2011年天津市南开区高考物理一模试卷（解析版）

选择题共 8 题

如图所示是用光学的方法来检查一物体表面光滑程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其表面光滑程度的物体，C为单色入射光，如果要说明能检查平面光滑程度的道理，则需要用到的下列光学概念是（）

A．反射和干涉
B．全反射和干涉
C．反射和衍射
D．全反射和衍射
难度: 中等查看答案及解析
如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，说法正确的是（）

A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短
B．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最小
C．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60eV
D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11eV
难度: 中等查看答案及解析
如图所示是计算机光驱的工作原理：R₁是光敏电阻（有激光照射时电阻较小，无激光照射时电阻较大），R₂是定值电阻，信号处理系统可以根据R₂两端的电压变化把光信号变成电信号．用激光头发射脉冲激光信号扫描光盘，从光盘上反射回来的激光信号照到光敏电阻R₁上．下列分析正确的是（）
A．有激光照射光敏电阻时，信号处理系统两端获得电压较高
B．有激光照射光敏电阻时，信号处理系统两端获得电压较低
C．有激光照射光敏电阻时，R₁消耗的电功率一定较大
D．有激光照射光敏电阻时，R₁消耗的电功率一定减小
难度: 中等查看答案及解析
小球从空中自由下落，与水平地面第一次相碰后又弹到空中某一高度，其速度v随时间t变化的关系如图所示．若g=10m/s²，则（）

A．小球第一次反弹后离开地面的速度大小为5m/s
B．小球反弹起的最大高度为0.45m
C．碰撞前后速度改变量的大小为2m/s
D．小球是从5m高处自由下落的
难度: 中等查看答案及解析
一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，如图所示，以某一时刻t=0为计时起点，经1/4周期，振子具有正方向最大的加速度，那么选项所示的振动图线中，能正确反应振子的振动情况是（以向右为正方向）（）
A．
B．
C．
D．
难度: 中等查看答案及解析
质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿放在水平地面上的质量为M的粗糙斜面匀速下滑，此过程中斜面体保持静止，则地面对斜面（）
A．无摩擦力
B．水平向左的摩擦力
C．支持力为（M+m）g
D．支持力小于（M+m）g
难度: 中等查看答案及解析
a、b、c三个α粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，下列说法正确的是（）

A．在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上
B．b和c同时飞离电场
C．进入电场时，c的速度最大，a的速度最小
D．动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大
难度: 中等查看答案及解析
边长为L的正方形导线框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图所示的有界匀强磁场区域．磁场区域的宽度为d（d＞L）．已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零．则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，正确的是（）

A．金属框中产生的感应电流方向相反
B．金属框所受的安培力方向相反
C．进入磁场过程通过导线横截面的电量少于穿出磁场过程通过导线横截面的电量
D．进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量
难度: 中等查看答案及解析

解答题共 4 题

（1）一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交变电流，其电动势表达式为e=311sin314t（V）．已知线圈匝数是100，面积为0.02m²，则匀强磁场的磁感强度B=______T（保留一位有效数字），当线圈从中性面开始转过3π/4 时，电动势的瞬时值为______V．
（2）如图为用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系的实验装置．实验前已平衡摩擦力．
①实验中采用控制变量法，应保持______不变，用钩  码所受的重力作为小车所受的______，用DIS测小车的加速度．
②改变所挂钩码的数量，多次重复测量．根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）．分析此图线的OA段可得出的实验结论是______．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：
A．小车与轨道之间存在摩擦    B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大      D．所用小车的质量太大
（3）在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为1节新的干电池．某同学用图甲所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表读数变化不明显，估计是因为电池较新造成．为了提高实验精度，该同学采用图乙所示电路．实验室提供的器材有：量程3V的电压表；量程0.6A的电流表（具有一定内阻）；定值电阻R（阻值未知，约几欧姆）；滑动变阻器R₁（0～10Ω），滑动变阻器R₂（0～200Ω）；单刀单掷开关S₁、单刀双掷开关S₂，导线若干．
①乙电路中，加接电阻R有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是______．
②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用______（填R₁或R₂）．
③开始实验之前，S₁、S₂都处于断开状态．现在开始实验：
A、闭合S₁，S₂打向1，测得电压表的读数U，电流表的读数为I；
B、闭合S₁，S₂打向2，改变滑动变阻器的阻值，当电流表读数为I₁时，电压表读数为U₁；当电流表读数为I₂时，电压表读数为U₂．则新电池电动势的表达式为E=______，内阻的表达式r=______．

难度: 中等查看答案及解析
2003年10月我国“神舟”五号载人航天飞船的成功发射，标志着我国进入了太空新时代．请回答下列有关问题：
（1）载人航天飞船在发射升空阶段，假定在刚离开地面后的一小段时间内竖直向上做匀加速直线运动．设地面重力加速度为g，匀加速阶段的加速度为a=8g，求在匀加速阶段飞船内质量为m的人对飞船座椅的压力．
（2）在飞行过程中，若飞船绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，地面的重力加速度为g，求飞船的轨道半径r．
难度: 中等查看答案及解析
如图所示，虚线上方有方向竖直向下的匀强电场，虚线上下有相同的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，a b是一根长为l的绝缘细杆，沿电场线放置在虚线上方的场中，b端恰在虚线上，将一套在杆上的带正电的电量为q、质量为m的小球（小球重力忽略不计），从a端由静止释放后，小球先作加速运动，后作匀速运动到达b端，已知小球与绝缘杆间的动摩擦系数μ=0.3，当小球脱离杆进入虚线下方后，运动轨迹是半圆，圆的半径是l/3，求：
①小球到达b点的速度v_b；
②匀强电场的场强E；
③带电小球从a到b运动过程中克服摩擦力所做的功与电场力所做功的比值．

难度: 中等查看答案及解析
光电计时器的实验简易示意图如下，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，所用的西瓯XDS-007光电门传感器可测的最短时间为0.01ms．光滑水平导轨MN上放两相同小物块A、B，其宽度a=3.0×10^-2m，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带理想连接，今将挡光效果好，宽度为d=3.6×10^-3m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡光．传送带水平部分长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速传动．物块A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，质量m_A=m_B=1kg．开始时在A、B间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开A、B，迅速移去轻弹簧，两物块第一次通过光电门，计时器显示读数均为t=9.0×10^-4s．取g=10m/s²，试求：
（1）弹簧储存的弹性势能E_P；
（2）物块B沿传送带向右滑动的最远距离s_m；
（3）物块B滑回水平面MN的速度大小v′_B；
（4）若物体B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的A在水平面上相碰，且A、B碰后互换速度，则弹射装置P至少必须对A做多少功，才能在AB碰后使B刚好能从Q端滑出．求此过程中，滑块B与传送带之间因摩擦产生的内能△E．
难度: 中等查看答案及解析