浙江省溫州市瑞安第五高中高三物理模擬試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）研究物理問題常用到許多科學方法，下列說法中不正確的是（

）A．根據速度定義式，當Δt非常非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義應用了極限思想方法B．在探究加速度、力和質量三者之間關系時，先保持質量不變研究加速度與力的關系，再保持力不變研究加速度與質量的關系，該實驗應用了控制變量法C．在推導勻變速直線運動的位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法D．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質點來代替物體的方法叫假設法參考答案：D。A選項是采用了極限思維方法，A正確；驗證牛頓第二定律實驗是采用了控制變量法，是當質量一定。合外力與加速度成正比，等等，B正確；在C選項中研究勻速直線運動，分成若干小等分的思想就是數學中微元法思想，C正確；D選項是理想模型，不是假設法，D錯誤；故選擇不正確答案是D。2.如圖所示，真空中同一平面內固定兩點電荷＋2Q和一Q，以點電荷＋2Q為圓心的圓上有a、b、c、d四點，其中b點為兩點電荷連線與圓的交點，a、c兩點關于連線對稱，ad為圓的直徑，且d距較遠．當電子經過這四點時，下列說法正確的是（

）A．b處電勢能最大 B．d處電勢能最大C．d處電場力最大 D．a、c兩處電場力相同參考答案：A3.壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小，某位同學利用壓敏電阻設計了判斷電梯運動狀態的裝置，其裝置示意圖如圖甲所示，將壓敏電阻平放在電梯內，受壓面朝上，在上面放一物體m，電梯靜止時電流表示數為I0，電梯在運動過程中，電流表的示數如圖乙所示，下列判斷中正確的是（

）

（A）乙圖表示電梯做勻速直線運動

（B）乙圖表示電梯做勻加速運動

（C）乙圖表示電梯做變加速運動

（D）乙圖表示電梯做勻減速運動參考答案：答案：C4.(單選)一偏心輪繞垂直紙面的軸O勻速轉動，a和b是輪上質量相等的兩個質點，a、b兩點的位置如圖所示，則偏心輪轉動過程中a、b兩質點

A．線速度大小相等

B．向心力大小相等

C．角速度大小相等

D．向心加速度大小相等參考答案：C本題考查圓周運動的相關知識，由于a、b兩個點繞同一圓心運動，所以二者角速度相等，但是半徑不同，所以線速度、向心力和向心加速度都不同。5.（多選）質量為M的物塊以速度V運動，與質量為m的靜止物塊發生正撞，碰撞后兩者的動量正好相等，兩者質量之比可能為（）A．2B．3C．4D．5參考答案：考點：動量守恒定律；機械能守恒定律．專題：壓軸題；動量與動能定理或能的轉化與守恒定律綜合．分析：根據動量守恒定律，以及在碰撞的過程中動能不增加，通過這兩個關系判斷兩個物體的質量關系．解答：解：根據動量守恒和能量守恒得，設碰撞后兩者的動量都為P，則總動量為2P，根據動量和動能的關系有：P2=2mEK，根據能量的關系得，由于動能不增加，則有：，得，故A、B正確，C、D錯誤．故選AB．點評：解決本題的關鍵知道碰撞的過程中動量守恒，總動能不增加．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在做“測定勻變速直線運動加速度”的實驗中，取下一段如圖所示的紙帶研究其運動情況。設O點為計數的起始點，在四個連續的計數點中，相鄰兩計數點間的時間間隔為0.1s，若物體做理想的勻加速直線運動，則計數點“A”與起始點O之間的距離s1為__cm，物體的加速度為___m/s2（結果均保留3位有效數字）.參考答案：

(1).

(2).考點：“測定勻變速直線運動加速度”的實驗7.為探究橡皮條被拉伸到一定長度的過程中，彈力做的功和橡皮條在一定長度時具有的彈性勢能的關系（其中橡皮條的彈性勢能表達式為，k是勁度系數），某同學在準備好橡皮條、彈簧測力計、坐標紙、鉛筆、直尺等器材后，進行了以下操作：a．將橡皮條的一端固定，另一端拴一繩扣，用直尺從橡皮條的固定端開始測量橡皮條的原長l0，記錄在表格中；b．將彈簧測力計掛在繩扣上，測出在不同拉力F1、F2、F3…的情況下橡皮條的長度l1、l2、l3…；c．以橡皮條的伸長量△l為橫坐標，以對應的拉力F為縱坐標，在坐標紙上建立坐標系，描點、并用平滑的曲線作出F-△l圖象；d．計算出在不同拉力時橡皮條的伸長量△l1、△l2、△l3…；e．根據圖線求出外力克服橡皮條的彈力做的功．f.根據彈性勢能表達式求出橡皮條具有的彈性勢能.（1）以上操作合理的順序是______________；（2）實驗中，該同學作出的F-△l圖象如圖所示，從圖象可求出△l=9cm過程中外力克服橡皮條的彈力做的功約為_____J，計算出△l=9cm時橡皮條具有的彈性勢能約為_____J.（保留二位有效數字）（3）由實驗可得出的結論是______________________________________________參考答案：（1）abdcef

（2）0.11

，0.11

（3）在誤差允許范圍內克服彈力做的功等于橡皮條彈性勢能的增量8.在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質量M間的關系時，采用如圖所示的實驗裝置．小車及車中的砝碼質量用M表示，盤及盤中的砝碼質量用m表示．①當M與m的大小關系滿足________時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．②某一組同學先保持盤及盤中的砝碼質量m一定來做實驗，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是________．A．平衡摩擦力時，應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源D．用天平測出m以及小車質量M，小車運動的加速度可直接用公式a＝求出③另兩組同學保持小車及車中的砝碼質量M一定，探究加速度a與所受外力F的關系，由于他們操作不當，這兩組同學得到的a－F關系圖象分別如圖1和圖2所示，其原因分別是：

圖1

圖2圖1：____________________________________________________；圖2：_____________________________________________________.參考答案：①m?M

（2分）②B

（2分）③圖1：m過大(或M過小)，造成m不是遠小于M（2分）圖2：沒有平衡摩擦力或木板的傾角過?。?分）9.如圖所示，在平面直角中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，已測得坐標原點處的電勢為0V，點處的電勢為6V,點處的電勢為3V,那么電場強度的大小為E=

V/m，方向與X軸正方向的夾角為

。參考答案：200V/m

120010.氫原子的能級圖如圖所示，一群氫原子處于量子數n＝4能量狀態，則氫原子最多輻射

種頻率的光子。輻射光子的最大能量為

。參考答案：11.真空中一束波長為6×10﹣7m的可見光，頻率為

Hz，已知光在真空中的速度為3×108m/s．該光進入水中后，其波長與真空中的相比變

（選填“長”或“短”）．參考答案：5×1014；短．【考點】電磁波的發射、傳播和接收．【專題】定量思想；推理法；光線傳播的規律綜合專題．【分析】根據波長求出該可見光的頻率，再分析水相對真空是光密介質，所以光進入水中傳播速度減小，但頻率不變，由波長與頻率的關系，判斷波長的變化．【解答】解：由波長與頻率的關系得水相對真空是光密介質，所以光進入水中傳播速度減小，但頻率不變，由波長與頻率的關系可知其波長與真空相比變短．故答案為：5×1014；短．12.已知地球質量為M，萬有引力恒量為G，地球半徑為R，人造衛星在高空繞地球運行的軌道半徑為r，則其繞地球運行的環繞速度V=

，在地球表面附近運行的人造衛星的第一宇宙速度V1=

。參考答案：，13.半徑分別為r和2r的兩個質量不計的圓盤，共軸固定連結在一起，可以繞水平軸O無摩擦轉動，大圓盤的邊緣上固定有一個質量為m的質點，小圓盤上繞有細繩。開始時圓盤靜止，質點處在水平軸O的正下方位置?，F以水平恒力F拉細繩，使兩圓盤轉動，若恒力F=mg，兩圓盤轉過的角度θ=

時，質點m的速度最大。若圓盤轉過的最大角度θ=，則此時恒力F=

。參考答案：答案：，mg解析：速度最大的位置就是力矩平衡的位置，則有Fr=mg2rsin，解得θ=。若圓盤轉過的最大角度θ=，則質點m速度最大時θ=，故可求得F=mg。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動，其下方密封有一定質量的理想氣體。已知活塞質量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態，上、下方氣體壓強均為p0，溫度均為T0?，F用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達b處。求此時氣缸內氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。參考答案：試題分析：由于活塞處于平衡狀態所以可以利用活塞處于平衡狀態，求封閉氣體的壓強，然后找到不同狀態下氣體參量，計算溫度或者體積。開始時活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經歷等容過程，直至活塞開始運動。設此時汽缸中氣體的溫度為T1，壓強為p1，根據查理定律有①根據力的平衡條件有②聯立①②式可得③此后，汽缸中的氣體經歷等壓過程，直至活塞剛好到達b處，設此時汽缸中氣體的溫度為T2；活塞位于a處和b處時氣體的體積分別為V1和V2。根據蓋—呂薩克定律有④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥聯立③④⑤⑥式解得⑦從開始加熱到活塞到達b處的過程中，汽缸中的氣體對外做的功為⑧故本題答案是：點睛：本題的關鍵是找到不同狀態下的氣體參量，再利用氣態方程求解即可。15.質量分別為m和3m的A、B兩個小球以相同的速率v沿同一直線相向運動，碰后B球停止不動，試求A球碰后的速度，并判斷它們之間發生的是彈性碰撞還是非彈性碰撞（說明理由）．參考答案：彈性碰撞取B球碰前的速度方向為正方向，設A球碰后的速度為v′，由動量守恒定律有解得，方向與B球碰前的速度方向相同由于，故碰撞前后的總動能相等，則此碰撞是彈性碰撞四、計算題：本題共3小題，共計47分16.惰性氣體分子為單原子分子，在自由原子情形下，其電子電荷分布是球對稱的。負電荷中心與原子核重合。但如兩個原子接近，則彼此能因靜電作用產生極化（正負電荷中心不重合），從而導致有相互作用力，這稱為范德瓦爾斯相互作用。下面我們采用一種簡化模型來研究此問題。當負電中心與原子核不重合時，若以x表示負電中心相對正電荷（原子核）的位移，當x為正時，負電中心在正電荷的右側，當x為負時，負電中心在正電荷的左側，如圖1所示。這時，原子核的正電荷對荷外負電荷的作用力f相當于一個勁度系數為k的彈簧的彈性力，即f=－kx，力的方向指向原子核，核外負電荷的質量全部集中在負電中心，此原子可用一彈簧振子來模擬。今有兩個相同的惰性氣體原子，它們的原子核固定，相距為R，原子核正電荷的電荷量為q，核外負電荷的質量為m。因原子間的靜電相互作用，負電中心相對各自原子核的位移分別為x1和x2，且|x1|和|x2|都遠小于R，如圖2所示。此時每個原子的負電荷除受到自己核的正電荷作用外，還受到另一原子的正、負電荷的作用。眾所周知，孤立諧振子的能量E=mv2/2+kx2/2是守恒的，式中v為質量m的振子運動的速度，x為振子相對平衡位置的位移。量子力學證明，在絕對零度時，諧振子的能量為hω/2，稱為零點振動能，，h為普朗克常量，為振子的固有角頻率。試計算在絕對零度時上述兩個有范德瓦爾斯相互作用的惰性氣體原子構成的體系的能量，與兩個相距足夠遠的（可視為孤立的、沒有范德瓦爾斯相互作用的）惰性氣體原子的能量差，并從結果判定范德瓦爾斯相互作用是吸引還是排斥。可利用當|x|<<1時的近似式(1+x)1/2≈1+x/2-x2/8，(1+x)-1≈1－x+x2。參考答案：兩個相距R的惰性氣體原子組成體系的能量包括以下幾部分：每個原子的負電中心振動的動能，每個原子的負電中心因受各自原子核“彈性力”作用的彈性勢能，一個原子的正、負電荷與另一原子的正、負電荷的靜電相互作用能.以和分別表示兩個原子的負電中心振動速度，和分別表示兩個原子的負電中心相對各自原子核的位移，則體系的能量

，

式中U為靜電相互作用能

，

(2)為靜電力常量．因，，，利用，可將(2)式化為

，

(3)因此體系總能量可近似表為

.

(4)注意到和，可將(4)式改寫為

.

(5)式中，

，

(6)

，

(7)

，

(8)

．

(9)(5)式表明體系的能量相當于兩個獨立諧振子的能量和，而這兩個振子的固有角頻率分別為

，

(10)

.

(11)在絕對零度，零點能為

，

(12)兩個孤立惰性氣體原子在絕對零度的能量分別表示為和，有

，

(13)式中

(14)為孤立振子的固有角頻率．由此得絕對零度時，所考察的兩個惰性氣體原子組成的體系的能量與兩個孤立惰性氣體原子能量和的差為

．

(15)利用，可得

．

(16)，表明范德瓦爾斯相互作用為相互吸引．

17.如圖所示，質量為m的金屬塊放在水平地面上，在與水平方向成角斜向上、大小為F的拉力作用下，以速度向右做勻速直線運動。重力加速度為g。求：

（1）金屬塊與地面間的動摩擦因數；

（2）如果從某時刻起撤去拉力，則撤去拉力后金屬塊在地面上還能滑行的距離。

參考答案：略18.如圖，一粗細均勻的U形管豎直放置，A側上端封閉，B側上端與大氣相通，下端開口處開關K關閉，A側空氣柱的長度為l=10.0cm，B側水銀面比A側