仿真模拟卷(三)
(时间：90分钟 满分：110分)
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分． 14．下列说法正确的是( )
A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出光子说
B．康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大
4171
C．由2He＋147N→8O＋1H可知，在密闭的容器中混合存放一定比例的氦气和氮气，几天后将
有氧气生成
12D．由10n＋1H→1H＋2.2 MeV可知，用能量等于2.2 MeV的光子照射静止的氘核时，氘核将
分解为一个质子和一个中子 答案 B
解析 普朗克在研究黑体辐射问题时提出量子说，故A错误；康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大即康普顿效应，故B正确；核反应发生的条件是非常苛刻的，比如高速撞击或非常高的温度等，单纯的在密闭的容器中混合存放一定比例的氦气和氮气是不会发生核反应的，故C错误；氘核的结合能是2.2 MeV，将氘核分解为一个中子和一个质子时至少需要2.2 MeV的能量，氘核分解为中子和质子时，它们不可能都是静止的，动能之和肯定大于零，根据能量守恒定律知，需要用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核，D错误．
15．2017年4月22日，“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室顺利完成自动交会对接．“天舟一号”发射升空后，进入预定的圆轨道运行，经过变轨后升到“天宫二号”所在的圆轨道运行．变轨前和变轨完成后“天舟一号”做圆周运动的轨道半径分别为r1、r2，动能分别为Ek1、Ek2，则Ek1∶Ek2等于( ) r1A. r2r2C. r1答案 C
vMm
解析 根据万有引力提供向心力得：G2＝m，可得v＝rr1GMm
Ek＝mv2＝，因此Ek1∶Ek2＝r2∶r1，故C正确．
22r
16.如图1所示，水平面内有一等边三角形ABC，O点为三角形的几何中心，D点为O点正
2
B.D.
r1 r2r2 r1
GM，“天舟一号”的动能为：r
上方一点，O点到A、B、C、D四点的距离均为L.现将三个电荷量均为Q的正点电荷分别固定在A、B、C处，已知静电力常量为k，则D点的场强大小为( )
图1
kQA.2 LkQC. 22L2答案 D
解析 D点处的场强等于A、B、C三个点电荷产生的电场的矢量叠加．将A、B、C处正点电荷产生的电场正交分解到水平方向和竖直方向，设α是A、B、C处正点电荷产生的电场的kQ32kQ
方向与竖直方向的夹角，则D的电场强度E＝3cos α，又α＝45°，解得E＝，故4L2?2L?2选D.
17.如图2所示，一段圆环固定在竖直面内，O为圆心，轻绳的两端分别系在圆环上的P、Q点，P、Q两点等高，一物体通过光滑的轻质挂钩挂在绳上，物体处于静止状态．现保持轻绳的Q端位置不变，使P端在圆环上沿逆时针方向缓慢转动，至PO水平．此过程中轻绳的张力( )
kQ
B.2 2L32kQD.
4L2
图2
A．一直减小 C．先增大后减小 答案 B
解析 设P端轻绳与竖直方向夹角为θ，由于挂钩光滑所以两端绳的夹角为一定为2θ，两端绳子拉力相同；P端在圆环上沿逆时针方向缓慢转动时，两端绳的夹角变大，由于两端绳拉力的合力不变，故绳上的拉力变大，故选B.
18.甲、乙两质点以相同的初速度从同一地点沿同一方向同时开始做直线运动，以初速度方向为正方向，其加速度随时间变化的a－t图象如图3所示．关于甲、乙在0～t0时间内的运动情况，下列说法正确的是( )
B．一直增大 D．先减小后增大
图3
A．在0～t0时间内，甲做减速运动，乙做加速运动 B．在0～t0时间内，甲和乙的平均速度相等 C．在t0时刻，甲的速度比乙的速度小 D．在t0时刻，甲和乙之间的距离最大 答案 D
解析 甲、乙的v－t图象如图，甲、乙都做加速运动，A错误；在0～t0时间内甲的位移比乙的大，所以甲的平均速度比乙的大，B错误；在0～t0时间内甲、乙的速度变化量相同，初速度相同，所以在t0时刻甲、乙速度相同，C错误；由v－t图象可知在t0时刻，甲和乙之间的距离最大，故D正确．
19.如图4所示，在光滑水平面上有一辆平板车，一人手握大锤站在车上．开始时人、锤和车均静止．此人将锤抡起至最高点，此时大锤在头顶的正上方，然后，人用力使锤落下敲打车的左端，如此周而复始，使大锤连续地敲打车的左端，最后，人和锤恢复至初始状态并停止敲打．在此过程中，下列说法正确的是( )
图4
A．锤从最高点下落至刚接触车的过程中，车的动量方向先水平向右、后水平向左
B．锤从刚接触车的左端至锤的速度减小至零的过程中，车具有水平向左的动量，车的动量减小至零
C．锤从刚离开车的左端至运动到最高点的过程中，车具有水平向右的动量，车的动量先增大后减小
D．在任意一时刻，人、锤和车组成的系统动量守恒 答案 AB
解析 人、锤和车组成的系统在水平方向上动量守恒，总动量为零，锤从最高点下落至刚接触车的过程中，锤在水平方向上的速度方向由向左变为向右，则车的动量方向先水平向右后水平向左，故A正确．锤从刚接触车的左端至锤的速度减小至零的过程中，锤的动量由向右变为零，根据动量守恒知，车的动量由向左变为零，故B正确．锤从刚离开车的左端至运动到最高点的过程中，锤的动量方向先向左再向右，则车的动量方向先向右再向左，故C错误．人、锤和车组成的系统，在竖直方向上所受的外力之和不为零，竖直方向上动量不守恒，故系统动量不守恒，故D错误．
20．如图5所示，整个空间有一方向垂直纸面向里的匀强磁场，一绝缘木板(足够长)静止在光滑水平面上，一带正电的滑块静止在木板上，滑块和木板之间的接触面粗糙程度处处相同．不考虑空气阻力的影响，下列说法中正确的是( )
图5
A．若对木板施加一个水平向右的瞬时冲量，最终木板和滑块一定相对静止 B．若对木板施加一个水平向右的瞬时冲量，最终木板和滑块间一定没有弹力 C．若对木板施加一个水平向右的瞬时冲量，最终木板和滑块间一定没有摩擦力 D．若对木板始终施加一个水平向右的恒力，最终滑块做匀速运动 答案 CD
21.如图6所示，a、b、c是三个质量相同的小球(可视为质点)，a、b两球套在水平放置的光滑细杆上，c球分别用长度为L的细线与a、b两球连接．起初a、b两球固定在细杆上相距2L处，重力加速度为g.若同时释放a、b两球，则( )
图6
A．在a、b碰撞前的任一时刻，b相对c的速度方向与b、c的连线垂直 B．在a、b碰撞前的运动过程中，c的机械能先增大后减小 C．在a、b碰撞前的瞬间，b的速度为gL D．在a、b碰撞前的瞬间，b的速度为2gL 答案 AC
解析 在a、b碰撞前的任一时刻，将b小球速度分解为沿细线方向与垂直于细线方向，则b、c两球沿细线方向的分速度大小相等，故b相对c的速度方向与b、c的连线垂直，故A正确；在a、b碰撞前的运动过程中，c一直向下运动，两细线对c做负功，则c的机械能一直减小，1故B错误．在a、b碰撞前的瞬间，c的速度为零，由系统的机械能守恒得：mgL＝·2mv2b，2
解得b的速度为vb＝gL，故C正确，D错误． 三、非选择题(本题共6小题，共62分) (一)必考题
22．(6分)在“研究平抛运动”的实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C、D、E、F、G点的位置，相邻两点的时间间隔均为Δt＝0.50 s．取A点为坐标原点，以＋x方向表示水平初速度方向、＋y方向表示竖直向下方向，实验记录如下：(结果保留两位小数)
标号n t(s) x(m) y(m)
A 0 0 0 B 0.05 0.024 0.042 C 0.10 0.051 0.108 D 0.15 0.073 0.198 E 0.20 0.098 0.314 F 0.25 0.126 0.454 G 0.30 0.150 0.617
图7
(1)作出x－t图象如图7甲所示，小球平抛运动的水平初速度大小是________ m/s； yyy
(2)以t为横坐标，为纵坐标．作出－t图象如图乙所示，其函数解析式为＝4.88t＋0.59.
ttt①重力加速度的测量值是________ m/s2；
②t＝0.10 s时，小球的竖直分速度大小是________ m/s. 答案 (1)0.50 (2)①9.76 ②1.57
23．(9分)现要测量电压表的内阻和电源的电动势，提供的器材有：电源(电动势约为6 V，内阻不计)，电压表V1(量程2.5 V，内阻约为2.5 kΩ)，电压表V2(量程3 V，内阻约为10 kΩ)，电阻箱R0(最大阻值9 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为3 kΩ)，滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω)，单刀双掷开关一个．导线若干． (1)在图8甲中完成测量原理电路图的练线；
图8
(2)电路中应选用滑动变阻器__________(选填“R1”或“R2”)； (3)按照下列实验步骤进行实验：
①闭合开关前，将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大；
②闭合开关，将电阻箱调到6 kΩ，调节滑动变阻器至适当的位置，此时电压表V1的示数为1.60 V，电压表V2的示数为2.40 V；
③保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，再将电阻箱调到2 kΩ，此时电压表V1的示数如图乙，其示数为______ V，电压表V2的示数为1.40 V；
(4)根据实验数据，计算得到电源的电动势为______ V，电压表V1的内阻为__________ kΩ，电压表V2的内阻为__________ kΩ. 答案 (1)如图所示
(2)R1 (3)2.10 (4)5.60 2.5 10
24．(12分)如图9所示，圆筒的内壁光滑，底端固定在竖直转轴OO′上，圆筒可随轴转动，它与水平面的夹角始终为45°.在圆筒内有两个用轻质弹簧连接的相同小球A、B(小球的直径略小于圆筒内径)，A、B质量均为m，弹簧的劲度系数为k.当圆筒静止时A、B之间的距离为L(L远大于小球直径)．现让圆筒开始转动，其角速度从零开始缓慢增大，当角速度增大到ω0时保持匀速转动，此时小球B对圆筒底部的压力恰好为零．重力加速度大小为g. (1)求圆筒的角速度从零增大至ω0的过程中，弹簧弹性势能的变化量； (2)用m、g、L、k表示小球A匀速转动的动能Ek.
图9
图8
(2)电路中应选用滑动变阻器__________(选填“R1”或“R2”)； (3)按照下列实验步骤进行实验：
①闭合开关前，将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大；
②闭合开关，将电阻箱调到6 kΩ，调节滑动变阻器至适当的位置，此时电压表V1的示数为1.60 V，电压表V2的示数为2.40 V；
③保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，再将电阻箱调到2 kΩ，此时电压表V1的示数如图乙，其示数为______ V，电压表V2的示数为1.40 V；
(4)根据实验数据，计算得到电源的电动势为______ V，电压表V1的内阻为__________ kΩ，电压表V2的内阻为__________ kΩ. 答案 (1)如图所示
(2)R1 (3)2.10 (4)5.60 2.5 10
24．(12分)如图9所示，圆筒的内壁光滑，底端固定在竖直转轴OO′上，圆筒可随轴转动，它与水平面的夹角始终为45°.在圆筒内有两个用轻质弹簧连接的相同小球A、B(小球的直径略小于圆筒内径)，A、B质量均为m，弹簧的劲度系数为k.当圆筒静止时A、B之间的距离为L(L远大于小球直径)．现让圆筒开始转动，其角速度从零开始缓慢增大，当角速度增大到ω0时保持匀速转动，此时小球B对圆筒底部的压力恰好为零．重力加速度大小为g. (1)求圆筒的角速度从零增大至ω0的过程中，弹簧弹性势能的变化量； (2)用m、g、L、k表示小球A匀速转动的动能Ek.
图9