2012年河北省石家庄市高考物理一模试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图所示，顶角为直角、质量为M的斜面体ABC放在粗糙的水平面上，∠A=30°，斜面体与水平面间动摩擦因数为μ．现沿垂直于BC方向对斜面体施加力F，斜面体仍保持静止状态，则关于斜面体受到地面对它的支持力N和摩擦力f的大小，正确的是（已知重力加速度为g）（ ）

A．N=Mg，f=
B．N=Mg+，f=μMg
C．N=Mg+，f=
D．N=Mg+，f=

2. 难度：中等

喷泉广场上组合喷泉的喷嘴竖下直向上．某一喷嘴喷出水的流量Q=300L/min，水的流速v=20m/s．不计空气阻力，g=10m/s²．则处于空中的水的体积是（ ）
A．5 L
B．20 L
C．10 L
D．40 L

3. 难度：中等

在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度．具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针（小磁针的N极）指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B_e=5.0×10^-5T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置（如图所示）．由此测出该通电直导线在其正下方10cm处产生磁场的磁感应强度大小为（ ）

A．5.0×10^-5T
B．1.0×10^-4T
C．8.66×10^-5T
D．7.07×10^-5T

4. 难度：中等

如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，物体第一阶段被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端．下列说法正确的是（ ）

A．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加
B．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加
C．物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热
D．都不正确

5. 难度：中等

美国国家科学基金会2010年9月29日宣布，天文学家发现一颗迄今为止与地球最类似的行星，该行星绕太阳系外的红矮星Gliese581做匀速圆周运动．这颗行星距离地球约20光年，公转周期约为37天，它的半径大约是地球的1.9倍，表面重力加速度与地球相近．下列说法正确的是（ ）
A．该行星的公转角速度比地球大
B．该行星的质量约为地球质量的3.61倍
C．该行星第一宇宙速度为7.9km/s
D．要在地球上发射航天器到达该星球，发射速度只需达到地球的第二宇宙速度即可

6. 难度：中等

如图所示，a，b，c是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab=cd=L，ad=bc=2L，电场线与矩形所在平面平行．已知a点电势为20V，b点电势为24V，d点电势为12V，一个质子从b点以v的速度射入此电场，入射方向与bc成45°角，一段时间后经过c点．不计质子的重力，下列判断正确的是（ ）

A．c点电势低于a点电势
B．电场强度的方向由b指向d
C．质子从b运动到c，所用的时间为
D．质子从b运动到c，电场力做功为4eV

7. 难度：中等

A，B两块正对的金属板竖直放置，在金属板A的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球．两块金属板接在如图所示的电路中，其中R₁为光敏电阻，R₂为滑动变阻器，R₃为定值电阻．当R₂的滑动触头P在a端时闭合开关S．此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为θ，电源电动势E和内阻r一定．以下说法正确的是（ ）
A．若仅将R₂的滑动触头P向b端移动，则I不变，U增大
B．若仅增大A、B板间距离，则小球重新达到稳定后θ变大
C．若仅用更强的光照射R₁，则I增大，U增大
D．若仅用更强的光照射R₁，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变

8. 难度：中等

在倾角为θ足够长的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场，磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L，如图所示．一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t=0时刻以速度v进入磁场，恰好做匀速直线运动．若经过时间t，线框ab边到达gg′与ff′中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则下列说法正确的是（ ）

A．当ab边刚越过ff′时，线框加速度的大小为3gsinθ
B．t时刻线框匀速运动的速度为
C．t时间内线框中产生的热量为
D．离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动

二、解答题

9. 难度：中等

为了研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系，某实验小组的实验装置如图所示，光滑水平桌面距地面高为h，一轻质弹簧左端固定，右端与质量为m的小钢球接触，弹簧处于原长．将小球向左推，压缩弹簧一段距离后由静止释放，弹簧将小球沿水平方向推出，小球落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，已知重力加速度为g

（1）某次实验测得小球的落点P到O点的距离为s，那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能E_p与h、s、mg之间的关系式为______；
（2）改变弹簧压缩量进行多次实验，测量数据如下表所示，请在坐标纸上做出x-s图象．

弹簧压缩量x/m	0.010	0.015	0.020	0.025	0.030	0.035
小球飞行水平距离s/m	2.0	3.0	4.1	5.9	6.0	7.0

（3）由图象得出x与s的关系式为______；由实验得到弹簧弹性势能E_p与弹簧压缩量x之间的关系式为______．

10. 难度：中等

常用电流表有内阻，现要测量电流表G₁的内阻r₁ 电路如图甲所示．供选择的仪器如下：
A．待测电流表G₁（0～5mA，内阻约300Ω）   B．电流表G₂（0～10mA，内阻约100Ω）
C．定值电阻R₁（30Ω）                     D．定值电阻R₂（300Ω）
E．定值电阻R₃（3kΩ）                     F．滑动变阻器R₄（0〜20Ω）
G．电源（电动势6.0V，内阻不计）         H．开关S及导线若干
（1）电路中与电流表G₁并联的电阻应选______，保护电阻应选用______ （请填写器材前的字母序号）．

（2）根据电路在图乙中连接实物图，要求闭合开关前滑动变阻器的滑动触头P处于正确位置．
（3）补全实验步骤：
①按电路图连接电路；
②闭合开关S，移动滑动触头P至某一位置，记录G₁、G₂的读数I₁、I₂；
③______
④以I₁为纵轴，I₂为横轴，作出相应图象如图丙所示．
（4）根据I₁-I₂图线的斜率k及定值电阻，写出电流表G₁内阻的表达式r₁=______．

11. 难度：中等

如图所示，倾角为37°的斜面固定在水平地面上，质量m=1kg的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，从A点由静止开始运动，到达B点时立即撤去拉力F，此后，物体到达C点时速度为零．通过速度传感器测得这一过程中物体每隔0.2s的瞬时速度，下表给出了部分数据．求：

t/s	0.0	0.2	0.4	0.6	…	1.8	2.0	2.2	…
v/m•s^-1	0.0	1.2	2.4	3.6	…	6.0	4.0	2.0	…

（1）物体与斜面间的动摩擦因数μ；
（2）恒力F的大小；
（3）AC间的距离．

12. 难度：中等

如图所示，M、N为加速电场的两极板，M板中心有一小孔Q，其正上方有一半径为R₁=1m的圆形磁场区域，圆心为0，另有一内半径为R₁，外半径为m的同心环形磁场区域，区域边界与M板相切于Q点，磁感应强度大小均为B=0.5T，方向相反，均垂直于纸面．一比荷C/kg带正电粒子从N板的P点由静止释放，经加速后通过小孔Q，垂直进入环形磁场区域．已知点P、Q、O在同一竖直线上，不计粒子的重力，且不考虑粒子的相对论效应．
（1）若加速电压V，求粒子刚进入环形磁场时的速率v
（2）要使粒子能进入中间的圆形磁场区域，加速电压U₂应满足什么条件？
（3）在某加速电压下粒子进入圆形磁场区域，恰能水平通过圆心O，之后返回到出发点P，求粒子从Q孔进人磁场到第一次回到Q点所用的时间．

13. 难度：中等

（1）下列说法正确的是______
A．一定量气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收120J的热量，则它的内能增大20J
B．在使两个分子间的距离由很远（r＞10^-9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大
C．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力
D．用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需再知道油的密度即可
E．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和气压，水蒸发越慢
（2）如图所示，圆柱形气缸开口向上竖直放置在水平面上，气缸足够长，内截曲积为S，大气压强为P，一厚度不计、质量为m=的活塞封住一定量的理想气体，温度为T时缸内气体体积为V，先在活塞上缓慢放上质量为3m的砂子，然后将缸内气体温度缓慢升高到2T，求：
①最后缸内气体的体积；
②在图中画出缸内气体状态变化的p-V图象．

14. 难度：中等

（1 ）如图1所示，a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板，a和b、b和c之间的夹角都为β，一细光束由红光和蓝光组成，以人射角θ从O点射入a板，且射出c板后的两束单色光射在地面上P，Q两点，由此可知______
A．射出c板后的两束单色光与人射光平行
B．射到P点的光在玻璃中的折射率较大
C．射到P点的光在玻璃中的传播速度较大，波长较长
D．若稍微增大入射角θ，光从b板上表面射入到其下表面时，在该界面上有可能发生全反射
E．若射到P，Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P点的光形成干涉条纹的间距小，这束光为蓝光
（2）如图2所示是一列简谐横波上A、B两质点的振动图象，该波由A传向B两质点沿波的传播方向上的距离△x=4.0m，波长大于3.0m，求这列波的波速．

15. 难度：中等

（1）如图1五幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是______
A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．图乙：放射源射出的三种射线在磁场中运动轨迹不同，说明三种射线带电情况不同
C．图丙：卢瑟福通过分析a粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性
E．图戊：光电效应实验表明光具有波动性
（2）实验室考查氢原子跃迁时的微观效应．已知氢原子能级图如图2所示，氢原子质量为．设原来处于静止状态的大量激发态氢原子处于n=5的能级状态．
①求氢原子由高能级向低能级跃迁时，可能发射出多少种不同频率的光；
②若跃迁后光子沿某一方向飞出，且光子的动量可以用p=表示a为普朗克常量，v为光子频率，c为真空中光速），求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率．（保留三位有效数字）