物理山东省邹城市兖矿第二中学届高三下学期月考试题解析版.docx

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物理山东省邹城市兖矿第二中学届高三下学期月考试题解析版

山东省邹城市兖矿第二中学2018届3月高三

物理定时测试

（2）

一、选择题

1.双星是两颗相距较近的天体，在相互间万有引力的作用下，绕连线上某点做匀速圆周运动。

对于两颗质量不等的天体构成的双星，下列说法中正确的是（）

A.质量较大的天体做匀速圆周运动的向心力较大

B.质量较大的天体做匀速圆周运动的角速度较大

C.两颗天体做匀速圆周运动的周期相等

D.两颗天体做匀速圆周运动的线速度大小相等

【答案】C

【解析】两颗行星在两者之间的万有引力作用下做匀速圆周运动，可知两行星做匀速圆周运动的向心力相等，选项A错误；两行星绕同一圆心转动，角速度相等，周期相等，选项B错误，C正确；根据

可知，两星质量不等，转动半径不等，则根据v=ωr可知，线速度大小不等，选项D错误；故选C.

点睛：

本题的关键是理解双星系统的特点：

双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的周期和角速度，运用动力学思路列式进行分析．

2.一列简谐横波在t=0时刻波的图像如图所示，其中a、b、c、d为介质中的四个质点，在该时刻（）

A.质点a的加速度最小

B.质点b的速度最小

C.若质点c向上运动，则波沿x轴正方向传播

D.若质点d向下运动，则波沿x轴正方向传播

【答案】D

【解析】由图知，a在波峰，速度最小等于零，A错误；b在平衡位置，位移x=0，回复力F=kx=ma，所以加速度最小a=0，B错误；根据上下坡法克判断，若质点c向下运动，则波沿x轴正方向传播；质点d向上运动，则波沿x轴负方向传播，故C正确；D错误。

3.关于光子和光电子，下列说法中正确的是（）

A.光子就是光电子

B.光电子是光电效应中吸收光子后飞离金属表面的电子

C.真空中光子和光电子的速度都是光速c

D.光电子和光子都带负电荷

【答案】B

【解析】根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，故A错误；光电子是光电效应中吸收光子后飞离金属表面的电子，故B正确；真空中光子是光速c，而和光电子的速度不是光速c，故C错误；光电子带负电荷，光子不带电，故D错误。

所以B正确，ACD错误。

4.对于一定质量的气体，忽略分子间的相互作用力。

当气体温度降低时，下列说法中正确的是（）

A.气体分子的平均动能减小

B.气体的内能增加

C.气体一定向外界放出热量

D.气体一定对外界做功

【答案】A

【解析】因气体温度降低，故气体内能减小；因气体分子势能不计；故气体分子的平均动能一定减小，故A正确，B错误；根据热力学第一定律

可知，气体内能减小，其原因不一定向外界放热，也不一定对外解做功；故CD错误；故选A．

点睛：

本题应明确理想气体分子势能忽略不变，故温度是理想气体内能的标志；温度越高，则理想气体的分子的平均动能越大．

5.如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光，则下列说法中正确的是（）

A.a光的波长小于b光的波长

B.a光的频率大于b光的频率

C.在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光大

D.在真空中，a光的传播速度比b光大

【答案】C

点睛：

解决本题的突破口在于通过光的偏折程度得出折射率的大小，即可判断折射率、频率、波速、波长等物理量的大小关系。

6.如图所示，在平面直角坐标系中，a、b、c是等边三角形的三个顶点，三个顶点处分别放置三根互相平行的长直导线，导线中通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里。

对于顶点c处的通电直导线所受安培力的方向，下列说法中正确的是（）

A.沿y轴正方向

B.沿y轴负方向

C.沿x轴正方向

D.沿x轴负方向

【答案】B

【解析】等边三角形的三个顶点a、b、c处均有一通电导线，且导线中通有大小相等的恒定电流．

由安培定则可得：

导线a、b的电流在c处的合磁场方向水平向右．再由左手定则可得：

安培力的方向是竖直向下，指向y轴负向．故B正确，ACD错误，故选B.

点睛：

从题中可得这一规律：

通电导线的电流方向相同时，则两导线相互吸引；当通电导线的电流方向相反时，则两导线相互排斥．该题也可以先由同向电流相互吸引分别求出a对c的作用力与b对c的作用力，然后求和．

7.两个电压表V1和V2是由完全相同的两个电流表改装而成的，V1量程是5V，V2量程是15V。

现把V1和V2串联起来测量15V～20V电压。

下列说法中正确的是（）

A.V1和V2的示数相同

B.V1和V2指针偏转的角度相同

C.V1和V2示数不同，指针偏转的角度也不同

D.V1和V2的示数与V1和V2的内阻成反比

【答案】B

【解析】两伏特表串联，流过两伏特表表头的电流相等，两伏特表指针偏转角度相等，由于流过伏特表的电流相等而它们的内阻不同，则两伏特表两端电压不同，电压表读数不同，故B正确，AC错误；因是串联关系，电流大小一样，两表的示数与内阻成正比，即两表读数之比等于两伏特表内阻之比，故D错误；故选B．

点睛：

本题考查的是电压表的改装原理，电压表的内部电路为表头与分压电阻串联，相当于大电阻，符合欧姆定律．

8.如图所示，直径为L的光滑绝缘半圆环固定在竖直面内，电荷量为q1、q2的两个正点电荷分别置于半圆环的两个端点A、B处，半圆环上穿着一带正电的小球（可视为点电荷），小球静止时位于P点，PA与AB间的夹角为α。

若不计小球的重力，下列关系式中正确的是（）

A.

B.

C.

D.

【答案】A

【解析】对小球进行受力分析如图所示：

根据库仑定律有：

F1=k

，r1=Lcosα…①

F2=k

，r2=Lsinα…②

根据平衡条件有：

F1sinα=F2cosα…③

联立①②③解得：

tan3α=

，故BCD错误，A正确．故选A．

二、实验题

9.

（1）某同学用如图1所示的装置探究“加速度与力和质量的关系”。

①该实验开始前需要平衡摩擦力，在平衡摩擦力的时候____________（填“需要”或“不需要”）挂砂桶,_____________（填“需要”或“不需要”）安装纸带和打开打点计时器；每次改变小车的质量后______________（填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力。

②实验中打出的一条纸带的一部分如图2所示。

纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。

打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。

则打点计时器打B点时，小车的速度vB=__________m/s。

③该同学探究“小车的加速度与所受合力的关系”时，通过测量和处理实验数据，得到如图3所示的a–F图线，发现图线不过坐标原点，请分析其原因是：

______________________；该图线斜率的物理意义是：

___________。

【答案】

（1）.不需要；

（2）.需要；（3）.不需要；（4）.0.44；（5）.平衡摩擦力不足；（6）.小车质量的倒数；

【解析】①该实验开始前需要平衡摩擦力，在平衡摩擦力的时候不需要挂砂桶，需要安装纸带和打开打点计时器；每次改变小车的质量后不需要重新平衡摩擦力。

②由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，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：

。

③从图象可以看出当有了一定的拉力F时，小车的加速度仍然是零，小车没动说明小车的合力仍然是零，即小车还受到摩擦力的作用，说明摩擦力还没有平衡掉，或者是平衡摩擦力了但是平衡的还不够，没有完全平衡掉摩擦力，所以图线不通过坐标原点的原因是实验前该同学未平衡（或未完全平衡）摩擦力。

根据

，可知a-F图象的斜率表示小车质量M的倒数

。

10.现要测量一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。

已知电池的电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。

可选用的实验器材有：

电流表A1（量程0～30mA）；

电流表A2（量程0～100mA）；

电压表V（量程0～6V）；

滑动变阻器R1（阻值0～5Ω）；

滑动变阻器R2（阻值0～300Ω）；

开关S一个，导线若干。

某同学的实验过程如下：

Ⅰ．设计如图4所示的电路图，正确连接电路。

Ⅱ．将滑动变阻器R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。

以U为纵轴，I为横轴，得到如图5所示的图线。

Ⅲ．断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其它部分保持不变。

重复步骤Ⅱ，得到另一条U–I图线，图线与横轴I的交点坐标为（I0，0），与纵轴U的交点坐标为（0，U0）。

回答下列问题：

①电流表应选用__________，滑动变阻器应选用______；

②由图5的图线，得电源内阻r=______Ω；

③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=______，代入数值可得Rx；

④若电表为理想电表，Rx分别接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围_______，电压表示数变化范围_______。

（选填“相同”或“不同”）

【答案】

（1）.

;

（2）.

（3）.25;（4）.

；（5）.相同；（6）.不同；

【解析】①根据题设条件中电池的电动势约

，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧，可估算出电路中的电流为数十毫安，因此电流表应选用

，为了电路正常工作，以及方便调节，多测量几组数据，滑动变阻器应选用

②根据图中电路结构可知，电压表测量了电路的路端电压，电流表测量了电路的总电流，因此图中图线斜率绝对值即为电源的内阻，有

。

③当改接电路后，将待测电阻与电源视为整体，即为一“等效电源”，此时图线的斜率为等效电源的内阻，因此有

，解得

。

④若电表为理想电表，

接在B、C之间与接在A、B之间，电路的总电阻可变范围不变，因此电流表的示数变化范围相同，

接在B、C之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，而

接在A、B之间时，电压表测量的是滑动变阻器与

两端电压的和，由于对应某一滑动变阻器阻值时，电路的电流相同，因此电压表的读数不同，所以电压表示数变化范围也不同。

点睛：

本题考查测量电源内阻及电阻的实验，关键在于明确电路结构，认清实验方法及步骤，再由欧姆定律或闭合电路欧姆定律进行分析求解。

三、计算题

11.如图所示，设电子刚刚离开金属丝时的速度可忽略不计，经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。

已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0。

偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d，不计电子所受重力。

求：

（1）电子射入偏转电场时初速度

的大小；

（2）电子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离∆y；

（3）电子从偏转电场射出时速度的大小和方向。

【答案】

（1）

（2）

（3）

；

【解析】

（1）根据功和能的关系，有

电子射入偏转电场的初速度

（2）在偏转电场中，电子的运动时间

电子在偏转电场中的加速度

偏转距离

（3）电子离开偏转电场时沿垂直于极板方向的速度

电子离开偏转电场时速度的大小

电子离开偏转电场时速度方向与偏转极板的夹角为θ，则

点睛：

对于带电粒子在电场中的运动问题，关键是注意区分不同的物理过程，弄清在不同的物理过程中物体的受力情况及运动性质，并选用相应的物理规律．在解决问题时，主要可以从两条线索展开：

其一，力和运动的关系．根据带电粒子受力情况，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度位移等．这条线索通常适用于在恒力作用下做匀变速运动的情况．其二，功和能的关系．根据电场力对带电粒子做功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理研究全过程中能的转化，研究带电粒子的速度变化、位移等．这条线索不但适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．

12.动能定理描述了力对物体作用在空间上累积的效果，动量定理则描述了力对物体作用在时间上累积的效果，二者是力学中的重要规律。

（1）如图所示，一个质量为m的物体，初速度为v0，在水平合外力F（恒力）的作用下，运动一段距离x后，速度变为vt。

请根据上述情境，利用牛顿第二定律推导动能定理，并写出动能定理表达式中等号两边物理量的物理意义。

（2）在一些公共场合有时可以看到，“气功师”平躺在水平地面上，其腹部上平放着一块大石板，有人用铁锤猛击大石板，石板裂开而人没有受伤。

现用下述模型分析探究。

若大石板质量为M=80kg，铁锤质量为m=5kg。

铁锤从h1=1.8m高处由静止落下，打在石板上反弹，当反弹达到最大高度h2=0.05m时被拿开。

铁锤与石板的作用时间约为t1=0.01s。

由于缓冲，石板与“气功师”腹部的作用时间较长，约为t2=0.5s，取重力加速度g=10m/s2。

请利用动量定理分析说明石板裂开而人没有受伤的原因。

【答案】见解析

【解析】

（1）根据牛顿第二定律F=ma

运动学规律vt2-v02=2ax

解得合外力做功

即动能定理；

W=Fx表示物体所受合外力对物体所做的功，

表示该过程中物体动能的变化。

（2）铁锤打击石板时的速度

，解得v1=6m/s

铁锤反弹时的速度

，解得v2=1m/s

在铁锤与石板的碰撞过程中，取竖直向上为正方向，对铁锤，由动量定理：

（F1-mg）t1=mv2-（-mv1）

解得

对石板，由动量定理（F2-Mg）t2-F1t1=0

解得

在铁锤与石板的碰撞过程中，铁锤对石板的作用力较大，超过了石板承受的限度，因而石板裂开。

在作用前后，石板对人的作用力较小，其变化也较小，没有超过人能承受的限度，因而没有受伤。

13.两根足够长的光滑平行金属轨道MN、PQ固定在倾角为θ的绝缘斜面上，相距为L，其电阻不计。

长度为L、电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。

整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。

如图1所示，若在轨道端点M、P之间接有阻值为R的电阻，则导体棒最终以速度v1沿轨道向下匀速运动；如图2所示，若在轨道端点M、P之间接有电动势为E，内阻为R的直流电源，则导体棒ab最终以某一速度沿轨道向上匀速运动。

（1）求图1导体棒ab最终匀速运动时电流的大小和方向以及导体棒ab两端的电势差；

（2）求图2导体棒ab最终沿轨道向上匀速运动的速度v2；

（3）从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在能量转化中起着重要作用。

我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。

那么，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？

请以图1导体棒ab最终匀速运动为例，通过计算分析说明。

为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷，如图3所示。

【答案】

（1）

在导体棒ab内由b流向a,

（2）

（3）见解析

【解析】

（1）图1中，电路中的电流大小

方向：

在导体棒ab内由b流向a

导体棒ab两端的电势差

（2）图1中，导体棒ab受力平衡

图2中，导体棒ab受力平衡

解得

（3）如图所示，设自由电荷的电荷量为q，沿导体棒定向移动的速率为

。

沿棒方向的洛伦兹力f1=qv1B，做正功

在Δt时间内，

垂直棒方向的洛伦兹力f2=quB，做负功

在Δt时间内，

所以W1=-W2，

即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零。