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  • 2014年山东高考理综物理仿真模拟试题(含答案)

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    物理试题
    二、选择题(本题包括7小题,共42分。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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
    14.一批伟大的科学家在电磁理论的建立过程中做出了卓越的贡献。关于其中一些科学家和他们的贡献,下列说法正确的是            (    )
    A.安培发现了电流的磁效应    B.奥斯特提出了分子电流假说
    C.法拉第发现了电磁感应现象    D.库仑发现了点电荷间相互作用的规律
    15.如图,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中(    )
    A.两滑块组成系统的机械能守恒  
    B.重力对M做的功等于M动能的增加
    C.轻绳对m做的功等于m机械能的增加
    D.两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
    16.如图所示,空间中的M、N处存在两个被固定的、等量同种正点电荷,在它们的连线上有A、B、C三点,已知MA=CN=NB,MA<NA.现有一正点电荷q,关于在电场中移动电荷q,下列说法中正确的是  (    )
    A.沿半圆弧l将q从B点移到C点,电场力不做功
    B.沿曲线r将q从B点移到C点,电场力做负功
    C.沿曲线s将q从A点移到C点,电场力做正功
    D.沿直线将q从A点移到B点,电场力做正功
    17.静止在光滑水平面上的物体,同时受到在同一直线上的力F1、F2作用,F1、F2随时间变化的图象如图所示,则a-t和v-t图象是下列图中的                            (    )
         
    18.卫星电话在抢险救灾中能发挥重要作用.第一代、第二代海事卫星只使用静止轨道卫星,不能覆盖地球上的高纬度地区.第三代海事卫星采用同步和中轨道卫星结合的方案,它由4颗同步卫星与12颗中轨道卫星构成.中轨道卫星高度为10354 km,分布在几个轨道平面上(与赤道平面有一定的夹角).在这个高度上,卫星沿轨道旋转一周的时间为四分之一天.下列说法中正确的是                                                           (    )
    A.中轨道卫星的线速度小于同步卫星的线速度
    B.中轨道卫星的线速度大于同步卫星的线速度
    C.在中轨道卫星经过地面某点的正上方的一天后,该卫星还在地面该点的正上方
    D.如果某一时刻中轨道卫星、同步卫星与地球的球心在同一直线上,那么经过6小时它们仍在同一直线上
    19.在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动,如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是                (    )
    A. 时穿过线框的磁通量最小
    B.该交变电动势的有效值为 V
    C.该交变电动势的瞬时值表达式为   V
    D.电动势瞬时值为22V时,线圈平面与中性面的夹角为
    20.将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是   (    )
     
    第Ⅱ卷(必做题157分+选做题36分,共193分)
    【必做题】
    21.(18分)
    (1)(8分)利用图9实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题.
    ① 实验操作步骤如下,请将步骤B补充完整:
    A.按实验要求安装好实验装置;
    B.使重锤靠近打点计时器,接着先________,后________,打点计时器在纸带上打下一系列的点;
    C.图10为一条符合实验要求的纸带,O点为打点计时器打下的第一点.分别测出若干连续点A、B、C……与O点之间的距离h1、h2、h3…….
     
    ② 已知打点计时器的打点周期为T,重锤质量为m,重力加速度为g,结合实验中所测的h1、h2、h3,可得重锤下落到B点时的速度大小为______,纸带从O点下落到B点的过程中,重锤增加的动能为______,减少的重力势能为______.
    ③ 取打下O点时重锤的重力势能为零,计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep,建立坐标系,横轴表示h,纵轴表示Ek和Ep,根据以上数据在图11中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ.已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94 J/m,请计算图线Ⅱ的斜率k2=________ J/m(保留3位有效数字).重锤和纸带下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为____________(用k1和k2表示).
     
    图11
    (2)(10分)霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH称为霍尔电压,且满足 ,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。
    I(×10-3A) 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0
    UH(×10-3V) 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8
    ① 若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图丙所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与_________(填“M”或“N”)端通过导线相连。
    ② 已知薄片厚度d=0.40mm,该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示。根据表中数据在给定区域内(见答题卡)画出UH—I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为____________ V (保留2位有效数字)。   
    ③ 该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图丁所示的测量电路,S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出)。为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向_______(填“a”或“b”), S2掷向_______(填“c”或“d”)。为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件____________和__________(填器件代号)之间。
    22.(16分)山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青之青藤,其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点,O为青藤的固定点,h1=1.8m,h2=4.0m,x1=4.8m,x2=8.0m。开始时,质量分别为M=10kg和m=2kg的大小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上,当大猴发现小猴将受到伤害时,迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头,大猴抱起小猴跑到C点,抓住青藤的下端荡到右边石头的D点,此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点,空气阻力不计,重力加速度g=10m/s2,求:
    (1)大猴子水平跳离的速度最小值
    (2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小
    (3)荡起时,青藤对猴子的拉力大小
     
    23.(22分)“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心圆金属半球面A和B构成,A、B为电势值不等的等势面,其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N,其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。
    (1)判断球面A、B的电势高低,并说明理由;
    (2)求等势面C所在处电场强度E的大小;
    (3)若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC,则到达N板左、右边缘处的电子,经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEK左和ΔEK右分别为多少?
    (4)比较|ΔEK左|和|ΔEK右|的大小,并说明理由。

    37.[物理—选修3-4](12分)
    (1)(4分)如图甲所示,在某一均匀介质中,A、B是振动情况完全相同的两个波源,其简谐运动表达式均为 ,介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m,两波源形成的简谐波分别沿AP、BP方向传播,波速都是10m/s。
    ①求简谐横波的波长。
    ②P点的振动         (填“加强”或“减弱”)。
                   
    (2)(8分)如图乙所示,ABCD是一直角梯形棱镜的横截面,位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率 ,AB=BC=8cm,OA=2cm,∠OAB=60°。
    ①求光线第一次射出棱镜时,出射光线的方向。
    ②第一次的出射点距C          cm。
     
    38.[物理——选修3—5](12分)
    (1)(4分)关于原子结构的认识历程,下列说法正确的有                   (    )
    A.汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
    B.α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据
    C.对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路
    D.玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象,说明玻尔提出的原子定态概念是错误的
    (2)(8分)光滑水平面上有一质量为M滑块,滑块的左侧是一光滑的 圆弧,圆弧面下端与水平面相切,圆弧半径为R=l m,一质量为m的小球以速度v0,向右运动冲上滑块。已知M=4m,g取l0m/s2,若小球刚好没跃出 圆弧的上端。求:
    ① 小球的初速度v0是多少?
    ② 滑块获得的最大速度是多少?
     

    理科综合(六)
    物理参考答案
    14、CD
    15、CD【解析】两滑块沿斜面运动的过程中,由于斜面ab粗糙,则摩擦力对M做负功,故两滑块组成系统的机械能减少,选项A错误;据动能定理可知M受到的合外力做的功等于M动能的变化,即重力、绳的拉力以及摩擦阻力对M做的功等于M动能的增加量,选项B错误;由功能关系可得除重力外其他外力做的功等于物体(或系统)机械能的变化,故轻绳的拉力对m做的正功等于m机械能的增加,摩擦力做的负功等于系统机械能的减少量,选项C、D正确。本题选CD。
    16、C【解析】由对称性可知,N处的电荷在B、C两点的电势相等,M处的电荷在B点的电势高于C点电势,两电荷都是正电荷,可知B点电势高于C点电势,正电荷由B点移到C点电场力做正功,A、B选项错误;M处电荷在A点电势与N处电荷在C点电势相等,而M处电荷在C点电势小于N处电荷在A点电势,故φA>φC,故C选项正确;由对称性可知,A、B为等势点,故D选项错误.
    17、AC
    18、BC【解析】由题意知,中轨道卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径(42400 km),所以,其线速度大于同步卫星的线速度,选项B正确;中轨道卫星的周期T1=6 h,其经过地面某点的正上方的一天后,仍在该点,选项C正确;选项D中,中轨道卫星需经过t=(T12+nT1),T1=6 h,n=0,1,2,3,…,同步卫星需经过t′=(T22+nT2).T2=24 h,n=0,1,2,3,…二者再次在同一直线上,显然t′≠t,选项D错误.
    19、CD
    20、B【解析】由图乙可知磁感应强度的大小随时间呈线性变化,即 (k是一个常数),又圆环的面积S不变,由 可知圆环中产生的感应电动势不变,则回路中的感应电流大小不变,故 ab边受到的安培力不变,排除选项C、D;0- 时间内,由楞次定律可判断出流过ab边的电流方向为由b至a,结合左手定则可判断出ab边受到的安培力的方向向左,为负值,排除选项A错误。本题选B。
    第Ⅱ卷【必做题】
    21【答案】
    (1)①接通电源 放开纸带 ②h3-h12T mh3-h128T2 mgh2
    ③2.80(2.73~2.87均可) k1-k2k1(k1用mg表示也可)(2)○1M
    ②如右图所示,1.5(1.4或1.6)
    ③b,c;S1,E
    22、(1)设猴子从A点水平跳离时速的最小值为 ,根据平抛运动规律,有
                                                         ①
                                                          ②
           联立①、②式,得
                                                       ③
     (2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒,设荡起时速为 。有
                                           ④
                                             ⑤
    (3)设拉力为 ,青藤的长度为L,对低位点,由牛顿第二定律得
                                                ⑥
         由几何关系
                                                          ⑦
         得:L=10m                                                       ⑧
    综合⑤、⑥、⑧式并代入数据得:
     
    23、(1)电子(带负电)做圆周运动,电场力方向指向球心,电场方向从B指向A,B板电势高于A板。(2)据题意,电子在电场力作用下做圆周运动,考虑到圆轨道上的电场强度E大小相同,有:
                  
    联立解得:
    (3)电子运动时只有电场力做功,根据动能定理,有
                    
         对到达N板左边缘的电子,电场力做正功,动能增加,有
                     
        对达到N板右边缘的电子,电场力做负功,动能减小,有
                     
    (4)根据电场线特点,等势面B与C之间的电场强度大于C与A之间的电场强度,考虑到等势面同距相等,有
                     

                     
     
    37.[物理—选修3-4]
    【解析】(1)设简谐波的波速为v,波长为 ,周期为T,由题意知
                  T=0.1s                                   ①
                  由波速公式                         ②
                  打入数据得                        ③
                 ③P点距离两波源的路程差为 m= ,
    故P点是振动加强点。
     (2)①设发生全反射的临界角为C,由折射定律得
                                      ④
                  代入数据得
                                       ⑤
                光路图如图所示,由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60°,均发生全反射。设光线在CD边的入射角为 ,折射角为 ,由几何关系得 ,小于临界角,光线第一次射出棱镜是在CD边,由折射定律得
                                         ⑥
    代入数据得                            ⑦
    ②结合几何知识可知出射点距离C点的距离为 cm。
    38.[物理—选修3-5]
    (1)BC
    (2)解:①当小球上升到滑块上端时,小球与滑块水平方向速度相同,设为v1,根据水平方向动量守恒有:
    因系统机械能守恒,所以根据机械能守恒定律有:
    解得v0=5m/s
    ② 小球到达最高点以后又滑回,滑块又做加速运动,当小球离开滑块后滑块速度最大。研究小球开始冲上滑块一直到离开滑块的过程,根据动量守恒和动能守恒有:

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