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2011届高考物理考前天天练黄金卷2


2011 届高考物理考前天天练黄金卷 2
选择题, 第Ⅰ卷(选择题,共 48 分) 选择题
一、选择题(本大题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分) 234 234 1.238U 放出一个粒子衰变成234Th 后, Th 又放出一个粒子变成91 Pa, Pa 核处于激发 此 92 90 90 态,再辐射一个粒子而处于能量较低状态,在这些过程中,前两次衰变放出的粒子和最后辐 射的粒子依次是( ) A.α 粒子、γ 光子、电子 B.α 粒子、β 粒子、γ 光子 C.β 粒子、γ 光子、中子 D.γ 光子、电子、α 粒子 4 234 解析:本题考查核反应方程和能级跃迁.由核反应方程238U→234Th+2He;90 Th→234Pa 92 90 91 +-01e 可知,第一次衰变放出 α 粒子,第二次衰变放出电子,原子核衰变后处于较高能级, 由较高能级向较低能级跃迁的过程中释放 γ 光子,B 正确. 答案:B 2.下列说法中正确的是( ) A.若两个分子只受到它们间的分子力作用,在两分子间距离增大的过程中,分子的动 能一定增大 B.用 NA 表示阿伏加德罗常数,M 表示铜的摩尔质量,ρ 表示铜的密度,那么一个铜原 子所占空间的体积可表示为 M ρNA

C.布朗运动是液体分子对悬浮颗粒的碰撞作用不平衡造成的 D.容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子间的相互作用而产生的 解析:本题考查热学基本概念和规律.由分子力的特点可知,当 r=r0 时,分子间作用 力为零,当 r<r0 时,分子力表现为斥力,距离增大,分子力做正功,动能增大,当 r>r0 时, 分子力表现为引力,距离增大,分子力做负功,动能减小,A 错误;铜原子紧密排列,1 摩 M M 尔铜的体积 Vmol= ,一个铜原子所占空间的体积 V= ,B 正确;由布朗运动产生的原 ρ ρNA 因可知,C 正确;气体对器壁的压强是由于大量气体分子间频繁撞击器壁而产生的,D 错. 答案:BC 3.1961 年德国学者约恩孙发表了一篇论文,介绍了他用电子束的一系列衍射和干涉实 验.其中他做的双缝干涉实验,与托马斯·杨用可见光做的双缝干涉实验所得的图样基本相 同,这是对德布罗意的物质波理论的又一次实验验证.根据德布罗意理论,电子也具有波粒 二象性,其德布罗意波长 λ=h/p,其中 h 为普朗克常量,p 为电子的动量.约恩孙实验时用 50 kV 电压加速电子束,然后垂直射到间距为毫米级的双缝上,在与双缝距离约为 35 cm 的 屏上得到了干涉条纹,但条纹间距很小.下面所说的四组方法中,哪些方法一定能使条纹间 距变大( ) A.降低加速电子的电压,同时加大双缝间的距离 B.降低加速电子的电压,同时减小双缝间的距离 C.加大双缝间的距离,同时使屏靠近双缝 D.减小双缝间的距离,同时使屏靠近双缝
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l 解析:本题考查对双缝干涉实验结论的理解和应用.双缝干涉实验中条纹间距 ?x= λ, d l 为双缝与屏幕之间的距离,d 为双缝间距,电子被加速的过程中,qU=Ek,p= 2mEk,解 h l ,要增大间距,减小加速 得 ?x= · d 2mqU 电压,同时减小双缝间的距离,B 正确. 答案:B 4.汽车甲和汽车乙以相等的速率沿同一水平弯道做半径相等的匀速圆周运动,汽车甲 的质量大于汽车乙的质量. 两车的向心加速度分别为 a 甲和 a 乙; 沿半径方向受到的摩擦力分 别为 f 甲和 f 乙.以下说法正确的是( ) A.a 甲 小于 a 乙 B.a 甲大于 a 乙 C.f 甲大于 f 乙 D.f 甲 等于 f 乙 v2 解析:本题考查向心力和牛顿第二定律.由向心加速度计算公式 a= 可得,两车的向 r 心加速度相同,A、B 均不正确;由牛顿第二定律 f=ma,得 f 甲>f 乙,C 正确,D 错误. 答案:C 5.如图所示为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形图.当 R 点在 t=0 时的振动状态传到 S 点时,PR 范围内(含 P、R 点)有一些质点正在向 y 轴负方向运动,这些 质点的 x 轴坐标取值范围是( )

A.2 cm≤x≤4 cm B.2 cm<x<4 cm C.2 cm≤x<3 cm D.2 cm<x≤3 cm 解析:本题考查机械波传播规律.R 点在 t=0 时的振动状态传到 S 点时该波波形图如 图所示,波向右传播,画出 PR 之间质点的振动方向,可知,2 cm≤x<3 cm 之间的质点沿 y 轴负方向振动.

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答案:C 6.如图所示,物块 P 静止在水平放置的固定木板上,若分别对 P 施加相互垂直的两个 水平拉力 F1 和 F2 作用时(F1>F2),P 将分别沿 F1 和 F2 的方向匀加速滑动,其受到的滑动摩 擦力大小分别为 f1 和 f2,其加速度大小分别为 a1 和 a2;若从静止开始同时对 P 施加上述两 力,其受到的滑动摩擦力大小为 f3,其加速度大小为 a3,关于以上各物理量之间的关系,判 断正确的是( )

A.f3>f1>f2,a3>a1>a2 B.f3>f1>f2,a3=a1=a2 D.f3=f1=f2,a3=a1=a2 C.f3=f1=f2,a3>a1>a2 解析:本题考查滑动摩擦力.滑动摩擦力的大小只与压力 FN 和摩擦因数 ? 有关,由题 设条件可知,FN 、? 不变,因此滑动摩擦力不变,二者共同作用于物块时,合力为 F=
2 F1+F2>F1,由牛顿第二定律得 a= 2

F-f ,可得 a3>a1>a2,C 正确. m

答案:C 7.示波器是一种多功能电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形.它的工 作原理等效成下列情况:(如图甲所示)真空室中电极 K 发出电子(初速度不计),经过电压为 U1 的加速电场后,由小孔 S 沿水平金属板 A、B 间的中心线射入板中.在两极板右侧且与极 板右端相距 D 处有一个与两极板中心线垂直的范围很大的荧光屏,中心线正好与屏上坐标 原点相交,电子通过极板打到荧光屏上将出现亮点,若在 A、B 两极板间加上如图乙所示的 变化电压,则荧光屏上的亮点运动规律是( )

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A.沿 y 轴方向做匀速运动 B.沿 x 轴方向做匀速运动 C.沿 y 轴方向做匀加速运动 D.沿 x 轴方向做匀加速运动 解析:设电子打入 A、B 板间的速度为 v0,且在电子穿过 A、B 板的瞬间可视两板间为 匀强电场,设板长为 L,则对电子穿过 A、B 板间的类平抛运动有 L=v0t,设电子在 A、B 1 eu 2 板间偏转的竖直位移为 h,则 h= t ,在电子射出电场时的速度方向上进行反向延长会交 2md L L +D eL( +D) 2 y 2 于 A、 板间中心线的中点, B 如图所示, 由三角形相似关系有 = , 联立解得 y= h L mdv2 0 2 u,易知 y 与 u 成正比,如图乙 u 随时间均匀增大,则荧光屏上的亮点应沿 y 轴方向做匀速 运动,选项 A 正确.

答案:A 8.如图甲所示,在变压器的输入端串接上一只整流二极管 D,在变压器输入端加上如 图乙所示的交变电压 U1=Um1sinωt,设 t=0 时刻为 a“+”、b“-”,则副线圈输出的电 压的波形(设 c 端电势高于 d 端电势时的电压为正)是图中的( )
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T 解析:由题意可知,t=0 时刻二极管导通,电流逐渐增大,但变化率逐渐减小,经过 4 T 变化率为零,在副线圈中产生的感应电流为零,而后电流反向增大,t= 后二极管不导通, 2 副线圈电流为零,B 正确. 答案:B 第Ⅱ卷(非选择题,共 72 分) 二、非选择题(本大题包括 2 个实验题,3 个计算题,共 72 分) 9.(8 分)如图所示,箱内可能有一节干电池、电阻、晶体二极管、电容器等电学元件, 箱外有 4 个接线柱,分别标为 1、2、3、4,相邻两个序号间只有一个元件.

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(1)用多用电表确定元件的位置,应使用多用电表的__________(选填下述挡位的序号) 进行试测. A.直流 10 V 电压挡 B.直流 1.5 V 电压挡 C.欧姆挡 D.直流电流挡 (2)试测后,用直流 1.5 V 电压挡进一步测量,测量结果记录如下: 红表笔位置 黑表笔位置 示数 1 2 1.5 V 1 3 0V 1 4 0V

(3)确定电源位置后,去掉电源,应用多用电表的__________挡进行测量.结果如下: 红表笔位 置 黑表笔位 置 电阻情况 1 2 电阻很大 1 3 电阻很大 1 4 电阻很大 2 1 3 1 4 1 电阻很小

先有电阻, 电阻较小 然后变为 很大

根据(2)(3),在虚线框中画出电路图.

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解析: 已知电路中有一节干电池, 应用电压挡试测, 为避免试触时电压表反接损坏电表, 应采用较大挡位试测.确定好电源的正负极位置后,可以利用 1.5 V 挡测量,1、2 之间直接 测量为 1.5 V, 说明电压表测量值为电源电动势, 3 电压测量值接近 0 V,2、 之间有电容. 1、 3 去 掉电源后,应用欧姆挡检测电路,红表笔在多用电表内部接电源负极,红表笔接 1,黑表笔 接 2、3、4 显示电阻很大,说明二极管处于反接状态,黑表笔接 1,红表笔接 4 显示电阻很 小,说明二极管处于 1、4 间,且处于导通状态,而红表笔接 3、黑表笔接 1 显示电阻较小, 说明 3、4 间有电阻存在,由于电容器的充电和放电,导致红表笔接 2、黑表笔接 1 时显示 为先有电阻,然后变为无穷大.综上所述,电路如图. 答案:(1)A (3)欧姆 电路图见解析. 10. 分)一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系, (10 它的实验如下: 在离地面高度为 h 的光滑水平桌面上, 沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧, 其左端 固定,右端与质量为 m 的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边, 如图所示.让小钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小钢球沿水平方向射出桌面, 小钢球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为 s.

(1)请推导出弹簧的弹性势能 Ep 与小钢球质量 m、桌面离地面高度 h、水平距离 s 等物 理量的关系式:______________; (2)弹簧长度的压缩量 x 与对应的小钢球在空中飞行的水平距离 s 的实验数据如下表: 弹簧长度压缩 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50

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量 x/cm 小钢球飞行水 平距离 s/m 1.01 1.50 2.01 2.48 3.01 3.50

从上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能 Ep 与弹簧长度的压缩量 x 之间的关系 ______________,并说明理由:________________________________________________. 解析:本题考查探究思想方法的应用.(1)小钢球从桌面抛出后做平抛运动,设飞离桌 1 s g 面间速度为 v0,则有 s=v0t,h= gt2,联立可得:v0= ,弹簧伸长的过程中,由机械能 2 2h 1 mgs2 ; (2)猜测要依据实验数据, 由表中数据可知, 在误差范围内, 守恒可得, p=Ek= mv2= E 2 0 4h mgs2 x∝s,而 Ep= ,即可得到 Ep∝x2,这也是要说明的理由. 4h mgs2 (2)Ep 与 x2 成正比(Ep∝x2) 由表中数据可知, 在误差范围内, x∝s, 答案: (1)Ep= 4h 而从(1)中关系式有 Ep∝s2,因而可猜测 Ep∝x2. 11.(15 分)设 A、B 为地球赤道圆的一条直径的两端,利用同步卫星将一电磁波信号由 A 点传到 B 点, 问至少要用几颗同步卫星?这几颗卫星间的最近距离是多少?用这几颗卫星 把电磁波信号由 A 点传到 B 点需要经历多长时间?已知地球半径为 R,地球表面处的重力 加速度为 g,地球自转周期为 T,不考虑大气对电磁波的折射,设电磁波在空气中的传播速 度为 c.

解析:要使电磁波信号由 A 点传送到 B 点,必须经过路径 AP2P1B,如图所示,AP2、 P1B 与地球相切,故至少要用两颗同步卫星 这两颗卫星分别位于图中 P1 和 P2,距离为 2R. Mm 4π2 由题意,对同步卫星万有引力提供向心力,设半径为 r=OP1, 有 G 2 =mr 2 r T gR2=GM 解得:r= 3 gR2T2 4π2

2R+2P1B 用这两颗卫星把电磁波信号由 A 点传到 B 点需要经历的时间为 t= c

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2R 解得:t= + c

2

3 g 2R 4T 4 -R2 16π4 c

12.(18 分)静电喷涂与普通刷漆、喷漆或机械喷涂相比有许多优点,其装置可简化如 图.A、B 为水平放置的间距 d=0.9 m 的两块足够大的平行金属板,两板间有方向由 B 指向 A 的匀强电场,电场强度为 E=0.1 V/m.在 A 板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷 枪 P,油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为 v0=8 m/s 的油漆微粒,已知油漆 - - 微粒的质量均为 m=1×10 5 kg、电荷量均为 q=-1×10 3 C,不计空气阻力,油漆微粒最 后都能落在金属板 B 上;

(1)求由喷枪 P 喷出的油漆微粒到达 B 板的最短时间; (2)求油漆微粒落在 B 板上所形成的图形面积; (3)若让 A、B 两板间的电场反向,并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强 度 B=4/45 T,调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出,其他条件不变.试求 B 板被油漆微粒打中的区域的长度. 解析:(1)微粒以初速度 v0 喷出,则竖直向下喷出的微粒到 B 板所用时间最短 对微粒有:qE+mg=ma 1 由运动学公式 d=v0t+ at2 2 联立可得 a=20 m/s2,t=0.1 s. (2)平行于金属板的微粒,射出的水平距离最远,形成的图形为圆形,圆形的半径为沿 水平方向喷出的微粒的水平位移的大小. 1 对微粒,竖直方向上:d= at′2 2 水平方向上 l=v0t′
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联立可得 l=2.4 m 所以圆形面积为 S=πl2≈18 m2 (3)电场反向后,由于 qE=mg,微粒做匀速圆周运动,设轨道半径为 R,由牛顿运动定
2 v0 律得 Bqv0=m R

代入数据可得 R=0.9 m 则水平向右喷出的微粒能打到 B 板的右侧最远点,并设该点为 M 点,P 点正下方对应 点为 O 点,如图所示,则: lOM=R=0.9 m 竖直向下喷出的微粒轨迹与 B 板相切于 N 点,此点为所能打到的 B 板左侧最远点,则 lON=R=0.9 m 所以 B 板被油漆微粒打中的区域的长度为: L=lOM+lON=1.8 m.

13.(21 分)如图所示,有 n 个相同的货箱停放在倾角为 θ 的斜面上,每个货箱长皆为 l, 质量皆为 m,相邻两货箱间距离为 l,最下端的货箱到斜面底端的距离也为 l.已知货箱与斜 面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等.现给第 1 个货箱一初速度 v0,使之沿斜面下滑, 在每次发生碰撞后,发生碰撞的货箱都粘合在一起运动,当动摩擦因数为 ? 时,最后第 n 个货箱恰好停在斜面底端.求: (1)第 1 个货箱碰撞前在斜面上运动时的加速度大小; (2)整个过程中由于碰撞而损失的机械能.

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解析:(1)由于第 n 个货箱被碰后,运动到斜面底端停下,表明货箱沿斜面做减速运动, 由牛顿第二定律,得 ?mgcosθ-mgsinθ=ma 解得:a=?gcosθ-gsinθ (2)加速度与质量无关,说明每次碰后货箱沿斜面下滑的加速度大小均为 a,方向沿斜面 向上.在整个过程中,序号为 1,2,3,…,n 的货箱沿斜面下滑的距离分别为 nl,(n-1)l,(n -2)l,…,l,因此, 除碰撞瞬间外,各货箱由于滑动而产生的热量为 Q=?mglcosθ(1+2+… n(n+1) +n)= ?mglcosθ 2 n(n+1) 货箱的重力势能的减少量为 ?Ep=mglsinθ(1+2+…+n)= mglsinθ 2 1 整个过程中,由能量守恒定律得 ?Ep+ mv2=Q+?E 2 0 n(n+1) n(n+1) 1 ?E= mv2+ mglsinθ- ?mglcosθ 2 0 2 2

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