【试题及答案】清北学堂2014年暑假物理竞赛模拟试题一
郸城一高2014届清北自招物理专题训练(9)万有引力
1郸城一高2014届清北自招物理专题训练（9）万有引力 天体 角动量责任教师：李金阳（时间80分钟，分数100分）一．选择题（每题4分，共40分）1．已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍。
不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可推算出：（ ） A 、地球的平均密度与月球的平均密度之比约为9：8B 、地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为9：4C 、靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为8：9D 、靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器线速度之比约为81：42.一颗地球通讯卫星（同步卫星）的质量为m ，定点高度为h ；地球的半径为R ，地表的重力加速度为g ，自传角速度为ω，则通讯卫星所受到的地球的万有引力为：( )A ．0F = B. 22()mR gF R h =+C. F =D.以上结果都不正确3.有一个质量很大体积很小的星球，一个物体离这个星球的距离为r ，与静止出发自由落向此星球，则物体落到这个星球上经历的时间为：（ ）A.T =B.T =C. T π=D. T =4．人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T 1和T 2，设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g 1、g 2，则（ ）A.4/31122g T g T ⎛⎫= ⎪⎝⎭B.4/31221g T g T ⎛⎫= ⎪⎝⎭C.21122g T g T ⎛⎫= ⎪⎝⎭ D.21221g T g T ⎛⎫= ⎪⎝⎭5、我国发射的北斗系列卫星的轨道位于赤道上方，轨道半径为r ，绕行方向与地球自转方向相反。
设地球自转角速度为ω0，地球半径为R ，地球表面重力加速度为g 。
设某一时刻，卫星通过赤道上某建筑物的上方，则当它再一次通过该建筑物上方时，所经历的时间为( )AB．012)πω CD．02)πω 6.2007年11月9日下午17点29分开始，嫦娥一号卫星迎来了一项全新的挑战——那就是“日凌”现象。
张海物理竞赛模拟题(7)
物理竞赛模拟题七命题人：张海老师一、（15分）填空1．a ．核力作用的最小距离为 m ．b ．2004年6月，联合国召开第58次会议，通过2005年为“ ”的决议.c ．氦原子的质量约为 kg ．d ．一个可见光光子的能量的数量级为 J ．e ．在标准状态下，理想气体分子距离约为 ．（普朗克常量 h = 6.63×10－34J·s 阿伏伽德罗常量 N A ＝ 6.02×1023 mol －1）2．已知某个平面镜反射的光能量为入射光能量的80％．试判断下列说法是否正确，并简述理由．a ． 反射光子数为入射光子数的80％；b ． 每个反射光子的能量是入射光子能量的80％． 二、（15分）质量分别为m 1和m 2的两个小物块用轻绳连结，绳跨过位于倾角α ＝30°的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的摩擦不计，斜面固定在水平桌面上，如图所示．第一次，m 1悬空，m 2放在斜面上，用t 表示m 2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间．第二次，将m 1和m 2位置互换，使m 2悬空，m 1放在斜面上，发现m 1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为3t ．求m 1与m 2之比．m 1m 2α三、（15分）测定电子荷质比（电荷q 与质量m 之比q /m ）的实验装置如图所示．真空玻璃管内，阴极K 发出的电子，经阳极A 与阴极K 之间的高电压加速后，形成一束很细的电子流，电子流以平行于平板电容器极板的速度进入两极板C 、D 间的区域．若两极板C 、D 间无电压，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的O 点；若在两极板间加上电压U ，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点；若再在极板间加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场，则打到荧光屏上的电子产生的光点又回到O 点．现已知极板的长度l = 5.00cm ， C 、D 间的距离d = 1.50cm ，极板区的中点M到荧光屏中点O 的距离为L = 12.50 cm ，U = 200V ，P 点到O 点的距离cm 0.3==OP y ， B = 6.3×10-4T ．试求电子的荷质比．（不计重力影响）．四、(15分) 要使一颗人造地球通讯卫星（同步卫星）能覆盖赤道上东经75.0°到东经135.0°之间的区域，则卫星应定位在哪个经度范围内的上空？地球半径R 0 = 6.37×106m ．地球表面处的重力加速度g = 9. 80m/s 2．D PA＋C ＋K －－M五、（15分）如图所示，两条平行的长直金属细导轨KL 、PQ 固定于同一水平面内，它们之间的距离为l ，电阻可忽略不计；ab 和cd 是两根质量皆为m 的金属细杆，杆与导轨垂直，且与导轨良好接触，并可沿导轨无摩擦地滑动．两杆的电阻皆为R ．杆cd 的中点系一轻绳，绳的另一端绕过轻的定滑轮悬挂一质量为M 的物体，滑轮与转轴之间的摩擦不计，滑轮与杆cd 之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行．导轨和金属细杆都处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面向上，磁感应强度的大小为B ．现两杆及悬物都从静止开始运动，当ab 杆及cd 杆的速度分别达到v 1和v 2时，两杆加速度的大小各为多少？六、（15分）有一种高脚酒杯，如图所示．杯内底面为一凸起的球面，球心在顶点O 下方玻璃中的C 点，球面的半径R = 1.50cm ，O 到杯口平面的距离为8.0cm ．在杯脚底中心处P 点紧贴一张画片，P 点距O 点6.3cm ．这种酒杯未斟酒时，若在杯口处向杯底方向观看，看不出画片上的景物，但如果斟了酒，再在杯口处向杯底方向观看，将看到画片上的景物．已知玻璃的折射率56.11=n ，酒的折射率34.12=n ．试通过分析计算与论证解释这一现象．O CP七、（15分）如图所示，B 是质量为m B 、半径为R的光滑半球形碗，放在光滑的水平桌面上．A 是质量为m A 的细长直杆，被固定的光滑套管C 约束在竖直方向，A 可自由上下运动．碗和杆的质量关系为：m B ＝2m A ．初始时，A 杆被握住，使其下端正好与碗的半球面的上边缘接触（如图）．然后从静止开始释放A ，A 、B 便开始运动．设A 杆的位置用θ 表示，θ 为碗面的球心Ο 至A 杆下端与球面接触点的连线方向和竖直方向之间的夹角．求A 与B 速度的大小（表示成θ 的函数）． 八、（17分）如图所示的电路中，各电源的内阻均为零，其中B 、C 两点与其右方由1.0Ω的电阻和2.0Ω的电阻构成的无穷组合电路相接．求图中10μF 的电容器与E 点相接的极板上的电荷量．…20μF 10μF B 20μF D 1.0Ω 1.0Ω 1.0Ω2.0Ω 2.0Ω2.0Ω18Ω30Ω20V10V C E 24V …九、（18分）如图所示，定滑轮B、C与动滑轮D组成一滑轮簧分离至再次接触经历的时间．参考答案一、1．a ．2×10－15 b ．国际物理年 c ．6.6×10－27 10－19 1×10－92．a 正确，b 不正确．理由：反射时光频率ν 不变，这表明每个光子能量h ν不变． 评分标准：本题15分．第1问10分，每一空2分．第2问5分，其中结论占2分，理由占3分．二、第一次，小物块受力情况如图所示，设T 1为绳中张力，a 1为两物块加速度的大小， l 为斜面长，则有1111a m T g m =− (1) 1221sin a m g m T =−α (2) 2121t a l =(3) 第二次，m 1与m 2交换位置．设绳中张力为T 2，两物块加速度的大小为a 2，则有2222a m T g m =−(4) 2112sin a m g m T =−α(5) 22321⎟⎠⎞⎜⎝⎛=t a l (6)由 (1)、(2) 式注意到α =30°得()g m m m m a 2121122+−=(7)由 (4)、(5) 式注意到α =30°得()g m m m m a 2112222+−=(8)由 (3)、(6) 式得921a a =(9)由 (7)、(8)、(9) 式可解得191121=m m (10)评分标准本题15分，（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）式各2分，求得（10）式再给3分三、设电子刚进入平行板电容器极板间区域时的速度为v 0，因为速度方向平行于电容器的极板，通过长度为l 的极板区域所需的时间01v l t = (1)当两极板之间加上电压时，设两极板间的场强为E ，作用于电子的静电力的大小为qE 方向垂直于极板由C 指向D ，电子的加速度mqEa=(2)而 dUE =(3) 因电子在垂直于极板方向的初速度为0，因而在时间t 1内垂直于极板方向的位移 21121at y =(4) 电子离开极板区域时，沿垂直于极板方向的末速度1at y =v (5) 设电子离开极板区域后，电子到达荧光屏上P 点所需时间为t 2 ()022v l L t −= (6)在t 2时间内，电子作匀速直线运动，在垂直于极板方向的位移 22t y y v = (7)P 点离开O 点的距离等于电子在垂直于极板方向的总位移21y y y += (8)由以上各式得电子的荷质比为y UlLd m q 20v =(9)加上磁场B 后，荧光屏上的光点重新回到O 点，表示在电子1g1通过平行板电容器的过程中电子所受电场力与磁场力相等，即B q qE 0v = (10)注意到 (3) 式，可得电子射入平行板电容器的速度 Bd U =0v (11)代入(9)式得 y lLdB Um q 2= (12)代入有关数据求得C/kg 106.111×=mq(13)评分标准本题15分．（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）、（7）、（8）式各1分，（10）式3分，（12）、（13）式各2分．四、如图所示，圆为地球赤道，S 为卫星所在处，用R 表示卫星运动轨道的半径．由万有引力定律、牛顿运动定律和卫星周期T （亦即地球自转周期）可得22π2⎟⎠⎞⎜⎝⎛=T mR R Mm G (1)式中M 为地球质量，G 为引力常量，m 为卫星质量．另有gR GM20=(2)由图可知0cos R R =θ (3)由以上各式，可解得31202π4arccos ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=g T R θ(4)取T = 23小时56分4秒（或近似取T = 24小时），代入数值，可得°=3.81θ由此可知，卫星的定位范围在东经°=−°°7.533.810.135到°°°=+3.1563.810.75之间的上空．评分标准本题15分．（1）、（2）、（3）式各2分，(4) 、(5)式共2分，得出最后结论再给7分．五、用E 和I 分别表示abdc 回路的感应电动势和感应电流的大小，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知()12v v −=Bl E (1) RI 2E=(2)令F 表示磁场对每根杆的安培力的大小，则 IBl F =(3)令a 1和a 2分别表示ab 杆、cd 杆和物体M 加速度的大小，T 表示绳中张力的大小，由牛顿定律可知1ma F = (4) 2ma T Mg =− (5)2ma F T =−(6)由以上各式解得()Rml B a 212221v v −=(7) ()()Rm M l B MgR a +−−=2212222v v (8)评分标准本题15分．（1）式3分，（2）式2分，（3）式3分，（4）、（5）、（6）式各1分，（7）、(8)式各2分．六、把酒杯放平，分析成像问题．1．未斟酒时，杯底凸球面的两侧介质的折射率分别为n 1和n 0＝1．在图1中，P 为画片中心，由P 发出经过球心C 的光线PO 经过顶点不变方向进入空气中；由P 发出的与PO 成α 角的另一光线P A 在A 处折射．设A 处入射角为i ，折射角为r ，半径CA 与PO 的夹角为θ ，由折射定律和几何关系可得rn in sin sin 01=θRR 0O(1)αθ+=i (2)在△P AC 中，由正弦定理，有i R sin sin =α (3)考虑近轴光线成像，α、i 、r 都是小角度，则有i n n r 01= (4)i PCR=α(5)由 (2)、(4)、(5) 式、n 0、n 1、R 的数值及cm CO PO PC 8.4=−=，可得 i 31.1=θ(6)i r 56.1= (7)由(6)、(7)式有θ>r (8)由上式及图1可知，折射线将与PO 延长线相交于P ′，P ′即为P 点的实像．画面将成实像于P ′处．在△CA P ＇中，由正弦定理有 rP C R sin sin ′=β (9)又有βθ+=r (10)考虑到是近轴光线，由(9)、(10)式可得R r rP C θ−=′ (11) 又有 R P C P O −′=′ (12) 由以上各式并代入数据，可得cm P O 9.7=′ (13)由此可见，未斟酒时，画片上景物所成实像在杯口距O 点7.9cm 处．已知O 到杯口平面的距离为8.0cm ，2有i n nr 21= 代入n 1和n 2的值，可得i r 16.1= 与(6)式比较，可知 θ<r (16)由上式及图2可知，折射线将与OP 延长线相交于P ′，P ′即为P 点的虚像．画面将成虚像于P ′处．计算可得R rrP C −=′θ (17) 又有R P C P O +′=′ (18)由以上各式并代入数据得P O ′＝13cm （19）由此可见，斟酒后画片上景物成虚像于P ＇处，距O 点13cm ．即距杯口21cm ．虽然该虚像还要因酒液平表面的折射而向杯口处拉近一定距离，但仍然离杯口处足够远，所以人眼在杯口处向杯底方向观看时，可以看到画片上景物的虚像． 评分标准:本题15分．求得（13）式给5分，说明“看不出”再给2分；求出（19）式，给5分，说明“看到”再给3分．七、由题设条件知，若从地面参考系观测，则任何时刻，A 沿竖直方向运动，设其速度为v A ，B 沿水平方向运动，设其速度为v B ．若以B 为参考系，从B 观测，则A 杆保持在竖直方向，它与碗的接触点在碗面内作半径为R 的圆周运动，速度的方向与圆周相切，设其速度为V A ．杆相对地面的速度是杆相对碗的速度与碗相对地面的速度的合速度，速度合成的矢量图如图中的平行四边形所示．由图得A V v =θsin A(1)B A cos v =θV (2)因而θcot A B v v = (3)由能量守恒2B B 2A A A 2121cos v v m m gR m +=θ (4) 由(3)、(4) 两式及A B 2m m =得 θθθ2A cos 1cos 2sin +=gR v (5)θθθ2Bcos 1cos 2cos +=gR v (6)评分标准： 本题（15）分．（1）、（2）式各3分，（4）式5分，（5）、（6）两式各2分．八、设B 、C 右方无穷组合电路的等效电阻为BC R ，则题图中通有电流的电路可以简化为图1中的电路．B 、C 右方的电路又可简化为图2的电路，其中C B R ′′是虚线右方电路的等效电阻．由于B ′、C ′右方的电路与B 、C 右方的电路结构相同，而且都是无穷组合电路， 故有C B BC R R ′′= (1) 由电阻串、并联公式可得C B C B BCR R R ′′′′++=221 (2) 由式(1)、(2)两式得022=−−BC BC R R解得Ω=0.2BC R(3)图1所示回路中的电流为A A I 10.02183010241020=+++−+=(4)电流沿顺时针方向。
2014年高考物理分类汇编（高考真题+模拟新题）热学(1)
H 单元 热学分子动理论10．【选修3－3】(2)(6分)题10图为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V 0、压强为p 0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩，若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V 时气泡与物品接触面的面积为S ，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力．题10图10．[答案] (2)V 0Vp 0S 本题第一问考查分子动理论、内能的相关知识，第二问考查理想气体状态方程和受力分析．[解析] (2)设压力为F ，压缩后每个气泡内的气体压强为p .由p 0V 0＝pV 和F ＝pS得F ＝V 0Vp 0S 29．[2014·福建卷Ⅰ] (1)如图，横坐标v 表示分子速率，纵坐标f (v )表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比．图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是________．(填选项前的字母)A ．曲线①B ．曲线②C ．曲线③D ．曲线④29．[答案] (1)D[解析] (1)速率较大或较小的分子占少数，接近平均速率的分子占多数，分子速率不可能为0，也不可能为无穷大，因此只有曲线④符合要求．13．[2014·北京卷] 下列说法中正确的是( )A ．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C．物体温度降低，其内能一定增大D．物体温度不变，其内能一定不变13．B 本题考查分子动理论、内能相关知识．温度是分子平均动能的宏观标志．物体温度降低，其分子热运动的平均动能减小，反之，其分子热运动的平均动能增大，A错，B 对；改变内能的两种方式是做功和热传递，由ΔU＝W＋Q知，温度降低，分子平均动能减小，但是做功情况不确定，故内能不确定，C、D错．1．（2014·云南文登二模）分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质．据此可判断下列说法中正确的是( )A．布朗运动是指液体分子的无规则运动B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C．一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多D．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大1．C [解析] 布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，选项A错误；分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大再减小，选项B错误；一定质量的气体温度不变时，单个分子撞击器壁的平均作用力一定，体积减小，单位体积分子的个数增多，每秒撞击单位面积器壁的分子数增多，选项C正确；气体从外界吸收热量，做功情况不明，气体的内能变化无法确定，选项D错误．3．（2014·北京朝阳区模拟）给一定质量的温度为0 ℃的水加热，在水的温度由0 ℃上升到4 ℃的过程中，水的体积随着温度的升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”．某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在着一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在着相互作用的势能．在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的．关于这个问题，下列说法中正确的是( )A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功3．D [解析] 温度升高，水分子的平均动能增大，体积减小，分子间的结合力做负功，水分子间的总势能增大，选项D正确．5．（2014·上海嘉定区一模）图X252中能正确地反映分子间的作用力f和分子势能E p随分子间的距离r变化的图像是( )图X2525．B [解析] 分子间的作用力f＝0的位置对应分子势能E p最小的位置，能正确反映分子间的作用力f和分子势能E p随分子间的距离r变化的图像是图B.固体、液体、气体的性质33．[物理——选修3－3][2014·新课标全国卷Ⅰ] (1)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态．其p－T图像如图所示．下列判断正确的是________．A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同33．(1)ADE [解析] 本题考查了气体性质．因为pV T ＝C ，从图中可以看出，a →b 过程p T 不变，则体积V 不变，因此a →b 过程外力做功W ＝0，气体温度升高，则ΔU >0，根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知Q ＞0，即气体吸收热量，A 正确；b →c 过程气体温度不变，ΔU ＝0，但气体压强减小，由pV T ＝C 知V 增大，气体对外做功，W <0，由ΔU ＝Q ＋W 可知Q >0，即气体吸收热量，B 错误；c →a 过程气体压强不变，温度降低，则ΔU <0，由pV T ＝C 知V 减小，外界对气做功，W >0，由ΔU ＝W ＋Q 可知W <Q ，C 错误；状态a 温度最低，而温度是分子平均动能的标志，D 正确；b →c 过程体积增大了，容器内分子数密度减小，温度不变，分子平均速率不变，因此容器壁单位面积单位时间受到分子撞击的次数减少了，E 正确．17．、[2014·广东卷] 用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图10所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( )A ．体积减小，内能增大B ．体积减小，压强减小C ．对外界做负功，内能增大D ．对外界做正功，压强减小17．AC [解析] 充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体做功，由于袋内气体与外界无热交换，故由热力学第一定律知，气体内能增加，故选项C 正确，选项D 错误；体积减小，内能增加，由理想气体状态方程可知压强变大，故选项A 正确，选项B 错误．16．[2014·全国卷] 对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( )A ．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小16．BD [解析] 本题考查气体性质．压强变大，温度不一定升高，分子热运动不一定变得剧烈，A错误；压强不变，温度也有可能升高，分子热运动可能变得剧烈，B正确；压强变大，体积不一定减小，分子间的距离不一定变小，C错误；压强变小，体积可能减小，分子间的距离可能变小，D正确．6．（2014·洛阳名校联考）图X253甲是晶体物质微粒在平面上的排列情况，图中三条等长线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同，由此得出晶体具有________的性质．如图乙所示，液体表面层分子比较稀疏，分子间的距离大于分子平衡时的距离r0，因此表面层分子间作用力的合力表现为________．甲乙图X2536．各向异性引力[解析] 沿不同方向物质微粒的数目不同，使得晶体具有各向异性．当分子间的距离等于分子间的平衡距离时，分子间的引力等于斥力，合力为0；当分子间的距离大于分子间的平衡距离时，引力和斥力都减小，但斥力减小得快，合力表现为引力．3. （2014·福州质检）如图X261所示，U形气缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知气缸不漏气，活塞移动过程无摩擦．初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板．现缓慢升高缸内气体的温度，则图X262中能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图像是( )图X261图X2623．B [解析] 缓慢升高缸内气体的温度，当缸内气体的压强p<p0时，气体的体积不变，由查理定律知p ＝p 1TT 1，故缸内气体的压强p 与热力学温度T 呈线性关系；当气缸内气体的压强p ＝p 0时发生等压变化．正确的图像为图B.8．（2014·唐山一模）如图X266所示，密闭容器有进气口和出气口可以和外部连通，容器的容积为V 0，将进气口和出气口关闭，此时内部封闭的气体的压强为p 0，将气体缓慢加热，使气体的温度由T 0＝300 K 升至T 1＝350 K.(1)求此时气体的压强．(2)保持T 1＝350 K 不变，缓慢由出气口抽出部分气体，使气体的压强再回到p 0.求容器内剩余气体的质量与原来质量的比值．图X2668. (1)76p 0 (2)67[解析] (1)设升温后气体的压强为p 1，由查理定律得p 0T 0＝p 1T 1 代入数据得p 1＝76p 0. (2)抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的体积为V ，由玻意耳定律得 p 1V 0＝p 0V解得V ＝76V 0 设剩余气体的质量与原来质量的比值为k ，由题意得k ＝V 0V解得k ＝67. 内能 热力学定律10．【选修3－3】(1)(6分)[2014·重庆卷] 重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( )A．压强增大，内能减小B．吸收热量，内能增大C．压强减小，分子平均动能增大D．对外做功，分子平均动能减小10．[答案] (1)B37．(12分)【物理－3－3】[2014·山东卷] (1)如图所示，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体________．(双选，填正确答案标号) a．内能增加b．对外做功c．压强增大d．分子间的引力和斥力都增大37．[答案] (1)ab[解析] (1)根据理想气体状态方程，缸内气体压强不变，温度升高，体积增大，对外做功．理想气体不计分子间的作用力，温度升高，内能增加．选项a、b正确．17．、[2014·广东卷] 用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图10所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( )A．体积减小，内能增大B．体积减小，压强减小C．对外界做负功，内能增大D．对外界做正功，压强减小17．AC [解析]充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体做功，由于袋内气体与外界无热交换，故由热力学第一定律知，气体内能增加，故选项C 正确，选项D 错误；体积减小，内能增加，由理想气体状态方程可知压强变大，故选项A 正确，选项B 错误．2．（2014·北京顺义测试）如图G102所示，固定在水平面上的气缸内封闭着一定质量的理想气体，气缸壁和活塞绝热性能良好，气缸内气体分子间相互作用的势能忽略不计，则以下说法正确的是( )A ．使活塞向左移动，气缸内气体对外界做功，内能减少B ．使活塞向左移动，气缸内气体内能增大，温度升高C ．使活塞向左移动，气缸内气体压强减小D ．使活塞向左移动，气缸内气体分子无规则运动的平均动能减小2．B [解析] 使活塞向左移动，外界对气缸内气体做功，活塞绝热，Q ＝0，由热力学第一定律可知，内能增大，温度升高，由pV T ＝C 可知，压强增大，选项B 正确．9．（2014·烟台一模）某次科学实验中，从高温环境中取出一个如图X267所示的圆柱形导热气缸，把它放在大气压强p 0＝1 atm 、温度t 0＝27 ℃的环境中自然冷却．该气缸内壁光滑，容积V ＝1 m 3，开口端有一厚度可忽略的活塞．开始时，气缸内密封有温度t ＝447 ℃、压强p ＝ atm 的理想气体，将气缸开口向右固定在水平面上，假设气缸内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：(1)活塞刚要向左移动时，气缸内气体的温度t 1；(2)最终气缸内气体的体积V 1；(3)在整个过程中，气缸内气体对外界________(选填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气缸内气体放出的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)气体内能的减少量．图X2679．(1) 327 ℃ (2) 0.5 m 3 (3)做负功 大于[解析] (1)气体做等容变化，由查理定律得p T ＝p 0T 1 解得T 1＝600 K ，即t 1＝327 ℃.(2)由理想气体状态方程得pV T ＝p 0V 1T 0解得V 1＝0.5 m 3.(3)体积减小，气缸内气体对外界做负功；由ΔU ＝W ＋Q 知，气缸内气体放出的热量大于气体内能的减少量．实验：用油膜法估测分子的大小7．（2014·孝感二模）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用注射器将一滴油酸酒精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，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图X254所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm ，该油酸膜的面积是__________m 2；若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10－6 mL ，则油酸分子的直径是__________m ．(上述结果均保留1位有效数字)图X2547．8×10－3 5×10－10[解析] 正方形小方格的个数约为80个，油膜面积 S ＝80×1 cm 2＝8×10－3 m 2油酸分子的直径d ＝V S ＝4×10－128×10－3 m ＝5×10－10 m. 热学综合37．(12分)【物理－3－3】[2014·山东卷](1)如图所示，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体________．(双选，填正确答案标号)a．内能增加b．对外做功c．压强增大d．分子间的引力和斥力都增大(2)一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示．将一质量M＝3×103kg、体积V0＝0.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上．向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h1＝40 m，筒内气体体积V1＝1 m3.在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮，求V2和h2.已知大气压强p0＝1×105 Pa，水的密度ρ＝1×103 kg/m3，重力加速度的大小g＝10 m/s2.不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略．37．[答案] (1)ab (2)2.5 m310 m[解析] (1)根据理想气体状态方程，缸内气体压强不变，温度升高，体积增大，对外做功．理想气体不计分子间的作用力，温度升高，内能增加．选项a、b正确．(2)当F＝0时，由平衡条件得Mg＝ρg(V0＋V2)①代入数据得V2＝2.5 m3②设筒内气体初态、末态的压强分别为p1、p2，由题意得p1＝p0＋ρgh1③p2＝p0＋ρgh2④在此过程中筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2⑤联立②③④⑤式，代入数据得h 2＝10 m ⑥(2)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动．开始时气体压强为p ，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h ，外界的温度为T 0.现取质量为m 的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h 4.若此后外界的温度变为T ，求重新达到平衡后气体的体积．已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g .(2)解：设气缸的横载面积为S ，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为Δp ，由玻意耳定律得phS ＝(p ＋Δp )⎝ ⎛⎭⎪⎫h －14h S ① 解得Δp ＝13p ② 外界的温度变为T 后，设活塞距底面的高度为h ′.根据盖一吕萨克定律，得⎝ ⎛⎭⎪⎫h －14h S T 0＝h ′S T ③解得 h ′＝3T4T 0h ④据题意可得Δp ＝mg S ⑤气体最后的体积为V ＝Sh ′⑥联立②④⑤⑥式得V ＝9mghT 4pT 0.⑦ 9．（2014·石家庄二模）如图G107所示，两端开口的气缸水平固定，A 、B 是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦地滑动，其面积分别为S 1＝20 cm 2、S 2＝10 cm 2，它们之间用一根细杆连接，B 通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M ＝2 kg 的重物C 连接，静止时气缸中气体的温度T 1＝600 K ，气缸两部分的气柱长均为L ，已知大气压强p 0＝1×105 Pa ，g 取10 m/s 2，缸内气体可看作理想气体．(1)求活塞静止时气缸内气体的压强；(2)若降低气缸内气体的温度，当活塞A 缓慢向右移动12L 时，求气缸内气体的温度． 图G1079．(1)×105 Pa (2)500 K[解析] (1)设活塞静止时气缸内气体的压强为p 1，活塞受力平衡，则 p 1S 1＋ p 0S 2＝ p 0S 1＋ p 1S 2＋Mg代入数据解得压强p 1＝×105 Pa.(2)由活塞A 受力平衡可知缸内气体的压强没有变化，由盖·吕萨克定律得S 1L ＋S 2LT 1＝S 1L 2＋S 23L 2T 2代入数据解得T 2＝500 K.。
第 届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题及答案解析
ln pi
γ = p0 ln pi
④
pf
由力学平衡条件有
p=i p0 + ρ ghi
⑤
p=f p0 + ρ ghf
⑥
式中，p0 = ρ gh0 为瓶外的大气压强，ρ 是 U 形管中液体的密度，g 是重力加速度的大小．由 ④⑤⑥式得
ln(1 + hi )
γ
=
ln(1 +
hi
h0 ) − ln(1 +
hf
2014 年第 31 届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题与答案解析
2014 年第 31 届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题及答案解析
无锡市第一中学 魏熙锴
第一题（12分）
2013年6月20日，“神舟十号”女航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首
次太空授课. 授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面
体积与温度．留在瓶内的气体先后满足绝热方程和等容过程方程
ab: piγ −1T0−γ = p0γ −1T −γ
①
bc: p0 / T = p f / T0
②
由①②式得
pf pi
=
p0 pi
1/γ
③
此即
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2014 年第 31 届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题与答案解析
的关系式表示为 f ∝ aαbβ cγ ，其中指数 α, β ,γ 是相应的待定常数.）
参考答案：
（1）球形
（2）液滴的半径 r 、密度 ρ 和表面张力系数σ （或液滴的质量 m 和表面张力系数σ ）
（3）解法一
假设液滴振动频率与上述物理量的关系式为
f = k rα ρ βσ γ
名校 高考 模拟---2014年北京市高考模拟试题物理分类汇编——第一道计算题
2014年北京高考模拟试题汇编——22题计算【2014东城二模】22．（16分）已知小孩与雪橇的总质量为m = 20 kg ，静止于水平冰面上，雪橇与冰面间的动摩擦因数为 = 0.1。
已知sin37° = 0.6，cos37°=0.8，g 取10m/s 2。
（1）大人用F 1=30N 的水平恒力推雪橇，求经过4s 秒雪橇运动的距离L ； （2）如图所示，若大人用大小为F 2=50N ，与水平方向成37°角的恒力斜向上拉雪橇，使雪橇由静止开始运动1m ，之后撤去拉力，求小孩与雪橇在冰面上滑行的总距离。
【2014海淀一模】22.（16分）如图所示，水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上，圆弧轨道B 端的切线沿水平方向。
质量m=1.0kg 的滑块（可视为质点）在水平恒力F=10.0N 的作用下，从A 点由静止开始运动，当滑块运动的位移x=0.50m 时撤去力F 。
已知A 、B 之间的距离x 0=1.0m ，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10，取g =10m/s 2。
求：（1）在撤去力F 时，滑块的速度大小； （2）滑块通过B 点时的动能；（3）滑块通过B 点后，能沿圆弧轨道上升的最大高度h =0.35m ，求滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做的功。
【2014东城一模】22．（16分）水上滑梯可简化成如图所示的模型，斜槽AB 和水平槽BC 平滑连接，斜槽AB 的竖直高度H =5.0m ，倾角θ=37°。
BC 面与水面的距离h=0.80m ，人与AB 、BC 间的摩擦均忽略不计。
取重力加速度g =10m/s 2，cos37°=0.8，sin37°=0.6。
一同学从滑梯顶端A 点无初速地自由滑下，求：（1）该同学沿斜槽AB 下滑时加速度的大小a ；（2）该同学滑到B 点时速度的大小v B ；（3）从C 点滑出至落到水面的过程中，该同学在水平方向位移的大小x 。
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为同学总结归纳了高一物理暑假作业练习。
希望对考生在备考中有所帮助，预祝大
家暑期快乐。
1.如图所示，一个匝数为N = 100 匝的线圈以固定转速50 转/秒在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n1：n2 = 10：1 的变压器给阻值R = 20Ω的电阻供电，已知交流电压表的示数为20V，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是
A.电阻R 消耗的电功率为10W
B.穿过线圈平面的最大磁通量为Wb
C.t = 0 时刻流过线圈的电流不为零
.t = 0.0025s 时刻穿过线圈平面的磁通量为Wb
3.陕西省2014 届高三下学期第一次联考如图所示.一理想变压器原线圈的匝数为n1
副线圈的匝数为n2，原线圈所接电源为交变电流.副线圈上接有一电阻R，原、副线圈
所接电表均为理想电表。
若只减少副线圈的匝数n2 则BCD
A.交流电的频率变小
B.电流表的示数变小
1。
最新【精选】清北学堂暑期综合试题及答案-07刘革平老师资料
精品文档 072011暑期综合试题清北学堂（刘革平老师）题号 11 总分7 8 9 10 1 2 3 4 5 6满分11 100 8 10 10 9 11 4 9 12 10 6得分评卷人小时内不得离场。
时1小时。
迟到超过30分钟者不能进考场。
开始考试后?竞赛时间3 放在桌面上，立即起立撤离考场。
(背面朝上)间到，把试卷姓名、考号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论。
?请将答案写在指定的位置。
?允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
?相对原子质量HeH1.0084.003NeOFCNBBeLi20.1810.8112.016.9419.01219.0014.0116.00MgArSAlSiPClNa39.9524.3128.0926.9830.9735.45 22.9932.07KrAsGeGaNiCuZnFeSeKCaScTiVCoBrMnCr39.1078.9665.3955.8569.7274.9244.9647.8850.9483.8079.9072.6158. 9340.0858.6963.5552.0054.94CdSn I AgInXePdSrTe RuRhSb TcNbRbMoYZr126.9114.8127.6112.491.22121.8118.795.9498.91101.1131.385.4787.6288.91107.992.91106.4102.9RnAtPoBiPbW TaRe IrPt HgTl HfAuBaCsOs-LaLu[210][210][210][222]209.0207.2200.6204.4178.5180.9183.9197.0195.1192.2186.2132.9137.3190.2FrRa RfBh HsMtSgDb[223][226]Ac-Lr精品文档．精品文档（由奥赛网提供）MIC142）是制造某些杀虫剂的中间体，是一种剧分）第题（本题共甲基异氰酸酯（NOCH1984BhopalMIC毒的物质，。
清北学堂高中物理竞赛模拟题2
一类是磁化电流，它是由磁介质的分子决定的电流（安培曾提出过分子环流假说），没有热效应。
为便于理解，如下图所示， 0为线圈中的传导电流， 为磁介质中的磁化电流。现定义，在线性磁
介质中，
0 ， 称为磁介质的磁导率， 定义为磁场强度。在本题中我们认为
，
然而对于空气（或真空），
恒成立。可以证明
0
0
其中 0 为通过环路 L 的传导电流。 如图一，设环形细铁芯的磁导率为 ，由于 很大，磁场线几乎全部集中在铁芯环中，漏磁可以 忽略。在铁芯的一部分处缠绕线圈，匝数为 N，线圈电流为 I，铁芯的横截面积为 S，周长为 l， 试求出磁通量大小 。磁通量仍然定义为：
（3.2）在上一问的条件下，试讨论 e 0 R μ的取值，求发生第 n 次碰撞后的瞬间球体的速度 、转动 角速度 以及此时的时刻 。
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头方向的夹角 0 的可能取值（逆时针为正）。
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五、（40 分） 磁场的作用，从宏观到微观，从电流到粒子： 众所周知，磁场和电流满足安培环路定理
0
其中
为通过环路 L 的所有电流。，我们现将该定律扩展一下：
“所有电流”包含两个部分：一类是传导电流，这是由导线中的自由电子决定的电流，有热效应；
二、温室效应对地表温度的影响。（35 分） 假设把太阳和地球当做理想黑体，太阳的辐射场均匀，且不考虑太阳和地球相对运动带来的影响。已 知太阳的温度为 ,半径为 R;日地距离为 d，地球的半径为 r,地球表面由于冰川的存在对太阳辐射的 平均反射率为 Q。试利用此简化模型进行估算（ 6000K，R 7 × 0 ， ͳ × 0 ， 6㌳00 ，Q 0ͳ3） （1）假设地球上没有大气，试计算地球达到辐射平衡时的温度 。 （2）考虑大气的影响，把大气理想化为灰体，已知太阳的辐射主要为短波辐射，大气层对这部分热 辐射不吸收也不反射，而地球的热辐射主要为长波辐射，大气对其吸收率和热辐射的放射率均为P, 试 求辐射平衡时地球和大气的温度分别为多少？（P 0ͳ7 ） （3）如果温室气体增多，且与大气分布在不同的高度,在大气层之内，相当于又增加了一层温室气体 层，大气和温室气体的辐射也为长波辐射，温室气体对长波辐射吸收率和热辐射的放射率均为 W，试 求稳定时地球的温度和由于温室气体增多带来的升温为多少（与第 2 问相比）？（W 0ͳ7 ）
2014年全国卷1(物理)含答案
绝密★启用前2014年普通高等学校招生全国统一考试理科综合·物理（全国Ⅰ卷）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。
回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
二、选择题：本题共8小题，每小题6分。
在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21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. 在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是【D】A. 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B. 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C. 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D. 绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化15. 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是【B】A. 安培力的方向可以不垂直于直导线B. 安培力的方向总是垂直于磁场的方向C. 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D. 将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半16. 如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。
一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ 的中点O。
已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变。
不计重力。
铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为【D】A. 2B. 2C. 1D.2 217. 如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态。
现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。
2014年普通高等学校招生全国统一考试模拟试题精编(一)物理试题Word版含详解
高考模拟试题精编(一)【说明】 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有一个或一个以上选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分．1．在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( )A ．安培首先提出了磁场对运动电荷的作用力公式B ．法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转发现了电流的磁效应C ．楞次发现了电磁感应现象，并研究得出了判断感应电流方向的方法——楞次定律D ．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律 2.如图所示，两个等量异种点电荷对称地放在一无限大平面的两侧(两点电荷未画出)，O 点是两点电荷连线与平面的交点，也是连线的中点．在平面内以O 点为圆心画两个同心圆，两圆上分别有a 、b 、c 、d 四个点，则以下说法错误的是( ) A ．a 、c 两点电场强度大小相等 B ．c 、d 两点电场强度一定相等C．a、b两点电势一定相等D．a、d两点电势一定相等3．a、b两车在同一直线上做匀加速直线运动，v－t图象如图所示，在15 s末两车在途中相遇，由图象可知()A．a车的速度变化比b车慢B．出发前a车在b车之前75 m处C．出发前b车在a车之前150 m处D．相遇前a、b两车的最远距离为150 m4．2012年6月，“神九”飞天，“蛟龙”探海，实现了“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”这个充满浪漫主义气概的梦想．处于340 km高空的“神九”和处于7 000 m深海的“蛟龙”的向心加速度分别为a1和a2，转动的角速度分别为ω1和ω2，下列说法中正确的是()A．因为“神九”离地心的距离较大，根据ω＝vr得：ω1<ω2B．根据ω＝2πT可知，ω与圆周运动的半径r无关，所以ω1＝ω2C．因为“神九”离地心的距离较大，根据a＝GMr2得：a1<a2D．因为“神九”离地心距离较大且角速度也较“蛟龙”大，根据a＝ω2r得：a1>a25．甲、乙两运动物体在t1、t2、t3时刻的速度矢量分别为v1、v2、v3和v1′、v2′、v3′.下列说法中正确的是()A．甲做的可能是直线运动，乙做的可能是圆周运动B．甲和乙可能都做圆周运动C．甲和乙受到的合力都可能是恒力D．甲受到的合力可能是恒力，乙受到的合力不可能是恒力6.如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上．若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0)．由此可求出()A．物块的质量B．斜面的倾角C．物块与斜面间的最大静摩擦力D．物块对斜面的正压力7.导体A、B、C的伏安特性曲线分别是图线1、2、3，其中导体C为一非线性电阻．当它们串联后接在电压恒为6 V的直流电源两端时，它们的电阻分别为R1、R2、R3，则下列说法正确的是()A．此时流过三导体的电流均为1 AB．R1∶R2∶R3＝1∶3∶2C．若将三导体串联后接在3 V的直流电源上，则三导体的阻值之比不变D．若将三导体并联后接在3 V的直流电源上，则通过它们的电流之比I1∶I2∶I3＝3∶2∶18.自耦变压器的输入端接在内阻为r的交流电源上，输出端接阻值为R的负载．如果要求负载R上消耗的电功率最大，变压器原、副线圈的匝数比应为(变压器为理想变压器，输入端的电动势恒定)()A ．小于rR B ．等于r R C ．等于Rr D ．大于R r9.如图所示，两个质量均为m 的完全相同的小球A 和B 用轻杆连接，由静止从曲面上释放至滑到水平面的过程中，不计一切摩擦，则杆对A 球做的功为( ) A.12mgh B ．－12mgh C ．mgh D ．－mgh 10.如图所示，质量为M 的足够长金属导轨abcd 放在光滑的绝缘水平面上．一电阻为r ，质量为m 的导体棒PQ 放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc 构成矩形．棒与导轨间光滑、棒左侧有两个固定于水平面的光滑立柱．导轨bc 段电阻为R ，长为L ，其他部分电阻不计．以ef 为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向右，磁感应强度大小均为B .在t ＝0时，一水平向左的拉力F 垂直作用在导轨的bc 边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a .则( ) A ．F 与t 成正比 B ．F 与t 2成正比C ．当t 达到一定值时，QP 刚好对轨道无压力D ．若F ＝0，PQbc 静止，ef 左侧磁场均匀减小，当ΔBΔt 达到一定值时，QP 刚好对轨道无压力 答题栏第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、非选择题：本题共5小题，共60分．按题目要求作答．解答题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，答案中必须明确写出数值和单位．11.(5分)现用如图所示的装置探究“加速度与物体受力的关系”．小车所受拉力及其速度可分别由拉力传感器和速度传感器记录下来．速度传感器安装在距离L＝48.0 cm的长木板的A、B两点．(1)实验主要步骤如下：A．将拉力传感器固定在小车上；B．平衡摩擦力，让小车在没有拉力作用时能做匀速直线运动；C．把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与轻质小盘(盘中放置砝码)相连；D．接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率v A、v B；E．改变小盘中砝码的数量，重复D的操作．由以上实验可得出加速度的表达式a＝________.(2)现已得出理论上的a－F图线，某同学又用描点法根据实验所得数据，在坐标纸上作出了由实验测得的a－F图线．对比实验结果与理论计算得到的两个关系图线，，偏差的主要原因是___________________________．12．(10分)某同学要测量一节干电池的电动势和内阻．他根据老师提供的以下器材画出了如图所示的原理图．A．电压表V(15 V,10 kΩ)B．电流表G(量程3.0 mA，内阻R g为10 Ω)C．电流表A(量程0.6 A，内阻约为0.5 Ω)D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，10 A)E．滑动变阻器R2(0～100 Ω，1 A)F．定值电阻R3＝990 ΩG．开关S和导线若干(1)该同学没有选用电压表是因为________；(2)该同学将电流表G与定值电阻R3串联，实际上是进行了电表的改装，则他改装的电压表对应的量程是________V；(3)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是________(填写器材前的字母编号)；(4)该同学利用上述实验原理图测得以下数据，并根据这些数据绘出了如图所示的图线，根据图线可求出干电池的电动势E＝________V(保留3位有效数字)，干电池的内阻r＝________Ω(保留2位有效数字).13．(13分)如图所示，在光滑水平面上有一长为L1、宽为L2的单匝矩形闭合导体线框abcd，处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，其ab边与磁场的边界重合．线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为R.现用垂直于线框ab边的水平拉力，将线框以速度v向右沿水平方向匀速拉出磁场(此过程中保持线框平面与磁感线垂直，且ab边与磁场边界平行)，线框中产生的焦耳热与导体线框abcd以ab为轴匀速顺时针(cd向上)转动90°过程中线框中产生的焦耳热相同．求线框匀速转动的角速度．14.(14分)如图所示，传送带A、B间距离L＝5 m且在同一水平面内，两个轮子半径均为r ＝0.2 m，半径R＝0.4 m的固定竖直光滑圆轨道与传送带相切于B点，C点是圆轨道的最高点．当传送带静止不动时，质量m＝1 kg的小煤块在A点以初速度v0＝215 m/s开始运动，刚好能运动到C点．重力加速度g＝10 m/s2.求：(1)当传送带的轮子以ω＝10 rad/s的角速度匀速转动时，将小煤块无初速地放到传送带上的A点，求小煤块从A点运动到B点的过程中在传送带上划过痕迹的长度．(2)当传送带的轮子匀速转动的角速度在什么范围内时，将小煤块无初速地放到传送带上的A点，小煤块运动到C点时对圆轨道的压力最大，最大压力F C是多大．15.(18分)如图所示，电源电动势为E0(未知)，内阻不计，滑动变阻器的滑片P处于R的中点．一质量为m，带电荷量为q的粒子(重力不计)从加速电场AK中的s1点由静止经加速电场加速后，沿s1s2方向从边长为L的正方形场区的中间进入有界均匀场区．当场区内只加竖直向上的匀强电场(电场强度为E)时，带电粒子恰从b点射出场区．(1)求加速电源的电动势E0.(2)若滑动变阻器的滑片位置不变，场区内只加垂直纸面向里大小为B的匀强磁场，带电粒子仍从b点射出，则带电粒子的比荷qm为多大？(3)若使带电粒子进入场区后不改变方向，需在场区内同时加匀强电场和匀强磁场，求所加复合场的电场强度E1与磁感应强度B1之比．附加题：本题共3小题，每小题15分．分别考查3－3、3－4、3－5模块．请考生根据本省考试情况选择相应题目作答，其分值不计入总分．1．[物理——选修3－3](15分)(1)(5分)下列说法中正确的是________．A．物体是由大量分子组成的，分子间的引力和斥力同时随分子间距离的增大而减小B．悬浮在水中的花粉颗粒运动不是水分子的运动，而是花粉分子的运动C．物体的机械能可以为零，而内能不可以为零D．第二类永动机违反能量守恒定律E．一定质量的理想气体压强不变，温度升高时吸收的热量一定大于内能的增加量(2)(5分)已知家用煤气的主要成分是一氧化碳，其密度小于空气的密度，且空气在常温下的密度为1.29 kg/m3，如果家庭出现了煤气泄漏，当煤气的质量达到空气总质量的6%时可发生爆炸．若某家庭密闭的厨房中煤气发生泄漏，且泄漏的速度是10 g/min，则煤气可发生爆炸时煤气已经泄漏了________h；若爆炸时厨房的温度迅速上升到1 500℃，则此时厨房内的气体压强为________Pa.(假设厨房的空间体积为30 m 3，大气压强为105 Pa ，厨房温度为27℃，忽略煤气泄漏及爆炸反应对厨房内空气分子数的影响) (3)(5分)如图所示，光滑水平地面上放有一质量为m 的导热气缸，用活塞封闭了一部分气体．活塞质量为m2，截面积为S ，可无摩擦滑动，气缸静止时与缸底距离为L 0.现用水平恒力F 向右推气缸，最后气缸与活塞达到相对静止状态．已知大气压强为p 0.求：①稳定时封闭气体的压强； ②稳定时活塞与气缸底部的距离． 2．[物理——选修3－4](15分)(1)(5分)欧洲大型强子对撞机是现在世界上体积最大、能量最高的加速器，是一种将粒子加速对撞的高能物理设备．该设备能把数以万计的粒子加速到相当于光速的99.9%，粒子流每秒可在隧道内狂飙11 245圈，单束粒子能量可达7万亿电子伏．则下列说法中错误的是________．A ．如果继续对粒子进行加速，粒子的速度不能达到光速B ．如果继续对粒子进行加速，粒子的速度能够达到光速C ．如果继续对粒子进行加速，粒子的速度能够超过光速D ．粒子高速运动时的质量大于静止时的质量E ．粒子高速运动时的质量小于静止时的质量(2)(5分)一简谐横波以2 m/s 的波速沿x 轴正方向传播．已知t ＝0时的波形如图所示，则该波的周期为________，t ＝0时刻x ＝0处的质点运动方向为________，x ＝0处的质点在最短时间t ＝________s 时速度值最大．(3)(5分)为了研究光通过折射率n ＝1.6的球形玻璃的偏折现象，让一细束光线射入玻璃球，玻璃球的半径R＝10 mm，球心O到入射光线的垂直距离d＝8 mm.(sin 53°＝0.8)①在图上画出该束光线射入玻璃球后，第一次从玻璃球中射出的光路图．②求这束光线从射入玻璃球到第一次射出玻璃球，光线偏转的角度．3．[物理——选修3－5](15分)(1)(5分)关于近代物理内容的若干叙述正确的是________．A．自然界中含有少量的14C,14C具有放射性，能够自发地进行β衰变，因此在考古中可利用14C来测定年代B．重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损C．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小E．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大(2)(5分)核能发电已经成为人类开发和利用新能源的重要途径，某舰艇想依靠所携带的10.9 kg铀丸，利用其放射性衰变释放的能量发电．已知铀丸(23892U)衰变后成为23490Th，则衰变方程为________；若分别用m1、m2、m3表示衰变过程中23892U 核、23490Th核和放出的粒子的质量，则衰变过程中释放出的核能可以表示为________．(3)(5分)如图所示，质量为m1＝60 kg的滑块在光滑水平面上以速度v1＝0.5 m/s 向右运动，质量为m2＝40 kg的滑块(包括小孩)在光滑水平面上以速度v2＝3 m/s 向左运动，为了避免两滑块再次相碰，在两滑块靠近的瞬间，m2上的小孩用力将m1推开．求小孩对m1做功的范围．(滑块m2与右边竖直墙壁碰撞时无机械能损失，小孩与滑块不发生相对滑动，光滑水平面无限长)高考模拟试题精编(一)参考答案1．D 洛伦兹提出了磁场对运动电荷的作用力公式，A 错．奥斯特发现了电流的磁效应，B 错．法拉第发现了电磁感应现象，C 错．库仑利用扭秤发现了电荷之间的相互作用规律，D 正确．2．A 因为两个等量异种点电荷对称地放在大平面的两侧，电场线应该垂直平面，且该平面应该是一个等势面，所以C 、D 说法是正确的，根据电场线的分布情况，说法A 错、B 正确，故选A.3．AD 由v －t 图象可知，两车的加速度分别为a a ＝1510 m/s 2＝1.5 m/s 2，a b ＝3015m/s 2＝2 m/s 2，车的加速度是表示车的速度变化快慢的物理量，A 对；相遇时，x a ＝12×10×15 m ＝75 m ，x b ＝12×15×30 m ＝225 m ，x a ＋Δx ＝x b ，所以a 车在b 车前Δx ＝x b －x a ＝150 m ，B 、C 错误；由图象可知，两车位移差随时间的增加而增大，且它们在15 s 时相遇，即意味着它们的距离从150 m 一直减小到0，所以D 正确．4．D 根据ω＝v r 可知，做圆周运动的角速度不仅与r 有关，还与线速度v 有关，所以A 、B 均错；因为“蛟龙”属于天体自转问题，它转动的角速度与地球同步卫星相同，“神九”与同步卫星相比，根据G Mm r 2＝mω2r 得“神九”的角速度较大，即“神九”的角速度大于“蛟龙”随地球自转的角速度，根据a ＝ω2r 得C 错、D 正确．5．BD 甲、乙两物体速度的方向在改变，不可能做直线运动，则A 错；从速度变化量的方向看，甲的方向一定，乙的发生了变化，甲的合力可能是恒力，也可能是变力，而乙的合力不可能是恒力，则C 错误；B 、D 正确．6．C 物块在斜面上处于静止状态，先对物块进行受力分析，确定其运动趋势，列平衡方程可得F f max .物块受与斜面平行的外力F 作用，而在斜面上静止，此时摩擦力的大小和方向将随F 的变化而变化．设斜面倾角为θ，由平衡条件F 1－mg sin θ－F f max ＝0，F 2－mg sin θ＋F f max ＝0，解得F f max ＝F 1－F 22，故选项C 正确．7．AB 由题给的伏安特性曲线可知，当三导体串联接在电压恒为6 V 的直流电源的两端时，作平行U 轴的直线使三导体两端的总电压为6 V ，R 1、R 2、R 3两端的电压分别为1 V 、3 V 、2V ，此直线恰好过I 轴的1 A 处，可知A 、B 正确；同样可判断C 错误；若将三导体并联后接在3 V 的直流电源上，过U 轴3 V 作平行I 轴的竖直线可知，通过三导体的电流分别约为3 A 、1 A 和2.2 A ，可知D 错．8．B 设变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，输入端的电动势为E ，电流分别为I 1、I 2，电压分别为U 1、U 2，则：U 1＝E －I 1r ，电阻R 消耗的电功率P ＝U 2I 2＝U 1I 1，即P ＝(E －I 1r )I 1＝－I 21r ＋EI 1，可见当I 1＝E 2r 时，P 有最大值P max ＝E 24r，此时U 1＝E －I 1r ＝E －E 2r r ＝E 2，则U 2＝n 2n 1U 1＝n 2n 1E 2，I 2＝U 2R ＝n 2n 1E 2R ，又因I 1I 2＝n 2n 1，联立以上各式得：n 1n 2＝r R ，故A 、C 、D 错，B 对．9．B 由初、末状态看出，A 、B 的机械能：E A 初－E B 初＝mgh ①，E A 末－E B 末＝0②，由①②得：(E A 初－E A 末)＋(E B 末－E B 初)＝mgh ，即ΔE A 减＋ΔE B 增＝mgh ③，由A 、B 系统机械能守恒可知ΔE A 减＝ΔE B 增④，联立③④得：ΔE A 减＝12mgh ，根据功能关系得，杆对A 球做的功为－12mgh ，则A 、C 、D 错，B 对．10．C bc 切割磁感线运动时产生的感应电动势为E ＝BL v ，感应电流I ＝E R ＋r ，由于bc 做初速度为0的匀加速运动，所以v ＝at ，bc 受到的安培力F A ＝BIL ，对于金属导轨abcd ，根据牛顿第二定律得：F －F A ＝Ma ，联立上面各式得：F ＝Ma＋B2L2aR＋rt，所以A、B均错；当bc向左运动时，根据楞次定律，QP的电流方向由Q→P，根据左手定则可知，C正确；若F＝0，PQbc静止，当ef左侧磁场均匀减小时，QP的电流方向由P→Q，根据左手定则可知，D错．11．解析：(1)小车从A到B做匀加速直线运动，由运动学公式2aL＝v2B－v2A，得加速度a＝v2B－v2A 2L.(2)实验所得图线为直线，但不过原点，当F有一定数值时，小车加速度仍为零，说明没有完全平衡摩擦力，也可能拉力传感器读数存在误差，即读数偏大．答案：(1)v2B－v2A2L(3分)(2)没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大(2分)12．解析：(1)因为电压表量程远大于干电池的电动势；(2)改装电压表的量程等于电流表G的满偏电流与电流表G所在支路总电阻的乘积，即U V＝I g(R3＋R g)＝3.0×10－3×(990＋10)V＝3.0 V；(3)为了便于调节，滑动变阻器的阻值不能太大，选择R1比较合适；(4)由于R3支路电阻远大于滑动变阻器R1所在支路电阻，所以干路电流近似等于I2，闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir可变形为：E＝I1(R3＋R g)＋I2r，即I1＝ER3＋R g－rR3＋R gI2，由图象知直线与纵轴的截距为ER3＋R g＝1.48mA，解得E＝1.48 V，直线斜率的绝对值为rR3＋R g＝(1.48－1.06)×10－30.5，解得r＝0.84 Ω.答案：(1)电压表量程太大(2分)(2)3(2分) (3)D(2分)(4)1.48(2分)0.84(2分) 13．解：线框被拉出磁场的过程中：产生的感应电流I＝BL2vR(2分)需要的时间t ＝L 1v (1分)所以产生的焦耳热Q ＝I 2Rt ＝B 2L 1L 22v R ①(2分)线框转动90°过程中：产生感应电流的最大值I max ＝BL 1L 2ωR (2分)有效值I ′＝BL 1L 2ω2R (1分) 需要的时间t ′＝π2ω(1分)所以产生的焦耳热Q ＝I ′2Rt ′＝πBL 21L 22ω4R ②(2分) 联立①②得：ω＝4v πL 1(2分) 14．解：(1)当传送带静止不动时，小煤块刚好能运动到C 点，则在C 点，根据牛顿第二定律得：mg ＝m v 2C R ①(1分)小煤块从A →C 过程中，由动能定理得：－μmgL －2mgR ＝12m v 2C －12m v 20 ②(1分)联立①②得μ＝0.4(1分)当传送带的轮子以ω＝10 rad/s 的角速度匀速转动时，传送带的线速度v ＝ωr ＝2 m/s(1分)由v 22μg ＝0.5 m<L ，得小煤块在传送带上加速的时间t ＝v μg ＝0.5 s(1分)小煤块与传送带的相对位移为l ＝v t －v 2t ＝0.5 m ，即划过痕迹的长度为0.5 m(2分)(2)当小煤块在传送带上一直加速时，小煤块到达B 点的速度最大，在C 点对圆轨道的压力最大．设小煤块到达B 点的最大速度为v B ，则：μmgL ＝12m v 2B (1分)解得v B ＝210 m/s(1分)传送带的线速度v ≥210 m/s ，即传送带的角速度ω≥1010 rad/s 时，小煤块在C 点对圆轨道的压力最大(1分)小煤块从B →C ，由机械能守恒定律得：2mgR ＝12m v 2B －12m v 2C max ③(1分)小煤块此时在C 点，由牛顿第二定律得：F max ＋mg ＝m v 2C max R ④(1分)联立③④得F max ＝50 N(1分)根据牛顿第三定律得，对圆轨道最大压力F C ＝F max ＝50 N(1分)15．解：(1)设带电粒子加速后的速度大小为v 0，则在加速电场中，由动能定理得：Uq ＝12m v 20 ①(2分)在偏转电场中做类平抛运动：L ＝v 0t ②(1分)L 2＝12Eq m t 2 ③(1分)联立解得：U ＝EL 2 ④(1分)由闭合电路欧姆定律得：E 0＝2U ＝EL (2分)(2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为R ，如图，由几何关系得：R 2＝L 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫R －L 22 ⑤(2分) 由向心力为洛伦兹力得：Bq v 0＝m v 20R ⑥(2分)联立解得：q m ＝16E 25B 2L ⑦(2分)(3)带电粒子在复合场中做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡：q v 0B 1＝qE 1 ⑧(3分)联立解得：E 1B 1＝4E 5B (2分) 附加题1．(1)解析：根据分子动理论，A 对；布朗运动不是分子的运动，B 错；物体的内能是物体的所有分子动能与分子势能的总和，由于分子动能不可能为零，所以物体内能不可以为零，C 对；第二类永动机违反热力学第二定律，不违反能量守恒定律，D 错；由pV T ＝C 得，气体压强不变温度升高时体积V 变大，气体对外做功，W <0，根据热力学第一定律Q ＋W ＝ΔU 得E 正确．答案：ACE(5分)(2)解析：由题意可知煤气可发生爆炸时的质量m ＝6%ρV ＝2.322 kg ，则煤气泄漏的时间t ＝m 10 g/min 232.2 min ＝3.87 h ．把空气近似看做理想气体，则由题意可知在爆炸瞬间可看做是体积不变的过程，则由查理定律可得p 1T 1＝p 2T 2，所以爆炸瞬间产生的气体压强为p 2＝p 1T 2T 1＝6×105Pa. 答案：3.87(2分) 6×105(3分)(3)解：①对整体：F ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫m ＋m 2a (1分)对活塞：(p －p 0)S ＝m 2a (1分)联立可得：p ＝p 0＋F 3S (1分)②根据玻意耳定律得：p 0L 0＝pL (1分)所以L ＝p 0p 0＋F 3SL 0(1分)2．(1)解析：根据公式u ＝u ′＋v 1＋u ′v c 2可知粒子的速度u 不可能等于或大于光速，所以A 正确，B 、C 错误；根据公式m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2可知高速运动的粒子的质量m 大于静止时的质量m 0，故D 正确、E 错误．答案：BCE(5分)(2)解析：由图可知，该波的波长λ＝4 m ，所以该波的周期T ＝λv ＝2 s ；根据波的传播方向与质点振动方向的关系得t ＝0时刻x ＝0处的质点运动方向为y 轴负方向；根据波的传播方向和t ＝0时刻的波的图象及y ＝A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT t ＋φ0可得，x ＝0处的质点的φ0＝5π6，x ＝0处的质点运动到平衡位置时速度值最大，所以最短时间t＝16 s.答案：2 s(1分) y轴负方向(2分) 16(2分)(3)解：①如图所示(1分)②由几何关系得sin θ1＝d R ＝0.8(1分)即θ1＝53°(1分)由折射定律得sin θ1＝n sin θ2解得θ2＝30°(1分)则φ＝2(θ1－θ2)＝46°(1分)3．(1)解析：根据原子核衰变的半衰期规律及其应用可知A 对；重核的裂变过程中有质量亏损，B 错；原子核的比结合能越大越稳定，C 对；核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，电势能减小，线速度增大，动能增大，总能量减小，部分转化为光子的能量，D 对；根据光电效应规律，从金属表面逸出的光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，E 错．答案：ACD(5分)(2)解析：根据衰变过程中质量数和电荷数守恒可知，放出的粒子应为α粒子，衰变方程为238 92U →234 92Th ＋42He.由爱因斯坦的质能方程可知，释放出的核能为(m 1－m 2－m 3)c 2.答案：238 92U →234 90Th ＋42He(2分)(m 1－m 2－m 3)c 2(3分)(3)解：小孩用力将m 1推开的过程中，m 1、m 2组成的系统动量守恒，得： m 2v 2－m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′(1分)其中v 2′＝±v 1′是避免两滑块再次相碰的临界条件，即v 2′＝m 2v 2－m 1v 1m 2±m 1(1分) 代入数据解得v 11′＝0.9 m/s ，v 12′＝4.5 m/s(1分)所以小孩对m 1做功的最小值是W min ＝12m 1(v ′211－v 21)＝16.8 J(1分)小孩对m 1做功的最大值是W max ＝12m 1(v ′212－v 21)＝600 J(1分)。