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1、等值模拟卷(二)(时间：60分钟满分：110分)一、选择题(本题共7小题，每小题6分每题给出的4个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错和不选的得0分)1如图所示，小球固定在轻杆一端绕圆心O在竖直面内做匀速圆周运动，下列关于小球在最高点以及与圆心O等高处的受力分析一定错误的是()答案A解析杆在竖直平面内做圆周运动，故合力一定指向圆周的内侧，图A中两个力的合力不指向内侧，故A错误；图B中两个力的合力可以指向内侧，故是可能的，故B正确；图C中两个力的合力指向圆心，故是可能的，故C正确；图D中两个力的合力可能指向圆心，故是可能的，故D正
2、确2某单摆做受迫振动时，振幅A与驱动力频率f的关系图像如图1所示，当地重力加速度g9.8 m/s2，则()图1A该单摆做受迫振动的周期一定等于2 sB该单摆的摆长约为1 mC该单摆做受迫振动的振幅一定为8 cmD该单摆做自由振动的振幅一定为8 cm答案B解析单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，则固有频率为0.5 Hz，周期为2 s故A错误；由题图可知，共振时单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为2 s由公式T2，可得l1 m，故B错误；单摆的实际振动幅度随着驱动力的频率改变而改变，当出现共振时，单摆的摆幅才为8 cm.故C错误；同理，单摆做自由振动的
3、振幅不一定为8 cm.故D错误3如图2所示，MN是介质和介质的交界面，介质中的光源S发出的一束光照射在交界面的O点后分成两束光OA和OB，若保持入射点O不动，将入射光SO顺时针旋转至S1O的位置，则在旋转过程中下列说法正确的是()图2A光线OA逆时针旋转且逐渐减弱B光线OB逆时针旋转且逐渐减弱C光线OB逐渐减弱且可能消失D介质可能是光疏介质答案C解析从光路图中可得入射角小于折射角，则光是从光密介质射入光疏介质，故当入射光SO顺时针旋转至S1O的位置，入射角增大，可能发生全反射，反射光线变强，反射光线OA逆时针旋转，折射光线OB顺时针旋转且逐渐减弱，当达到全反射角时，光线OB逐渐减弱且可能消失，
4、故C正确4如图3所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀速转动过程中所产生正弦交流电的图像如图线b所示以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是()图3A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先后两次转速之比为32C交流电a的瞬时值为u10sin 5t(V)D交流电b电压的最大值为 V答案BCD解析由题图可知，t0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，故A错误；由图像可知TATB23，故nAnB32，故B正确；由图像可知，交流电a的最大值为10 V，角速度为5 rad/s，所以交流电a的瞬时值为u10sin 5t (V)，故C正确；
5、交流电最大值UmNBS，故UmaUmb32，故UmbUma V，故D正确5据报道，有科学家支持让在2006年被除名的冥王星重新拥有“行星”称号，而最终结果在国际天文联合会2015年举行的会议上才能做出决定下表是关于冥王星的一些物理量(万有引力常量G已知)可以判断下列说法正确的是()物理量直径平均密度公转周期自转周期表面温度量值约2 300 km约2.0 g/cm3约248年约6.387天220 C以下A.冥王星绕日公转的线速度比地球绕日公转的线速度小B冥王星绕日公转的加速度比地球绕日公转的加速度大C根据所给信息，可以估算太阳的体积的大小D根据所给信息，可以估算冥王星表面重力加速度的大小答案AD
6、解析v ，冥王星轨道半径大于地球轨道半径，所以冥王星绕日公转的线速度比地球绕日公转的线速度小，故A正确； a，冥王星轨道半径大于地球轨道半径，所以冥王星绕日公转的加速度比地球绕日公转的加速度小，故B错误；根据所给信息，无法估算太阳的体积的大小，故C错误；根据星球表面万有引力等于重力得：mg，冥王星表面重力加速度的大小g，根据表格的数据可以估算冥王星表面重力加速度的大小，故D正确6如图4所示，菱形ABCD的对角线相交于O点，两个等量异种点电荷分别固定在AC连线上的M点与N点，且OMON，则()图4AA、C两处电势、场强均相同BB、D两处电势、场强均相同CA、C两处电势、场强均不相同DB、D两处电
7、势、场强均不相同答案B解析根据等量异种点电荷的电场的分布特点和叠加原理可知，选项A、C、D错误，B正确7如图5所示，以等腰直角三角形ABC为边界的有界匀强磁场方向垂直纸面向里一个等腰直角三角形导体框abc的直角边ab的长是AB长的一半，线框abc在平面内，线框的bc边与磁场的边界BC边在同一直线上，现让线框匀速向右通过磁场区，速度方向始终平行于BC边则在线框穿过磁场区的过程中，线框中产生的感应电流随时间变化的关系图像是(设沿顺时针方向为感应电流的正方向)()图5答案D解析当线框进磁场时，根据楞次定律判断知：感应电流的方向沿逆时针方向，为负值；t时刻导线框的有效切割长度：Lvt，感应电动势瞬时值
8、，EBLvBv2t，感应电流瞬时值为：I，可知It，设三角形ABC的直角边长为a，当t时，I；同理，线框出磁场时，感应电流的方向沿顺时针方向，为正值；t时刻导线框的有效切割长度：Lavt，感应电动势瞬时值：EBLvB(avt)v，感应电流瞬时值为：I，当t时，I，当线框完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流产生根据数学知识可知：D图正确二、非选择题8(1)(6分)某同学为验证系统机械能守恒定律，采用如图6所示的实验装置将气垫导轨调节水平后在上面放上A、B两个光电门，滑块通过一根细线与小盘相连测得滑块质量M，小盘和砝码的总质量m，滑块上固定的两光电门宽度为d.实验中，静止释放滑块后测得滑块
9、通过光电门A的时间为tA，通过光电门B的时间为tB.图6实验中，该同学还需要测量_；实验测得的这些物理量若满足表达式_即可验证系统机械能守恒定律(用实验中所测物理量相应字母表示)(2)(11分)(2015唐山二模)某同学欲准确测定一个量程为3 V，内阻约为2 k的电压表的内阻，所备器材有：A待测电压表：量程3 V，内阻约为2 kB电流表：量程10 mA，内阻约为50 C定值电阻：R1400 D滑动变阻器R2：最大阻值20 E直流电源：电动势E6 V，内阻可不计F开关，导线若干为保证测量结果的准确性，实验要求两表指针偏转的最大刻度都要超过总量程的.在如图7所示空格中补全实验电路；图7改变滑动变阻
10、器的阻值，读取实验数据填入如下表格，依据表格中的U、I数据在如图8所示坐标纸上画出UI图线；电压U/V00.501.001.502.002.503.00电流I/mA01.493.004.526.006.988.96图8根据图线，计算电压表的内阻为_ k(结果保留两位有效数字)答案(1)A、B两光电门之间的距离smgs(Mm)()2()2(2)见解析图见解析图2.0解析(1)本题要验证从A到B的过程中，滑块机械能守恒，则要证明动能的增加量等于重力势能的减小量，所以要求出此过程中，重力做的功，则要测量A、B两光电门之间的距离s；由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度滑块
11、通过光电门B时的速度为：vB；滑块通过光电门A时的速度为：vA，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量为：E(Mm)()2()2；系统的重力势能减少量可表示为：Epmgs则实验测得的这些物理量若满足表达式mgs(Mm)()2()2，则可验证系统机械能守恒定律(2)由题意可知，要使两表指针偏转的最大刻度都超过总量程的，用电压表与一电阻并联，再与电流表串联的方法进行测量，该电路采用滑动变阻器分压接法，电流表采用外接法，故电路如图由表中数据设立如图所示标度，采用描点法作图如图所示图像的斜率表示电压表和R1并联的总电阻，则总电阻R333 .由并联电路规律可知：333解得电压表内阻：RV1 98
12、8 2.0 k9(15分)微耕机俗称“铁牛”，以小型柴油机或汽油机为动力，具有重量轻，体积小等特点，广泛适用于平原、山区、丘陵的旱地、水田、果园等如图9甲所示为一款可遥控的履带式柴油微耕机，其质量为100 kg，额定功率4 kW.现遥控该微耕机以额定功率匀速从A处经倾角30，长L100 m的斜坡行驶到B处犁地，斜坡对它的阻力恒为1 500 N(如图乙)求：(g取10 m/s2)图9(1)微耕机在斜坡上行驶的速率；(2)若完成作业后从斜坡匀速返回，微耕机的能量转化效率为40%，求在下坡过程中柴油机消耗燃油所做的总功？答案(1)2 m/s(2)2.5105 J解析(1)设沿斜坡匀速向上行驶速度为v
13、1，牵引力为F1，则有：mgsin 30fF1其额定功率为：P0F1v1代入数据解得：v12 m/s(2)设沿斜坡向下匀速行驶时牵引力为F2.由题意有：F2mgsin 30f牵引力做的功为：W1F2L微耕机总功为：W2联立并代入数据得：W22.5105 J10(18分)如图10所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0.整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持
14、良好接触已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行图10(1)求初始时刻通过电阻R的电流I大小和方向；(2)当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；(3)若导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q.答案(1)，方向为ab(2)gsin (3)mvEp解析(1)导体棒产生的感应电动势为：E1BLv0通过R的电流大小为：I1根据右手定则判断得知：电流方向为ab(2)导体棒产生的感应电动势为：E2BLv感应电流为：I2导体棒受到的安培力大小为：FBIL，方向沿斜面向上，导体棒受力情况如图所示根据牛顿第二定律有
15、：mgsin Fma解得：agsin (3)导体棒最终静止，有：mgsin kx弹簧的压缩量为：x设整个过程回路产生的焦耳热为Q0，根据能量守恒定律有：mvmgxsin EpQ0解得：Q0mvEp电阻R上产生的焦耳热为：QQ0mvEp11(18分) 如图11所示，在空间中竖直放置一绝缘材料制成的边长为3L的刚性正方形框架ABCD，AD边上 E点(L )处开有一小孔框架中区域I加有垂直纸面向里的匀强磁场；区域II加有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为前者的一半两磁场以过DE中点且平行对角线BD的直线为界线紧靠框架的左侧有一对水平放置的平行带电极板，长为 2L，板间可视为忽略边缘效应的匀强电场现
16、有带电荷量为q、质量为m的粒子以 v0 的速度从上极板边缘处水平进入电场，刚好通过E处小孔，并在与边框碰撞前经过磁场界线上的O点，已知点E、O在同一高度设粒子与边框碰撞时无能量和电荷量损失，反弹规律类似于光的反射，且粒子速度与磁场界线相切时不进入另一侧粒子重力忽略不计求：图11(1)两平行板所加电压U；(2)区域处磁感应强度B1；(3)粒子从进入电场到出小孔的总时间t.答案(1)(2)(3)解析(1)由EqEma2Lv0tLat2求得U(2)tan 1所以粒子进入小孔时速度与水平方向成45角所以由几何关系可知，弧EO的圆心是四边形AEOG的对角线的交点，则得RLvv0由B1qv可得B1(3)如图，在电场运动的时间t1在区域磁场中运动时间t2在区域磁场中运动时间t3t