四川省成都外国语学校2017届高三(上)月考物理试卷+(10月份)(解析版).doc


2016-2017 学年四川省成都外国语学校高三(上)月考物理 试卷 (10 月份)
二、选择题(本题共 8 个小题,6 分/题,共 48 分.其中,第 1~5 题只有一项符合题目要 求,第 6~8 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) 1.一艘小船在静水中的速度是 3m/s,一条河宽 60m,河水流速为 4m/s,下列说法正确的是 ( )

A.小船在这条河中运动的最大速度是 5 m/s B.小船在这条河中运动的最小速度是 3 m/s C.小船渡过这条河的最短距离是 60 m D.小船渡过这条河的最短时间是 20 s 2.一个举重运动员在加速度大小都为 a 的沿竖直方向运动的升降机里,当升降机匀加速上 升时举起物体的最大质量为 m1,匀加速下降时举起物体的最大质量为 m2,匀减速上升时举 起物体的最大质量为 m3,匀减速下降时举起物体的最大质量为 m4,则( A.m1=m2 B.m1<m3 C.m2<m4 )

D.m3=m4

3.假设地球可视为质量均匀分布的球体,已知地球表面重力加速度在两极的大小为 g0,赤 道的大小为 g;地球自转的周期为 T,引力常量为 G.则地球的密度为( A. B. )

C.

D.

4.一木块静止放在光滑水平面上,一颗子弹沿水平方向射入木块而未穿出,若子弹进入木 块的深度为 S1,与此同时木块沿水平面移动了 S2,设子弹在木块中受到的阻力大小不变, 则在子弹进入木块的过程中,下列说法不正确的是( )

A.子弹损失的动能与木块获得的动能之比为(S1+S2) :S 2 B.子弹损失的动能与系统获得的内能之比为(S1+S2) :S1 C.S2 一定小于 S1 D.木块获得的动能与系统获得的内能之比为 S2:S1

5.如图所示,物体 A 和 B 的质量均为 m,它们通过一劲度系数为 k 的轻弹簧相连,开始时 B 放在地面上,A、B 都处于静止状态.现用手通过细绳缓慢地将 A 向上提升到距离 L1 时, B 刚好要离开地面,此过程手做功为 W1;若将 A 加速向上提起,A 上升的距离为 L2 时,B 刚好要离开地面,此过程手做功 W2.假设弹簧一直处于弹性限度内,则( )

A.L1=L2=

B.L1=L2=

C.W2=W1

D.W2>W1

6.某空间区域的竖直平面内存在电场,其中竖直的一条电场线如图 1 中虚线所示.一个质 量为 m、 电荷量为 q 的带正电小球, 在电场中从 O 点由静止开始沿电场线竖直向下运动. 以 O 为坐标原点,取竖直向下为 x 轴的正方向,小球的机械能 E 与位移 x 的关系如图 2 所示, 不计空气阻力.则( )

A.从 O 到 x1 的过程中,小球的速率越来越大,加速度越来越大 B.电场强度大小恒定,方向沿 x 轴负方向 C.从 O 到 x1 的过程中,相等的位移内,小球克服电场力做的功相等 D.到达 x1 位置时,小球速度的大小为 7.甲乙两车在一平直道路上同向运动,其 v﹣t 图象如图所示,图中△OPQ 和△OQT 的面 积分别为 x1 和 x2(x2>x1) ,初始时,甲车在乙车前方 x0 处( )

A.若 x0=x1+x2,两车能相遇

B.若 x0<x1,两车相遇 2 次

C.若 x0=x1,两车相遇 1 次

D.若 x0=x2,两车相遇 1 次

8.小车板面上的物体质量为 m=6kg,它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车 上,这时弹簧的弹力为 4N.现沿水平向右的方向对小车施以作用力,使小车由静止开始运 动起来, 运动中加速度由零逐渐增大到 1m/s , 随即以 1m/s 的加速度做匀加速直线运动. 以 下说法中,正确的是( )
2 2

A.弹簧对物体的作用力一定发生变化 B.当小车加速度(向右)为 m/s2 时,物体不受摩擦力作用

C.小车以 1 m/s2 的加速度向右做匀加速直线运动时,物体受到的摩擦力为 6N D.物体受到的摩擦力先减小后增大,先向左后向右

三、非选择题:包括必考题和选考题两部分.第 9 题~第 12 题为必考题,每个试题考生都 必须作答.第 13 题~第 18 题为选考题,考生根据要求作答. (一)必考题 9.在“验证机械能守恒定律”的实验中,质量 m=1kg 的重物自由下落,在纸带上打出一系列 的点,如图所示(相邻计数点的时间间隔为 0.02s) ,那么:从起点 O 到打下计数点 B 的过 程中测得重力势能减少量为△EP= △EP 不等于△Ek 是因为 J(取 g=9.8m/s2) ,物体动能的增加量为△Ek= J,

. (计算数据保留两位有效数字)

10. 某研究性学习小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关 系.实验室提供如下器材: A.表面光滑的长木板(长度为 L) ; B.小车; C.质量为 m 的钩码若干个; D.方木块(备用于垫木板) ; E.米尺;

F.秒表. (1)实验过程:第一步,在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系.实验中,通 过向小车放入钩码来改变物体的质量,只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用的时间 t,就 可以由公式 a= 质量 时间 t 次数 1 2 3 1.42 1.40 1.41 1.41 1.42 1.38 1.42 1.39 1.42 填“改变”或“不 求出 a,某同学记录了数据如表所示: M M+m M+2m

根据以上信息, 我们发现, 在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间 改变”) ,经过分析得出加速度和质量的关系为 .

第二步,在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系.实验中通过改变方木块垫放位置来 调整长木板倾角,由于没有量角器,因此通过测量出木板顶端到水平面高度 h,求出倾角 α 的正弦值 sinα= .某同学记录了高度 h 和加速度 a 的对应值如下表: L(m) h(m) sinα= a(m/s2) 1.00 0.10 0.10 0.97 1.00 0.20 0.20 1.950 1.00 0.30 0.30 2.925 1.00 0.40 0.40 3.910 1.00 0.50 0.50 4.900

请先在如图所示的坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图, 然后根据所作的图线求出当地的 重力加速度 g= m/s2(保留 3 位有效数字) .进一步分析可知,光滑斜面上物体下滑的加 . .

速度与倾角的关系为

(2)该探究小组所采用的探究方法是

11.将一质量为 m=2kg 的小球从地面以 v0=20m/s 的速度竖直向上抛出,物体落回地面时速 度大小 vt=10m/s,若小球运动中受到的空气阻力大小恒定,取 g=10m/s .求:
2

(1)小球从抛出到落回抛出点的过程中克服阻力所做的功; (2)小球受到的阻力 f 的大小. 12.如图(a) ,平行金属板 A 和 B 间的距离为 d,现在 A、B 板上加上如图(b)所示的方 波形电压,t=0 时 A 板比 B 板的电势高,电压的正向值为 U0,反向值也为 U0.现有由质量 为 m 的带正电且电荷量为 q 的粒子组成的粒子束, 从 AB 的中点 O 以平行于金属板方向 OO′ 的速度 v0= 射入,所有粒子在 AB 间的飞行时间均为 T,不计重力影响.求:

(1)粒子飞出电场时的速度; (2)粒子飞出电场时位置离 O′点的距离范围.

(二)选考题:共 15 分.请考生从给出的 3 个选修中任选一个作答,并用 2B 铅笔在答题 卡上把所选题目题号后的方框涂黑.注意所选题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在 答题卡选答区域指定位置答题.如果多做,则按所做的第一个计分. 【物理选修 3-1】 13.下列说法正确的是( )

A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B.空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故 E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热 的结果 14.如图,两气缸 AB 粗细均匀,等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A 的 直径为 B 的 2 倍,A 上端封闭,B 上端与大气连通;两气缸除 A 顶部导热外,其余部分均 绝热.两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞 a、b,活塞下方充有氮气,活塞 a 上方充 有氧气;当大气压为 P0,外界和气缸内气体温度均为 7℃且平衡时,活塞 a 离气缸顶的距离 是气缸高度的 ,活塞 b 在气缸的正中央. (ⅰ)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞 b 升至顶部时,求氮气的温度;

(ⅱ)继续缓慢加热,使活塞 a 上升,当活塞 a 上升的距离是气缸高度的 压强.

时,求氧气的

【选修 3-4】 15.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图.a、 b 两质点的横坐标分别为 x=2m 和 x=6m, 图乙为质点 b 从该时刻开始计时的振动图象.下列说法正确的是( )

A.该波沿+x 方向传播,波速为 1m/s B.质点 a 经 4s 振动的路程为 1m C.此时刻质点 a 的速度沿+y 方向 D.质点 a 在 t=2 s 时速度为零 16.一厚度为 h 的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为 r 的圆形发光面.在玻璃板 上表面放置一半径为 R 的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上.已知圆纸 片恰好能完全挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射) ,求平板玻璃的折射率.

【物理选修 3-5】 17.在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用.下列说法符合 历史事实的是( )

A.密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值 B.贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究,发现了原子中存在原子核 C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(P0)和镭(Ra)两种新元素

D.卢瑟福通过 a 粒子散射实验,证实了在原子核内存在质子 E.汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子 组成,并测出了该粒子的比荷 18.利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图(a)中,气垫导轨上有 A、B 两个滑 块,滑块 A 右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块 B 左 侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光 电门的时间. 实验测得滑块 A 质量 m1=0.310kg,滑块 B 的质量 m2=0.108kg,遮光片的宽度 d=1.00cm;打 点计时器所用的交流电的频率为 f=50Hz. 将光电门固定在滑块 B 的右侧, 启动打点计时器, 给滑块 A 一向右的初速度,使它与 B 相碰;碰后光电计时器显示的时间为△tB=3.500ms,碰 撞前后打出的纸带如图(b)所示. 若实验允许的相对误差绝对值(| 在误差范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程. |×100%)最大为 5%,本实验是否

2016-2017 学年四川省成都外国语学校高三(上)月考物理试卷 (10 月份) 参考答案与试题解析

二、选择题(本题共 8 个小题,6 分/题,共 48 分.其中,第 1~5 题只有一项符合题目要 求,第 6~8 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) 1.一艘小船在静水中的速度是 3m/s,一条河宽 60m,河水流速为 4m/s,下列说法正确的是 ( )

A.小船在这条河中运动的最大速度是 5 m/s B.小船在这条河中运动的最小速度是 3 m/s C.小船渡过这条河的最短距离是 60 m D.小船渡过这条河的最短时间是 20 s 【考点】运动的合成和分解. 【分析】静水速小于水流速,可知合速度的方向不可能垂直于河岸,则小船不能垂直到对 岸.当静水速与河岸垂直时,渡河的时间最短. 【解答】解:A、当静水速与水流速同向,小船速度最大,为 7m/s.当静水速与水流速反向, 小船速度最小,为 1m/s.故 A、B 错误. C、 因为静水速小于水流速, 可知合速度的方向不可能垂直于河岸, 则小船不能垂直到对岸, 最小距离一定大于 60m.故 C 错误; D、当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,t= 故选:D s,故 D 正确.

2.一个举重运动员在加速度大小都为 a 的沿竖直方向运动的升降机里,当升降机匀加速上 升时举起物体的最大质量为 m1,匀加速下降时举起物体的最大质量为 m2,匀减速上升时举 起物体的最大质量为 m3,匀减速下降时举起物体的最大质量为 m4,则( A.m1=m2 【考点】牛顿第二定律. B.m1<m3 C.m2<m4 )

D.m3=m4

【分析】 在加速运动的升降机中, 最多举起 100kg 的物体说明物体超重, 具有向上的加速度, 根据牛顿第二定律求出加速度. 【解答】解:当升降机匀加速上升时举起物体的最大质量为 m1,匀加速下降时举起物体的 最大质量为 m2,匀减速上升时举起物体的最大质量为 m3,匀减速下降时举起物体的最大质 量为 m4,则 m1g+m1a=F,F=m4g+m4a,F﹣m2g=m2a,F﹣m3g=m3a 所以:m1=m4<m2=m3, 故选:B

3.假设地球可视为质量均匀分布的球体,已知地球表面重力加速度在两极的大小为 g0,赤 道的大小为 g;地球自转的周期为 T,引力常量为 G.则地球的密度为( A. B. )

C.

D.

【考点】万有引力定律及其应用. 【分析】根据万有引力等于重力,则可列出物体在两极的表达式,再由引力与支持力的合力 提供向心力,列式综合可求得地球的质量,最后由密度公式,即可求解. 【解答】解:在两极,引力等于重力,则有:mg0=G ,

由此可得地球质量 M=



G 在赤道处, 引力与支持力的合力提供向心力, 由牛顿第二定律, 则有:

﹣mg=m



而密度公式



ρ=

=

,故 B 正确,ACD 错误;

故选:B.

4.一木块静止放在光滑水平面上,一颗子弹沿水平方向射入木块而未穿出,若子弹进入木 块的深度为 S1,与此同时木块沿水平面移动了 S2,设子弹在木块中受到的阻力大小不变, 则在子弹进入木块的过程中,下列说法不正确的是( )

A.子弹损失的动能与木块获得的动能之比为(S1+S2) :S 2 B.子弹损失的动能与系统获得的内能之比为(S1+S2) :S1 C.S2 一定小于 S1 D.木块获得的动能与系统获得的内能之比为 S2:S1 【考点】功能关系. 【分析】 根据动能定理得出子弹损失的动能和木块获得的动能, 根据阻力与相对路程的乘积 等于系统获得的内能,求出系统获得的内能. 【解答】解:A、对子弹运用动能定理得,﹣f(S1+S2)=△Ek 子弹. fS2=△Ek 木块. 对木块运用动能定理得, 则子弹损失的动能与木块获得的动能之比为 (S1+S2) : S2.故 A 正确; B、系统获得的内能 Q=fS1.则子弹损失的动能与系统获得的内能之比为(S1+S2) :S1.故 B 正确; C、S1 与 S2 大小无法比较,根据 C 的分析,题目中给出的条件不能判断 S1 与 S2 大小,故 C 错误; D、木块获得动能为 fS2,系统获得的内能 Q=fS1.则木块获得的动能与系统获得的内能之比 为 S2:S1.故 D 正确; 本题选不正确的,故选:C.

5.如图所示,物体 A 和 B 的质量均为 m,它们通过一劲度系数为 k 的轻弹簧相连,开始时 B 放在地面上,A、B 都处于静止状态.现用手通过细绳缓慢地将 A 向上提升到距离 L1 时, B 刚好要离开地面,此过程手做功为 W1;若将 A 加速向上提起,A 上升的距离为 L2 时,B 刚好要离开地面,此过程手做功 W2.假设弹簧一直处于弹性限度内,则( )

A.L1=L2= 【考点】胡克定律.

B.L1=L2=

C.W2=W1

D.W2>W1

【分析】B 刚要离开地面时弹簧的弹性势能相等,则分别对两过程由动能定理列式可得出外 力做功的大小及关系. 【解答】解:A、要使 B 刚要离开地面,则弹簧处于伸长状态,弹力应等于 B 的重力,即 kx=mg 故伸长量 x= ,

开始时 B 放在地面上,A、B 都处于静止状态,弹簧处于压缩状态,弹力应等于 A 的重力, 即 kx′=mg 压缩量 x′= 故两次物体上升的高度均为 ;故 A 错误.

B、由 A 分析知,B 正确; C、当缓慢上提时,A 物体的动能不变,加速提升时 A 物体获得动能,由能量守恒知 W2> W1,故 C 错误. D、由 C 分析知,D 正确. 故选:BD

6.某空间区域的竖直平面内存在电场,其中竖直的一条电场线如图 1 中虚线所示.一个质 量为 m、 电荷量为 q 的带正电小球, 在电场中从 O 点由静止开始沿电场线竖直向下运动. 以 O 为坐标原点,取竖直向下为 x 轴的正方向,小球的机械能 E 与位移 x 的关系如图 2 所示, 不计空气阻力.则( )

A.从 O 到 x1 的过程中,小球的速率越来越大,加速度越来越大 B.电场强度大小恒定,方向沿 x 轴负方向 C.从 O 到 x1 的过程中,相等的位移内,小球克服电场力做的功相等

D.到达 x1 位置时,小球速度的大小为 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系;电势能. 【分析】 从图象中能找出电场力的做功情况, 根据电场力的做功情况判断出小球的受力情况, 进而判断出电场方向,在利用牛顿第二定律分析加速度.由动能定理研究小球的速度. 【解答】解:AB、物体的机械能逐渐减小,电场力对小球做负功,故电场强度方向向上, 即沿 x 轴负方向.再根据机械能的变化关系可知,相等位移电场力做功越来越小,说明电场 力减小,故电场强度不断减小根据牛顿第二定律可知,物体受重力与电场力,电场力向上, 重力向下,开始时重力大于电场力,电场力越来越小,故合力越来越大,加速度越来越大, 速度越来越大,故 A 正确,故 B 错误; C、由于电场力越来越小,故相等的位移内,小球克服电场力做的功越来越小,故 C 错误; D、根据动能定理可得 mgx1+E1﹣E0= mv2﹣0,解得到达 x1 位置时,小球速度

v= 故选:AD

,故 D 正确;

7.甲乙两车在一平直道路上同向运动,其 v﹣t 图象如图所示,图中△OPQ 和△OQT 的面 积分别为 x1 和 x2(x2>x1) ,初始时,甲车在乙车前方 x0 处( )

A.若 x0=x1+x2,两车能相遇 C.若 x0=x1,两车相遇 1 次 【考点】匀变速直线运动的图像.

B.若 x0<x1,两车相遇 2 次 D.若 x0=x2,两车相遇 1 次

【分析】此题是追击与相遇问题,解决此类问题的关键是分析清楚两物体的位移关系.两物 体的位移之差等于初始时的距离是两物体相遇的条件. 【解答】解:由图线可知:在 T 时间内,甲车前进了 x2,乙车前进了 x1+x2; 若 x0+x2>x1+x2,即 x0>x1,两车不会相遇;

若 x0+x2<x1+x2,即 x0<x1,在 T 时刻之前,乙车会超过甲车,但甲车速度增加的快,所以 甲车还会超过乙车,则两车会相遇 2 次; 若 x0+x2=x1+x2,即 x0=x1 两车只能相遇一次;故 BC 正确,AD 错误. 故选 BC.

8.小车板面上的物体质量为 m=6kg,它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车 上,这时弹簧的弹力为 4N.现沿水平向右的方向对小车施以作用力,使小车由静止开始运 动起来, 运动中加速度由零逐渐增大到 1m/s , 随即以 1m/s 的加速度做匀加速直线运动. 以 下说法中,正确的是( )
2 2

A.弹簧对物体的作用力一定发生变化 B.当小车加速度(向右)为 m/s2 时,物体不受摩擦力作用

C.小车以 1 m/s2 的加速度向右做匀加速直线运动时,物体受到的摩擦力为 6N D.物体受到的摩擦力先减小后增大,先向左后向右 【考点】牛顿第二定律;摩擦力的判断与计算. 【分析】对物块受力分析,先求出平衡状态的静摩擦力,再求出无摩擦力时的临界加速度, 以及摩擦力向右达到已知的最大值时的临界加速度,让实际加速度与这两个临界加速度比 较,从而确定摩擦力的变化情况. 【解答】解:物体静止不动时,水平方向弹簧弹力和向左的静摩擦力二力平衡,有 f 静=F 弹 =4N;
2 物体随小车一起向右加速,当静摩擦力为零时,有 F 弹=ma1,即:4=6a1,解得:a1= m/s ; 2 当向右的加速度大于 m/s 时,静摩擦力开始向右;当静摩擦力向右,且达到 4N 时,有:

F 弹+f=ma2,解得:a2= m/s2,方向向右. A、由于 1m/s2< m/s2,故物体与小车始终保持相对静止,弹簧伸长量不变,故弹力不变, 故 A 错误; B、由上分析知,当小车加速度(向右)为 m/s2 时,物体不受摩擦力,故 B 正确;

C、当小车以 1 m/s2 的加速度向右做匀加速直线运动时,由牛顿第二定律可得:F 弹+f=ma, 即 4+f=6×1,解得:f=2N,故 C 错误; D、开始时,由于弹簧处于伸长状态,物体有向右的运动趋势,故此时摩擦力方向向左,随
2 着小车加速,摩擦力减小;当加速度大于 m/s 时,弹簧的弹力不能满足物体的向右加速运

动了,所以有向左的运动趋势,此时的摩擦力方向向右,随着小车加速,摩擦力增大,所以 物体受到的摩擦力先减小后增大,先向左后向右,故 D 正确. 故选:BD.

三、非选择题:包括必考题和选考题两部分.第 9 题~第 12 题为必考题,每个试题考生都 必须作答.第 13 题~第 18 题为选考题,考生根据要求作答. (一)必考题 9.在“验证机械能守恒定律”的实验中,质量 m=1kg 的重物自由下落,在纸带上打出一系列 的点,如图所示(相邻计数点的时间间隔为 0.02s) ,那么:从起点 O 到打下计数点 B 的过 程中测得重力势能减少量为△EP= 0.49 J(取 g=9.8m/s2) ,物体动能的增加量为△Ek=

0.48 J,△EP 不等于△Ek 是因为 实验中有阻力 . (计算数据保留两位有效数字)

【考点】验证机械能守恒定律. 【分析】 根据下降的高度求出重力势能的减小量, 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻 的瞬时速度求出 B 点的速度,从而得出动能的增加量. 【解答】解:根据功能关系可知,当打点计时器打在 B 点时,重锤的重力势能的减少量为: △EP=mgh=1.0×9.8×0.05J=0.49J 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度有: VB= =
2 ×10﹣ m/s=0.98m/s,

动能变化量:△EK= m

=0.48J

因为实验中有阻力作用,所以减小的重力势能大于增加的动能. 故答案为:0.49,0.48,实验中有阻力

10. 某研究性学习小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关 系.实验室提供如下器材: A.表面光滑的长木板(长度为 L) ; B.小车; C.质量为 m 的钩码若干个; D.方木块(备用于垫木板) ; E.米尺; F.秒表. (1)实验过程:第一步,在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系.实验中,通 过向小车放入钩码来改变物体的质量,只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用的时间 t,就 可以由公式 a= 质量 时间 t 次数 1 2 3 1.42 1.40 1.41 1.41 1.42 1.38 1.42 1.39 1.42 求出 a,某同学记录了数据如表所示: M M+m M+2m

根据以上信息,我们发现,在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间 不改变 填“改 变”或“不改变”) ,经过分析得出加速度和质量的关系为 无关 . 第二步,在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系.实验中通过改变方木块垫放位置来 调整长木板倾角,由于没有量角器,因此通过测量出木板顶端到水平面高度 h,求出倾角 α 的正弦值 sinα= .某同学记录了高度 h 和加速度 a 的对应值如下表: L(m) h(m) sinα= a(m/s2) 1.00 0.10 0.10 0.97 1.00 0.20 0.20 1.950 1.00 0.30 0.30 2.925 1.00 0.40 0.40 3.910 1.00 0.50 0.50 4.900

请先在如图所示的坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图, 然后根据所作的图线求出当地的 重力加速度 g= 9.80 m/s2(保留 3 位有效数字) .进一步分析可知,光滑斜面上物体下滑

的加速度与倾角的关系为 加速度 a 与斜面倾角 α 的正弦值 sinα 成正比 .

(2)该探究小组所采用的探究方法是 控制变量法 .

【考点】验证牛顿第二运动定律;测定匀变速直线运动的加速度. 【分析】根据匀变速直线运动规律求出小车的加速度. 对物体进行受力分析,根据牛顿第二定律和图象求解. 【解答】解: (1)小车做初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动规律,则有: L= at2, 所以有:a= ;

根据以上信息,我们发现,在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间不改变, 经过分析得出加速度与质量的关系为斜面倾角一定时,加速度与物体质量无关; 以 a 为纵轴,以 sinα 为横轴,选取适当的标度作出图象如图所示:

光滑斜面上物体下滑时的合力是重力沿斜面向下的分力,即 F 合=mgsinα, 根据牛顿第二定律得:a= =gsinα=9.80sinα;

故图线 a﹣sinα 的斜率即为当地的重力加速度.
2 由图可知,g=k=9.80 m/s .

物体的加速度 a 与斜面倾角 α 的正弦值 sinα 成正比. (2)影响因素有多个,因此控制其中一个量不变,去研究其它量与此关系.故称为控制变 量法;

故答案为: (1)

;不改变;无关;图象见解析;9.80 m/s ;加速度 a 与斜面倾角 α 的正

2

弦值 sinα 成正比; (2)控制变量法.

11.将一质量为 m=2kg 的小球从地面以 v0=20m/s 的速度竖直向上抛出,物体落回地面时速 度大小 vt=10m/s,若小球运动中受到的空气阻力大小恒定,取 g=10m/s .求: (1)小球从抛出到落回抛出点的过程中克服阻力所做的功; (2)小球受到的阻力 f 的大小. 【考点】动能定理的应用;牛顿第二定律. 【分析】 (1)对整个过程应由动能定理可以求出克服阻力做功. (2)分别对上升与下降过程应由动能定理可以求出阻力大小.
2 2 【解答】解: (1)对整个过程,由动能定理得:﹣W= mv ﹣ mv0 , 2

代入数据解得克服阻力做功:W=300JJ; (2)设小球上升的最大高度为 h,用 f 表示小球所受的阻力,由动能定理得:
2 上升过程:﹣(mg+f)h=0﹣ mv0 , 2 下降过程: (mg﹣f)h= mv ﹣0,

联立并代入数据解得:f=12N; 答: (1)小球从抛出到落回抛出点的过程中克服阻力所做的功为 300J; (2)小球受到的阻力 f 的大小为 12N.

12.如图(a) ,平行金属板 A 和 B 间的距离为 d,现在 A、B 板上加上如图(b)所示的方 波形电压,t=0 时 A 板比 B 板的电势高,电压的正向值为 U0,反向值也为 U0.现有由质量 为 m 的带正电且电荷量为 q 的粒子组成的粒子束, 从 AB 的中点 O 以平行于金属板方向 OO′ 的速度 v0= 射入,所有粒子在 AB 间的飞行时间均为 T,不计重力影响.求:

(1)粒子飞出电场时的速度; (2)粒子飞出电场时位置离 O′点的距离范围.

【考点】带电粒子在匀强电场中的运动;电容. 【分析】 (1)将粒子的运动沿着平行于初速度方向和垂直于初速度的方向正交分解,在平行 于初速度方向,粒子做匀速直线运动,在垂直于初速度方向,粒子在电场力的作用下做变速 直线运动,求出两个方向上的分速度,最后得到合速度即可; T、 2T…时刻进入时, O′位置偏向最下端; (2) 粒子在 t=0、 粒子在 t= 时刻进入时,O′位置偏向最上端,根据运动学公式列式求解即可. 【解答】解: (1)将粒子的运动沿着平行于初速度方向和垂直于初速度的方向正交分解,在 平行于初速度方向,粒子做匀速直线运动,有 v∥=v0= 在垂直于初速度方向,粒子在电场力的作用下做变速直线运动,根据牛第二定律,有 、 、 …

任意时刻进入后,穿过电场的时间都为 T,故



故飞出电场时的速度为



速度方向与水平方向的夹角为 tanθ=

=

,θ=30°

(2)粒子在 t=0、T、2T…时刻进入时,O′位置偏向最下端,此时,在垂直电场方向,粒子 先向下匀加速直线运动后向下匀减速直线运动,根据运动学公式,有 =

粒子在 t=





…时刻进入时,O′位置偏向最上端,此时,在垂直电场方向,

粒子先向上匀加速直线运动后向上匀减速直线运动最后向下匀加速直线运动, 根据运动学公 式,有 =

故粒子飞出电场时位置在 O′点的上方

到下方

范围内.

(二)选考题:共 15 分.请考生从给出的 3 个选修中任选一个作答,并用 2B 铅笔在答题 卡上把所选题目题号后的方框涂黑.注意所选题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在 答题卡选答区域指定位置答题.如果多做,则按所做的第一个计分. 【物理选修 3-1】 13.下列说法正确的是( )

A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B.空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故 E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热 的结果 【考点】布朗运动;分子间的相互作用力;* 晶体和非晶体. 【分析】布朗运动反映了液体分子的无规则运动,不能反映花粉分子的热运动;液体表面存 在表面张力, 能使空气的小雨滴呈球形; 液晶具有各向异性的特点; 高原地区水的沸点较低, 这是高原地区气压低的缘故;湿温度计下端包有湿纱布,湿纱布上的水分要蒸发,蒸发是一 种汽化现象,汽化要吸热,所以湿温度计的示数较低. 【解答】解: A、布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动,由于花粉是由大量花粉分子组成的,所以布 朗运动不能反映了花粉分子的热运动,故 A 错误; B、空气的小雨滴呈球形是水的表面张力,使雨滴表面有收缩的趋势的结果,故 B 正确; C、液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性,彩色液晶显 示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,故 C 正确; D、高原地区水的沸点较低,这是高原地区气压较低的缘故,故 D 错误; E、干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸 热,故 E 正确. 故选:BCE.

14.如图,两气缸 AB 粗细均匀,等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A 的 直径为 B 的 2 倍,A 上端封闭,B 上端与大气连通;两气缸除 A 顶部导热外,其余部分均 绝热.两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞 a、b,活塞下方充有氮气,活塞 a 上方充 有氧气;当大气压为 P0,外界和气缸内气体温度均为 7℃且平衡时,活塞 a 离气缸顶的距离 是气缸高度的 ,活塞 b 在气缸的正中央. (ⅰ)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞 b 升至顶部时,求氮气的温度; (ⅱ)继续缓慢加热,使活塞 a 上升,当活塞 a 上升的距离是气缸高度的 压强. 时,求氧气的

【考点】理想气体的状态方程. 【分析】 (ⅰ)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞 b 升至顶部的过程中,a 活塞不动,活 b 下方的氮气经历等压过程, 塞 a、 分析出初态和末态的体积和温度, 由盖?吕萨克定律求解. (2)继续缓慢加热,使活塞 a 上升,活塞 a 上方的氧气经历等温过程,根据玻意耳定律求 解即可. 【解答】解: (ⅰ)活塞 b 升至顶部的过程中,活塞 a 不动,活塞 a、b 下方的氮气经历等压 过程. 设气缸 A 的容积为 V0,氮气初态体积为 V1,温度为 T1,末态体积为 V2,温度为 T2,按题 意,气缸 B 的容积为 V0,则得: V1= V0+ ? V0= V0,① V2= V0+ V0=V0,②

根据盖?吕萨克定律得: 由①②③式和题给数据得:

=

,③

T2=320K;



(ⅱ)活塞 b 升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞 a 开始向上移动,直至活塞上升的距离 是气缸高度的 时,活塞 a 上方的氧气经历等温过程,设氧气初态体积为 V1′,压强为 P1′,

末态体积为 V2′,压强为 P2′,由题给数据有, V1′= V0,P1′=P0,V2′= V0,⑤

由玻意耳定律得:P1′V1′=P2′V2′,⑥ 由⑤⑥式得:P2′= P0.⑦ 答: (ⅰ)氮气的温度为 320K; (ⅱ)氧气的压强为 P0.

【选修 3-4】 15.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图.a、 b 两质点的横坐标分别为 x=2m 和 x=6m, 图乙为质点 b 从该时刻开始计时的振动图象.下列说法正确的是( )

A.该波沿+x 方向传播,波速为 1m/s B.质点 a 经 4s 振动的路程为 1m C.此时刻质点 a 的速度沿+y 方向 D.质点 a 在 t=2 s 时速度为零 【考点】波长、频率和波速的关系. 【分析】A、由图可知 ab 两点之间的距离,利用波的速度公式可求出波传播的速度大小, 结合 b 点在该时刻的位置及振动方向,利用平移法可知波的传播方向,从而可知选项 A 的 正误 B、方向经过 4s 的时间与周期之间的关系,利用在一个周期内,质点经过的路程为振幅的 4 倍,即可得知选项 B 的正误.

C,结合 b 质点此时刻的位置和振动方向,从而可得知 a 质点所处的位置和振动方向,继而 可知选项 C 的正误. D、通过 t=2s 时 b 的位置,可判断出 a 点的位置,从而可知 a 点的运动情况,继而得知选项 D 的正误. 【解答】解:A、ab 两点间的距离为 x=xb﹣xa=6﹣2=4m,振动从 a 传播到 b 的时间为半个 周期,为 t= =4s,所以波速为:v= =1m/s,但是 b 点该时刻的振动方向是沿 y 轴

正方向,由微平移法可知波向﹣x 轴方向传播,选项 A 错误. B、质点 a 振动 4s,是经过了半个周期,质点运动过的路程为振幅的 2 倍,即为 1m,选项 B 正确 C、此时刻 b 的振动方向是向 y 轴正方向,ab 间相隔半个波长,振动步调完全相反,所以此 时刻质点 a 的速度沿﹣y 方向,选项 C 错误. D、在 t=2s 时,质点 b 在正的最大位移处,ab 两质点的振动步调完全相反,所以质点 a 在 负的最大位移处,此时 a 的速度为零,选项 D 正确. 故选:BD

16.一厚度为 h 的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为 r 的圆形发光面.在玻璃板 上表面放置一半径为 R 的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上.已知圆纸 片恰好能完全挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射) ,求平板玻璃的折射率. 【考点】光的折射定律. 【分析】根据题意作出光路图,设 S 点为圆形发光面边缘上一点.由该点发出的光线能射 出玻璃板的范围由临界光线 SA 确定,当入射角大于临界角 C 时,光线就不能射出玻璃板 了.根据折射定律和几何知识结合进行求解. 【解答】解:根据题述,作出光路图如图所示,S 点为圆形发光面边缘上一点.在 A 点光线 恰好发生全反射,入射角等于临界角 C. 图中△r=htanC, 由 sinC= 和几何知识得:sinC= =

解得:△r=



故应贴圆纸片的最小半径 R=r+△r=r+



解得:n=



答:平板玻璃的折射率为



【物理选修 3-5】 17.在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用.下列说法符合 历史事实的是( )

A.密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值 B.贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究,发现了原子中存在原子核 C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(P0)和镭(Ra)两种新元素 D.卢瑟福通过 a 粒子散射实验,证实了在原子核内存在质子 E.汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子 组成,并测出了该粒子的比荷 【考点】物理学史. 【分析】本题是物理学史问题,根据密立根、贝克勒尔、居里夫妇、卢瑟福、汤姆孙等人对 物理学发展的贡献进行解答. 【解答】解: A、密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值 e≈1.6×10﹣19C,故 A 正确; B、贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究,证明原子核有复杂结构,α 粒子散射实验说明 原子中存在原子核,故 B 错误; C、居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(P0)和镭(Ra)两种新元素,故 C 正确; D、卢瑟福通过 а 粒子散射实验,证实了原子是由原子核和核外电子组成的,而不能说明原 子核内存在质子,故 D 错误;

E、汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子 组成,并测出该粒子的比荷,故 E 正确. 故选:ACE.

18.利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图(a)中,气垫导轨上有 A、B 两个滑 块,滑块 A 右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块 B 左 侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光 电门的时间. 实验测得滑块 A 质量 m1=0.310kg,滑块 B 的质量 m2=0.108kg,遮光片的宽度 d=1.00cm;打 点计时器所用的交流电的频率为 f=50Hz. 将光电门固定在滑块 B 的右侧, 启动打点计时器, 给滑块 A 一向右的初速度,使它与 B 相碰;碰后光电计时器显示的时间为△tB=3.500ms,碰 撞前后打出的纸带如图(b)所示. 若实验允许的相对误差绝对值(| 在误差范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程. |×100%)最大为 5%,本实验是否

【考点】验证动量守恒定律. 【分析】根据图示纸带求出滑块的速度,然后求出碰撞前后的动量,根据题目要求判断动量 是否守恒. 【解答】解:打点计时器的打点时间间隔 t= = 由图(b)所示纸带可知,碰撞前 A 的速度:vA= 碰撞后 A 的速度 vA′= 碰撞后 B 的速度:vB′= =0.97m/s, = ≈2.86m/s, =0.02s, = =2m/s,

碰撞前后系统总动量分别为: p=m1vA=0.31×2=0.62kg?m/s, p′=m1vA′+m2vB′=0.31×0.97+0.108×2.86≈0.61kg?m/s, 绝对误差:| |×100%=| |×100%≈1.6%<5%,

由此可知,在误差范围内验证了动量守恒定律. 答:在误差范围内验证了动量守恒定律,证明过程如上所述.

2016 年 12 月 14 日


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