2015届高三第四次模拟考试

物 理 试 题 2015．05

本试卷共15题，满分为120分，考试时间100分钟

一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．每小题只有一个选项符合题意．选对的得 3 分，错选或不答的得 0 分．

1．利用模拟风洞实验检验一飞机模型的性能，如图所示，其中AB为模型的截面，OL为模型的牵引绳．已知模型重为G，风向水平，当牵引绳水平时，模型恰好静止在空中，此时模型截面与水平面的夹角为θ，则牵引绳上的拉力大小为

A.

B.

C.

D.

2．图a、b分别是一辆公共汽车在t=0和t=3s末两个时刻的照片．当t=0时，汽车刚启动，此段时间内汽车的运动可看成匀加速直线运动．横杆上悬挂的空拉手环如图c，已知图中θ角为15°，汽车质量m=6×103kg．根据题中提供的信息，无法估算出的物理量为

A．汽车的加速度 B．汽车的长度

C．3s内牵引力对汽车所做的功 D．3s内合力对汽车所做的功

3．如图是煤气泄漏报警装置原理图，R1是对煤气敏感的半导体元件，其电阻随煤气浓度的增加而减小，R2是一可变电阻．在ac间接12V的恒定电压，bc间接报警器.当煤气浓度增加到一定值时报警器发出警告．则

A．减小R2的阻值，b点的电势升高

B．当煤气的浓度升高时，b点的电势降低

C．适当减小ac间的电压，可以提高报警器的灵敏度

D．调节R2的阻值能改变报警器启动时煤气浓度的临界值

4．夏季游乐场的“飞舟冲浪”项目受到游客的欢迎，简化模型如图，一游客（可视为质点）以某一水平速度v0从A点出发沿光滑圆轨道运动，至B点时脱离轨道，最终落在水面上的C点，不计空气阻力.下列说法中正确的是

A．在A点时，游客对圆轨道压力等于其重力

B．在B点时，游客的向心加速度为g

C．B到C过程，游客做变加速运动

D．A到B过程，游客水平方向的加速度先增加后减小

5．如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计．匀强磁场与导轨平面垂直．阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触．t=0时，电容器上极板带正电，将开关S闭合．若分别用U、q、i和v表示电容器两端的电压、电容器所带的电荷量、棒中的电流和棒的速度．则下列图像中正确的是

二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共16 分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选或不答的得 0 分．

6．“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命，假设“轨道康复者”的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向与地球自转方向一致，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是

A．站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动

B．“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍

C．“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的
倍

D．“轨道康复者”可在高轨道上加速，以实现对低轨道上卫星的拯救

7．如图所示，L1、L2是高压输电线，采用电压互感器和电流互感器测量高压线的输电功率，图中电表符号未画出，下列说法正确的是

A．甲图中的电表是电压表，线圈匝数n1>n2

B．乙图中的电表是电流表，线圈匝数n3>n4

C．若两电表的示数分别为U、I，则高压线输电功率测量值为UI

D．甲图中副线圈n2应采用较粗的导线绕制

8． 一种静电除尘装置如图甲所示，其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料．图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连．带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集．将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率．不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用．要增大除尘率，则下列措施可行的是

A．只增大电压U

B．只增大高度d

C．只增大长度L

D．只增大尘埃被吸入的水平速度v0

9．如图所示，一轻质弹簧下端固定在粗糙的斜面底端的挡板上，弹簧上端处于自由状态，斜面倾角为θ．一质量为m的物块（可视为质点）从离弹簧上端距离为L1处由静止释放，物块与斜面间动摩擦因数为μ，物块在下滑过程中经A点(图中未画出)时速度最大为v， 弹簧被压缩到最短时物体离释放点的距离为L2　(重力加速度为g) ．从物块释放到弹簧压缩到最短的过程中

A．系统损失的机械能为μmg L2cos

B．物体重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量与

系统产生的内能之和

C．物块的速度最大时，弹簧的弹性势能为mgL1(sin
－μcos
)－
mv2

D．若物块能弹回，则上滑过程中经过A点时速度最大

三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，共计42分．请将解答填写在答题卡相应的位置．

10．（10分）某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片、苹果制作了水果电池，他们想通过实验的方法测量这种电池的电动势E和内阻r．现有如下实验器材：

多用电表一个；高阻值电阻箱R一个；保护电阻R0一只；导线开关若干；

（1）如图甲，已知锌比铜活泼，所以锌片失电子作负极，铜片得电子作正极．为了估计此苹果电池的电动势，某同学直接使用多用电表直流电压挡测量，则应将红表笔与 ▲ 片（填“铜”或“锌”）连接．通过上网查看水果电池的内阻与水果的种类（果汁中的电解质与浓度）、两电极之间的距离及电极面积大小有关，一般在几百至几千欧姆之间．为了估测此苹果电池的内阻， ▲ （填“能”或“不能”）使用多用电表的欧姆挡进行初步测量．

（2）由于缺少电流表与电压表，研究小组仍然使用多用表进行实验，某同学连接如乙图的实验电路，将多用电表当电流表使用．调节电阻箱R可测得多组多用电表读数I，为了减少偶然误差，该同学作
图像进行数据处理．如果图像的斜率为k，截距为b，则由图像可得该苹果电池的电动势E= ▲ ，内阻r = ▲ ．（用k、b和R0表示）

（3）有同学提出自己的测量方案，如图丙所示，将多用电表当电压表使用．你认为他提出的方案是否可行，并简要说明理由．

▲

11．（8分）如图甲所示，某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器的挂钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系．

（1）该同学将实验器材如图甲所示连接后，实验时还需要注意什么？

▲ （只需填一条注意事项）

（2）先接通电源，小车由静止释放，获得的一条纸带如图乙，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，O为运动时打的第一个点，则OD间的距离为 ▲ cm．

（3）图丙是根据实验数据绘出的s－t2图线(s为各计数点至起点O的距离)，则由此图可算出加速度为 ▲ m/s2(保留两位有效数字)．

12．【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定两题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答则按A、B两小题评分．

A．(选修模块3-3)(12分)

（1）下列说法正确的是 ▲

A．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动

B．压缩气体需要做功，说明气体分子间存在斥力

C．晶体熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子

平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点

D．两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的作用力可以忽略)，设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近，在整个移动过程中分子力先增大后减小，分子势能先减小后增大

（2）利用单分子油膜法可以粗略测定分子的大小和摩尔质量．已知某种油的密度为ρ，取体积为V的油慢慢滴出，可滴n滴．将其中一滴滴在广阔水面，形成面积为S的单分子油膜，阿伏伽德罗常数为NA．若把分子看作球形，则估算出它的直径是 ▲ ，油的摩尔质量是 ▲ ．

（3）如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C.已知状态A的温度为300 K．1atm=1.0×105Pa

①求气体在状态C的温度TC；

②若气体由状态A变化到状态B过程中吸收热量150J，已知

理想气体内能与温度成正比，求气体在A状态的内能UA．

B．(选修模块3-4)(12分)

（1）下列说法正确的是 ▲

A．声波与无线电波都是机械振动在介质中的传播

B．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的

C．狭义相对论认为时间与空间、物体的运动无关

D．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关

（2）如图所示，一个
透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点．已知∠BOC=30°，∠BCO=30°，该球体对蓝光的折射率为 ▲ ；若换用一束红光同样从A点水平射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置 ▲ (填“偏左”、“偏右”或“不变”)．

（3）如图所示，一列简谐波在均匀介质中传播，图甲表示t＝0时刻的波形图，图乙表示图甲中质点D从t＝0时刻开始的振动图像，试求：

①这列波传播的速度和方向；

②t=2.5s时，质点P偏离平衡位置的位移．

C．(选修模块3-5)(12分)

（1）以下关于近代物理内容的表述，正确的是 ▲

A．宏观物体的物质波波长较长，很难观察到它的波动性

B．利用卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子的大小

C．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚之后形成的电子束

D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长

（2）两个中子和一个质子能结合成一个氚核，该核反应方程式为： ▲ ；已知中子的质量是m1，质子的质量是m2，氚核的质量是m3，光在真空的速度为c，氚核的比结合能的表达式为 ▲ ．

（3）如图所示，两辆小车A和B位于光滑水平直轨道上．如图甲所示为第一次实验，B静止，A以0.5 m/s的速度向右运动，与B碰后A以0.1 m/s的速度弹回，B以0.3 m/s的速度向右运动．如图乙所示为第二次实验，B仍静止，A车上固定质量为1 kg的物体后还以0.5 m/s的速度与B碰撞．碰后A静止，B以0.5 m/s的速度向右运动．求A、B的质量各是多少？

四、计算或论述题：本题共3小题，共47分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．

13．（15分）如图所示，光滑绝缘水平面上放置一单匝“L”形线框abcdef，线框质量为m，电阻为R，ab、bc、cd、de边长均为l．有一方向竖直向下的有界磁场，磁场的磁感应强度为B，磁场区宽度为2l，边界与bc边平行．线框在水平向右的拉力作用下以速度v匀速穿过磁场区域．求：

（1）在进入磁场过程中通过线框的电荷量q；

（2）线框穿过磁场区域过程中拉力做的功W；

（3）画出线框穿过磁场区域过程中，线框中电流随时间变化的i-t图线.（取逆时针方向为电流正方向）．

14．（16分）如图所示，工人通过两条传送带将质量为m的货物运送到高处，已知传送带1匀速运动的速度为v，传送带2的长度为L．将货物无初速度地放在传送带1的左端，到达右端前已经匀速运动，货物从传送带1过渡到传送带2时速度大小不变．某次传送带2因故障停转，工人发现货物沿传送带2向上滑行的最大距离为3L/5．

（1）求货物上滑过程中的加速度大小；

（2）工人甲在货物到达传送带2时立刻施加平行于传送带斜向上的推力，作用一段距离后，撤去该力，货物恰能到达传送带2的顶端，求推力对货物做的功W；

（3）工人乙将传送带1的运行速度提高到2v，发现货物也恰能到达传送带2的顶端，求传送带1的长度．（已知货物与传送带1的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）

15．（16分）如图(a)所示，水平放置的平行金属板A、B间加直流电压U， A板正上方有 “V”字型足够长的绝缘弹性挡板．在挡板间加垂直纸面的交变磁场，磁感应强度随时间变化如图(b)，垂直纸面向里为磁场正方向，其中
，
未知．现有一比荷为
、不计重力的带正电粒子从C点静止释放，t=0时刻，粒子刚好从小孔O进入上方磁场中，在 t1时刻粒子第一次撞到左挡板，紧接着在t1＋t2时刻粒子撞到右挡板，然后粒子又从O点竖直向下返回平行金属板间．粒子与挡板碰撞前后电量不变，沿板的分速度不变，垂直板的分速度大小不变、方向相反，不计碰撞的时间及磁场变化产生的感应影响．求：

（1）粒子第一次到达O点时的速率；

（2）图中B2的大小；

（3）金属板A和B间的距离d．

2015届高三物理第四次模拟考试参考答案 2015.5

一、单项选择题.本题共5小题，每小题3分，共计15分.每小题只有一个选项符合题意.

1．A 2．C 3．D 4．D 5．C

二、多项选择题.本题共4小题，每小题4分，共计16分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分.

6．BC 7．AD 8．AC 9．AB

三、简答题：本题分必做题（第10、11题)和选做题(第12题)两部分，共计42分．请将解答填写在答题卡相应的位置．

【必做题】

10．（10分）（1）铜(2分)，不能(2分)（2）
(2分)，
(2分)

（3）不可行(1分)，因为苹果电池内阻较大，此时会因电压表明显分流而形成较大的实验误差。(1分)

11．（8分）（1）平衡摩擦力（2分）

（2）1.20cm（1.19cm~1.21cm）（3分）； （3）0.93(0.91~0.94) （3分）；

12．【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定两题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答则按A、B两小题评分．)

A．(选修模块3-3)(12分)

（1）C（3分）

（2）
（2分），
（2分）

（3）①
，解得TC=600K （2分）

②AB过程，气体对外做功
J （1分）

，解得△U=150-75=75J （1分）

BC过程，
，解得TB=1200K，

所以UB=4UA，又UB-UA=75J，解得UA=25J （1分）

B．(选修模块3-4)(12分)

（1）D（3分）

（2）
（2分）， 偏右（2分）

（3）①由甲图知波长
=6m，由乙图知周期T=4s，

所以波速
=1.5m/s （1分） 传播方向为沿x轴负方向 （1分）

②质点P的简谐运动方程为
（2分）

所以t=2.5s时，
（1分）

C．(选修模块3-5)(12分)

（1）D（3分）

（2）
（2分）
（2分）

（3）根据动量守恒定律，第一次实验碰撞得mAvA＝－mAvA′＋mBvB′①；（2分）

第二次实验碰撞得(mA＋Δm)vA＝mBvA② （1分）

代入数值解①②得mA＝1 kg，mB＝2 kg （2分）

四．计算或论述题：本题共3小题，共47分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．

13．(15分) 解析：（1）
(3分)

（2）de进入至bc进入：
，
逆时针 (2分)

bc进入至af进入：
，
逆时针 (2分)

de离开至bc离开：

顺时针 (1分)

bc离开至af离开：

顺时针 (1分)

(2分)

（3）如图：

(4分)

14．(16分) 解析：

（1）由运动学公式得
，解得
(4分)

（2）设斜面倾角为
，由
得

(2分)

(2分)

联立解得
(2分)

（3）传送带1的运行速度提高到2v后，设货物到达传送带2的速度为
，

则
，解得
<2v， (3分)

所以货物在传送带上一直加速，
，
，解得
(3分)

15．(16分) 解析：

(1)粒子从B板到A板过程中，电场力做正功，根据动能定理有

(2分)

解得粒子第一次到达O点时的速率
(1分)

(2)粒子进入上方后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由qvB＝

得粒子做匀速圆周运动的半径
，
(1分)

使其在整个装置中做周期性的往返运动，运动轨迹如右图所示，

由图易知：
。 (3分)

图中
(1分)

(3) 在0～t1时间内，粒子做匀速圆周运动周期

在t1～(t1＋t2)时间内，粒子做匀速圆周运动的周期
(1分)

由轨迹图可知
(1分)

(1分)

粒子在金属板A和B间往返时间为t，有
(1分)

且满足
，
(2分)

联立可得金属板A和B间的距离
，
(2分)

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