2011年江苏省南通市高考物理二模试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

某升降机沿竖直方向运动的速度v随时间t的变化关系图象如图所示，已知t₁-t₂过程的图线平行于t轴，t₃-t₂＞t₁，则（ ）

A．0～t₁过程比t₂～t₃过程运动的加速度小
B．0～t₁过程比t₂～t₃过程运动的位移大
C．0～t₁过程比t₂～t₃过程运动的方向相反
D．0～t₁过程比t₁～t₃过程运动的平均速度小

2. 难度：中等

如图所示，彼此绝缘的同轴金属圆管和圆柱分别带上等量的异种电荷Q后，两导体间的电势差为U，若两导体分别带上+2Q和-2Q的电荷，则它们间的电势差为（ ）

A．2U
B．4U
C．8U
D．16U

3. 难度：中等

如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P向上移动时，下列说法中正确的是（ ）

A．电流表读数变大
B．电压表读数变小
C．电阻R的电功率变大
D．电源的功率变大

4. 难度：中等

2010年12月，新一代国产“和谐号”CRH380A高速动车创造了最高时速达486.1Km（即135m/s）的奇迹．已知动车组采用“25kV、50H_Z”的交流电供电，牵引功率为9600kW，整车总质量为3.5×10⁵kg，动车组运行中受阻力随速度的增加而增大．则动车组（ ）

A．运行中的最大牵引力约为7.1×10⁴N
B．运行中的最大阻力约为7.1×10⁴N
C．启动时最大加速度不超过0.2m/s²
D．供电线路的最大电流不超过384A

5. 难度：中等

空间有一电场，在x轴上-x到x间电势φ随x的变化关系图象如图所示，图线关于φ轴对称．一质量为m、电荷量为+q的粒子仅受电场力作用，以沿+x方向的初速度v，从x轴上的-x₁点向右运动，粒子的运动一直在x轴上，到达原点0右侧最远处的坐标为x₂，x₂点与-x₁点间的电势差为U₂₁，则（ ）

A．x₂＞x，U₂₁=
B．x＞x₂＞x₁，U₂₁=
C．x₂＜x₁，U₂₁=-
D．x₂→+∞，U₂₁=-

6. 难度：中等

据报道，2010年我国成功试飞了“神龙号”空天飞机，它能以每小时2万公里左右的速度在距离地面几万米高的大气层中飞行，而且可以直接加速进入大气层外的地球卫星轨道，成为航天飞机．如图，假设空天飞机原来是在大气层内沿圆周I绕地球做匀速飞行，后加速通过转移轨道Ⅱ进入太空轨道Ⅲ（地球卫星轨道）做圆周运动．下面说法中正确的是（ ）

A．在圆周I上，空天飞机的运行速度可能大于第一宇宙速度
B．在轨道Ⅲ上，空天飞机运行的加速度小于地面重力加速度
C．在圆周I上，空天飞机所受合外力提供向心力
D．轨道Ⅲ越高，空天飞机绕地球运行的角速度越大

7. 难度：中等

如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为n₁：n₂=22：1，原线圈接在电压为U=220V的正弦式交流电源上，副线圈连接理想电压表V、交流电流表A、理想二极管D和电容器C．则（ ）

A．电压表的示数为10V
B．电容器不断地充电和放电，电量不断变化
C．稳定后电流表的读数为零
D．稳定后电容器两极板间电势差始终为V

8. 难度：中等

霍尔式位移传感器的测量原理是：如图所示，有一个沿z轴方向的磁场，磁感应强度B=B+kz（B，k均为常数），将传感器固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变（方向如图中箭头所示）．当物体沿z轴方向移动时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向上的上、下表面的电势差U也不同．则（ ）

A．磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大
B．k越大，传感器灵敏度（）越高
C．若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高
D．电流I取值越大，上、下表面的电势差U越小

9. 难度：中等

如图所示，在水平面和竖直墙壁之间放置质量为m，高为h的木块A和质量为M、半径为R的球B，各接触面均光滑，木块A受到水平向右的外力F的作用，系统处于静止状态．O为B的球心，C为A、B接触点，CO与竖直方向夹角θ=60°．现撤去水平外力F，则（ ）

A．撤去F时，球B的加速度a_B=0
B．撤去F时，木块A的加速度a_A＜
C．撤去F时，墙壁对球B的弹力F_B=0
D．若球B着地前瞬间速速为v，则此时木块速度为

二、解答题

10. 难度：中等

图甲所示为用DIS系统测定木块与水平长木板间动摩擦因数的实验装置，实验中根据测得的多组数据描出木块的v-t图象如图乙所示．
（1）由图线可知木块做______运动．已知木块和发射器的总质量为M，悬挂钩码质量为m，当地重力加速度为g，根据图线的数据求出木块加速度大小为a，则木块和木板间动摩擦因数μ=______．
（2）为了保证木块运动过程中受恒力作用，实验中必须调整滑轮，使得______．
（3）你认为还可以利用该装置完成哪些探究实验？______（至少写一个）．

11. 难度：中等

（1）要求较准确的测量某电阻的阻值（约30kΩ），所给的器材如下
A．待测电阻R_x                  B．电流表A₁（0～100μA，内阻约为200Ω）
C．电流表A₂（0～10mA，内阻约为2Ω）  D．电压表V（0～3V，内阻约10kΩ）
E．电源E（3V，内阻可不计）             F．滑动变阻器R（0～1kΩ，0.1A）
G．开关S及导线若干
①实验中电流表应选用______（选填“A₁”或“A₂”）；
②请在甲图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接
（2）为了测定一节新干电池的电动势和内阻（约为0.3Ω），配备的器材有：
A．电流表A（量程为0.6A）
B．电压表V（量程为1V，内阻为1.2kΩ）
C．滑动变阻器R₁（0～10Ω，1A）
D．电阻箱R₂（0～9999.9Ω）
E．定值电阻R=2.5Ω
某实验小组设计了如图乙所示的电路．
①实验中将电压表量程扩大为2V，电阻箱R₂的取值应为______kΩ；电路中串联电阻R的目的除了对电路起保护作用外，还起______作用．
②利用上述实验电路进行实验，测出多组改装后的电压表读数U_V与对应的电流表读数I_A，利用U_V-I_A的图象如图丙所示．由图象可知，电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω．

12. 难度：中等

A．（选修模块3-3）
（1）科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件（即失重状态）下制造泡沫金属的实验．把锂、镁、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内，用太阳能将这些金属熔化为液体，然后在熔化的金属中充进氢气，使金属内产生大量气泡，金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属．下列说法中正确的是______
A．失重条件下液态金属呈球状是由于液体表面分子间只存在引力作用
B．失重条件下充入金属液体内的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束
C．在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小，外界对气体做功，气体内能增大
D．泡沫金属物理性质各向同性，说明它是非晶体
（2）一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，A到B是等压过程，B到C是等容过程，C到A是等温过程．则B到C气体的温度______填“升高”、“降低”或“不变”）；ABCA全过程气体从外界吸收的热量为Q，则外界对气体做的功为______．
（3）已知食盐（NaCl）的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为N_A，求：
①食盐分子的质量m；
②食盐分子的体积V．
B．（选修模块3-4）
（1）射电望远镜是接受天体射出电磁波（简称“射电波”）的望远镜．电磁波信号主要是无线电波中的微波波段（波长为厘米或毫米级）．在地面上相距很远的两处分别安装射电波接收器，两处接受到同一列宇宙射电波后，再把两处信号叠加，最终得到的信号是宇宙射电波在两处的信号干涉后的结果．下列说法正确的是______
A．当上述两处信号步调完全相反时，最终所得信号最强
B．射电波沿某方向射向地球，由于地球自转，两处的信号叠加有时加强，有时减弱，呈周期性变化
C．干涉是波的特性，所以任何两列射电波都会发生干涉
D．波长为毫米级射电波比厘米级射电波更容易发生衍射现象
（2）如图为一列沿x轴方向传播的简谐波t₁=0时刻的波动图象，此时P点运动方向为-y方向，位移是2.5厘米，且振动周期为0.5s，则波传播方向为______，速度为______m/s，t₂=0.25s时刻质点P的位移是______cm．
（3）为了测量半圆形玻璃砖的折射率，某同学在半径R=5cm的玻璃砖下方放置一光屏；一束光垂直玻璃砖的上表面从圆心O射入玻璃，光透过玻璃砖后在光屏上留下一光点A，然后将光束向右平移至O₁点时，光屏亮点恰好消失，测得OO₁=3cm，求：
①玻璃砖的折射率n；
②光在玻璃中传播速度的大小v（光在真空中的传播速度c=3.0×10⁸m/s）．

C．（选修模块3-5）
轨道电子俘获（EC）是指原子核俘获了其核外内层轨道电子所发生的衰变，如钒（₂₃⁴⁷V）俘获其K轨道电子后变成钛（₂₂⁴⁷Ti），同时放出一个中微子υ_e，方程为₂₃⁴⁷V+_-1e→₂₂⁴⁷Ti+υ_e．
（1）关于上述轨道电子俘获，下列说法中正确的是______．
A．原子核内一个质子俘获电子转变为中子
B．原子核内一个中子俘获电子转变为质子
C．原子核俘获电子后核子数增加
D．原子核俘获电子后电荷数增加
（2）中微子在实验中很难探测，我国科学家王淦昌1942年首先提出可通过测量内俘获过程末态核（如₂₂⁴⁷Ti）的反冲来间接证明中微子的存在，此方法简单有效，后来得到实验证实．若母核₂₃⁴⁷V原来是静止的，₂₂⁴⁷Ti质量为m，测得其速度为v，普朗克常量为h，则中微子动量大小为______，物质波波长为______
（3）发生轨道电子俘获后，在内轨道上留下一个空位由外层电子跃迁补充．设钛原子K
轨道电子的能级为E₁，L轨道电子的能级为E₂，E₂＞E₁，离钛原子无穷远处能级为零．
①求当L轨道电子跃迁到K轨道时辐射光子的波长λ；
②当K轨道电子吸收了频率υ的光子后被电离为自由电子，求自由电子的动能E_K．

13. 难度：中等

如图所示，竖直平面内的一半径R=0.50m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，一水平面与圆弧槽相接于D点．质量m=0.10kg的小球从B点正上方H=0.95m高处的A点自由下落，由B点进入圆弧槽轨道，从D点飞出后落在水平面上的Q点，DQ间的距离s=2.4m，球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80m，取g=10m/s²，不计空气阻力，求：
（1）小球经过C点时轨道对它的支持力大小N；
（2）小球经过最高点P的速度大小v_P；
（3）D点与圆心O的高度差h_OD．

14. 难度：中等

如图所示，在xOy平面内，一质量为m、电荷量为+q的粒子（重力不计）以速度v从坐标原点O沿与+x方向成θ角射入第一象限区，并从x轴上x₁=a的A点离开第一象限区，速度方向与+x方向也成θ角．
（1）若在xOy平面存在一电场，带点粒子在电场力作用下沿圆弧匀速率从O点运动到A点，θ=30°，求O点电场强度的大小E和粒子从O点运动到A点的时间t．
（2）若只存在一垂直于xOy平面的圆形匀强磁场区，磁场的磁感应强度B是可以调节的，且满足0≤B≤B_m，θ=30°，求圆形磁场区的最小半径r．
（3）若只有第一象限内存在一垂直于xOy平面的圆形匀强磁场区，且θ=45°，求磁场的磁感应强度的最小值B．

15. 难度：中等

如图所示，两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上，相距为L，处于竖直向下的磁场中，整个磁场由n个宽度皆为x的条形匀强磁场区域1、2…n组成，从左向右依次排列，磁感应强度的大小分别为B、2B、3B…nB，两导轨左端MP间接入电阻R，一质量为m的金属棒ab垂直于MN、PQ放在水平导轨上，与导轨电接触良好，不计导轨和金属棒的电阻．
（1）对导体棒ab施加水平向右的力，使其从图示位置开始运动并穿过n个磁场区，求导体棒穿越磁场区1的过程中通过电阻R的电量q；
（2）对导体棒ab施加水平向右的恒力F，让它从磁场区1左侧边界处开始运动，当向右运动距离时做匀速运动，求棒通过磁场区1所用的时间t；
（3）对导体棒ab施加水平向右的拉力，让它从距离磁场区1左侧x=x的位置由静止开始做匀加速运动，当棒ab进入磁场区1时开始做匀速运动，此后在不同的磁场区施加不同的拉力，使棒ab保持做匀速运动穿过整个磁场区，求棒ab通过第i磁场区时的水平拉力F_i和棒ab在穿过整个磁场区过程中回路产生的电热Q．