2009年江苏省泰州市高考物理模拟试卷（三）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中，若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W₁，克服炮筒阻力及空气阻力做功W₂，高压燃气对礼花弹做功为W₃，则礼花弹在炮筒内运动的过程中（设礼花弹发射过程中质量不变）（ ）
A．礼花弹的动能变化量为W₁+W₂+W₃
B．礼花弹的动能变化量为W₃-W₂-W₁
C．礼花弹的重力势能能变化量为W₃-W₂
D．礼花弹的机械能变化量为W₃+W₁

2. 难度：中等

某汽车在平直公路上以功率P、速度v匀速行驶时，牵引力为F．在t₁时刻，司机减小油门，使汽车的功率减为，此后保持该功率继续行驶，t₂时刻，汽车又恢复到匀速运动状态．下面是有关汽车牵引力F、速度v在此过程中随时间t变化的图象．其中正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．

3. 难度：中等

如图所示，一个小球在竖直环内至少能做（n+1）次完整的圆周运动，当它第（n-1）次经过环的最低点时速度大小为7m/s，第n次经过环的最低点时的速度大小为5m/s，则小球第（n+1）次经过环的最低点时的速度v的大小一定满足（ ）
A．等于3m/s
B．小于1m/s
C．等于1m/s
D．大于1m/s

4. 难度：中等

如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度处，现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的处，则该电阻的阻值为（ ）

A．4R
B．5R
C．10R
D．16R

5. 难度：中等

如图（a）所示，电压表V₁、V₂串连接入电路中时，示数分别为6V和4V，当只有电压表V₂接入电路中时，如图示（b）所示，示数为9V，电源的电动势为（ ）

A．9.8V
B．10V
C．10.8V
D．11.2V

6. 难度：中等

如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a（0，L）、一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°．下列说法中正确的是（ ）
A．电子在磁场中运动的时间为
B．电子在磁场中运动的时间为
C．磁场区域的圆心坐标为（，）
D．电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0，-2L）

7. 难度：中等

如图所示，在水平的光滑平板上的O点固定一根原长为l的劲度系数为k的轻弹簧，在弹簧的自由端连接一个质量为m的小球（可视为质点）．若弹簧始终处在弹性范围内，今将平板以O为转轴在竖直平面内逆时针缓慢转动，直至平板变为竖直状态，则在此过程中（ ）

A．球的高度不断增大
B．若弹簧的长度l一定，则球的质量m足够大时，总能使球的高度先增大后减小
C．若球的质量m一定，则弹簧的长度l足够小时，总能使球的高度先增大后减小
D．球的高度变化情况仅与球的质量m有关，而与弹簧的原长l无关

8. 难度：中等

如图所示，A、B两物体通过两滑轮悬挂起来，处于静止状态．现将绳子一端从P点缓慢移到Q点，系统仍然平衡，以下说法正确的是（ ）

A．夹角θ将变小
B．夹角θ保持不变
C．绳子张力将增大
D．物体B位置将变高

9. 难度：中等

在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直长度为L金属杆aO，已知ab=bc=cO=，a、c与磁场中以O为圆心的同心圆（都为部分圆弧）金属轨道始终接触良好．一电容为C的电容器接在轨道上，如图所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴，以角速度ω顺时针匀速转动时（ ）

A．U_ac=2U_b0
B．U_ac=2U_ab
C．电容器带电量Q=
D．若在eO间连接一个电压表，则电压表示数为零

二、解答题

10. 难度：中等

同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究．
（1）同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1伏多一点．晓宇同学找来了一个土豆做实验，当用量程为0～3V、内阻约50kΩ的伏特表测其两极时读数为0.96V．但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光．检查灯泡、线路均没有故障，而用伏特表测量其电压确实能达到3V多．据您猜想，出现这种现象的原因应当是：______（不要求写分析、推导过程）．
（2）晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，读得此时的读数为30Ω．小丽同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA，根据前面用伏特表测得的0.96V电压，由全电路欧姆定律得：．因而晓宇同学说土豆的内阻为30Ω，而小丽同学则说是3kΩ．请你判断，用晓宇或小丽同学的方法测量“土豆电池”的内阻，结果是否准确，为什么？请分别说明理由．
（3）若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：
A．电流表A₁（量程为0～0.6A，内阻为1Ω）
B．灵敏电流表A₂（量程为0～0.6mA，内阻为800Ω）
C．灵敏电流表A₃（量程为0～300μA，内阻未知）
D．滑动变阻器R₁ （最大阻值约10Ω）
E．滑动变阻器R₂（最大阻值约2kΩ）
F．定值电阻（阻值2kΩ）
G．变阻箱（0～9999Ω）
①为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻，实验中应选择的器材是______（填器材前的字母代号）．
②在右方框中画出应采用的电路．

11. 难度：中等

佛山市九江大桥撞船事故发生后，佛山交通部门加强了对佛山市内各种大桥的检测与维修，其中对西樵大桥实施了为期近一年的封闭施工，置换了大桥上所有的斜拉悬索．某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50m、横截面积为400cm²的新悬索能承受的最大拉力．由于悬索很长，抗断拉力又很大，直接测量很困难，于是同学们取来了同种材料制成的样品进行实验探究．
由胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧的弹力F与形变量x成正比，其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关．因而同学们猜想，悬索可能也遵循类似的规律．
（1）同学们准备像做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验一样，先将样品竖直悬挂，再在其下端挂上不同重量的重物来完成本实验．但有同学说悬索的重力是不可忽略的，为了避免悬索所受重力对实验的影响，你认为可行的措施是：______．
（2）同学们通过游标卡尺测量样品的直径来测定其横截面积，某次测量的结果如图所示，则该样品的直径为______cm．

（3）同学们经过充分的讨论，不断完善实验方案，最后测得实验数据如右表：
①分析样品C的数据可知，其所受拉力F（单位：N）与伸长量x（单位：m）所遵循的函数关系式是______．
②对比各样品的实验数据可知，悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比，其比例系数与悬索长度的______成正比、与悬索的横截面积的______成正比．

样品	长度/m	截面积/cm2伸长量/cm 拉力/N	200	400	600	800
A	1	0.50	0.02	0.04	0.06	0.08
B	2	0.50	0.08	0.16	0.24	0.32
C	1	1.00	0.01	0.02	0.03	0.04
D	3	0.50	0.18	0.36	0.54	0.72
E	1	0.25	0.04	0.08	0.12	0.32

12. 难度：中等

（选修3-4）
（1）有以下说法：其中正确的是______
A、声波与无线电波都是机械振动在介质中的传播
B、对于同一障碍物，波长越大的光波，越容易绕过去
C、白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象
D、用光导纤维传播信号是光的干涉的应用
E、用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉
F、某同学观察实验室内两个单摆甲和乙的振动，发现单摆甲每完成4次全振动，单摆乙就完成9次全振动，则单摆甲和乙的摆长l_甲与l_乙之比l_甲与l_乙为81：16
G、相对论认为：无论参照物的运动速度多大，光相对于它的速度都不变
（2）一列简谐横波如图所示，波长λ=8m．实线表示t₁=0时刻的波形图，虚线表示t₂=0.005s时刻第一次出现的波形图．求这列波的波速．
（3）如图所示，矩形ABCD为长方体水池横截面，宽度d=6m，高m，水池里装有高度为m、折射率为的某种液体，在水池底部水平放置宽度d'=5m的平面镜，水池左壁高m处有一点光源S，在其正上方放有一长等于水池宽度的标尺AB，S上方有小挡板，使光源发出的光不能直接射到液面，不考虑光在水池面上的反射，求在此横截面上标尺上被照亮的长度和液面上能射出光线部分的长度．

13. 难度：中等

（选修3-5）
（1）核能是一种高效的能源．
①在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳，压力壳和安全壳（见图甲）．结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是______．

②图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图2分析工作人员受到了______射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了______射线的辐射．
（2）下列说法正确的是
A．卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构
B．受普朗克量子论的启发，爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说
C．核反应方程U→Th+He属于裂变
D．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
E．根据爱因斯坦质能方程，物体具有的能量和它的质量之间存在着正比关系
F．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
G．中子与质子结合成氘核的过程中需要吸收能量
H．升高放射性物质的温度，可缩短其半衰期
I．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论可知氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大
J．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应
（3）如图所示，质量为M=2kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为M_A=2kg的物体A（可视为质点）．一个质量为m=20g的子弹以500m/s的水平速度迅即射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A静止在车上．若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5．（g取10m/s²）
①平板车最后的速度是多大？
②全过程损失的机械能为多少？
③A在平板车上滑行的距离为多少？

14. 难度：中等

如图所示，螺线管与相距L的两竖直放置的导轨相连，导轨处于垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中．金属杆ab垂直导轨，杆与导轨接触良好，并可沿导轨无摩擦滑动．螺线管横截面积为S，线圈匝数为N，电阻为R₁，管内有水平向左的变化磁场．已知金属杆ab的质量为m，电阻为R₂，重力加速度为g．不计导轨的电阻，不计空气阻力，忽略螺线管磁场对杆ab的影响．
（1）为使ab杆保持静止，求通过ab的电流的大小和方向；
（2）当ab杆保持静止时，求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率；
（3）若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率（k＞0）．将金属杆ab由静止释放，杆将向下运动．当杆的速度为v时，仍在向下做加速运动．求此时杆的加速度的大小．设导轨足够长．

15. 难度：中等

光滑的长轨道形状如下图所示，底部为半圆型，半径为R，固定在竖直平面内．AB两质量相同的小环用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上．将AB两环从图示位置静止释放，A环离开底部2R．不考虑轻杆和轨道的接触，即忽略系统机械能的损失，求：
（1）AB两环都未进入半圆型底部前，杆上的作用力．
（2）A环到达最低点时，两环速度大小．
（3）若将杆换成长2R，A环仍从离开底部2R处静止释放，经过半圆型底部再次上升后离开底部的最大高度．

16. 难度：中等

某种发电机的内部结构平面图如图甲，永磁体的内侧为半圆柱面形，它与圆柱形铁芯之间的窄缝间形成如图所示B=0.5T的磁场．在磁场中有一个如图乙所示的U形导线框abcd．已知线框ab和cd边长均为0.2m，bc边长为0.4m，线框以ω=200πrad/s角速度顺时针匀速转动．
（1）从bc边转到图甲所示正上方开始计时，求t=2.5×10^-3s这一时刻线框中感应电动势的大小，并在给定的坐标平面内画出ad两点电势差U_ad随时间变化的关系图线．（感应电动势的结果保留两位有效数字，U_ad正值表示U_a＞U_d）
（2）如将此电压加在图丙所示的竖直放置的平行金属板上，且电动势为正时E板电势高，让一质量为m=6.4×10^-13kg，电量为q=3.2×10^-10C的带正电微粒从时刻开始由E板出发向F板运动，已知EF两板间距L=0.5m，粒子从E运动到F用多长时间？（粒子重力不计）

17. 难度：中等

某研究性学习小组用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子．密度相同的粒子在电离室中被电离后带正电，电量与其表面积成正比．电离后粒子缓慢通过小孔O₁进入极板间电压为U的水平加速电场区域I，再通过小孔O₂射入相互正交的恒定匀强电场和匀强磁场区域II，其中磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．收集室的小孔O₃与O₁、O₂在同一条水平线上．实验发现：半径为r的粒子，其质量为m、电量为q，刚好能沿O₁O₃直线射入收集室．不计纳米粒子重力和粒子之间的相互作用力．（球形体积和球形面积公式分别为V_球=πr³，S_球=4πr²）．求：

（1）图中区域II的电场强度E；
（2）半径为r的粒子通过O₂时的速率v；
（3）试讨论半径r≠r的粒子进入区域II后将向哪个极板偏转．