2011年江苏省宿迁市宿豫中学高考物理二模试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图所示，将两个小球a，b用细线连接后悬挂在水平天花板上，其中b球搁置在光滑斜面上．在下列各种情况中能够使系统保持静止的是（ ）
A．
B．
C．
D．

2. 难度：中等

中新网2010年4月23日报道，美国无人驾驶空天飞机X-37B于北京时间4月23日发射升空．如图所示，空天飞机能在离地面6万米的大气层内以3万公里的时速飞行；如果再用火箭发动机加速，空天飞机就会冲出大气层，像航天飞机一样，直接进入地球轨道，做匀速圆周运动．返回大气层后，它又能像普通飞机一样在机场着陆，成为自由往返天地间的输送工具．关于空天飞机，下列说法正确的是（ ）

A．它从地面发射加速升空时，机舱内的物体处于失重状态
B．它在6万米的大气层内飞行时，只受地球的引力
C．它在做匀速圆周运动时，所受地球的引力做正功
D．它从地球轨道返回地面，必须先减速

3. 难度：中等

在一次跳伞演习中，某空降兵携带降落伞从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v-t图象如图所示，则下列判断正确的是（ ）

A．0～10 s内空降兵和伞整体所受重力比空气阻力大
B．10 s～15 s内空降兵处于失重状态
C．10 s～15 s空降兵做匀减速运动
D．15 s后空降兵匀速下落，此过程中机械能守恒

4. 难度：中等

近年来，酒驾几乎成为一种“社会公害”，交警用来检测酒驾的酒精测试仪的工作原理如图所示，其中P是半导体型酒精气体传感器，该传感器的电阻r′的倒数与酒精气体的浓度C成正比，R为定值电阻．以下关于电流表的示数I与酒精气体浓度C之间的关系的图象，正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

5. 难度：中等

如图甲所示，Q₁、Q₂为两个被固定的点电荷，其中Q₁带负带，a，b两点在它们连接的延长线上．现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），粒子经过a，b两点时的速度分别为v_a，v_b，其速度图象如图乙所示，以下说法中不正确的是（ ）
A．Q₂一定带正电
B．Q₂的电量一定大于Q₁的电量
C．b点的电场强度一定为零
D．整个运动过程中，粒子的电势能先增大后减小

6. 难度：中等

如图所示，相距为d的两平行金属板的电容为C，带电量为Q．有一长为L的绝缘轻杆，两端各固定电荷量分别为-q和+q的小球，不计两球的重力和两球间的库仑力．现先将杆从平行于极板的位置I缓慢移动到垂直于极板的位置Ⅱ，再从位置Ⅱ缓慢移动到无穷远处．则（ ）
A．从位置I移到位置Ⅱ的过程中，两球电势能之和减小
B．从位置I移到位置Ⅱ的过程中，电场力做功为零
C．从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中，两球的电势能之和不变
D．从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中，克服电场力做功

7. 难度：中等

如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，则（ ）

A．运动过程中小球的机械能守恒
B．t₂～t₃这段时间内，小球的动能先增加后减少
C．t₂时刻小球的加速度为零
D．t₂～t₃这段时间内，小球的动能与重力势能之和在增加

8. 难度：中等

如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u₁=220sin100π（V），则（ ）
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表V₁的示数为22V
B．当t=s时，电压表V的读数为220V
C．单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表V₁示数增大，电流表示数变小
D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表V₁和电流表的示数均变小

9. 难度：中等

如图，两质量均为m的小球，通过长为L的不可伸长轻绳水平相连，从某一高处自由下落，下落过程中绳处于水平伸直状态．在下落h高度时，绳的中点碰到水平放置的光滑钉子O．重力加速度为g，空气阻力不计，则（ ）

A．小球从开始下落到刚到达最低点的过程中机械能守恒
B．从轻绳与钉子相碰到小球刚到达最低点的过程，重力的瞬时功率先增大后减小
C．小球刚到达最低点时速度大小为
D．小球刚到达最低点时的加速度大小为

二、解答题

10. 难度：中等

用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对图中纸带上的点痕进行测量．
即可验证机械能守恒定律
①下面列举了该实验的几个操作步骤
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的步骤是______，操作不当的步骤是______．
②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度．如图2所示是打出的一条纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图2所示．使用电流的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a=______．（用x₁、x₂、x₃、x₄及f表示）
③在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小，若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是______．

11. 难度：中等

要测量电压表V₁的内阻RV，其量程为2V，内阻约2KΩ．实验室提供的器材有：
电流表A，量程0.6A，内阻约为0.1Ω；
电压表V₂，量程5V，内阻约为5KΩ；
定值电阻R₁，阻值为30Ω；
定值电阻R₂，阻值为3KΩ；
滑动变阻器R₃，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；
电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；
开关S一个，导线若干．
（1）有人拟将待测电压表V₁和题中所给的电流表A串连接入电压合适的测量电路中，测出V₁的电压和电流，再计算出R_V．该方案实际上不可行，其最主要的原因是______
（2）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V₁内阻R_V的实验电路．要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成．试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号______．
（3）由上问写出电压表V₁内阻R_V的表达方式，说明式中各测量量的物理意义．

12. 难度：中等

（选修模块3-3）
（1）以下说法正确是______
A、满足能量守恒定律的宏观过程都是可以自发进行的
B、熵是物体内分子运动无序程度的量度
C、若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，密度不变
D、当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减少
（2）如图1所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状变化的图象中与上述过程相符合的是图2中的______图，该过程为______过程（选填“吸热”、“放热”或“绝热”）

（3）如图3，一集热箱里面封闭着一定量的气体，集热板作为箱的活塞且始终正对着太阳，其面积为S，在t时间内集热箱里气体膨胀对外做功数值为W，其内能增加了△U，不计封闭气体向外散的热，已知照射到集热板上太阳光的能量有50%被箱内气体吸收求：
①这段时间内集热箱里气体共吸收的热量；
②太阳光照在集热板单位面积上的辐射功率．

13. 难度：中等

（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是______
A．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
B．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
C．当物体运动的速度接近光速时，时间和空间都要发生变化
D．当观测者靠近或远离波源时，感受到的频率会发生变化
（2）一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播．已知t=0时的波形如图1所示．则a 点完成一次全振动的时间为______s；a点再过0.25s时的振动方向为______（y轴正方向/y轴负方向）．
（3）为测量一块等腰直角三棱镜△ABC的折射率，用一束激光沿平行于BC边的方向射向AB边，如图2所示．激光束进入棱镜后射到AC边时，刚好能发生全反射．该棱镜的折射率为多少？

14. 难度：中等

（选修模块3-5）
（1）下列说法中正确的是______
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变
C．一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多能辐射3种不同频率的光子
D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型
（2）光照射到金属上时，一个光子只能将其全部能量传递给一个电子，一个电子一次只能获取一个光子的能量，成为光电子，因此极限频率是由______（金属/照射光）决定的．如图1所示，当用光照射光电管时，毫安表的指针发生偏转，若再将滑动变阻器的滑片P向右移动，毫安表的读数不可能______（变大/变小/不变）．
（3）如图2，总质量为M的火箭被飞机释放时的速度为υ，方向水平．释放后火箭立即向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气，火箭相对于地面的速度变为多大？

15. 难度：中等

如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，弹簧处于自然状态时其右端位于B点．水平桌面右侧有一竖直放置的光滑圆弧形轨道MNP，其半径R=0.8m，OM为水平半径，ON为竖直半径，P点到桌面的竖直距离也是R，∠PON=45°第一次用质量m₁=1.1kg的物块（可视为质点）将弹簧缓慢压缩到C点，释放后物块停在B点（B点为弹簧原长位置），第二次用同种材料、质量为m₂=0.1kg的物块将弹簧也缓慢压缩到C点释放，物块过B点后做匀减速直线运动，其位移与时间的关系为x=6t-2t²（m），物块从桌面右边缘D点飞离桌面后，由P点沿圆轨道切线落入圆轨道．（g=10m/s²，不计空气阻力）求：
（1）BC间的距离；
（2）m₂由B运动到D所用时间；
（3）物块m₂运动到M点时，m₂对轨道的压力．

16. 难度：中等

如图1所示，宽度为d的竖直狭长区域内（边界为L₁、L₂），存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场（如图2所示），电场强度的大小为E，E＞0表示电场方向竖直向上．t=0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N₁点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点．Q为线段N₁N₂的中点，重力加速度为g．上述d、E、m、v、g为已知量．

（1）求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；
（2）求电场变化的周期T；
（3）改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值．

17. 难度：中等

如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.30m．导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.40Ω．导轨上停放一质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．用一外力
F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示．
（1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；
（2）求第2s末外力F的瞬时功率；
（3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功W=0.35J，求金属杆上产生的焦耳热．