2009年高考物理模擬試題四（詳解）
第Ⅰ卷（選擇題，共40分）
一、本題共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，選對(duì)得4分，有選錯(cuò)或不答的得0分
1．假設(shè)現(xiàn)在已研制成功可供實(shí)用的超導(dǎo)體材料，那么可用這種材料來(lái)制作（�。�
A．電爐絲 B．白熾燈燈絲
C．保險(xiǎn)絲 D．輸電導(dǎo)線
2．根據(jù)玻爾理論，某原子的電子從能量為E的軌道躍遷到能量為
的軌道，輻射出波長(zhǎng)為l 的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則等于（�。�
A．E-h
B．E＋h
C．E-h
D．E＋h
3．如圖1電路中的電阻均為1W，電源電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻0.5W，電流表、電壓表均為理想表，則此時(shí)電流表、電壓表的讀數(shù)分別是（ ）
圖1
A．
C．
4．如圖2所示，A、B兩物體質(zhì)量分別為
和
，用勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連，A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對(duì)A施加豎直向上的力F提起A，使B對(duì)地面恰無(wú)壓力，當(dāng)撤去F，A由靜止向下運(yùn)動(dòng)至最大速度時(shí)，重力做功為（�。�
圖2
A．
B．
C．
D．
5．常用的通訊衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星，它定位于地球赤道正上方，已知某同步衛(wèi)星離地面的高度為h，地球自轉(zhuǎn)的角速度為w ，地球半徑為R，地球表面附近的重力加速度為
，該同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的加速度的大小為（�。�
A．0
B． C．
D．
（R＋h）
6．對(duì)于固體和液體來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部分子可看作是一個(gè)挨一個(gè)緊密排列的球體，已知汞的摩爾質(zhì)量為200.5×
kg/mol，密度為13.6×
kg/
，阿伏加德羅常量為6.0×
，則汞原子的直徑與以下數(shù)值中最接近的是（�。�
A．1×
mB．2×
m
C．4×
m D．6×
m
7．如圖3所示，在房間內(nèi)靠近墻角的天花板上有一面平面鏡，在房間地板上的B點(diǎn)放一點(diǎn)光源S，通過(guò)平面鏡的反射在豎直墻壁上出現(xiàn)一個(gè)光斑，若要使墻壁上光斑的面積增大一些，下面的方法中可行的是（ ）
圖3
A．保持光源的位置不變，將平面鏡繞過(guò)平面鏡O點(diǎn)且垂直紙面的軸，沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度
B．將光源沿地面向左移動(dòng)一小段距離
C．將光源豎直向上移動(dòng)一小段距離
D．在B點(diǎn)的位置放一盆清水，將光源放在水底（忽略盆底的厚度）
8．在許多精密的儀器中，如果需要較精確地調(diào)節(jié)某一電阻兩端的電壓，常常采用如圖4所示的電路，通過(guò)兩只滑動(dòng)變阻器
和
對(duì)一阻值為500W左右的電阻
兩端電壓進(jìn)行粗調(diào)和微調(diào)．已知在兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的最大阻值分別為200W和10W．關(guān)于滑動(dòng)變阻器、的聯(lián)接關(guān)系和各自所起的作用，下列說(shuō)法正確的是（�。�
圖4
A．取＝200W，＝10W，調(diào)節(jié)起粗調(diào)作用
B．取＝10W，＝200W，調(diào)節(jié)起微調(diào)作用
C．取＝200W，＝10W，調(diào)節(jié)起粗調(diào)作用
D．取＝10W，＝200W，調(diào)節(jié)起微調(diào)作用
9．如圖5所示，在粗糙、絕緣且足夠大的水平面上固定著一個(gè)帶負(fù)電荷的點(diǎn)電荷Q．將一個(gè)質(zhì)量為m帶電荷為q的小金屬塊（金屬塊可以看成為質(zhì)點(diǎn)）放在水平面上并由靜止釋放，金屬塊將在水平面上沿遠(yuǎn)離Q的方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則在金屬塊的整個(gè)過(guò)程中（�。�
圖5
A．電場(chǎng)力對(duì)金屬塊做的功等于金屬塊增加的機(jī)械能
B．金屬塊的電勢(shì)能先減小后增大
C．金屬塊的加速度一直減小
D．電場(chǎng)對(duì)金屬塊所做的功一定等于摩擦產(chǎn)生的熱
10．一塊透明的光學(xué)材料，AB為其一個(gè)端面，建立平面直角坐標(biāo)系如圖6甲所示，設(shè)該光學(xué)材料的折射率沿y軸正方向（即BA方向）均勻減小，有一光線PO從空中以某一入射角q 射向O點(diǎn)，并進(jìn)入該材料內(nèi)部，則該光線在光學(xué)材料內(nèi)部可能的傳播路徑是圖6乙中的（ ）
圖6
題號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
得分
答案
第Ⅱ卷（非選擇題，共80分）
二、本題共2小題，共13分，把答案填在題中的橫線上或按題目要求作圖
11．（6分）用伏安法測(cè)電阻時(shí)，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，使得測(cè)量結(jié)果總存在系統(tǒng)的誤差，按圖7所示的電路進(jìn)行測(cè)量，可以消除這種系統(tǒng)誤差．
圖7
選取合適的器材，按電路圖連接好電路后，該實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程的第一步是：閉合電鍵
，將電鍵
接2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器和，使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些，讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)
、
．
（1）請(qǐng)你寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程的第二步，并說(shuō)明需要記錄的數(shù)據(jù)：_______________
（2）請(qǐng)寫(xiě)出由以上記錄數(shù)據(jù)計(jì)算被測(cè)電阻
的表達(dá)式________________．
12．（7分）完成下面有關(guān)物理實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題
（1）甲、乙、丙三位同學(xué)在使用不同的游標(biāo)卡尺測(cè)量同一個(gè)物體的長(zhǎng)度時(shí)，測(cè)量的結(jié)果分別如下：
甲同學(xué)：使用游標(biāo)為50分度的卡尺，讀數(shù)為
乙同學(xué)：使用游標(biāo)為10分度的卡尺，讀數(shù)為
丙同學(xué)：使用游標(biāo)為20分度的卡尺，讀數(shù)為
從這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出讀數(shù)肯定有錯(cuò)誤的是________同學(xué)．
（2）用圖8所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種，重錘從高處由靜止開(kāi)始落下，重錘上拖著的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
圖8
①下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上；
C．用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量；
D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時(shí)接通電源開(kāi)關(guān)打出一條紙帶；
E．測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離；
F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．
指出其中沒(méi)有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)，并說(shuō)明其原因．
答：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
______________________________．
②利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a的數(shù)值，如圖9所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起點(diǎn)O的距離為
，點(diǎn)A、C間的距離為
，點(diǎn)C、E間的距離為
，使用交流電的頻率為f，則根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a的表達(dá)式為：a＝________．
圖9
③在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘動(dòng)能的增加，其原因主要是因?yàn)橹劐N下落過(guò)程中存在著阻力的作用，可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定該阻力的大小．若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)確的值為g，還需要測(cè)量的物理量是________．試用這些物理量和紙帶上的測(cè)量數(shù)據(jù)表示出重錘在下落的過(guò)程中受到的平均阻力大小為F＝________．
三、本題共6小題，共67分，解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明，方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位．
13．（10分）在某次核聚變實(shí)驗(yàn)中，氘核被加熱至高溫，引起動(dòng)能各為0.3Mev的兩個(gè)氘核正碰放出一個(gè)快中子和一個(gè)新核，釋放出3.27Mev的能量，氘核的質(zhì)量為2.013553u，中子的質(zhì)量為1.08665u，新核的質(zhì)量為3.015u，已知1u的質(zhì)量相當(dāng)于931.5Mev的能量．
（1）寫(xiě)出核反應(yīng)的方程．
（2）計(jì)算快中子的動(dòng)能．
14．（10分）如圖10所示，相距為d的兩平行金屬板AB上加電壓U，A板電勢(shì)高，在A板上放一小粒鈷60，它不斷向右側(cè)空間放出質(zhì)量為m、電量為q的a 粒子，粒子最大速度為v，B板上涂有熒光粉，a 粒子轟擊B板而發(fā)光，問(wèn)B板發(fā)光面積有多大?設(shè)a 粒子不被B板反射（不計(jì)重力影響）
圖10
15．（11分）人們受小鳥(niǎo)在空中飛翔的啟發(fā)而發(fā)明了飛機(jī)，小鳥(niǎo)扇動(dòng)翅膀，獲得向上的舉力可表示為F＝
，式中S為翅膀的面積，V為小鳥(niǎo)的飛行速度，K為比例系數(shù)，一個(gè)質(zhì)量為
，若機(jī)翼長(zhǎng)寬分別為燕子翅膀長(zhǎng)寬的20和15倍，則此飛機(jī)起飛的跑道至少要多長(zhǎng)?
16．（12分）跳高運(yùn)動(dòng)員從地面起跳后上升到一定的高度，躍過(guò)橫桿后落下，為了避免對(duì)運(yùn)動(dòng)員的傷害，在運(yùn)動(dòng)員落下的地方設(shè)置一片沙坑．某運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為
（1）運(yùn)動(dòng)員在接觸沙坑表面時(shí)的速度大小；
（2）沙坑對(duì)運(yùn)動(dòng)員平均阻力的大�。ㄖ亓铀俣�g取
）
17．（11分）如圖11所示，MN是一條通過(guò)透明球體球心的主光軸，一條平行于MN的光線a射向此球體，若出射光線C是MN的交點(diǎn)P與球心O的距離是球半徑的
倍，與MN所成的角a ＝30°，求透明體的折射率．
圖11
18．（13分）
“神舟”四號(hào)飛船在返回時(shí)先要進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，飛船的返回艙與留軌艙分離，返回艙以近
，式中r 為大氣的密度，v是返回艙的運(yùn)動(dòng)速度，S為與形狀特征有關(guān)的阻力面積．當(dāng)返回艙距地面高度為
的降落傘，直到速度達(dá)到kg，取g＝
．
（1）用字母表示出返回艙在速度為
（2）分析打開(kāi)降落傘到反沖發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火前，返回艙的加速度和速度的變化情況；
（3）求反沖發(fā)動(dòng)機(jī)的平均反推力的大小及反沖發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)返回艙做的功．
1．D 超導(dǎo)材料的電阻為零，因此只有D正確．
2．C 由玻爾理論可知
，所以C正確．
3．B 
、
并聯(lián)與
、
的并聯(lián)相串聯(lián)，再與
相并聯(lián)，
＝0.5W，因此伏特表示數(shù)U＝1.5V，安培表示數(shù)I＝
4．C 當(dāng)B對(duì)地面恰無(wú)壓力時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量
，A達(dá)到最大速度時(shí)，彈簧的壓縮量
，此過(guò)程重力做功為
5．D 同步衛(wèi)星的加速度應(yīng)為地球的自轉(zhuǎn)角速度，所以a＝
（R＋h）．
6．C 
∴ 
，因此只有C正確．
7．B 利用平面鏡成像規(guī)律，找到S的像點(diǎn)
，確定垂直墻壁上的光斑，從而可知只有B正確．
8．B 滑動(dòng)變阻器用分壓作用時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值大的應(yīng)為微調(diào)，阻值小的應(yīng)為粗調(diào)，粗調(diào)時(shí)應(yīng)選用，則一定應(yīng)為10W，一定應(yīng)為200W，因此只有B正確．
9．D 金屬塊先加速后減速，最小速度為零，加速度先減小而后增大，因此C錯(cuò)；電場(chǎng)力始終做正功，電勢(shì)能始終減小，因此B錯(cuò)；由能量守恒可知，電場(chǎng)力對(duì)金屬塊做的功應(yīng)等于摩擦而產(chǎn)生的熱量．
10．D 光線由O點(diǎn)射入，折射光線應(yīng)靠近法線，即x軸光線射入材料后，法線應(yīng)與y軸平行，入射角逐漸增大，當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)，發(fā)生全反射，因此只有D正確．
11．（1）將
接1，讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)
、
（2）
12．答案：（1）甲
（2）①步驟B是錯(cuò)誤的．應(yīng)該接到電源的交流輸出端．步驟D是錯(cuò)誤的，應(yīng)該先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶．步驟C不必要，因?yàn)楦鶕?jù)測(cè)量原理，重錘的動(dòng)能和勢(shì)能中都包含了質(zhì)量m，可以約去．
②
③重錘的質(zhì)量為m 
13．解析：（1）核方程
設(shè)聚變后新核速度為V，中子速度為
，質(zhì)量為m，則由能量守恒定理得：
由動(dòng)量守恒定律得：0＝3mV＋mDm＝（2×2.01353u-3.015u-1.008665u）
由以上各式可求得快中子動(dòng)能 
14．解析：a 粒子在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng) 
a 粒子在豎直方向做勻速運(yùn)動(dòng) r＝vt
解得 
B板發(fā)光面積S為 
15．解析：由F＝
得 小鳥(niǎo)：
對(duì)飛機(jī)：
得：
∵ 
＝2as
∴ 跑道長(zhǎng)至少為 
＝
16．解析：（1）運(yùn)動(dòng)員從高處落下到接觸沙坑表面的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員重心下落的高度h＝
解得運(yùn)動(dòng)員落到地面的速度為v＝
＝
（2）運(yùn)動(dòng)員從下落到沙坑中停下，這個(gè)過(guò)程中初末動(dòng)能都為零，重力做的功等于運(yùn)動(dòng)員克服沙坑阻力
做的功，即 mg（h＋l）＝
得
解得 ＝8.1×
N．
17．解析：如答圖1所示，設(shè)球的半徑為R，在△OBP中
即
答圖1
∴ i＝45°
∠FOP＝i-30°＝45°-30°＝15°
∵ 入射光線平行于MN
∴ ∠MOA＝i＝45°
由圖知：
∴ 
．
18．解析：（1）當(dāng)回收艙在速度為＝0
根據(jù)已知條件，得 
解得： m＝
（2）在打開(kāi)降落傘后，返回艙的加速度先增大而后減小，加速度方向向上，返回艙的速度不斷減少，直到速度減小到
（3）反沖發(fā)動(dòng)機(jī)工作后，使回收艙的速度由
解得 F＝9.9×
N．
反沖發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)返回艙做的功W＝Fh＝1.2×
J.
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