届高考物理重点突破综合模拟测试51.docx
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届高考物理重点突破综合模拟测试51
综合模拟测试（五）
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、选择题（本大题共8小题，每小题6分，共48分）
1．A、B两种单色光以同一角度射入一段直光纤的左端面上，它们均能在光纤的侧面上发生全反射，最后都能从光纤的另一端面射出（如图所示），但A光在光纤中运动的时间比B光长．现用A、B两种光照射同一种金属，都能发生光电效应．则下列说法正确的是（ ）
A．光纤对B光的折射率较大
B．A光照射金属打出的光电子最大初动能一定比B光的大
C．A、B两种光照射同一双缝产生的干涉条纹间距，A光较小
D．A光的波动性一定比B光的显著
解析：
本题考查了光的全反射、光电效应、双缝干涉与光的波动性等知识．设直光纤长L，折射率为n，光在真空中速度为c，光在光纤侧面发生若干次全反射后从另一端面射出所用时间为t＝n2L/c，由题知tA＞tB，故nA＞nB，A错；光的频率νA＞νB，光电效应现象中打出的光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大，B正确；光波长λA＜λB，双缝干涉条纹间距Δx＝
λ，与入射光波长成正比，C正确；波长越长的波其波动性越显著，D错
答案：
BC
2．下列说法中正确的是（ ）
A．压缩一定质量的气体，气体的内能一定增加
B．气体的温度升高时，分子热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，分子撞击器壁时对器壁的作用力变大，则气体的压强一定增大
C．气体的体积变小时，单位体积内的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，则气体压强一定增大
D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a受到b的作用力为零时，a的动能一定最大
解析：
本题考查了气体压强的微观解释、气体动理论、物体内能等知识．压缩气体时气体可能对外做功，其内能不一定增加，A错；气体的压强p取决于单位体积内的分子数n与分子平均速度v，有p∝mv2，气体的温度升高时分子运动的v增大，但n有可能会减小，故B错；气体体积变小时n增大，但v可能会减小，C错；分子a向不动的分子b运动时，在它们的作用力变为零以前分子力一直做正功，分子a的动能一直增大，故D正确．
答案：
D
3．E1为氢原子基态能量的绝对值，h为普朗克常量，c为真空中的光速．当氢原子在最低的三个能级间跃迁时，氢原子发射光子的波长可能是（ ）
A.
B.
C.
D.
解析：
本题考查了玻尔理论、原子的能级等相关知识．在n＝1时氢原子能量为－E1，由En＝
得E2＝－
，E3＝－
.当氢原子从n＝3能级跃迁至n＝1能级时发射光子波长λ1，有E3－E1＝
，λ1＝
，C正确；当氢原子从n＝3能级跃迁至n＝2能级时发射光子波长λ2，有E3－E2＝
，λ2＝
，当氢原子从n＝2能级跃迁至n＝1能级时发射光子波长λ3，有E2－E1＝
，λ3＝
.
答案：
C
4．已知地球的同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍，根据你知道的常识，可以估算出地球到月球的距离，这个距离最接近（ ）
A．地球半径的40倍B．地球半径的60倍
C．地球半径的80倍D．地球半径的100倍
解析：
本题考查了万有引力定律、圆周运动、同步卫星与相关知识常识．设地球质量为M，地球半径为R，同步卫星质量为m1，同步卫星运行周期T1＝1天；月球质量为m2，月球绕地球运动周T2＝27.3天，月球绕地球运行的轨道半径为r.由万有引力提供向心力有G
＝m2r
，G
＝m1
6.6R，可得r≈60R，正确选项为B.
答案：
B
5．如图是一列横波在某时刻的波形图，若此时刻波中质点P正处于加速运动过程中，则下列说法正确的是（ ）
A．质点Q和质点N均处于加速运动过程中
B．质点Q和质点N均处于减速运动过程中
C．质点Q处于加速运动过程中，质点N处于减速运动过程中
D．质点Q处于减速运动过程中，质点N处于加速运动过程中
解析：
本题考查了机械波的传播规律、波动图象与质点振动规律等相关知识．由质点P在做加速运动知此时质点P应向下（指向平衡位置）运动，故波传播方向是从右向左，此时质点Q的运动方向向上（远离平衡位置），处于减速运动过程中，质点N的运动方向向上（指向平衡位置），处于加速运动过程中．故正确选项为D.
答案：
D
6．放在水平面上的物体受到水平方向的拉力的作用，在0～6s内其运动的速度图象与拉力的功率随时间变化的图象如图所示，则物体的质量为（ ）
A．0.9kgB.
kg
C．0.6kgD.
kg
解析：
本题考查了运动图象、功率图象、牛顿第二定律、功率等相关知识．设物体质量为m，受到水平面的滑动摩擦力为Ff，由速度图象知物体在0～2s内做匀加速直线运动，加速度大小a＝Δv/Δt＝3m/s2，设这段时间内受到的水平拉力大小为F1，则有F1－Ff＝ma；物体在2～6s内做匀速直线运动，设这段时间内受到的水平拉力大小为F2，则F2＝Ff，又拉力的功率P＝Fv，代入图象中的数据联立解得m＝
kg，选项B正确．
答案：
B
7．如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池的正、负极相接，两板间一带电微粒恰好处于静止状态，现贴着下板插入一定厚度的金属板，则在插入的过程中下列说法正确的是（ ）
A．电容器的带电荷量变大
B．电路中有顺时针方向的短暂电流
C．带电微粒仍将静止
D．带电微粒将向上做加速运动
解析：
本题考查了电路中电容器的电容与带电荷量、板间场强、电场力等相关知识．由题图知电容器两板间电势差U＝E（电源电动势），上板带正电，下板带负电，电荷量Q＝CU，电容C＝
，带电微粒平衡时其竖直向下的重力与竖直向上的电场力大小相等．如果在电容器两板间插入一定厚度的金属板，相当于电容器两板间距d减小了，则电容C变大，电容器极板带电荷量Q会变大，电容器充电，电路中会有短暂的逆时针方向充电电流；由于d减小，则板间电场强度会变大，带电微粒受到竖直向上的电场力变大，因此微粒加速向上运动．选项A、D正确．
答案：
AD
8．如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长．则物体在振动过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的最大动能应等于mgA
B．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变
C．弹簧的最大弹性势能等于2mgA
D．物体在最低点时所受弹力大小应为2mg
解析：
本题考查了弹簧的弹性势能、质点简谐运动的机械能、简谐运动的对称性等相关知识．由于物体振动到最高点时弹簧为原长，物体振动到平衡位置时其动能最大，物体从最高点到平衡位置过程中减小的重力势能mgA应等于物体的最大动能与弹簧弹性势能之和，A错；物体在运动过程中，弹簧的弹性势能、物体的动能、重力势能三者之和不变，B错；物体从最高点运动到最低点过程中重力势能减小2mgA，但此时物体动能为零，故此时弹簧的弹性势能为2mgA，C正确；物体在最高点加速度大小为g，方向向下，由对称性知物体在最低点时的加速度大小a＝g，方向向上，设此时弹力大小为F，由牛顿第二定律得F－mg＝ma，F＝2mg，D正确．
答案：
CD
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）某质检部门对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现竟有六成样品的细菌超标或电导率不合格（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）．
（1）不合格的纯净水的电导率一定是偏________（填“大”或“小”）．
（2）对纯净水样品进行检验所用的设备原理如图所示，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱容器内，容器两端用金属圆片电极密封．请把检测电路连接好（要求测量尽可能准确，已知水的电导率远小于金属的电导率，所用滑动变阻器的阻值较小，电源电动势为12V，内阻很小）．
解析：
（1）不合格的纯净水一定含有杂质，电阻率是很小的，因此其电导率偏大．
（2）电路连接如图所示．
答案：
（1）大
（2）电路见解析
评析：
不合格的纯净水虽含有杂质，但样品的电阻一般远大于电流表的内阻，故测量电阻采用电流表内接法，滑动变阻器总阻值较小，为调节方便，控制电路应用分压式接法．
10．（10分）如图甲的光电门传感器是测定瞬时速度大小的仪器．其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端，当固定在运动物体上的一个已知宽度为d的挡光板通过光电门挡住红外线时，和它连接的数字计时器可记下挡光的时间Δt，则可以求出运动物体通过光电门时的瞬时速度大小．
（1）为了减小测量瞬时速度的误差，应选择宽度比较________（选填“宽”或“窄”）的挡光板．
（2）如图乙是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置，他将该光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，小车每次都从同一位置A点静止释放．
①如图丙所示，用游标卡尺测出挡光板的宽度d＝________mm，实验时将小车从图乙A点静止释放，由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光时间间隔Δt＝0.02s，则小车通过光电门时的瞬时速度大小为________m/s；
②实验中设小车的质量为m1，重物的质量为m2，则在m1与m2满足关系式________时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等；
③测出多组重物的质量m2和对应挡光板通过光电门的时间Δt，并算出小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车的加速度与力之间的关系．处理数据时应作出________图象（选填“v—m2”或“v2—m2”）；
④某同学在③中作出的线性图象不过坐标原点，其可能的原因是________________________．
解析：
（1）物体通过光电门过程中的平均速度大小为v＝d/Δt，当d较小时可以认为v即为此时的瞬时速度大小；
（2）由v＝d/Δt＝11.40×10－3m/0.02s＝0.57m/s；设细线上的拉力大小为F，重物向下运动的加速度大小为a，小车水平方向运动的加速度大小也是a，对重物与小车分别由牛顿第二定律得：
m2g－F＝m2a，F＝m1a，由此可得F＝
＝
，显然在m1≫m2时有F＝m2g；设AB间距为s，则小车在B点时速度v满足v2＝2as＝
，在s、m1一定时显然v2与m2成线性关系；若考虑小车与水平轨道间的摩擦力Ff，则有v2＝2as＝
，v2－m2线性图象不过坐标原点.
答案：
（1）窄
（2）①11.40 0.57 ②m1≫m2 ③v2－m2 ④小车与水平轨道间存在摩擦力
11．（15分）如图所示，长为L的轻绳一端固定在O点，另一端系一小球（可视为质点），小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动．已知小球运动过程中轻绳拉力大小FT和竖直方向OP的夹角θ的关系为：
FT＝b＋bcosθ，b为已知的常数，当地重力加速度为g，不计空气阻力，求小球的质量．
解析：
设小球在圆周的最低点即θ＝0°时速度为v1，此时轻绳上拉力FT＝2b
由牛顿第二定律得2b－mg＝m
小球在圆周的最高点即θ＝180°时速度为v2，此时轻绳上拉力FT＝0
由牛顿第二定律得mg＝m
从最低点到最高点，由机械能守恒得：
mv
＝
mv
＋2mgL
由以上几式解得m＝
.
评析：
本题中给出了小球圆周运动时轻绳拉力大小FT的一般的表达式FT＝b＋bcosθ，从这个一般的表达式推知，小球在最低点即θ＝0°与最高点即θ＝180°时的拉力大小，这是求解本题的关键．
12．（18分）如图所示，两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面上，相距L＝0.5m，导轨的左端用R＝3Ω的电阻相连，导轨的电阻不计，导轨上跨接一电阻r＝1Ω的金属杆，其质量m＝0.2kg，整个装置放在竖直向下的磁感应强度B＝2T的匀强磁场中．现对金属杆施加一水平向右的拉力F＝2N，使之由静止开始运动，求：
（1）金属杆运动的最大速度vm是多少？
（2）若已知金属杆从静止开始运动到最大速度的过程中，电阻R上共产生热量QR＝10.2J，此过程持续的时间t为多长？
（3）若金属杆达到最大速度后撤去拉力F，金属杆还能在导轨上骨行的距离x是多少？
解析：
当杆速度达到最大时，拉力F与其受到的安培力FA大小相等、方向相反．有F＝FA＝
代入相关数据得vm＝8m/s.
（2）设杆由静止开始运动到最大速度的过程中运行距离为s，金属杆产生的热量为Qr，有QR/Qr＝R/r，解得Qr＝3.4J
由功能关系得：
Fs＝
mv
＋QR＋Qr
对杆由动量定理得：
Ft－IA＝mvm
其安培力的冲量IA＝BL
＝
，由以上几式解得t＝2.05s.
（3）撤去拉力F后，杆受到的合外力即为安培力．在以后的运动过程中对杆由动量定理得：
I′A＝mvm，即BL
＝mvm
代入相关数据解得x＝6.4m.
13．（21分）如图甲所示，A、B为两块靠得很近的竖直平行金属板，板中央均有小孔，其中A板接地．一束电子以初动能Ek0＝120eV从A板上的小孔O不断沿水平方向射入A、B之间，在B板的右侧，有一对水平放置的平行金属板M、N，其板长L＝2×10－2m，板间距离d＝4×10－3m，两板上加电压U2＝20V．在M、N板的竖直右侧有一范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B＝6
×10－5T，已知电子的质量m＝9×10－31kg，电荷量e＝－1.6×10－19C．现在A、B两板间加一交变电压，使B板的电势φB随时间按如图乙所示规律变化，则在其变化的第一个周期内：
（1）电子哪段时间内可以从B板上的小孔射出？
（2）电子在哪段时间内可以从M、N板间射出？
（3）从M、N板间射出的电子进入右侧的磁场中运动，然后又从磁场中射出，设每个电子进入磁场的入射点与从磁场中射出的出射点间距离为a，求a的变化范围．
解析：
（1）由于A、B板间距离很近，则电子穿过A、B板时间很短，可以不计，故可以认为．每个电子在A、B板间运动时A、B板间电压是不变的．在交变电压的前半个周期内，电子做减速运动，设A、B板间电压为U1时电子恰好到达B板小孔处速度为零，由动能定理得：
－eU1＝0－Ek0，可得U1＝－120V
由图乙知在0～1s内有U1＝－200t1（V），t1＝0.6s，由电压图象的对称性知另一时刻t2＝1.4s
在电压的下半个周期内，电子做加速运动，均能从B板上小孔射出．故在第一个周期内，电子能从B板上小孔射出的时间段为：
0～0.6s和1.4～4s.
（2）设电子水平射入M、N板间的初速度为v0，电子在M、N板间侧移距离y＝
（
）2
要使电子能从M、N板间射出，则应有y≤
可得
mv
≥250eV
由
mv
＝Ek0＋eU1′，得U1′＝130V
在下半周期的t1′＝2＋
＝2.65（s），t2′＝4－
＝3.35（s）可满足，即电子从M、N板间射出的时间为2.65～3.35s.
（3）电子在M、N板间沿水平方向做匀速运动，设电子从M、N板间射出进入磁场时速度为vt，与水平方向夹角为θ，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R（如图所示），有
Bevt＝m
cosθ＝
a＝2Rcosθ
得a＝
又
mv
＝Ek0＋eU1′，由第
（2）问知电子能射出M、N板时在电压的下半周期，此时A、B板间电压大小范围为：
200V≥U1′≥130V
解得：
m≥a≥
m.
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