福建省福州第一中学2017届高三下学期模考4物理试卷

福建省福州第一中学2017届高三下学期模考4物理试卷

福建省福州第一中学2017届高三下学期模考4物理试卷（解析版）‎ 一、选择题 ‎1．在物理学的发展中，建立概念，总结规律都离不开一大批辛勤攀登科学高峰的物理学家们。下面有关科学家的发现正确的是(　　)‎ A. 为了建立天体运动规律，开普勒利用自己的行星观测数据，建立了开普勒行星运动定律 B. 为了描述物体的运动，伽利略首先建立了平均速度、加速度的概念 C. “某个量是守恒的”，把这个量叫做能量，这是牛顿有关能量的描述 D. “闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比”，这是法拉第在对理论和实验资料严格分析后得出的法拉第电磁感应定律的内容 ‎【答案】B ‎【解析】为了建立天体运动规律，开普勒利用第谷的行星观测数据，建立了开普勒行星运动定律，故A错误；为了描述物体的运动，伽利略首先建立了平均速度、加速度的概念，故B正确；“某个量是守恒的”，把这个量叫做能量，这是焦耳有关能量的描述，故C错误；法拉第发现了电磁感应现象，但“闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比”，并不是法拉第在对理论和实验资料严格分析后得出的法拉第电磁感应定律的内容．故D错误．‎ ‎2．在平直公路上行驶的a车和b车，其位移-时间图象分别为图中直线a和曲线b，由图可知(　　)‎ A. b车运动方向始终不变 B. 在t1时刻a车与b车速度相同 C. t1到t3时间内a车与b车的平均速度相等 D. t1到t2时间内有一时刻两车的速度相同 ‎【答案】C ‎【解析】B车的位移先减小，即朝着负方向运动，后增大，即又朝着正方向运动，A错误； 时刻两者的位置坐标相同，因为图像的斜率表示速度大小，所以两者速度不同，B错误； 时刻两者的位置坐标相同， 时间两者的位置坐标又相同，故这段时间内的位移相同，所用时间相同，所以平均速度相同，C正确； 到时间内b沿负方向运动，a沿正方向运动，速度不会相同，D错误；‎ ‎【点睛】横坐标代表时刻，而纵坐标代表物体所在的位置，纵坐标不变即物体保持静止状态；位移时间图像是用来描述物体位移随时间变化规律的图像，不是物体的运动轨迹，斜率等于物体运动的速度，斜率的正负表示速度的方向，质点通过的位移等于x的变化量 ‎3．如图所示，匀强磁场的磁感应强度 ‎。单匝矩形线圈面积S=1m2。电阻不计，绕垂直于磁场的轴匀速转动。线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接，为交流电流表。调整副线圈的滑动触头P，当变压器原、副线圈匝数比为1:2时，副线圈电路中标有“36V 36W”的灯泡正常发光。以下判断正确的是(　　)‎ A. 电流表的示数为1A B. 矩形线圈产生电动势的最大值为18V C. 从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间变化的规律为(V)‎ D. 若矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当下移 ‎【答案】C ‎【解析】小灯泡正常发光，故变压器的输出电流为：；根据变流比公式：，解得，故A错误；小灯泡正常发光，故变压器的输出电压为6V，根据变压比公式，解得：；故矩形线圈产生电动势的有效值为12V，故B错误；矩形线圈产生电动势的最大值为，根据公式，解得：，故从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律，故C正确；若矩形线圈转速增大，根据公式，感应电动势的最大值增加，故有效值也增加；为使灯泡仍能正常发光，应该减小变压比，故应将P适当上移，故D错误；‎ ‎4．引力波的发现证实了爱因斯坦100年前所做的预测。1974年发现了脉冲双星间的距离在减小就已间接地证明了引力波的存在。如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型，如图所示，两星球在相互的万有引力作用下，绕O点做匀速圆周运动。由于双星间的距离减小，则(　　)‎ A. 两星的运动周期均逐渐减小 B. 两星的运动角速度均逐渐减小 C. 两星的向心加速度均逐渐减小 D. 两星的运动速度均逐渐减小 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：双星做匀速圆周运动具有相同的角速度，靠相互间的万有引力提供向心力，根据万有引力提供向心力得出双星的轨道半径关系，从而确定出双星的半径如何变化，以及得出双星的角速度、线速度、加速度和周期的变化．‎ 根据，知，知轨道半径比等于质量之反比，双星间的距离减小，则双星的轨道半径都变小，根据万有引力提供向心力，知角速度变大，周期变小，故A正确B错误；根据知，L变小，则两星的向心加速度增大，故C错误；根据，解得，由于L平方的减小比和的减小量大，则线速度增大，故D错误．‎ ‎5．将一篮球从地面上方B点斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上A点，不计空气阻力。若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，仍使抛出的篮球垂直击中A点，则可行的是(　　)‎ A. 增大抛射速度v0，同时减小抛射角θ B. 减小抛射速度v0，同时减小抛射角θ C. 增大抛射角θ，同时减小抛出速度v0‎ D. 增大抛射角θ，同时增大抛出速度v0‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：可以将篮球的运动，等效成篮球做平抛运动，当水平速度越大时，抛出后落地速度越大，与水平面的夹角则越小．若水平速度减小，则落地速度变小，但与水平面的夹角变大．因此只有增大抛射角，同时减小抛出速度，才能仍垂直打到篮板上，所以只有C正确，ABD均错误；故选C。‎ 考点：平抛运动 ‎6．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】AC ‎【解析】试题分析: 质点P下滑的过程，由动能定理得，可得；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A、B、C正确，D错误．故选ABC．‎ 考点：考查动能定理；向心力．‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握动能定理解题，以及知道质点在B点径向的合力提供圆周运动的向心力．‎ ‎7．如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠竖直墙壁，右侧靠一质量为M2的物块．今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始下落，与半圆槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是(　　)‎ A. 小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 B. 小球在槽内运动的B至C过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统冲车方向动量守恒 C. 小球离开C点以后，将做竖直上抛运动 D. 小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统机械能守恒 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：‎ 小球从A→B的过程中，半圆槽对球的支持力沿半径方向指向圆心，而小球对半圆槽的压力方向相反指向左下方，因为有竖直墙挡住，所以半圆槽不会向左运动，可见，该过程中，小球与半圆槽在水平方向受到外力作用，动量并不守恒，而由小球、半圆槽和物块组成的系统动量也不守恒；从B→C的过程中，小球对半圆槽的压力方向向右下方，所以半圆槽要向右推动物块一起运动，因而小球参与了两个运动：一个是沿半圆槽的圆周运动，另一个是与半圆槽一起向右运动，小球所受支持力方向与速度方向并不垂直，此过程中，因为有物块挡住，小球与半圆槽在水平方向动量并不守恒，但是小球、半圆槽和物块组成的系统水平方向动量守恒，小球运动的全过程，水平方向动量也不守恒，选项A错误，选项B正确；‎ 当小球运动到C点时，它的两个分运动的合速度方向并不是竖直向上，所以此后小球做斜上抛运动，即选项C错误；‎ 因为小球在槽内运动过程中，速度方向与槽对它的支持力始终垂直，即支持力不做功，且在接触面都是光滑的，所以小球、半圆槽。物块组成的系统机械能守恒，故选项D正确。‎ 故选：BD ‎8．两列简谐横波I和Ⅱ分别沿x轴正方向和负方向传播，两列波的波速大小相等，振幅均为5cm。t=0时刻两列波的图像如图所示，x=-lcm和x=lcm的质点刚开始振动。以下判断正确的是 ‎ E．坐标原点始终是振动加强点，振幅为l0cm A. I、Ⅱ两列波的频率之比为2：1‎ B. t=0时刻，P、Q两质点振动的方向相同 C. 两列波将同时传到坐标原点O D. 两列波的波源开始振动的起振方向相同 ‎【答案】ACD ‎【解析】试题分析：A、由图可知，两波的波长之比为1:2，又波速相等，则频率之比为2：1，故A正确；‎ B、t=0时刻，P质点振动的方向向下，Q质点振动的方向向上，两质点振动的方向相反，B错误；由于波速相同，波前端到O点距离相等，两列波将同时传到坐标原点O，C正确；从波形看，两列波的波源开始振动的起振方向都向上，D正确；由于两列波频率不等，相遇后没有稳定的振动加强点，E错误；故选：ACD。‎ 考点：波的传播；波的叠加;波长、频率和波速的关系。‎ ‎【名师点睛】由图读出两波波长的关系，根据波速相同，研究周期和频率关系，对照判断能否发生干涉。由振动方向相同，则为振动加强，结合矢量合成法则，且振幅是质点离开平衡的位置最大距离，从而即可求解。‎ 二、多选题 ‎9．如图，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其左端接有定值电阻R。Ox轴平行于金属导轨，在0≤x≤4 m的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度B随坐标x（以m为单位）的分布规律为B=0.8-0.2x (T)。金属棒ab在外力作用下从x=0处沿导轨运动，ab始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。设在金属棒从x1=1 m经x2=2 m到x3=3 m的过程中，R的电功率保持不变，则金属棒(　　)‎ A. 在x1与x3处的电动势之比为1∶3‎ B. 在x1与x3处受到磁场B的作用力大小之比为3∶1‎ C. 从x1到x2与从x2到x3的过程中通过R的电量之比为5∶3‎ D. 从x1到x2与从x2到x3的过程中R产生的焦耳热之比为5∶3‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】由功率的计算式 知道由于金属棒从经到的过电功率保持不变，所以E应不变以，A错误；由安培力公式及知： ，B正确．由于金属棒从经到的过程中，R的电功率保持不变，由知道R中的电流相等，再由安培力公式，所以F-x图象如图所示显然图象与坐标轴围成的面积就是克服安培力做的功，即R产生的热量，所以： ，D正确；因为热量之比为5：3，电流相同，说明时间之比为5：3，因此电量，C正确。‎ ‎【点睛】本题的难点在于没有一个对比度，导体棒ab在随x的增大而减小的磁场中在外力作用下切割磁感线，而巧妙的是在某一路段R上的电功率相同，预示着电路的电流和R上电压相同，则安培力正比于磁感应强度，均匀减小．克服安培力的功转化为焦耳热，所以F-x图象与坐标轴围成的面积就是功．虽然不知外力怎么变化，但它与解决问题无多大关联．‎ ‎10．下列有关热现象的叙述正确的是________。‎ A. 由于液体表面张力的作用，叶片上的小露珠呈现球形 B. 液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引 C. 生产雨伞时，应选择容易被水浸润的伞布，以便更好地防水 D. 液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征 E. 液晶的光学性质不随温度、外加电压等外界因素的变化而变化 ‎【答案】ABD ‎【解析】由于挥发，液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏，故存在液体的表面张力，草叶上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故A正确；液体与大气相接触时，液体表面的分子之间斥力和吸引力的合力表现为引力，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引，故B 正确；生产雨伞时，应选择不容易被水浸润的伞布，以便更好地防水．故C错误；液晶即具有流动性，又具有的光学性质的各向异性，故D正确；液晶具有的光学性质的各向异性，随温度、外加电压等外界因素的变化而变化，故E错误；‎ 三、实验题 ‎11．某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图所示。‎ ‎(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和______电源（填“交流”或“直流”)；‎ ‎(2)实验主要步骤如下： ‎ I．实验时，为使小车所受合力等于橡皮筋的拉力，在未连接橡皮筋前将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，启动电源，轻推小车，得到的纸带应该是____________(填“甲”或“乙”)； ‎ II．小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板运动，此过程橡皮筋对小车做的功为W；‎ III．再分别改用完全相同的2条、3条……橡皮筋作用于小车，每次释放小车时：除由静止释放外，还必须_____________________(填写相应实验条件），使得每次每条橡皮筋对小车做的功都为W；‎ IV．分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度vl、v2、v3……。下图是实验中打出的一条纸带，为了测量小车获得的最大速度，应选用纸带的_____________部分进行测量；作出W-v图象，则下列符合实际的图象是_________；‎ A. B. C. D. ‎ ‎(3)若该小组实验时遗忘了上述步骤I操作的情况下也完成了整个实验，那么当小车速 度最大时，橡皮筋处于__________________状态。（填“伸长”或“原长”）‎ ‎【答案】 交流 乙 伸长量（或形变量或长度）都相同 GK D 伸长 ‎【解析】试题分析：打点计时器使用交流电源．平衡摩擦力后，启动电源，轻推小车，小车做匀速直线运动．橡皮条拉力是变力，采用倍增法增加功，故橡皮条的伸长量应该相同．当小车达到最大速度时，做匀速直线运动．根据W与v的关系确定正确的图线．若未平衡摩擦力，小车速度达到最大时，弹力与摩擦力相等．‎ ‎（1）中学所用两种打点计时器所用电源都为交流电源 ‎（2）平衡摩擦力后，小车应做匀速运动，所以纸带应该是图乙；‎ ‎（3）使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，这时橡皮筋对小车做的功为W；再用完全相同的2条、3条…‎ 橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的伸长量都相同，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W…‎ ‎（4）当小车达到最大速度后，做匀速直线运动，根据纸带的GK段测量最大速度 功与速度的平方相对应，所以图象应为D．‎ ‎（5）若该小组实验时遗忘了上述步骤①操作的情况下也完成了整个实验，那么当小车速度最大时，弹力和摩擦力相等，弹簧处于伸长状态．‎ ‎12．为了测量某高内阻电源的电动势E和内阻r(电动势约5V、内阻约500Ω),现提供下列器材：‎ A．待测电源 B．电压表V(0~3 V，内阻约几千欧)‎ C．电流表A(10 mA，RA=10Ω) ‎ D．电阻箱R0(0~9999.9Ω) ‎ E．滑动变阻器R1(0~20Ω)‎ F．滑动变阻器R2(0~1000Ω)‎ G．开关及导线 H．干电池若干节(内阻很小) ‎ ‎(1)实验中需要将电压表改装。首先测定其内阻，某同学采用图甲所示的电路，电源为干电池组。开关S闭合前，电阻箱R0的阻值应该调到_________ （选填“零”或“最大”）。闭合开关，调节电阻箱，当电压表指针满偏时，阻值为R01=2950Ω；当电压表指针半偏时，阻值为R02=8900Ω，则电压表内阻RV=_________Ω。 ‎ ‎(2)采用图乙所示的电路测量电源电动势和内阻。电阻箱R0与电压表串联构成量程为6V的电压表，则R0=________Ω；滑动变阻器应选_________ (选填“R1”或“R2”)。 ‎ ‎(3)根据实验测得数据,作出电源路端电压U随电流I变化的图象如图丙所示，由图象可知E=______V，r=_______Ω。‎ ‎【答案】（1）最大 3000‎ ‎（2）3000 R2‎ ‎（3）5.0 490‎ ‎【解析】（1）开关S闭合前，电阻箱R0的阻值应该调到最大。由U+U/RV·R01= 0.5U+0.5U/RV·R02，解得RV=3000Ω。‎ ‎（2）根据扩大电压表量程原理，电阻箱R0与电压表串联构成量程为6V的电压表，则R0=3000Ω；滑动变阻器应选阻值范围大的R2。‎ ‎（3）由闭合电路欧姆定律，E=U+Ir，结合图线解得E=5.0V，图线斜率的绝对值等于电源内阻r=490Ω。‎ 四、简答题 ‎13．如图，直角坐标系xOy的y轴竖直向上，在整个空间区域内存在平行于xOy平面的匀强电场，在y < 0的区域内还存在垂直于xOy平面的匀强磁场。现有一带正电的小颗粒，电荷量q=2×10-7 C，质量m=1.5×10-5 kg，从坐标原点O射出，射出时的初动能E0=1×10-4 J。小颗粒先后经过P（0.5，0）、Q（0.3，0.4）两点，经过P点时动能为0.4E0，经过Q点时动能也为0.4E0。重力加速度大小g取10 m/s2。求 ‎(1)O、P两点间的电势差UOP；‎ ‎(2)匀强电场的场强E的大小和方向。‎ ‎【答案】(1) (2) ,方向与OQ连线垂直沿左上方 ‎【解析】(1)带电小颗粒从O到P，由动能定理有①‎ 由①式得②‎ ‎(2)带电小颗粒从O到Q，由动能定理有③‎ 由③式得，O点与Q点电势相等 如图，‎ 由几何关系得P点到OQ连线的距离d=0.4 m④‎ 根据匀强电场中场强与电势差关系得⑤‎ 电场方向与OQ连线垂直，沿左上方。‎ ‎14．L1、L2为相互平行的足够长光滑导轨，位于光滑水平面内．一个略长于导轨间距，质量为M的光滑绝缘细管与导轨垂直放置，细管可在两导轨上左右平动．细管内有一质量为m、带电量为+q的小球，小球与L导轨的距离为d．开始时小球相对细管速度为零，细管在外力作用下从P1位置以速度v0向右匀速运动．垂直平面向里和向外的匀强磁场I、Ⅱ分别分布在L1轨道两侧，如图所示，磁感应强度大小均为B．小球视为质点，忽略小球电量变化．‎ ‎(1)当细管运动到L1轨道上P2处时，小球飞出细管，求此时小球的速度大小；‎ ‎(2)小球经磁场Ⅱ第一次回到L1轨道上的位置为O，求O和P2间的距离；‎ ‎(3)小球回到L1轨道上O处时，细管在外力控制下也刚好以速度v0经过O点处，小球恰好进入细管．此时撤去作用于细管的外力．以O点为坐标原点，沿L1轨道和垂直于L1轨道建立直角坐标系，如图所示，求小球和细管速度相同时，小球的位置(此时小球未从管中飞出)．‎ ‎【答案】（1）‎ ‎（2）‎ ‎（3）‎ ‎【解析】（1）小球在水平面上运动时重力和支持力二力平衡，将洛兹伦力作如图所示的分解，其中fx与杆的弹力平衡，小球的合力等于洛伦兹力沿杆方向的分力可得① ② 由①②解得： ‎ ‎ 所以： ③‎ ‎（2）小球在磁场II中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得：‎ ‎ ‎ ‎ ④ 即： ⑤‎ ‎（3） 小球进入细管后，由于洛伦兹力不做功，小球和管组成的系统机械能守恒：‎ ‎ ⑥ 解得 ⑦ ‎ 由动量定理的在y方向上 ‎ ‎ 由以上两式可得： ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 点睛：解决本题的关键是运用运动的分解法和力的分解法研究洛伦兹力的分力，知道洛伦兹力沿杆方向的分力是恒力．要注意小球从管口飞出时的速度是合速度，不是分速度。‎ ‎15．如图，将导热性良好的薄壁圆筒开口向下竖直缓慢地放入水中，筒内封闭了一定质量的气体（可视为理想气体）。当筒底与水面相平时，圆筒恰好静止在水中。此时水的温度t1=7.0℃，筒内气柱的长度h1=14 cm。已知大气压强p0=1.0×105 Pa，水的密度ρ=1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g取10 m/s2。‎ ‎(1)若将水温缓慢升高至27℃，此时筒底露出水面的高度Δh为多少？‎ ‎(2)若水温升至27℃后保持不变，用力将圆筒缓慢下移至某一位置，撤去该力后圆筒恰能静止，求此时筒底到水面的距离H（结果保留两位有效数字）。‎ ‎【答案】（i）；‎ ‎（ii）‎ ‎【解析】试题分析：‎ ‎（2）（10分（i）设圆筒的横截面积为S，水温升至27℃时，气柱的长度为h2，根据盖·吕萨克定律有 ‎①（2分）‎ 圆筒静止，筒内外液面高度差不变，有 ‎②（2分）‎ 由①②式得 ‎③（1分）‎ ‎（ii）设圆筒的质量为m，静止在水中时筒内气柱的长度为h3。则 ‎④（2分）‎ 圆筒移动过程，根据玻意耳定律有 ‎⑤（2分）‎ 由④⑤式得⑥（1分）‎ 考点： 气体实验定律 ‎【名师点睛】本题主要考查了气体实验定律。属于中等难度的题目。本题关键是圆筒为研究对象，根据平衡求出封闭气体的压强，选择合适的气体实验定律列式求解即可。‎ ‎16．如图，将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方，O为球心，直径恰好水平，轴线OO'垂直于水平桌面．位于O点正上方某一高度处的点光源S发出一束与OO'，夹角θ=60°的单色光射向半球体上的A点，光线通过半球体后刚好垂直射到桌面上的B点，已知，光在真空中传播速度为c，不考虑半球体内光的反射，求：‎ ‎(1)透明半球对该单色光的折射率n；‎ ‎(2)该光在半球体内传播的时间。‎ ‎【答案】（i）‎ ‎（ii）‎ ‎【解析】试题分析：（i）光从光源S射出经半球体到达水平桌面的光路如图。‎ 光由空气射向半球体，由折射定律，有 在△OCD中，sin∠COD=‎ 得：γ=∠COD=60° 光由半球体射向空气，由折射定律，有 故α＝β 由几何知识得α+β=60° 故α＝β=30°，‎ ‎（ii）光在半球体中传播的速度为，光在半球体中传播的时间 考点：光的折射 ‎【名师点睛】‎ ‎ ‎