物理卷·2018届山东省济南市实验中学高三上学期第三次诊断考试试题(解析版)

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物理卷·2018届山东省济南市实验中学高三上学期第三次诊断考试试题(解析版)

山东省实验中学2018届高三上学期第三次诊断考试理科综合物理试题 二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一项符合题目要求,第18~21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. 如图所示,蹦床运动员从空中落到床面上,运动员从接触床面到下降至最低点为第一过程,从最低点上升到离开床面为第二过程,下列判断正确的是 A. 在第一过程中,运动员始终处于失重状态 B. 在第一过程中运动员的动能始终在减小 C. 在第二过程中运动员的机械能始终在增大 D. 在第二过程中,运动员始终处于超重状态 ‎【答案】C ‎【解析】运动员从接触床面下降到最低点的第一过程中,刚开始重力大于弹力,加速度向下,加速下降,处于失重状态,当重力和弹力相等时,既不超重也不失重,再向下运动至最低点的过程中,弹力大于重力,加速度向上,减速下降,处于超重状态;同理,当运动员从最低点上升到离开床面的第二过程中,刚开始超重,然后失重,故AD错误;在第一过程中运动员的动能先增大后减小,故B错误;‎ 在第二过程中,弹力对运动员始终做正功,所以运动员的机械能始终在增大,故C正确;‎ 故选C。‎ ‎【点睛】对运动员受力分析,根据牛顿第二定律写出动力学方程,当视重(弹力)大于重力时超重,反之失重,而当视重与重力相等时,既不超重也不失重;除重力外其它力对物体做正功,物体的机械能增加。‎ ‎2. 一平行板电容器两极板之间充满云母介质,先利用直流电源给电容器充电,充完电后把电容器与电源断开,若将云母介质移出,则电容器 A. 极板上的电荷量变大,极板间的电势差变大 B. 极板上的电荷量不变,极板间的电场强度变大 C. 极板上的电荷量不变,极板间的电场强度不变 D. 极板上的电荷量变大,极板间的电场强度不变 ‎【答案】B ‎ ‎ 故选B。‎ ‎【点睛】通电后断开电容两板上的电荷量不变,由电容,可知当介电常数时C的变化;由可知两板间的电势差的变化;由可知E的变化。‎ ‎3. 水平推力Fl和F2分别作用于水平面上等质量的两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下,两物体的图线如图所示,图中线段AB∥CD,则下列说法正确的是 A. F1的冲量大于F2的冲量 B. F1的冲量等于F2的冲量 C. 两物体受到的摩擦力大小相等 D. 两物体受到的摩擦力大小不等 ‎【答案】C ‎【解析】由图,AB与CD平行,说明推力撤去后两物体的加速度相同,而撤去推力后物体的合力等于摩擦力,根据牛顿第二定律可知,两物体受到的摩擦力大小相等,根据动量定理,对整个过程研究得:, ,由图看出,,则有,即的冲量小于的冲量,故选项C正确。‎ 点睛:由速度图象分析可知,水平推力撤去后,AB与CD平行,说明加速度相同,动摩擦因数相同,两物体的质量相等,说明摩擦力大小相等,根据动量定理,研究整个过程,确定两个推力的冲量关系。‎ ‎4. 如图所示,在水平光滑桌面上放有两个小物块,它们中间有细线连接.已知, m2=2Kg连接它们的细线最大能承受6N的拉力.现用水平外力向左拉或用水平外力向右拉,为保持细线不断,则的最大值分别为 A. 10N;15N B. 15N;6N C. 12N;10N D. 15N;10N ‎【答案】D ‎【解析】用水平外力F1向左拉m1,对m1有:,对m2有:,解得F1最大值为15N;‎ 用水平外力F2向右拉m2,对m2有:,对m1有:,解得F2最大值为10N;故ABC错误,D正确;‎ 故选D。‎ ‎【点睛】用水平外力F1向左拉m1或用水平外力F2向右拉m2时,连接它们的细线最大能承受6N的拉力,m1和m2具有相同的加速度,则由牛顿第二定律求解。‎ ‎5. 如图,赤道上空有2颗人造卫星A、B绕地球做同方向的匀速圆周运动,地球半径为R,卫星A为近地卫星,卫星B的轨道半径为2R,卫星B的运动周期为T,某时刻2颗卫星与地心在同一直线上,则 A. 卫星A的加速度小于B的加速度 B. 卫星A、B的周期之比为1:‎ C. 在地球表面上发射卫星B的速度要小于第二宇宙速度 D. 若万有引力常量G已知,根据题中数据可以求出地球的平均密度 ‎【答案】BCD ‎【解析】A、卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力有:,则有加速度大小,由于卫星A为近地卫星,卫星B的轨道半径为2R,所以卫星A的加速度大于卫星B的加速度,故A错误;‎ B、万有引力提供向心力有:,则有周期,卫星A、B的周期之比为,故B正确;‎ C、物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度,在地面附近发射卫星,速度大于7.9km/s,而小于11.2km/s,所以在地球表面上发射卫星B的速度要小于第二宇宙速度,故C正确;‎ D、对于卫星B,万有引力提供向心力有:,解得,地球的平均密度,故D正确;‎ 故选BCD。‎ ‎【点睛】卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力列式,可求卫星绕地球的加速度、周期和地球的质量,从而求出地球的平均密度。‎ ‎6. 如图所示,A、B、C、D为半球形圆面上的四点,AB与CD交于球心且相互垂直,E点为球面的最低点,在A点放置一个电量为+Q的点电荷,在B点放置一个电量为-Q的点电荷,则下列说法正确的是 A. C、D两点电场强度相同 B. 沿CD连线移动一电量为+q的点电荷,电场力始终做功 C. C点和E点电势相同 D. 将一电量为+q的点电荷沿过CDE点的圆弧面从C点经E点移动到D点过程中,电场力先做负功,后做正功 ‎【答案】AC ‎【解析】A、+Q和−Q是等量异种电荷,根据其电场线的分布情况和对称性可知,C、D两点的电场强度大小相等、方向相同,则电场强度相同,故A错误;‎ B、通过AB连线的中垂面是一等势面,C、D在同一等势面上,CD连线上电势处处相等。则沿CD连线移动一带+q电量的点电荷,电场力始终不做功。故B错误;‎ C、由上分析知,C点和E点位于AB连线的中垂面上,电势相同,故C正确;‎ D、由B分析可知,将一带电量为−q的点电荷从C点经E点最后到D点,电场力始终不做功,故D错误。‎ ‎【点睛】‎ ‎+Q和-Q是等量异种电荷,其电场线和等势面具有对称性,通过AB连线的中垂面是一等势面,C、D在同一等势面上,电势相等,根据对称性分析C、D场强关系;根据电势的变化,分析电场力做功情况。‎ ‎7. 如图,一固定容器的内壁是半径为R的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为N,则 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】质点P下滑的过程,由动能定理得,在最低点,质点P的向心加速度;根据牛顿第二定律得,解得,故BC正确,AD错误;‎ 故选BC。‎ ‎【点睛】质点P下滑的过程中,重力做正功,摩擦力做负功,根据动能定理求出质点P到达最低点时的速度,在最低点,质点受重力和支持力,根据合力提供向心力,列式求解。‎ ‎8. 如图,固定板AB倾角,板BC水平,AB、BC长度均为L,小物块从A处由静止释放,恰好滑到C处停下来.若调整BC使其向上倾斜,倾角不超过90°,小物块从A处由静止滑下再沿BC上滑,上滑距离与BC倾角有关.不计B处机械能损失,各接触面动摩擦因数均为,小物块沿BC上滑的最小距离为x,则 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】AB、小物块从A处由静止释放,恰好滑到C处停下来,由动能定理得,解得,故A正确,B错误;‎ 故选AC。‎ ‎【点睛】小物块从A处由静止释放,恰好滑到C处停下来,由动能定理列式求解,小物块从A处由静止滑下再沿BC上滑,由动能定理列式求解。‎ ‎9. 在验证机械能守恒定律的实验中,质量为0.20kg的重物拖着纸带自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示.已知相邻计数点间的时间间隔为0.02s,当地的重力加速度为9.80m/s2,回答以下问题.‎ ‎(1)纸带的_________(选填“左”或“右”)端与重物相连;‎ ‎(2)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△Ep=_________J,此过程中物体动能的增加量△Ek=___________J;(结果保留3位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). 左 (2). 0.400 (3). 0.388‎ ‎【解析】(1)重物自由下落,运动越来越快,从纸带上可以看出P点为先打出来的点;重物自由下落,而与重物相连的纸带在下端,应该先打点,所以纸带的左端应与重物相连;‎ ‎(2)重力势能减小量 利用匀变速直线运动的推论:‎ 动能增加量 ‎10. 某同学要测量额定电压为3V的某圆柱体电阻Z的电阻率.‎ ‎(1)用游标卡尺测量其长度,用于分尺测量其直径,如图所示,则其长度L=__________mm;‎ 直径D=_________mm.‎ ‎(2)为精确测量Z的阻值,该同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻.他将红黑表笔分别插入“+”、“-”插孔中,将选择开关置于“×1”档位置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测阻值时发现指针偏转角度如图甲所示.试问:‎ ‎①为减小读数误差,该同学应将选择开关置于“___________”档位置.‎ ‎②再将红、黑表笔短接,此时发现指针并未指到右边的“0”处,如图乙所示,那么他该调节________直至指针指在“0”处再继续实验,结果看到指针指在如图丙所示位置.‎ ‎(3)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:‎ A.电流表A1(量程30mA,内阻约3)‎ B.电流表A2(量程3A,内阻约0.3)‎ C.电压表V1(量程3V,内阻约3k)‎ D.电压表V2(量程15V,内阻约5k)‎ E.滑动变阻器R(最大阻值为10)以及电源E(电动势4V,内阻可忽略)、电键、导线若干 ‎①为了提高测量精确度并且使电阻Z两端电压调节范围尽可能大,除电源、电键、导线以外还应选择的最恰当器材(只需填器材前面的字母)有______________.‎ ‎②请在答题纸的方框中画出你设计的电路图_______.‎ ‎③请将图中所提供的实验器材用铅笔连接成所需要的实验电路 ‎ ‎【答案】 (1). 70.15 (2). 3.990 (3). ×10 (4). 欧姆调零旋钮 (5). ACE (6). ‎ ‎【解析】(1)游标尺有20分度的游标卡尺,精确度是0.05mm,游标卡尺的主尺读数为70mm,游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为3×0.05mm=0.15mm,所以最终读数为:70mm+0.15mm=70.15mm;‎ 螺旋测微器的固定刻度为3.5mm,可动刻度为49.0×0.01mm=0.490mm,所以最终读数为3.5mm+0.490mm=3.990mm;‎ ‎(2)选择开关置于“×1”档位置,由图甲所示可知指针偏转角度太小,所选挡位太小,为准确测量,应换大挡,把选择开关置于×10挡位置;‎ 换挡后应重新进行欧姆调零,把红黑表笔短接,此时发现指针并未指到右边的“0”处,调节欧姆调零旋钮进行欧姆调零;‎ ‎(3)电阻额定电压是3V,电压表应选C电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ);通过待测电阻的最大电流约为,该电流远小于电流表A2(量程3A,内阻约0.3) 量程3A,量程太大,读数误差太大,因此可以选择A电流表A1(量程30mA,内阻约3),此外还需要滑动变阻器E,因此所需实验器材为A、C、E;‎ 滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值,滑动变阻器应采用分压接法,由,电流表A1可以采用内接法,实验电路图如图所示 所提供的实验器材用铅笔连接成所需要的实验电路 ‎11. 如图所示,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R=0.50m,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度的大小E=1.0×104N/C,现有质量m=0.20kg,电荷量q=8.0×10—4C的带电体(可视为质点),从A点由静止开始运动,已知SAB=1.0m,带电体与轨道AB、CD的动摩擦因数均为0.5.假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.(取g=10m/s2)求:‎ ‎(I)带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度;‎ ‎(2)带电体最终停在何处:‎ ‎(3)带电体到达C点后经多长时间停止运动.‎ ‎【答案】(1)10m/s (2) (3)‎ ‎【解析】【分析】对从A到C过程根据动能定理列式求解C点的速度即可;设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h,对从C到D过程由动能定理列式求解上升的高度,然后可以判断出滑块会静止在最高点。‎ 解:(1)设带电体到达C时的速度为,有动能定理得:‎ 解得=10m/s ‎(2)设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h,由动能定理得:‎ 解得:‎ 在最高点。带电体受到的最大静摩擦力 重力G=mg=2N 因为G<,所以带电体最终静止在与C点的竖直距离为处 ‎ ‎(3)根据(2)中分析可知带电体到达C点后做匀减速直线运动最终停止在距C点竖直距离h=处,根据牛顿第二定律可知:‎ 再根据运动学公式得:‎ 带入数据解得:‎ ‎12. 将一根长为 的光滑细钢丝ABCDE制成如图所示的形状,并固定在竖直平面内.其中AD段竖直,DE段为圆弧,圆心为O,E为圆弧最高点,C与E、D与O分别等高,.将质量为m的小珠套在钢丝上由静止释放,不计空气阻力,重力加速度为g.‎ ‎(1)小珠由B点释放,从E点滑出后恰好撞到D点,求圆弧的半径R;‎ ‎(2)欲使小珠到达E点与钢丝间的弹力超过,求释放小珠的位置范围.‎ ‎【答案】(1)2m (2)低于0.75m 处或高于1.25m 处 ‎【解析】【分解】小珠由B点释放,到达E点满足机械能守恒,由此求出小球到达E点的速度大小,从E点滑出做平抛运动,利用运动的合成与分解求出圆弧的半径,由机械能守恒定律,结合牛顿第二定律求出释放小珠的位置范围。‎ 解:(1)由机械能守恒可知,小珠由C点释放,到达E点时,因CE等高,故到达E点的速度为零;‎ 由题意:+R+=L ‎ 小珠由B点释放,到达E点满足机械能守恒: ‎ ‎ 从E点滑出后恰好撞到D点,则 ‎ ‎ ‎ ‎ 联立以上各式解得:R=2m ‎ a.若小珠到达E点,小珠上壁对钢丝的弹力等于,则 假设从释放点到E点高度为,由机械能守恒定律: ‎ 联立解得: ‎ b.若小珠到达E点,小珠下壁对钢丝的弹力等于,则 ‎ ‎ 假设从释放点到E点高度为,由机械能守恒定律: ‎ 联立解得: ‎ 故当小珠子从C点上方低于0.75m 处滑下或高于1.25m 处滑下时,小珠到达E点与钢丝间的弹力超过 ‎13. 如图所示,一质量为M=2kg,半径为R=0.3m的四分之一光滑圆弧轨道A静止在光滑水平面上,轨道末端与水平面相切,现将质量为m=1kg的滑块B(可视为质点)从弧形轨道顶端释放,滑块B从弧形轨道滑上水平而后,与静止的物块C发生弹性正碰,求:‎ ‎(1)滑块B滑到水平面上的速度;‎ ‎(2)若滑块B与C碰后能再次追上A,则C的质量应满足的条件是?‎ ‎【答案】(1)1m/s 2m/s (2)m3>3kg ‎【解析】【分析】弧形轨道及水平面均光滑,滑块B滑下过程中,AB组成的系统水平方向动量守恒,机械能守恒;B、C发生弹性正碰,满足动量守恒,机械能守恒,若要B能追上A,应满足B速度大于A的速度。‎ 解:(1)弧形轨道及水平面均光滑,滑块B滑下过程中,AB组成的系统水平方向动量守恒,机械能守恒,设B滑到水平面时,A的速度为v1,B的速度为v2,则:‎ Mv1=mv2‎ 解得 ‎ ‎(2)B、C发生弹性正碰,满足动量守恒,机械能守恒,设C的质量为m3,碰后B、C的速度分别的大小为v20,v3,且v2反向,则 mv2=-mv20+m3v3‎ 若要B能追上A,应满足:‎ v20>v1 ‎ 解得m3>3kg ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎
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