2014-2015学年山东省青岛市高三下学期一模考试物理卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图所示，一物体以速度v₀冲上粗糙的固定斜面，经过2t₀时间返回斜面底端，则物体运动的速度v（以初速度方向为正）随时间t的变化关系可能正确的是

2. 难度：中等

如图所示，水平桌面上有三个相同的物体a、b、c叠放在一起， a的左端通过一根轻绳与质量为m = 3kg的小球相连，绳与水平方向的夹角为60^°，小球静止在光滑的半圆形器皿中．水平向右的力F = 40N作用在b上，三个物体保持静止状态． g取10m/s²，下列说法正确的是

A．物体c受到向右的静摩擦力

B．物体b受到一个摩擦力，方向向左

C．桌面对物体a的静摩擦力方向水平向右

D．撤去力F的瞬间，三个物体将获得向左的加速度

3. 难度：中等

2014年11月12日，“菲莱”着陆器成功在67P彗星上实现着陆，这是人类首次实现在彗星上软着陆，被称为人类历史上最伟大冒险之旅．载有“菲莱”的“罗赛塔”飞行器历经十年的追逐，被67P彗星俘获后经过一系列变轨，成功的将“菲莱”着陆器弹出，准确地在彗星表面着陆．如图所示，轨道1和轨道2是“罗赛塔”绕彗星环绕的两个圆轨道，B点是轨道2上的一个点，若在轨道1上找一点A，使Ａ与B的连线与BO连线的最大夹角为θ，则“罗赛塔”在轨道1、2上运动的周期之比为

A．         B．         C． D．

4. 难度：困难

如图甲所示，Q₁、Q₂是两个固定的点电荷，一带正电的试探电荷仅在电场力作用下以初速度v_a沿两点电荷连线的中垂线从a点向上运动，其v-t图象如图乙所示，下列说法正确的是

A．两点电荷一定都带负电，但电量不一定相等

B．两点电荷一定都带负电，且电量一定相等

C．试探电荷一直向上运动，直至运动到无穷远处

D．t₂时刻试探电荷的电势能最大，但加速度不为零

5. 难度：中等

如图所示，匝数为10的矩形线框处在磁感应强度B＝T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度ω=10rad/s在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.4m²，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L(4W，100Ω)和滑动变阻器，已知图示状况下灯泡正常发光，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是

A．此时原副线圈的匝数比为2:1

B．此时电流表的示数为0.4A

C．若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变暗

D．若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大

6. 难度：中等

如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为30，质量分别为M、m的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，斜面底端有一与斜面垂直的挡板．开始时用手按住物体M，此时M距离挡板的距离为s，滑轮两边的细绳恰好伸直，且弹簧处于原长状态．已知M = 2m，空气阻力不计．松开手后，关于二者的运动下列说法中正确的是

A．M和m组成的系统机械能守恒

B．当M的速度最大时，m与地面间的作用力为零

C．若M恰好能到达挡板处，则此时m的速度为零

D．若M恰好能到达挡板处，则此过程中重力对M做的功等于弹簧弹性势能的增加量与物体m的机械能增加量之和

7. 难度：困难

如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为l，两导轨间连有一电阻R，导轨平面与水平面的夹角为θ，在两虚线间的导轨上涂有薄绝缘涂层．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的导体棒从h高度处由静止释放，在刚要滑到涂层处时恰好匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且仅与涂层间有摩擦，动摩擦因数μ=tanθ，其他部分的电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是

A．导体棒到达涂层前做加速度减小的加速运动

B．在涂层区导体棒做减速运动

C．导体棒到达底端的速度为

D．整个运动过程中产生的焦耳热为

二、实验题

8. 难度：中等

（8分）某实验小组利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．小钢球自由下落过程中，计时装置测出小钢球先后通过光电门A、B的时间分别为t_A、t_B，用小钢球通过光电门A、B的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度．测出两光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g，小钢球所受空气阻力可忽略不计．

（1）先用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为d =       cm；

（2）要验证机械能是否守恒，只要比较                 与              是否相等；

（3）实验中小钢球通过光电门的平均速度         （选填“大于”或“小于”）小钢球球心通过光电门时的瞬时速度，导致动能增加量总是稍          （选填“大于”或“小于”）重力势能减少量，且随小钢球下落起始高度的增加，误差越来越          （选填“大”或“小”）。

9. 难度：中等

（10分）LED二极管的应用是非常广泛的，2014年诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明了蓝色发光二极管（LED），并因此带来的新型节能光源．某同学想要描绘某发光二极管的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.

U/V	0.0	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80
I/mA	0.0	0.9	2.3	4.3	6.8	12.0	19.0	30.0

实验室提供了以下器材：

A．电压表（量程0—3V，内阻约20k）

B．电压表（量程0—15V，内阻约100k）

C．电流表（量程0—50mA，内阻约40）

D．电流表（量程0—0.6A，内阻约2）

E．滑动变阻器（阻值范围0—20，允许最大电流2A）

F．电源（电动势6V，内阻不计）

G．开关，导线

（1）该同学做实验时，电压表选用的是       ，电流表选用的是       （填选项字母）．

（2）下图甲中的实物连线已经连了部分电路，请按实验要求将实物图中的连线补充完整．

（3）根据表中数据，请在图乙中的坐标纸中画出该二极管的I-U图线．

（4）若此发光二极管的最佳工作电流为15mA，现将此发光二极管与电动势为3V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值R =        的电阻，才能使它工作在最佳状态（结果保留两位有效数字）．

三、计算题

10. 难度：困难

（18分）如图甲所示，有一倾角为30的光滑固定斜面，斜面底端的水平面上放一质量为M的木板．开始时质量为m = 1kg的滑块在水平向左的力F作用下静止在斜面上，今将水平力F变为水平向右，当滑块滑到木板上时撤去力F，木块滑上木板的过程不考虑能量损失．此后滑块和木板在水平上运动的v-t图象如图乙所示，g＝10 m/s²．求

（1）水平作用力F的大小；

（2）滑块开始下滑时的高度；

（3）木板的质量。

11. 难度：困难

（20分）电子对湮灭是指电子和正电子碰撞后湮灭，产生伽马射线的过程，电子对湮灭是正电子发射计算机断层扫描（PET）及正子湮灭能谱学（PAS）的物理基础．如图所示，在平面直角坐标系xOy上，P点在x轴上，且，Q点在负y轴上某处．在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，在第Ⅱ象限内有一圆形区域，与x、y轴分别相切于A、C两点，，在第Ⅳ象限内有一未知的圆形区域（图中未画出），未知圆形区域和圆形区域内有完全相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里．一束速度大小为v₀的电子束从A点沿y轴正方向射入磁场，经C点射入电场，最后从P点射出；另一束速度大小为的正电子束从Q点沿与y轴正向成45^°角的方向射入第Ⅳ象限，而后进入未知圆形磁场区域，离开磁场时正好到达P点，且恰好与从P点射出的电子束正碰发生湮灭，即相碰时两束粒子速度方向相反．已知正负电子质量均为m、电量均为，电子的重力不计．求：

（1）圆形区域内匀强磁场磁感应强度B的大小和第Ⅰ象限内匀强电场的场强E的大小；

（2）电子从A点运动到P点所用的时间；

（3）Q点纵坐标及未知圆形磁场区域的面积S．

四、选择题

12. 难度：简单

下列说法正确的是__________。（双选，填正确答案标号）

A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数

B．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快

C．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

D．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的

五、计算题

13. 难度：中等

若一条鱼儿正在水下10m处戏水，吐出的一个体积为1cm³的气泡．气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为P₀=1.0×10⁵Pa，g=10m/s²，湖水温度保持不变．

①气泡在上升的过程中，气体吸热还是放热？请简述理由。

②气泡到达湖面时的体积多大？

六、填空题

14. 难度：中等

（12分）【物理——选修3-4】

(1)一列横波沿x轴传播，传播方向未知，t时刻与t+0.4 s时刻波形相同，两时刻在x轴上-3m~3m的区间内的波形如图所示．下列说法中正确的是__________。（双选，填正确答案标号）

A．该波最大速度为10m/s

B．质点振动的最小频率为2.5Hz

C．在t+0.2 s时刻，x=3m处的质点正在经过x轴

D．若波沿x轴正方向传播，处在O点的质点会随波沿正方向运动

七、计算题

15. 难度：中等

如图所示，一透明半圆柱体折射率为n=2，半径为R、长为L．一  平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面射出．求该部分柱面的面积S．

八、选择题

16. 难度：简单

下列说法正确的是            。（双选，填正确答案标号）

A．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构

B．氢原子从n＝3的能级向低能级跃迁时只会辐射出两种不同频率的光

C．比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量

D．放射性元素每经过一个半衰期，其质量减少一半

九、实验题

17. 难度：中等

在如图所示的光滑水平面上，小明站在静止的小车上用力向右推静止的木箱，木箱离开手以5m/s的速度向右匀速运动，运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹回来后被小明接住．已知木箱的质量为30kg，人与车的质量为50kg．求：

①推出木箱后小明和小车一起运动的速度大小；

②小明接住木箱后三者一起运动，在接木箱过程中系统损失的能量．