2009年高考物理模擬試題二(詳解)
第Ⅰ卷(選擇題,共40分)
一、本題共10小題,每小題4分,共40分,在每小題給出的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的,選對得4分,有選錯或不答的得0分
1.美國科研人員正在研制一種新型鎳銅長效電池,它是采用半衰期長達100年的放射性同位素鎳63()和銅兩種金屬作為長壽命電池的材料,利用鎳63發(fā)生b 裂變時釋放電子給銅片,把鎳63和銅片做電池兩極外接負載為負載提供電能.下面有關該電池的說法正確的是()
A.鎳63的裂變方程是→+
B.鎳63的裂變方程是→+
C.外接負載時鎳63的電勢比銅片高
D.該電池內(nèi)電流方向是從鎳到銅片
2.科學家們公認,太陽能是未來人類最合適,最安全、最綠色、最理想的替代能源,太陽能利用的一種方案是在距地球表面約36000公里的同步軌道上,建立太陽能發(fā)電廠,然后利用微波將電能傳回地球,據(jù)推算,到2020年全世界能源消費總量大約需要25萬億立升原油,如果用太陽能替代,只需要一塊面積約1.5萬平方公里,半徑約70公里的圓形轉(zhuǎn)化太陽能的“光板”就可實現(xiàn).已知太陽距地球1.5×m,地球半徑為
A.該圓形吸太陽能的“光板”在地球上會形成日全食
B.該圓形吸太陽能的“光板”在地球上會形成日全食和日偏食
C.該圓形吸太陽能的“光板”在地球上會形成日環(huán)食和日偏食
D.該圓形吸太陽能的“光板”可以不自轉(zhuǎn).
3.如圖1所示,A、B兩條直線是在A、B兩地分別用豎直向上的F拉質(zhì)量分別為和的兩個物體得出的加速度a與力F之間的關系圖線,分析圖線可知()
①比較兩地的重力加速度,有>;
②比較兩物體的質(zhì)量,有<;
③比較兩地的重力加速度,有=;
④比較兩物體的質(zhì)量,有>
圖1
A.②③B.①②
C.①④D.③④
4.最近發(fā)現(xiàn)納米材料具有很多優(yōu)越性能,有著廣泛的應用前景.已知1nm(納米)=m,邊長為1nm的立方體可容納的液態(tài)氫分子(其直徑約為m)的個數(shù)最接近下面的哪一個數(shù)值()
A. B. C. D.
5.一細束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為相互分離的三束光,分別照射到相同的金屬板a、b、c上,如圖2所示,已知金屬板b有光電子放出,則可知()
圖2
A.板a一定有光電子放出
B.板a一定不放出光電子
C.板c一定不放出光電子
D.板c一定有光電子放出
6.
A.
B.
C.
D.
7.如圖3所示,在矩形ABCD的AD邊和BC邊的中點M和N各放一個點電荷,它們分別帶等量的正、負電荷E、F是AB邊和CD邊的中點,P、Q兩點在MN的連線上,MP=QN.對于E、F、P、Q四點,其中電場強度相同、電勢相等的兩點是()
圖3
A.E和F B.P和Q
C.A和B D.C和D
8.如圖4所示,在光滑的水平桌面上有一彈簧振子,彈簧勁度系數(shù)為k,開始時,振子被拉到平衡位置O的右側(cè)A處,此時拉力大小為F,然后釋放振子從靜止開始向左運動,經(jīng)過時間t后第一次到達平衡位置O處,此時振子的速度為v,在這個過程中振子的平均速度為()
圖4
A.0
B.
C.
D.不為零的某值,但由題設條件無法求出
9.如圖5所示,荷質(zhì)比為e/m的電子,以速度沿AB邊射入邊長為a的等邊三角形的勻強磁場區(qū)域中,欲使電子從BC邊穿出,磁感應強度B的取值為()
圖5
A. B.
C. D.
10.傳統(tǒng)電腦的各個配件都能產(chǎn)生電磁輻射,并對人體造成傷害.廢棄的電腦設備變成“電腦垃圾”時,將對環(huán)境造成新的污染,因此生產(chǎn)廠商推出綠色電腦.這里的“綠色電腦”是指()
A.綠顏色的電腦
B.價格低的電腦
C.木殼的電腦
D.低輻射、低噪聲、健康環(huán)保的電腦
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
得分
答案
第Ⅱ卷(非選擇題,共80分)
二、本題共2小題,共13分,把答案填在題中的橫線上或按題目要求作圖
11.(6分)如圖6所示,為驗證動量守恒實驗裝置示意圖.
圖6
(1)入射小球1與被碰小球2直徑相同,它們的質(zhì)量相比較,應是________.
(2)為了保證小球作平拋運動,必須調(diào)整斜槽使________.
(3)繼續(xù)實驗步驟如下:
A.在地面上依次鋪白紙和復寫紙.
B.確定重錘對應點O.
C.不放球2,讓球1從槽M點滾下,確定它的落地點P.
D.把球2放在立柱上,讓球1從斜槽M點滾下,與球2正碰后,確定它們的落地位置、.
E.量出、OP、的長度.
F.看與是否相等,以驗證動量守恒.
上述步驟不完善及錯誤之處有:
①____________________________________________________________________.
②____________________________________________________________________.
12.(7分)有一根粗細均勻的金屬電阻線.
(1)用螺旋測微器測直徑時,示數(shù)如圖7所示,讀數(shù)為________mm.
圖7
(2)其電阻可用如圖8甲所示的電路測量.所給器材中電流表上只有刻度但未標明電流值;是電阻箱,其阻值是準確的;是單刀雙擲電鍵(當擲刀扳向1時與1相通,當擲刀扳向2時與2相通).
圖8
①將圖乙中的實驗按圖甲連成電路,并用箭頭標明滑動變阻器的滑動觸頭在實驗開始的位置.
②寫出主要的實驗步驟及測量的結(jié)果.
三、本題共6小題,共67分,解答應寫出必要的文字說明,方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.
13.(10分)偵察衛(wèi)星在通過地球兩極上空的圓軌道上運行,它的運行軌道距地面高度為h,要使衛(wèi)星在一天的時間內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件下全都拍攝下來,衛(wèi)星在通過赤道上空時,衛(wèi)星上的攝像機至少應拍攝地面上赤道圓周的弧長是多少?設地球半徑為R,地面處的重力加速度為g,地球自轉(zhuǎn)周期為T.
14.(10分)如圖9所示,由板長l=
圖9
15.(11分)質(zhì)量為m的金屬滑塊,電量+q,以某一初速度沿水平放置的絕緣板進入電磁場空間,勻強磁場方向如圖10所示,勻強電場方向水平(且與地板平行),滑塊與絕緣地板間的摩擦因數(shù)為m ,已知滑塊自A點沿絕緣板勻速直線運動,到B點與電路開關相碰,使形成電場的電路斷開,電場立即消失,磁場依然存在,設碰撞時,滑塊無電量損失,而動能變?yōu)榕鲎睬暗?/4,滑塊碰撞后,做勻速直線運動返回A點,往返總時間為T,AB長為L,求:
圖10
(1)勻強電場場強大小及方向?
(2)磁感應強度B為多少?
(3)全過程摩擦力做的功為多少?
16.(12分)如圖11所示一個盛有折射率為n的液體的槽,槽的中部扣著一個對稱屋脊形的薄壁透明罩ADB,頂角為2j ,罩內(nèi)為空氣,整個罩子浸沒在液體中.槽底AB的中點處有一亮點C.試求出:位于液面上方圖示平面內(nèi)的眼睛從側(cè)面觀察可看到亮點的條件.(液槽有足夠的寬度,罩壁極薄,可不計它對光線產(chǎn)生折射的影響).
圖11
17.(11分)根據(jù)量子理論,光子的能量E和動量p之間的關系式為E=pC,其中C表示光速,由于光子有動量,照到物體表面的光子被物體吸收或反射時都會對物體產(chǎn)生壓強,這就是“光壓”,用I表示.
(1)一臺二氧化碳氣體激光器發(fā)出的激光,功率為,射出的光束的橫截面積為S.當它垂直照射到一物體表面并被物體全部反射時,激光對物體表面的壓力F=2p?N.其中p表示光子的動量,N表示單位時間內(nèi)激光器射出的光子數(shù).試用和S表示該束激光對物體產(chǎn)生的光壓I;
(2)有人設想在宇宙探測中用光為動力推動探測器加速,探測器上安裝有面積極大,反射率極高的薄膜,并讓它正對太陽,已知太陽光照射薄膜對每平方米面積上的輻射功率為1.35kW,探測器和薄膜的總質(zhì)量為m=
18.(13分)在一次實戰(zhàn)訓練中,有一炮彈被以初速度為從地面豎直向上射出.當炮彈到達最高點h=
圖12
求:(1)炮彈被射出時的初速度;
(2)電場強度的大小和方向;
(3)爆炸時、做的功各為多少;
(4)二者落地點的距離.
1.C由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知A、B錯,由于鎳63放出電子,故帶正電,電勢比銅片電勢高,C正確,電流方向從銅片到鎳,D錯
2.C
3.A由可知,A正確
4.B將分子粗略地看成一個小立體,則個
5.D照射到a、b、c上三種光的頻率關系,為,由光電效應的規(guī)律可知板b有電子射出,板c一定有光電子放出,正確答案為D
6.A航天飛機的運行周期
設經(jīng)過時間t航天飛機又通過建筑物上方,則
,所以
7.A沿著電場線的方向電勢降低,,B錯;E、F兩點在同一等勢面上,且,A正確
由等量異種電荷的等勢面特點可知.,C錯,D錯
8.C①F=kA②
由①②可知,C正確.
9.C先根據(jù)題意畫出電子所走的弧,因為弧上任意一點的速度方向必然與該點所在的半徑垂直,故可以過A點做與方向(即AB方向)垂直的直線,此即為帶電粒子做勻速圓周運動的半徑方向.同理過C點作垂直于BC的直線,也為該點的半徑方向,兩半徑相交點即為帶電粒子做勻速圓周運動的圓心.如答圖1所示.由圖示情況可以看出
答圖1
當時電子剛好不能從BC邊射出.
要使電子可以從BC邊射出,必滿足r>,而r=,
∴B<時,電子可以從BC邊射出
10.D11.(1)大于(2)軌道末端出口水平(3)P、、為落地的平均位置,F一步中的應為-2r,
12.(1)1.000
(2)①略
②A.將滑動變阻器調(diào)至輸出電壓為零的位置,再合上.
B.將扳向2,調(diào)滑動變阻器使電流表指針在某一電流刻度,并記下該位置.
C.使阻值最大后,將扳向1,調(diào)電阻箱,使電流表指針回到所記的位置,記下電阻箱阻值.
D.被測電阻=.
13.偵察衛(wèi)星環(huán)繞地球一周,通過有日照的赤道一次,在衛(wèi)星一個周期時間(設為)地球自轉(zhuǎn)的角度為q ,只要q 角所對應的赤道弧長能被拍攝下來,則一天時間內(nèi),地面上赤道處全部在有日照條件下就能被拍攝下來.設偵察衛(wèi)量的周期為,地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力為衛(wèi)星做圓周運動的向心力,衛(wèi)星的軌道半徑r=R+h,根據(jù)牛頓第二定律,則
在地球表面的物體重力近似等于地球的萬有引力,即mg=
解得偵察衛(wèi)星的周期為
已知地球自轉(zhuǎn)周期為T,則衛(wèi)星繞行一周,地球自轉(zhuǎn)的角度為q =2p?
攝像機應拍攝赤道圓周的弧長為q 角所對應的圓周弧長應為
14.當開關S在位置1時,粒子在電容器中做類平拋運動,即水平方向做勻速直線運動,豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動,有
l=vt,
得
則帶電粒子的初速度
(m/s)
當S接到2位置時,電容器內(nèi)形成按余弦規(guī)律變化的振蕩電場,周期為
.
接到位置2時,電容器內(nèi)電場仍豎直向上,設粒子在第一個內(nèi)加速向下運動,在第二個內(nèi)減速向下運動,在半個周期結(jié)束時,粒子的速度為零,平均加速度<a,運動時間<t,故粒子半個周期內(nèi)豎直方向位移,粒子不會打到下極板上.
在第三個內(nèi),粒子加速向上運動,在第四個內(nèi)減速向上運動,在后半個周期結(jié)束時,粒子的速度為零.從對稱性角度考慮,經(jīng)過一個周期,粒子又回到兩板中央,豎直方向速度為零.
不論電容器內(nèi)電場如何作用周期性的變化,粒子在水平方向不受電場力的作用,水平速度不變,所以粒子在電場中運動的時間仍為2×s,在這一時間內(nèi),電場做周期性變化的次數(shù)
.
所以當粒子離開電容器時,豎直速度為零,水平速度不變,仍為v=1.0×m/s,從兩板中央飛出.
所以粒子能飛出電容器,從兩板中央水平飛出,v=1.00×m/s.
15.(1)滑塊速度向右,根據(jù)勻速運動條件
①
可知E的方向必水平向右.
由返回速度向左且作勻速運動可知
=mg ②
而題中有: ③
②③聯(lián)立得知,即=2mg,代入①式
所以E=m (mg+2mg)/q=3m mg/q
(2)設往返總時間為T有:
即:,代入②式可得
(3)返回時不受摩擦力,所以全過程摩擦力做功
W=-fL=-m (mg+)L=-3m mgL
16.用答圖2示平面內(nèi)的光線進行分析,并只討論從右側(cè)觀察的情形,如圖所示,由亮點發(fā)出的任一光線CP線經(jīng)過兩次折射而從液面射出.由折射定律,按圖上標記的各相關角度.有sina =nsinb ①
sing =(1/n)sind ②
其中d ≤p /2g =(p /2)-(b +j ) ③
答圖2
注意到,若液體內(nèi)光線入射到液面上時發(fā)生全反射,就沒有從液面射出的折射光線.全反射臨界角滿足條件sin=1/n
可知光線CP經(jīng)折射后能從液面射出從而可被觀察到的條件為g <④
或sing <1/n⑤
現(xiàn)在計算sing .利用③式可得
sing =cos(b +j )=cosb cosj -sinb sinj
由①式可得cosb =
因此,nsing =cosj -nsinb sinj 又由①式nsing=cosj -sina sinj ⑥
由圖及①、②式,或由⑥式均可看出a 越大則g 越小,因此,如果與a 值最大的光線相應的g 設為,若>,則任何光線都不能射出液面.反之,只要<,這部分光線就能射出液面,從液面上方可以觀察到亮點.由此極端情況即可求出本題要求的條件.
自C點發(fā)出的a 值最大的光線是極靠近CD的光線,它被DB面折射后進入液體,由⑥式可知與之相應的
a =(p /2)-j
nsin=cosj -cosj sinj
能觀察到亮點的條件為nsin<1
即cosj -cosj sinj <1
上式可寫成cosj <1+cosj sinj
取平方
化簡
故
開方并化簡可得
這就是在液面上方從側(cè)面適當?shù)姆较蚰芸吹搅咙c時n與j 之間應滿足的條件.
17.(1)激光器的功率為=NE①
已知激光對物體表面的壓力為F=2N?p②
由光壓的定義 ③
聯(lián)立以上各式得④
(2)太陽光對薄膜產(chǎn)生的光壓
⑤
探測器受到的總光壓力
F=I?S⑥
以探測器為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律F=m?a ⑦
∴⑧
18.(1)由豎直上拋運動得炮彈被射出時的初速度①
(2)由動量守恒定律得: ②
帶電物體在洛侖茲力作用下的直線運動是勻速直線運動,假設電場強度方向豎直向上,根據(jù)受力有:③
④
聯(lián)立②③④得:
兩物體勻速運動的速度
∴
所加電場為
⑦
因為E為正,所以場強方向豎直向上
(3)由動能定理得:爆炸對兩物體做的功
⑧
⑨
(4)由平拋運動規(guī)律得落地時間:
⑩
兩物體的水平位移
==40×
==50×
兩物體落地點間的距離
Ds=++L=360+20=
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