物理卷·2018届陕西省西安市第一中学高三上学期第一次考试物理试题（解析版）

物理卷·2018届陕西省西安市第一中学高三上学期第一次考试物理试题（解析版）

陕西省西安市第一中学2018届高三上学期第一次考试物理试题 一、选择题（本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题只有一项符合题目要求，第5~8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. 下列说法中错误的有 （ ）‎ A. 太阳内部发生的核反应是热核反应 B. 光电效应揭示了光具有粒子性 C. 动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等 D. 原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子 ‎【答案】D ‎【解析】A、太阳的能量来自于其内部发生的热核反应即聚变反应，A正确；‎ B、光电效应说明光具有粒子性，故B正确；‎ C、根据 可知，动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长一定相等，故C正确；‎ D、衰变的实质是原子核内一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故D错误。‎ ‎2. 如图所示，物体A放在斜面体B上，A恰能沿斜面匀速下滑，而斜面体B静止不动。若沿斜面方向用力向下推此物体A，使物体A沿斜面加速下滑，则此时斜面体B对地面的摩擦力（ ）‎ A. 方向水平向左 B. 方向水平向右 C. 大小为零 D. 无法判断大小和方向 ‎【答案】C ‎【解析】根据物体A放在斜面体B上，A恰能沿斜面匀速下滑，把物体和斜面看作整体，可判断出此时斜面体B受地面的摩擦力大小为零。此时斜面体B受A的滑动摩擦力。沿斜面方向用力向下推物体A，此时斜面体B受A的滑动摩擦力不变，此时斜面体B受地面的 摩擦力大小仍为零，所以斜面体B对地面的摩擦力大小也为零，选项C正确。‎ 点睛：物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑时，斜面不受地面的摩擦力作用，分析此时斜面的受力情况．若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体，使物体加速下滑时，再分析斜面的受力情况，根据物体对斜面的作用有无变化，确定地面对斜面体有无摩擦。‎ ‎3. 如图所示为发射地球同步卫星过程中的变轨示意图，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道II，则 （ ）‎ A. 卫星在同步轨道II上的运行速度等于第一宇宙速度7．9km/s B. 该卫星的发射速度必定大于第二宇宙速度11．2km/s C. 在轨道I上，卫星在P点的速度小于在Q点的速度 D. 卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道II ‎【答案】D B、是卫星脱离地球束缚的发射速度，而同步卫星仍然绕地球运动，故B错误；‎ C、在轨道I上，P点是近地点，Q点是远地点，则卫星在P点的速度大于在Q点的速度，故C错误；‎ D、从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在轨道Ⅰ上从Q点开始做逐渐靠近圆心的运动，要在轨道Ⅱ上做匀速圆周运动，应给卫星加速，故D正确。‎ 点睛：知道第一宇宙速度的特点，知道卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定。‎ ‎4. 电路如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是 （ ）‎ A. 电压表读数增大、电流表读数减小 B. 电压表读数减小、电流表读数增大 C. R1的电功率减小 D. 电源的输出功率增大 ‎【答案】C ‎【解析】A、电流减小则内电压减小，由可知路端电压增大，即电压表示数增大；因路端电压增大，两端的电压减小，故并联部分电压增大，由欧姆定律可知电流表示数增大，选项A、B错误；‎ C、当滑片向b滑动时，R接入电阻增大，总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小，所以定值电阻的电功率减小，选项C正确；‎ D、因不知内外电阻的大小，所以不能确定电源的输出功率如何变化，选项D错误。‎ 点睛：本题中也可直接作为内电阻处理，可直接由闭合电路欧姆定律得出并联部分的电压增大，流过的电流增大。‎ ‎5. 一赛车在平直赛道上以恒定功率加速，其功率为200kW，设所受到的阻力不变，加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车（ ）‎ A. 做匀加速直线运动 B. 质量为500kg C. 所受阻力大小为2000N D. 速度大小为50m/s时牵引力大小为3000N ‎【答案】BC ‎【解析】由图可知，加速度变化，故做变速直线运动，选项A错误；对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：，其中：‎ 联立得： ，结合图线，当物体的速度最大时，加速度为零，故结合图象可以知道，时，，，所以最大速度为，‎ 由图象可知： ‎ 解得：， ，选项BC正确；由可知，，选项D错误。‎ 点睛：本题考查功率公式和牛顿第二定律的应用，解题的关键对汽车受力分析后，根据牛顿第二定律列出加速度与速度关系的表达式，再结合图象进行分析求解。‎ ‎6. 某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示,下列说法正确的是（ ）‎ A. 交流电的表达式为(V)‎ B. 交流电的表达式为(V)‎ C. 若其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电动势的表达式为 D. 若其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电动势的最大值变为50V ‎【答案】BD ‎【解析】A、由图像可知，交流电动势的最大值，周期，所以瞬时值表达式为，选项A错误B正确；‎ C、根据感应电动势最大值的表达式得知，与成正比，则线圈的转速变为原来的一半，感应电动势最大值变为原来的一半，为，则交流电动势的表达式为，故选项C错误D正确。‎ 点睛：从图象中可以求出该交流电的最大电压以及周期等物理量，然后根据最大值与有效值以及周期与频率关系求解。‎ ‎7. 如图所示，含有 、 、的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器，沿直线O1O2运动的粒子在小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在P1、P两点．则（ ）‎ A. 沿直线O1O2运动的粒子速度相等 B. 打在P点的粒子是和 C. O2P的长度是O2P1长度的2倍 D. 粒子在偏转磁场中运动的时间最长 ‎【答案】ABC ‎【解析】A、带电粒子在沿直线通过速度选择器时，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反，受力平衡有：所以： ，可知从粒子速度选择器中射出的粒子具有相等的速度，即选项A正确；‎ B、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，所以： ，所以： ，可知粒子的比荷越大，则运动的半径越小，所以打在点的粒子是，打在P点的粒子是和，选项B正确；‎ C、由题中的数据可得，的比荷是和的比荷的2倍，所以的轨道的半径是和的半径的倍，即的长度是长度的2倍，选项C正确；‎ D、粒子运动的周期：，三种粒子中，的比荷最大，所以粒子在偏转磁场中运动的周期最小，而运动时间为半个周期，所以粒子在偏转磁场中运动的时间最短，选项D错误。‎ 点睛：该题考查带电粒子在磁场中的运动与粒子的速度选择器的原理，解答的关键是明确粒子经过速度选择器后的速度是相等的。‎ ‎8. 如图所示，在光滑的水平面上有一静止的物体M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，最低点为C，A、B为同一水平直径上的两点，现让小滑块m从A点由静止下滑，则（ ）‎ A. m到达M上的B点时m的速度不为零 B. m从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动 C. 若m由A点正上方h高处自由下落，则由B点飞出时做竖直上抛运动 D. M与m组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒 ‎【答案】CD ‎【解析】根据机械能守恒、动量守恒定律的条件，M和m组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒，D正确；m滑到右端两者水平方向具有相同的速度：，，可知m到达小车上的B点时， m、M的水平速度为零，所以m做竖直上抛运动，选项A错误C正确； m从A到C的过程中M向左加速运动，m从C到B的过程中M向左减速运动，选项B错误。‎ 点睛：分析清物体运动过程，该题属于水平方向动量守恒的类型，知道系统某一方向动量守恒的条件。‎ 二、非选择题（本题包括必考题和选考题两部分。第9题~第12题为必考题，第13题为选考题。）‎ ‎9. 某兴趣小组利用如图所示实验装置，验 证“合外力做功和动能变化的关系”．小车及车中砝码的质量为M，沙桶和沙的质量为m，在木板上的小车的运动速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到．‎ ‎（1）除图中所示仪器外，还需要下列哪些仪器？_____‎ A．天平   B．秒表   C．带毫米刻度的刻度尺 ‎ D．弹簧测力计   E．低压交流电源 F．低压直流电源 ‎（2）在实验中，下列操作不正确的有________‎ A．将木板的右端适当垫起，以平衡小车的摩擦力 B．每次改变小车的质量时，都要重新平衡摩擦力 C．平衡摩擦力的过程中打点计时器不需接通电源 D．该实验不一定要满足M远大于m ‎（3）如下图所示是某次实验时得到的一条纸带，O点为由静止开始释放时沙桶纸带上打的第一个点，速度为0．相邻两个计数点之间的时间间隔为T，根据此纸带可得出小车通过计数点D时的速度=______．‎ ‎（4）若用O、D两点来研究合外力做功和动能变化的关系，需要验证的关系式为：_____________（用所测物理量的符号表示）．‎ ‎【答案】 (1). （1）ACE (2). (2)BC； (3). （3）； (4). （4）‎ ‎【解析】（1）因为需要知道砝码的质量，所以需要天平，打点计时器要工作需要低压交流电源，为了测量加速度还需要刻度尺，选ACE。‎ ‎（2）若用沙和小桶的总重力表示小车受到的合力，为了减少这种做法带来的实验误差，必须：使长木板右端抬起一个合适的角度，以平衡摩擦力，保证合外力等于绳子的拉力，但不需要每次都平衡摩擦力,故A正确，B错误；平衡摩擦力需要接电源，看打出的点是否均匀，故C错误；本实验不需要满足M远大于m。‎ ‎（3）根据匀变速直线运动的特点，D点的速度等于CE之间的平均速度，所以：‎ ‎（4）O到D之间重力势能减小：‎ 动能增大：‎ 需要验证的是：‎ 点睛：本题考查“探究恒力做功与动能改变的关系”，本实验与“探究加速度与力、质量的关系”有很多类似之处，在平时学习中要善于总结、比较，提高对实验的理解能力。‎ ‎10. (1)某同学想从下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表 A．量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表V1 ‎ B．量程为2 V、内阻大约为2 kΩ 的电压表V2‎ C．量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表V3‎ 那么他选择的电压表应该是________（填A、B或C）,将它串联一个R=__________kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表．‎ ‎（2）利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表（此表用符号V1、V2或V3‎ 与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表），来测量一电源的电动势及内阻，在下面线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图．_______‎ ‎（3）根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1．50 V时，电阻箱的阻值为15．0 Ω；电压表示数为2．00 V时，电阻箱的阻值为40．0 Ω，则电源的电动势E＝______V、内阻r＝________Ω．‎ ‎【答案】 (1). （1）C； (2). 6 (3). （2）电路图如解析图所示；‎ ‎ (4). （3）7.5 ； (5). 10‎ ‎【解析】（1）的内阻不确定而量程又不合适，故应选择3V电表C进行改装，串联电阻为：‎ ‎ 得 ‎ ‎（2）本实验的原理为：，利用变阻箱和电压表可获取电流I，故电路应为图示结构．‎ ‎（3）设为改装电压表的示数，为计算电压，把两组实验数据分别代入r有和，联立解得：，，实际电动势为：。‎ 点睛：本题考查的电压表的改装原理及闭合电路欧姆定律，要明确串联电阻的分压作用，并会用串联法扩大电压表的量程。‎ ‎11. 小车的上面是由如图所示的中突的两个对称曲面组成，整个小车的质量为m，原来静止在光滑的水平面上．今有一个质量也为m且可看作质点的小球，以水平速度v从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下．关于这个过程，求：‎ ‎（1）小球在滑上曲面的过程中，小车所受到的冲量大小 ‎（2）车上曲面的竖直高度 ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】（1）由小球恰好到最高点，知道两者有共同速度 对于车、球组成的系统，由水平方向动量守恒定律列式为 ‎ 得共同速度 ‎ 对小车由动量定理得： ‎ 即： ‎ 由于小球原来的动能为，小球到最高点时系统的动能为 ‎，所以系统动能减少了 ‎ 如果曲面光滑，则减少的动能等于小球增加的重力势能 即 ‎ 得 ‎ 显然这是最大值，如果曲面粗糙，高度还要小些，所以车上曲面的竖直高度最高为 ‎。‎ 点睛：本题是系统动量守恒和机械能守恒的类型，类似于弹性碰撞，常见类型，分析清楚运动过程、应用动量守恒定律与能量守恒定律即可正确解题。‎ ‎12. 一质量为m的带 电小球以速度v0沿竖直方向从A点垂直进入匀强电场E中，如图所示，经过一段时间后到达B点，其速度变为水平方向，大小仍为v0，求 ‎（1）小球带电情况 ‎（2）小球由A到B的位移 ‎（3）小球速度的最小值 ‎【答案】（1）小球带正电，（2），与水平方向的夹角为450 （3）‎ ‎【解析】（1）从A到B过程中，在竖直方向小球做匀减速运动 加速度 B点是最高点，竖直分速度为0，有： ‎ 水平方向小球在电场力作用下做匀加速运动，可知小球带正电 ‎ ‎ 水平方向有： ‎ 联立两式得： ‎ 可得 ‎ ‎（2）在两个方向上的运动互为逆运动，故小球运动的水平位移大小等于竖直位移大小 在竖直方向由 ‎ 可得 ‎ 所以位移为 ‎ 其与水平方向的夹角为 ‎ ‎，即位移与水平方向的夹角为 ‎ 设重力与电场力的合力为F，其与水平方向的夹角为 则：，如图所示 开始一段时间内，F与速度方向夹角大于，合力做负功，动能减小 后来F与速度夹角小于，合力做正功，动能增加 ‎ 因此，当F与速度v的方向垂直时，小球的动能最小，速度也最小，设为 即：，则， ‎ 解得 ， ‎ 点睛：考查运动如何分解，及分运动的等时性，并要掌握运动学公式，牛顿第二定律，动能定理，及能量守恒定律，并理解电场力做功与电抛能变化关系。‎ 选考题【选修3-4】（15分）‎ ‎13. 下列关于简谐振动的说法正确的是______‎ A．速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全振动 B．位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同 C．一个全振动指的是动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程 D．位移减小时，加速度减小，速度增大 E．物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同 ‎【答案】ADE ‎【解析】A、速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全振动，故A正确；B、回复力与位移方向相反，故加速度和位移方向相反，但速度可以与位移相同，也可以相反，物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同，故B错误，E正确；‎ C、一次全振动时，动能和势能均会有两次恢复为原来的大小，故C错误；‎ D、当位移减小时，回复力减小，则加速度在减小，物体正在返回平衡位置；故速度在增大，故D正确。‎ ‎14. 玻璃三棱镜ABC,一光线以45°的入射角射到侧面AB上，光路如图所示，折射光线与AB面的夹角为600。若三棱镜的另一侧 面AC上折射光线恰好消失。求：‎ ‎（i）玻璃棱镜的临界角；‎ ‎（ii）玻璃棱镜的顶角∠A ‎【答案】（i）45°;（ii） 75°‎ ‎【解析】（i）光路图如图所示，折射光线与AB面的夹角为 ‎ 则折射角： ‎ 由折射定律可知 ： ‎ 则临界角为： ‎ 得: ‎ ‎ （ii）由几何关系可知 ，故。 ‎ 点睛：本题只要掌握折射定律和全反射的条件，知道光从光密介质进入光疏介质，入射角等于临界角时恰好发生全反射．这类问题往往要结合几何知识研究。‎ ‎ ‎