错误。21如图所示，两条平行导轨MN、PQ的间距为L，水平导轨的左端与两条竖直固定、半径为r的光滑圆弧导轨相切，水平导轨的右端连接阻值为R的定值电阻，从水平导轨左端起宽度为d的区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现将一金属杆从圆弧导轨的
11、最高处由静止释放，金属杆滑到磁场右边界时恰好停止。已知金属杆的质量为m、电阻也为R，且与水平导轨间的动摩擦因数为，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为g，则()A金属杆到达圆弧导轨的最低点前瞬间对导轨的压力大小为3mgB金属杆在磁场中运动的最大加速度为C整个过程中，通过金属杆横截面的电荷量为D整个过程中，定值电阻上产生的焦耳热为mg(rd)AC金属杆沿圆弧导轨下滑过程中机械能守恒，mgrmv2，在到达最低点前瞬间，Fmgm，解得F3mg，结合牛顿第三定律可知A项正确；金属杆刚进入磁场时，所受安培力最大，加速度最大，对金属杆受力分析，由牛顿第二定律有mgm
12、am，解得amg，B项错误；根据q可知，整个过程中通过金属杆横截面的电荷量为q，C项正确；根据能量的转化和守恒可知，整个过程中系统产生的热量Q总mgrmgd，定值电阻上产生的焦耳热Q焦mg(rd)，故D项错误。三、非选择题：共62分。第2225题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3334题为选考题，考生根据要求作答。(一)必考题：共47分。22(6分)某物理兴趣小组的同学想利用实验室的速度传感器测量书与桌面以及书与木块之间的动摩擦因数。如图甲所示，将木块置于书右端，某时刻通过弹射装置使书获得水平向右的初速度v1。固定在木块和书上的速度传感器与二者同步运动，书和木块的速度随时间的变化规律显示在
13、与之相连的电脑屏幕(如图乙)上。(速度传感器质量忽略不计。t0、v1、v2均能从速度传感器上读出，重力加速度为g)甲乙完成下列填空。(1)要测出动摩擦因数，还需要测量哪些物理量？(用字母表示，并说明含义)_；(2)根据所测得的物理量和题中已知量可知，书与桌面间的动摩擦因数1_，书与木块之间的动摩擦因数2_。解析(1)由动量定理可知，Ff木t0m木(v20)，Ff书t0m书(v2v1)，又Ffmg，所以要测出动摩擦因数，除了已知量之外，还需要测量木块的质量m木和书的质量m书。(2)书因受到木块对书的滑动摩擦力以及桌面对书的滑动摩擦力而做匀减速直线运动，经过t0时间，速度从v1减小到v2，由动量定
14、理可得2m木gt01(m书m木)gt0m书(v2v1)；木块受到书对木块的滑动摩擦力而做匀加速直线运动，经过t0时间，速度从零增加到v2，由动量定理可得2m木gt0m木v2。由以上两式可得书与木块之间的动摩擦因数为2，书与桌面之间的动摩擦因数为1。答案(1)木块的质量m木和书的质量m书(2分)(2) (2分)(2分)23(9分)图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。 图(a)图(b)(1)已知毫安表表头的内阻为100 ，满偏电流为1 mA；R1和R2为定值电阻。开关接b时，改装后电表量程为3 mA；开关接c时，改装后电表量程为10 mA。由题给条件和数据，可
15、以求出R1_ ，R2_ 。(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 的标准电流表A对改装电表的3 mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.5 mA、3.0 mA。电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300 和1 000 ；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750 和3 000 。则R0应选用阻值为_的电阻，R应选用最大阻值为_ 的滑动变阻器。(3)若电阻R1和R2中有一个损坏且其阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框
16、中的电路。则图中的d应和接线柱_(填“b”或“c”)相连。判断依据是_。解析(1)开关接b时，量程为Ig3 mA，毫安表量程为Ig1 mA，由并联分流规律可知，；开关接c时，量程为Ig10 mA，毫安表与R2串联再与R1并联，解两式得R115 ，R235 。(2)改装后3 mA量程的电表内阻为r33 ，为使校准时，电路中电流不超过3 mA，电路的总电阻最小值为R总min500 ，标准电流表内阻为150 ，所以应选择阻值为300 的定值电阻；电路中电流最小时，R滑rRAR02 517 ，故应选择最大阻值为3 000 的滑动变阻器。(3)若图(b)中d与b接线柱连接，毫安表一定有示数，无法判断哪一
17、个电阻损坏；若将d与c连接，毫安表无示数，则说明R2损坏；若毫安表有示数，则说明R1损坏。答案(1)15(1分)35(1分)(2)300(2分)3 000(2分)(3)c(1分)闭合开关后，若毫安表指针偏转，则损坏的电阻是R1；若毫安表指针不动，则损坏的电阻是R2(2分)24(12分)如图所示，在竖直平面内，A、B为水平放置的、足够长绝缘粗糙轨道上的两点，CD为竖直放置的足够长绝缘光滑轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R0.5 m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小为E2.0104 N/C。现有一质量m0.2 kg、电荷量为q4.0104
18、 C的带电体(可视为质点)，从A点由静止开始运动，已知A、B两点间的距离为1.0 m，带电体与轨道AB间的动摩擦因数0.5，重力加速度g取10 m/s2。(1)求带电体运动到圆弧轨道C点时的速度大小；(2)求带电体上升时距离AB的最大高度；(3)带电体返回B点时立刻撤去电场，其他条件不变，则带电体停在距B点多远处？解析(1)对带电体从A点到C点的过程中，由动能定理得qE(xABR)mgxABmgRmv2，(2分)代入数据解得带电体到达C点时的速度大小为v10 m/s。(2分)(2)带电体到达C点后电场力不做功，由动能定理有mghmv2，(2分)代入数据解得带电体到达C点后上升的高度h5 m，(
19、1分)则带电体上升时距离AB的最大高度为hmhR5.5 m。(1分)(3)由能量守恒定律可知带电体返回B点时的速度大小即为最初从A到B时的速度大小vB，则(qEmg)xABmv，(2分)之后撤去电场，有mgxmv，(1分)联立可解得带电体停止位置距B点距离x7 m。(1分)答案(1)10 m/s(2)5.5 m(3)7 m25(20分)如图所示，水平光滑轨道OA上有一质量为m的小物块甲正向左运动，速度大小为v40 m/s，小物块乙静止在水平轨道左端，质量与甲相等，二者发生正碰后粘在一起从A点飞出，恰好无碰撞地经过B点，最后进入另一竖直光滑半圆轨道。B是半径为R10 m的光滑圆弧轨道的右端点，C
20、为轨道最低点，且圆弧BC所对圆心角37，C点又与一动摩擦因数0.2的粗糙水平直轨道CD相连，CD长为s15 m，不计空气阻力，两物块均可视为质点，重力加速度取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。(1)求小物块甲与小物块乙正碰，粘在一起后的速度大小；(2)求A、B两点之间的高度差；(3)通过计算讨论，若甲、乙两物块不脱离半圆轨道DE，则半圆轨道的半径的取值范围为多少？解析(1)设小物块甲与小物块乙正碰粘在一起后的速度大小为v0，由动量守恒定律有mv(mm)v0(2分)解得v020 m/s。(1分)(2)粘在一起的甲、乙两物块恰好无碰撞地经过B点进入圆弧轨道BC，可知甲、乙运
21、动轨迹和圆弧恰在B点相切，设A、B两点之间的高度差为h1，甲、乙两物块做平抛运动，在B点有tan 37(2分)又v2gh1(1分)则可求得vy15 m/s(1分)h111.25 m。(1分)(3)由(2)中的分析可求得vB25 m/s对甲、乙两物块从B到D的过程，运用动能定理有2mgR(1cos 37)2mgs2mv2mv(2分)得vD11 m/s(1分)设半圆轨道的半径为R若甲、乙两物块恰能到达半圆轨道的最高处，则从D点到E点有2mg2R2m()22mv(2分)得R12.1 m(1分)即甲、乙两物块能通过半圆轨道最高点的条件为0R12.1 m(1分)若甲、乙两物块恰能到达半圆轨道圆心等高处有
22、2mgR02mv(1分)得R30.25 m(1分)即甲、乙两物块不能到达半圆轨道圆心等高处以上的条件为R30.25 m(2分)综上所述，甲、乙两物块不脱离半圆轨道的条件为00，回到A状态时，气体内能不变，即U0，根据热力学第一定律有WQU，则Q0，气体放热。(2)活塞b降至底部的过程中，活塞a不动，氮气经历等压变化，设AB部分的体积为V0，由题意知，BC部分的体积为，设氮气初态的体积为V1，温度为T1，压强为p1(p1p0)，末态体积为V2，温度为T2，由几何关系得V1V0(1分)V2V0(1分)由盖吕萨克定律得(2分)代入数据得T2350 K。(1分)设平衡后氮气的体积为V3，温度为T3，压
23、强为p对氮气，由理想气体状态方程得(1分)代入数据得(1分)设氧气初态的体积为V1，由题意知V1，压强为p1；末态的体积为V4，压强为p，氧气发生等温变化，由玻意耳定律得p1V1pV4(1分)由几何关系得V3V4V0(1分)联立解得pp0。(1分)答案(1)3T0(2分)p0V0(2分)放热(1分)(2)350 Kp034物理选修34(15分)(1)(多选)(5分)如图甲所示，左、右两种不同弹性细绳在O处连接，P、Q是该绳上的两个点，O、P两点间距为1.5 m，O、Q两点间距为6 m。t0时O点开始上下振动，形成向左和向右传播的两列简谐横波和，其中波的波速为1.5 m/s，取竖直向上为正方向，
24、Q点的振动图象如图乙所示，则下列判断正确的是_。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)甲乙A波的波长为8 mB波的波长为8 mC5.25.8 s内，Q点做减速运动Dt6 s时，P点恰好处于波谷E06 s内，P点的路程为40 cm(2)(10分)图示为用某种透明材料制成的由圆柱和三棱柱组成的透明体的截面图，O为圆心，AB与半径为R的圆弧AD相切于A点，B15。一光线沿AO方向射向透明体，当入射光线绕O点逆时针转过45，且从P点射向透明体，光线在DO面恰好发生全反射。已知光在真空中的速度大小为c。(不考虑多次反射)()求透明体的折射率n
25、和光在透明体中的传播速度v；()若入射光线绕P点继续逆时针转过45，求光从P点射入到第一次射出透明体的出射角，并画出光路图。解析(1)由题图乙知，周期T24 s，波从O点传播到Q用时t13 s，波的波速v22 m/s，波长2v2T28 m，A正确；由于波源的周期决定波传播的周期和质点振动的周期，所以波的周期T1T24 s，波长1v1T16 m，B错误；由题图乙知，5.25.8 s内，Q点远离平衡位置，做减速运动，C正确；由题图乙知，波的起振方向沿y轴正方向，波从O点传播到P用时t21 s，再经1 s，P点处于波峰，由于1，即t6 s时P点处于波峰，D错误；由于波源都是O，波、的振幅相等，均为8 cm，06 s内，P点的路程为4AA48 cm8 cm40 cm，E正确。(2)()当入射光线沿PO方向射向透明体时，光线在DO面恰好发生全反射，则sin 45(1分)得n(1分)光在透明体中传播时有n(1分)得vc(1分)()若入射光线绕P点继续逆时针转过45，则光线在透明体中的光路如图所示(2分)由n得OPC30(1分)由几何关系得PCF60，CEG45光线PC在OB面发生全反射，光线CE在AB面恰好发生全反射，光线第一次从H点射出透明体(1分)入射角为30，所以出射角为45(2分)答案(1)ACE(2)()c()见解析