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選項中只有一個選項是符合題目要求的，選對得4分，有選錯或不答的得0分
1．假設現在已研制成功可供實用的超導體材料，那么可用這種材料來制作（ ）
A．電爐絲 B．白熾燈燈絲
C．保險絲 D．輸電導線
2．根據玻爾理論，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，電源電動勢3V，內阻0.5W，電流表、電壓表均為理想表，則此時電流表、電壓表的讀數分別是（ ）
圖1
A．
C．
4．如圖2所示，A、B兩物體質量分別為
和
，用勁度系數為k的輕彈簧相連，A、B處于靜止狀態，現對A施加豎直向上的力F提起A，使B對地面恰無壓力，當撤去F，A由靜止向下運動至最大速度時，重力做功為（ ）
圖2
A．
B．
C．
D．
5．常用的通訊衛星是地球同步衛星，它定位于地球赤道正上方，已知某同步衛星離地面的高度為h，地球自轉的角速度為w ，地球半徑為R，地球表面附近的重力加速度為
，該同步衛星運動的加速度的大小為（ ）
A．0
B． C．
D．
（R＋h）
6．對于固體和液體來說，其內部分子可看作是一個挨一個緊密排列的球體，已知汞的摩爾質量為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，在房間內靠近墻角的天花板上有一面平面鏡，在房間地板上的B點放一點光源S，通過平面鏡的反射在豎直墻壁上出現一個光斑，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，將平面鏡繞過平面鏡O點且垂直紙面的軸，沿順時針方向轉動一個小角度
B．將光源沿地面向左移動一小段距離
C．將光源豎直向上移動一小段距離
D．在B點的位置放一盆清水，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節某一電阻兩端的電壓，常常采用如圖4所示的電路，通過兩只滑動變阻器
和
對一阻值為500W左右的電阻
兩端電壓進行粗調和微調．已知在兩個滑動變阻器的最大阻值分別為200W和10W．關于滑動變阻器、的聯接關系和各自所起的作用，下列說法正確的是（ ）
圖4
A．取＝200W，＝10W，調節起粗調作用
B．取＝10W，＝200W，調節起微調作用
C．取＝200W，＝10W，調節起粗調作用
D．取＝10W，＝200W，調節起微調作用
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帶負電荷的點電荷Q．將一個質量為m帶電荷為q的小金屬塊（金屬塊可以看成為質點）放在水平面上并由靜止釋放，金屬塊將在水平面上沿遠離Q的方向開始運動，則在金屬塊的整個過程中（ ）
圖5
A．電場力對金屬塊做的功等于金屬塊增加的機械能
B．金屬塊的電勢能先減小后增大
C．金屬塊的加速度一直減小
D．電場對金屬塊所做的功一定等于摩擦產生的熱
10．一塊透明的光學材料，AB為其一個端面，建立平面直角坐標系如圖6甲所示，設該光學材料的折射率沿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，并進入該材料內部，則該光線在光學材料內部可能的傳播路徑是圖6乙中的（ ）
圖6
題號
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）用伏安法測電阻時，由于電壓表、電流表內阻的影響，使得測量結果總存在系統的誤差，按圖7所示的電路進行測量，可以消除這種系統誤差．
圖7
選取合適的器材，按電路圖連接好電路后，該實驗操作過程的第一步是：閉合電鍵
，將電鍵
接2，調節滑動變阻器和，使電壓表和電流表的示數盡量大些，讀出這時電壓表和電流表的示數
、
．
（1）請你寫出該實驗操作過程的第二步，并說明需要記錄的數據：_______________
（2）請寫出由以上記錄數據計算被測電阻
的表達式________________．
12．（7分）完成下面有關物理實驗的問題
（1）甲、乙、丙三位同學在使用不同的游標卡尺測量同一個物體的長度時，測量的結果分別如下：
甲同學：使用游標為50分度的卡尺，讀數為
乙同學：使用游標為10分度的卡尺，讀數為
丙同學：使用游標為20分度的卡尺，讀數為
從這些實驗數據中可以看出讀數肯定有錯誤的是________同學．
（2）用圖8所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，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始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．
圖8
①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；
C．用天平測量出重錘的質量；
D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關打出一條紙帶；
E．測量打出的紙帶上某些點之間的距離；
F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
指出其中沒有必要進行的或者操作不恰當的步驟，將其選項對應的字母填在下面的空行內，并說明其原因．
答：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
______________________________．
②利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數值，如圖9所示，根據打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續五個點A、B、C、D、E，測出A點距起點O的距離為
，點A、C間的距離為
，點C、E間的距離為
，使用交流電的頻率為f，則根據這些條件計算重錘下落的加速度a的表達式為：a＝________．
圖9
③在驗證機械能守恒定律的實驗中發現，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加，其原因主要是因為重錘下落過程中存在著阻力的作用，可以通過該實驗裝置測定該阻力的大小．若已知當地重力加速度公認的較準確的值為g，還需要測量的物理量是________．試用這些物理量和紙帶上的測量數據表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小為F＝________．
三、本題共6小題，共67分，解答應寫出必要的文字說明，方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位．
13．（10分）在某次核聚變實驗中，氘核被加熱至高溫，引起動能各為0.3Mev的兩個氘核正碰放出一個快中子和一個新核，釋放出3.27Mev的能量，氘核的質量為2.013553u，中子的質量為1.08665u，新核的質量為3.015u，已知1u的質量相當于931.5Mev的能量．
（1）寫出核反應的方程．
（2）計算快中子的動能．
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板電勢高，在A板上放一小粒鈷60，它不斷向右側空間放出質量為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板而發光，問B板發光面積有多大?設a 粒子不被B板反射（不計重力影響）
圖10
15．（11分）人們受小鳥在空中飛翔的啟發而發明了飛機，小鳥扇動翅膀，獲得向上的舉力可表示為F＝
，式中S為翅膀的面積，V為小鳥的飛行速度，K為比例系數，一個質量為
，若機翼長寬分別為燕子翅膀長寬的20和15倍，則此飛機起飛的跑道至少要多長?
16．（12分）跳高運動員從地面起跳后上升到一定的高度，躍過橫桿后落下，為了避免對運動員的傷害，在運動員落下的地方設置一片沙坑．某運動員質量為
（1）運動員在接觸沙坑表面時的速度大小；
（2）沙坑對運動員平均阻力的大小．（重力加速度g取
）
17．（11分）如圖11所示，MN是一條通過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”四號飛船在返回時先要進行姿態調整，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是返回艙的運動速度，S為與形狀特征有關的阻力面積．當返回艙距地面高度為
的降落傘，直到速度達到kg，取g＝
．
（1）用字母表示出返回艙在速度為
（2）分析打開降落傘到反沖發動機點火前，返回艙的加速度和速度的變化情況；
（3）求反沖發動機的平均反推力的大小及反沖發動機對返回艙做的功．
1．D 超導材料的電阻為零，因此只有D正確．
2．C 由玻爾理論可知
，所以C正確．
3．B 
、
并聯與
、
的并聯相串聯，再與
相并聯，
＝0.5W，因此伏特表示數U＝1.5V，安培表示數I＝
4．C 當B對地面恰無壓力時，彈簧的伸長量
，A達到最大速度時，彈簧的壓縮量
，此過程重力做功為
5．D 同步衛星的加速度應為地球的自轉角速度，所以a＝
（R＋h）．
6．C 
∴ 
，因此只有C正確．
7．B 利用平面鏡成像規律，找到S的像點
，確定垂直墻壁上的光斑，從而可知只有B正確．
8．B 滑動變阻器用分壓作用時，滑動變阻器阻值大的應為微調，阻值小的應為粗調，粗調時應選用，則一定應為10W，一定應為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；電場力始終做正功，電勢能始終減小，因此B錯；由能量守恒可知，電場力對金屬塊做的功應等于摩擦而產生的熱量．
10．D 光線由O點射入，折射光線應靠近法線，即x軸光線射入材料后，法線應與y軸平行，入射角逐漸增大，當入射角大于臨界角時，發生全反射，因此只有D正確．
11．（1）將
接1，讀出這時電壓表和電流表的示數
、
（2）
12．答案：（1）甲
（2）①步驟B是錯誤的．應該接到電源的交流輸出端．步驟D是錯誤的，應該先接通電源，待打點穩定后再釋放紙帶．步驟C不必要，因為根據測量原理，重錘的動能和勢能中都包含了質量m，可以約去．
②
③重錘的質量為m 
13．解析：（1）核方程
設聚變后新核速度為V，中子速度為
，質量為m，則由能量守恒定理得：
由動量守恒定律得：0＝3mV＋mDm＝（2×2.01353u-3.015u-1.008665u）
由以上各式可求得快中子動能 
14．解析：a 粒子在水平方向做勻速運動 
a 粒子在豎直方向做勻速運動 r＝vt
解得 
B板發光面積S為 
15．解析：由F＝
得 小鳥：
對飛機：
得：
∵ 
＝2as
∴ 跑道長至少為 
＝
16．解析：（1）運動員從高處落下到接觸沙坑表面的過程中，運動員重心下落的高度h＝
解得運動員落到地面的速度為v＝
＝
（2）運動員從下落到沙坑中停下，這個過程中初末動能都為零，重力做的功等于運動員克服沙坑阻力
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）當回收艙在速度為＝0
根據已知條件，得 
解得： m＝
（2）在打開降落傘后，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）反沖發動機工作后，使回收艙的速度由
解得 F＝9.9×
N．
反沖發動機對返回艙做的功W＝Fh＝1.2×
J.
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