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陕西省西安市2013届高三物理第六次模拟考试试题新人教版


陕西省师大附中 2013 届高三第六次模拟考试物理试题
14.由于万有引力和库仑力具有相似的规律,所以引力场和静电场之间有许多相似的性质, 在处理有关问题时可以采用类比的方法.例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强 度,其定义式为 ,在引力场中可以用一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱.设

地球质量为 M,半径为 R,地球表面处重力加速度为

g,引力常量为 G。如果一个质量为 m 的物体位于距地表 R 处的某点,则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是( ) A. B.
Gm 4R2

C.

D.

15.如图所示,一物体以初速度 v0 冲向光滑斜面 AB,并恰好能沿斜面升高 h,下列说法中 正确的是( ) A.若把斜面的 CB 段锯掉,物体冲过 C 点后仍升高 h B.若把斜面弯成圆弧形 D,物体仍沿圆弧升高 h C.若增大斜面与水平面的倾角(小于 90 )物体上升的 高度可能大于 h D.若把斜面 AB 变成曲面 AEB,物体沿此曲面上升仍能到 B 点 16.在某星球表面以初速度 v0 竖直上抛一个物体,若物体只受该星球引力作用,忽略其他 力的影响,物体上升的最大高度为 h,已知该星球的直径为 d,如果要在这个星上发射一颗 绕它运行的卫星,其做匀速圆周运动的最小周期为( )
0

2? v A. 0

dh
B.

?
v0

d h

2? v C. 0

h d

?
D.

v0

dh

17.如图所示,OA 为一遵从胡克定律的绳,其一端固定于天花板上的 O 点,另一端与静止 在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块 A 相连, 当绳处在竖直位置时, 滑块 A 对地面有压力 作用,B 为紧挨绳的一光滑水平小钉,它到天花板的距离 等于弹性橡皮条的自然长度,现用一水平力 F 作用于 A, 之向右做直线运动,在运动过程中(不超过橡皮条的弹性 度) ,作用于 A 的摩擦力( A.逐渐增大 C.保持不变 ) OB 使 限

B.逐渐减小 D.先增大后减小

18. 如图所示, 处于真空中的匀强电场与水平方向成一定夹角, AB直线与场强E互相垂直. 在 A点以大小为Vo的初速度水平抛出一质量为m、带电荷量为+q 的小球, 经时间t, 小球下落一段距离过C点 (图中未画出) 时, 其速度大小仍为Vo,则在小球由A点运动到C点的过程中,下列
1

说法正确的是(

) B.C 点位于 AB 直线的右方
2 2

A.电场力对小球做功为零

mg t C.小球机械能减少量为小于 2

D.小球的电势能减小

19.如图所示电路中,电源内电阻为 r,R1、R3、R4 均为定值电阻, 电表均为理想电表。闭合电键 S,将滑动变阻器 R2 的滑片向上滑 动,电流表和电压表示数变化量的大小分别为?I、?U,下列结论 中正确的是( ?U >r ?I ) B.电压表示数变大 D. ?U <r ?I

A.电流表示数变大 C.

20.如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电量均相同的正、负离 子(不计重力) ,从 O 点以相同的速度先后射人磁场中,入射方向与边界成 θ 角,则正、负 离子在磁场中( ) A.运动时间相同 B.运动轨迹的半径相同 C.重新回到边界时速度相同 D.重新回到边界的位置与 O 点的距离相等 21.如图所示,一面积为 S,电阻为 R 的 N 匝矩形线圈处于一个交变的磁场中,磁感应强度 的变化规律为 B=B0sinω t.下列说法正确的是( A.线框中会产生交变电流 B.在 t= )

? 时刻,线框中感应电流达到最大值 ?

C.从 t=0 到 t=

? 这一过程中通过导体横截面积的电荷量 2?



B 0S R

D.若只增大变化磁场的频率,则线框中感应电流的频率也将增加,但电流的有效值不变

第Ⅱ卷 非选择题 三、非选择题: (包括必考题和选考题两部分。第 22 题—第 32 题为必考题,每个小题考生 都必须做答。第 33 题—第 39 题为选考题,考生根据要求做答。 ) (一)必考题(共 11 题,129 分)

2

22.(5 分)某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。 在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器 A、D,滑块 P 上固定一遮光条,若 光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑 块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器 A、B 时,通过计算机可以得到如 图乙所示的电压 U 随时间 t 变化的图像。

(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)至于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的 ? t1

? t2(选填“大于”、“等于”或“小于”)时,说明气垫导轨已调水平。
(2)用螺旋测微器测遮光条宽度 d,测量结果如图丙所示,则 d= mm。 (3)滑块 P 用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与质量为 m 的钩码 Q 相连,将滑块 P 由图甲 所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示,若 ? t1、 ? t2、m、g 和 d 已知,若已测 出滑块质量 M ,两光电门间距离 L。 上述物理量间满足关系式 过程中,滑块和砝码组成的系统机械能守恒。 23. 分)测量一块量程已知的电压表的内阻,器材如 (9 A.待测电压表(量程 3V,内阻约 3KΩ ) B.电流表(量程 3A,内阻 0.01Ω ) C.定值电阻(R=3KΩ ,额定电流 0.5A) D.电池组(电动势略小于 3V,内阻不计) E.开关两个 F.导线若干 有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作: (1)为了更准确的测出该电压表内阻,请在方框中画出实验电路图 (2)用你选择的电路进行实验时,需要直接测量的物理量 量表示电压表内阻,其表达式应为 Rv= 。 ;用上述所测各物理 下: ,则表明在上述

24. (15 分)2012 年 11 月 25 日,中国首艘装有帮助 飞机起飞弹射系统的航母“辽宁舰”完成了歼-15 首 次起降飞行训练并获得成功。已知歼-15 在跑道上加 速时可能产生的最大加速度为 5.0m/s , 当歼-15 的速 度达到 50m/s 时才能离开航空母舰起飞.设航空母舰
3
2

处于静止状态.求: ⑴若要求歼-15 滑行 160m 后起飞,弹射系统必须使飞机具有多大的初速度? ⑵若“辽宁舰”上不装弹射系统, 要求该种飞机仍能此舰上正常起飞, 问该舰身长至少应为 多长? ⑶若“辽宁舰”上不装弹射系统, 设航空母舰甲板长为 L=160m, 为使歼-15 仍能从此舰上正 常起飞,可采用先让“辽宁舰”沿飞机起飞方向以某一速度匀速航行,再让歼-15 起飞,则 “辽宁舰”的航行速度至少为多少? 25. (18分)如图甲所示,一个质量m=0.1 kg的正方形金属框总电阻R=0.5 Ω ,金属框放 在表面绝缘且光滑的斜面顶端(金属框上边与AA′重合), 自静止开始沿斜面下滑, 下滑过程 中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与

BB′重合),设金属框在下滑过程中的速度为v,与此对应的位移为s,那么v2—s图象(记录
了线框运动全部过程)如图乙所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上。试问: g取10m/s ) ( (1)根据v —s图象所提供的信息,计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少? (2)匀强磁场的磁感应强度多大? (3)现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上,使金属框从斜面底端
2 2

BB′(金属框下边与BB′重合)由静止开始沿斜面向上运动, 匀速通过磁场区域后到达斜面顶
端(金属框上边与AA′重合)。试计算恒力F做功的最小值。

33.(本题共 15 分) (3-4 模块) (1) 分)位于坐标原点的波源产生一列沿 x 轴正方向传播的简谐 (5 横波,已知 t=0 时,波刚好传播到 x=40 m 处,如图所示,在 x= 400 m 处有一接收器(图中未画出),由此可以得到波源开始振动时方 向沿 y 轴 方向(填正或负) ,若波源向 x 轴负方向运动,则接 波源的频率(填大于或小
y A a b O x

收器接收到的波的频率

于) 。 (2) (10 分)如图所示,半径为 R 的半圆柱形玻璃砖, 放置在直角坐标系 xOy 中,圆心与坐标系原点 O 重合。

4

在第二象限中坐标为(-1.5R,

3 ,发出 R )的点 A 处,放置一个激光器(图中未画出) 2

的两束细激光束 a 和 b,其中,激光束 a 平行于 x 轴射向玻璃砖,激光束 b 沿 AO 方向射向 玻璃砖。已知激光在玻璃砖中的折射率为 3 。 ①作出光束 a 和 b 通过玻璃砖的光路图,并证明 a 和 b 射出玻璃砖后是否相交; ②求出激光束 a 射出玻璃砖后与 x 轴交点的坐标。 34.(本题共 15 分) (3-5 模块) (1) (5 分)历史上第一次利用加速器实现的核反应,经过加速后用动能为 0.5MeV 的质子
1 1

H 轰击静止的 X,生成两个动能均为 8.9MeV 的 2 He.
-13

4

(1MeV=1.6× J) ①上述核反应方程为___________。 ②质量亏损为_______________kg。 (2)(10 分)如图,一光滑长直导轨槽固定在水平面上的,槽内放置一金属滑块,滑块上 有半径为 R 的半圆柱形光滑凹槽,金属滑块的宽度为 2R(比直导轨槽的宽度略小) 。现有半 径为 r(r 远小于 R)的金属小球以水平初速度 v0 冲向滑块,从滑块上的半圆形槽口边缘进 入。 已知金属小球的质量为 m, 金属滑块的质量 为 3m,全过程中无机械能损失。求: ①当金属小球滑离金属滑块时,金属小球和金 属滑块的速度各是多大; ②当金属小球经过金属滑块上的半圆柱形槽的底部 A 点时,金属小球的速率。 物理 题号 答案 14 D 15 D 16 A 17 C 18 B 19 AD 20 BCD 21 AB

22、 (1) 等于 (2) 8.476(在 8.474~8.477 之间均算对)
? ? d ? 1 ? ? ( M ? m )? ? ? ?t ? ? 2 ? ? 1?
2 2

? d 1 (3) mgL ? ( M ? m )? ? ?t 2 ? 2

23.

(1)

5

(2)K2 闭合前后电压表的读数 U1、U2

(3)

U1R U 2 ? U1

24、解:设经弹射系统帮助起飞时初速度为 V0
0 (1)由公式 可知 0 (2)不装弹射系统时,飞机从静止开始做匀加速直线运动。

v 2 ? v 2 ? 2ax

v ? v 2 ? 2ax ? 30 (m / s )

由公式 可知:该舰身长至少应为 ⑶由于航空母舰沿飞机起飞方向匀速航行, 设速度为 v1, 在飞机起跑过程中的位移为 x1。 则:x1=v1·t 在飞机起跑过程中做初速度为 V1 的匀加速运动,设位移为 x2。

v ? 2ax
2

x?

v2 ? 250 (m) 2a

v 2 ? v12 x2 ? v 2 ? v12 ? 2ax1 2a 由公式 可知: v ? v1 v ? v1 t? x1 ? v1 ? a ,所以 a , 运动的时间为
由位移关系可知:L= x2-x1 代入数据可得:v1=10m/s 或 v1=90m/s(舍去)

v 2 ? v12 v ? v1 ? v1 ? ?L a 即: 2a ,

可见:航空母舰沿飞机起飞方向的速度至少 10m/s

25、解:

由v2 ? s图可知, 物体运动可分为三段, 设位移分别为 S1,S2,S3对应的时间分别为 t1 , t 2 , t 3 s1 ? 0.9m v0 ? 0
匀加速运动 匀速运动 匀加速运动
2

s 2 ? 1.0m v1 ? 3m / s

s3 ? 1.6m 初速 v1 ? 3m / s 末速度v =5m/s 3

由公式v ? 2a1s (1) s ? 0到s ? 0.9m匀加速运动, 得 a1 ? 5.0m / s 2
t1 ? v1 3 ? ? 0.6 s a1 5 s2 1 ? s v1 3

t2 ?

6

2 v3 ? v12 ? 2 a3 s3

解得:a3=5m/s

2

t3 ?

?V 5 ? 3 ? ? 0 .4 s a3 4

t总 ? t1 ? t2 ? t3 ?

4 s 3

(2)线框通过磁场时,线框作匀速运动,线框受力平衡 在AA’a’a区域,对线框进行受力分析

mg sin ?=ma1
穿过磁场区域时,

F安 ? BIL =mg sin?
L?d ? s2 =0.5m 2

BL

BLv1 ? ma1 R
B? 3 T 3

由题意得:线框的宽度

解得

(3)设恒力作用时金属框上边进入磁场速度为V,

1 Fs 3-mgs3 sin? ? mV 2 2
F ? mg sin ? ?
线框穿过磁场时,

B 2 L2V R

又由

mg sin ?=ma1

解得

V?

16 25 m / s, F ? N 3 18

1 mV 2 ? mgs1 sin ? 2 由于 , 所以穿过磁场后,撤去外力,物体仍可到达顶端。 W ? F (s2 ? s3 ) ? 25 ? (1.6 ? 1) ? 3.6J 18

所以力F做功为

33(1)负方向 小于 (2)①激光束 a、b 经过玻璃砖的折射光路图如图所示:

3 R 3 如图, tan ? ? 2 ? 1.5R 3

得 ? ? 30 ?
A

y

a b

θ

1

C

D E θ
4

θ

2

θ

3

θ
O

F θ ′

x

F

7

激光束 b,在 O 点有: n ?
3 R 3 sin ?1 ? 2 ? R 2

sin? sin? ?

得 ? ? ? 60 ?



得 ?1 ? 60

?

激光束 a,在 C 点有:

n?

sin ?1 sin ? 2

得 ? 2 ? 30 得 ? 4 ? 60 ?

?

在E点

n?

sin ? 4 sin ? 4 ? sin ? 3 sin(?1 ? ? 2 )

由 ? 4 ? ? ′,两束光射出后平行,故不相交。 ②在△CDO 中, CD ? R cos?1 ? △CDE

1 R 2
3 R 6
在 △EFO 中 ,







DE ? CD tan(?1 ? ? 2 ) ?

OF ? OE cot? 4 ? (

3 3 3 1 R? R) ? R 2 6 3 3

所以,光束 a 射出玻璃砖后与 x 轴交点的坐标为( 34(物理 3-5)

1 R ,0) 3

1 7 4 4 (1)① 1 H ? 3 Li ? 2 He ? 2 He



(2)①小球与滑块相互作用过程中沿水平方向动量守恒: mv 0 ? mv1 ? 3mv 2 又因为系统机械能守恒: 得 v1 ? ?

1 v0 2

1 2 1 2 1 2 mv 0 ? mv1 ? 3mv 2 2 2 2 1 v 2 ? v0 2

②当金属小球通过 A 点时,沿导轨方向金属小球与金属滑块具有共同速度 v,沿 A 点切线方 向的速度为 v′,由动量和能量守恒得

mv 0 ? (m ? 3m)v ?v ?

v0
4

3 1 2 1 1 v0 mv 0 ? (m ? 3m)v 2 ? mv? 2 解得 v ? ? 2 2 2 2
金属小球的速度大小为

13 v0 4

8


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