陕西省西安市第一中学2018届高三上学期第四次月考理综-物理试题
1. 某质点做直线运动，运动速率的倒数1/v与位移x的关系如图所示，关于质点运动的下列说法正确的是( )
A. 质点做匀加速直线运动
B. 四边形BB′C′C面积可表示质点运动时间
C. 四边形面积ABB＇A＇表示质点运动时间
D. 1/v－x图线斜率等于质点运动加速度
【答案】B
【解析】A项，质点速度与位移的关系不满足匀加速直线运动的位移与速度的关系式，所以物体做的不是匀加速直线运动，故A项错误。
B项、运动的时间，所以在 图像中，曲线与横轴围成面积表示质点运动的时间，故B正确，C错误；
D项、该曲线图斜率是 ，没有明确的物理意义，故D错误。
综上所述本题答案是：B
2. 如图所示，质量相等的A、B两物体在同一水平线上。当A物体被水平抛出的同时，B物体开始自由下落（空气阻力忽略不计），曲线AC为A物体的运动轨迹，直线BD为B物体的运动轨迹，两轨迹相交于O点，则两物体（ ）
A. 在O点具有的机械能一定相等
B. 在O点时重力的功率一定不相等
C. A、B两物体运动过程的动量变化率大小相等，方向相同
D. A、B两物体从开始到相遇过程中动量的变化量不相等
【答案】C
【解析】A项，经过O点时，A物体与B物体竖直方向上的速度相等，但A物体在水平方向上还有分速度，所以在O点速率不相等，则机械能也不相等，故A项错误。
B项，在O点竖直方向上的速度相等，所以重力的功率 一定相等，故B错误；
C项、由动量定理知 ，所以 ，由于质量相等，所以A、B两物体运动过程的动量变化率大小相等，方向相同，故C正确；
D项、两物体动量的变化量等于合外力的冲量，即 ，两物体竖直方向上的运动是一样的，所以运动时间也是一样的，质量也相等，所以动量变化量也应该相等，故D错误；
综上所述本题答案是：C
3. 在新疆吐鲁番的葡萄烘干房内，果农用图示支架悬挂葡萄。OA、OB为承重的轻杆，AOB始终在竖直平面内，OA可绕A点自由转动，OB与OA通过铰链连接，可绕0点自由转动，且OB的长度可调节，现将新鲜葡萄用细线挂于0点，保持OA不动，调节OB的长度让B端沿地面上的AB连线向左缓慢移动，OA杆所受作用力大小为F1，OB杆所受的作用力大小为F2，∠AOB由锐角变为钝角的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. F1逐渐变大，F2先变小后变大
B. F1先变小后变大，F2逐渐变大
C. F1逐渐变小，F2逐渐变小
D. F1逐渐变大，F2逐渐变大
【答案】A
【解析】由题,保持OA的位置不变,则需要使OA受力的方向沿OA的方向,OB受到的力沿OB的方向; 以O点为研究对象进行受力分析,受到细线的拉力(等于葡萄的重力)、OA和OB杆的支持力,如图所示,
作出OB杆的支持力与细线拉力的合力,与OA杆的支持力等大反向,当OB杆向左移动而OA位置不变时,利用矢量三角形方法作出各力的变化情况如图,
由图可以知道,F1逐渐增大、F2先减小再增大,当OB与OA相互垂直时,F2最小故A正确；
综上所述本题答案是：A
4. 如果地球的质量可以由表达式求出,式中G是引力常量,a的单位是m/s,b是a的指数,c的单位为m/s2,下列说法正确的是（ ）
A. a是卫星绕地球运动的速度,b=2,c是地球表面的重力加速度
B. a是赤道上的物体随地球一起运动的速度,b=2,c是卫星的向心加速度
C. a是第一宇宙速度,b=4,c是地球表面的重力加速度
D. a是卫星绕地球运动的速度,b=2,c是卫星的向心加速度
【答案】C
【解析】A、D、卫星受万有引力提供向心力，故：
，
解得： ，
由于 ，
故 ，
故可能a为卫星绕地球运动的速度，b=4，c是卫星所在轨道的加速度，故AD错误；
B、如果a是赤道上的物体随地球一起运动的速度，b=2，c是卫星的向心加速度，则 的单位是 ，故B错误。
C、第一宇宙速度： ，
由万有引力公式： 得： ，所以可能a是第一宇宙速度，b=4，c是地球表面的重力加速度，故C正确
综上所述本题答案是：C
5. 如图所示，一辆有四分之一圆弧的小车停在不光滑的水平地面上，质量为m的小球从静止开始由车的顶端无摩擦滑下，且小车始终保持静止状态，地面对小车的静摩擦力最大值是（ ）
A.
B. mg
C.
D.
【答案】D
【解析】设圆弧半径为R,当小球运动到重力与半径夹角为时,速度为v.
根据机械能守恒定律和牛顿第二定律有:
计算得出小球对小车的压力为:
其水平分量为
根据平衡条件,地面对小车的静摩擦力水平向右,大小为 :
可以看出:当 ,即 时,地面对车的静摩擦力最大,其值为 ;故D正确
综上所述本题答案是;D
点睛：因为小球只有重力做功故小球机械能守恒,由机械能守恒可求得任一位置时的速度,由向心力公式可求得小球受到的支持力;对小车受力分析可求得静摩擦力的最大值.本题中需要分别对小球和小车进行分析,找出两者间的关系;
6. 如图所示，质量为M的三角形滑块置于水平光滑的地面上，三角形的底边长为L,斜面亦光滑，当质量为m的滑块(看作质点)沿斜面下滑的过程中，（ ）
A. M与m组成的系统动量守恒，机械能守恒
B. m沿斜面滑到底端时，M移动的位移大小为
C. m对M的冲量大小等于M的动量变化量
D. m克服支持力做的功等于M增加的动能
【答案】BD
B、Mm组成的系统水平方向上动量守恒，设m运动的位移为s1，M运动的位移为s2，由动量守恒得：
且
解得：故B正确；
C、M的动量变化量应该与合外力的冲量大小相等，故C错误；
D、系统机械能守恒，所以m克服支持力做的功等于M增加的动能，故D正确；
综上所述本题答案是;BD
7. 如图所示，完全相同的磁铁A、B分别位于铁质车厢竖直面和水平面上，A、B与车厢间的动摩擦因数均为μ，小车静止时，A恰好不下滑，现使小车加速运动，为保证A、B无滑动，则( )
A. 速度可以向左，加速度可以小于μg
B. 加速度一定向右，不能超过(1＋μ)g
C. 加速度一定向左，不能超过(1＋μ)g
D. 加速度一定向左，不能超过μg
【答案】AC
【解析】小车静止时,A恰好不下滑,所以对A有,
当小车加速运动时,为了保证A不下滑,则,则加速时加速度一定向左
对B有 ,计算得出
综上所述本题答案是：AC
点睛：小车静止时,恰好不下滑,则重力等于最大静摩擦力,当小车加速时,根据弹力和吸引力的关系得出加速度的方向,对B分析,抓住B的最大静摩擦力求出加速度的最大值.
8. 如图所示，内壁光滑的玻璃管竖直固定在水平地面上，管内底部竖直放置处于自然长度的轻质弹簧。用轻杆连接的A,B两小球的质量分别为m和2m（球的直径比管的内径略小），现从弹簧的正上方释放两球，则A球与弹簧接触起到运动至最低点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 杆对A球做的功大于杆对B球做的功
B. A球克服弹簧弹力做的功是杆对A球做功的倍
C. 弹簧和杆对A球做功的总和等于A球机械能的增量
D. 小球A,B和轻杆组成系统受到重力冲量大小等于弹簧弹力冲量大小
【答案】BC
综上所述本题答案是：BC
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答，第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答。
9. 利用如图所示的方式验证碰撞中的动量守恒,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切,先将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放,测量出滑块在水平桌面滑行的距离x1(图甲)；然后将小滑块B放在圆弧轨道的最低点,再将A从圆弧轨道的最高点无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，测量出整体沿桌面滑动的距离x2(图乙).圆弧轨道的半径为R，A和B完全相同,重力加速度为g.
(1)滑块A运动到圆弧轨道最低点时的速度v=_________(用R和g表示)；
(2)滑块与桌面的动摩擦因数μ=________(用R和x1表示)；
(3)若x1和x2的比值=____________，则验证了A和B的碰撞动量守恒.
【答案】 (1). (2). (3). 4
【解析】（1）A在圆弧面上运动时机械能守恒，则有：mgR=mv2
解得：；
（2）对A下滑的全过程由动能定理要分析可知：mgR-μmgx1=0
解得：；
（3）如果碰撞中动量守恒，则有：mv=2mv'
再对碰后的AB物体分析，由动能定理可知：mv'2=μ•2mgx2
则
故 ；因此只要满足即可证明动量守恒．
点睛：本题考查动量守恒定律以及功能关系的应用，要注意明确实验原理，知道实验中如何验证动量守恒定律，明确机械能守恒定律以及动量守恒定律的正确应用．
10. 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g.
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C．用天平测量出重锤的质量；
D．先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；
E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能．
其中没有必要或操作不恰当的步骤是________(填写选项对应的字母)．
(2)如图所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为O，并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出各点与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则在打E点时重锤的动能为________，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为________．
(3)在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是______（填“大于”或“小于”）重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出(2)问中纸带各点对应的速度，分别记为v1至v6, 并作vn2—hn图象，如图所示，直线斜率为k，则可测出阻力大小为________．
【答案】 (1). BCD (2). (3). (4). 大于 (5).
【解析】试题分析：①步骤B应该将打点计时器接到电源的交流输出端上；步骤C中没必要用天平测量出重锤的质量；步骤D中应该先接通电源开关，然后释放悬挂纸带的夹子，然后打出一条纸带；故没有必要或操作不恰当的步骤是BCD；②在打E点时重锤的速度为：，则在打E点时重锤的动能为：；在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为mgh5；
③在本实验中，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能；根据vn2=2ahn可知，vn2—hn图象的斜率k=2a，而mg-f=ma，解得。
考点：验证机械能守恒定律
【名师点睛】此题考查了验证机械能守恒定律试验；关键是搞清试验的原理、注意事项及试验步骤等问题；知道要验证的表达式以及试验中出现误差的原因；能对物理图像的意义进行分析．
11. 飞机在水平跑道上加速滑行时受到机身重力、竖直向上的机翼升力、发动机推力、空气阻力、地面支持力和轮胎与地面之间的摩擦力作用。其中机翼升力与阻力均与飞机运动的速度平方成正比，且比例系数分别为k1和k2，地面的摩擦力与地面支持力成正比。已知飞机质量为m,飞机在跑道上加速滑行时发动机推力为。
(1)飞机起飞时的速度v多大？
(2)若飞机在水平跑道上匀加速滑行，则地面的摩擦力与地面支持力成正比的比例系数μ应需足什么条件？
(3)若飞机在水平跑道上从静止开始匀加速滑行后起飞，跑道的长度至少多大？
【答案】(1)(2) （3）
【解析】（1）根据题意有飞机离开跑道时，飞机的升力与重力平衡，故有：
解得飞机起飞时的速度为：
（2）设轮胎和地面之间的等效动摩擦因数为 ，
根据牛顿运动定律，得飞机水平方向受推力、摩擦力和阻力作用，合力使飞机产生加速度有：
要使飞机做匀加速运动，故可知：
即满足：
（3）匀加速运动的加速度为：
起飞的条件为
N=0，即
由匀加速运动关系式
得：
综上所述本题答案是：（1） （2） （3）
点睛：
（1）根据起飞条件，飞机所受的升力等于重力，根据算式即可求解。
（2）对飞机水平方向进行受力分析，再根据牛顿运动定律以及匀加速条件即可求解。
（3）由牛顿第二定律以及匀加速运动关系即可求解。
12. 如图，足够长的水平传送带始终以大小为v＝3m/s的速度向左运动，传送带上有一质量为M＝2kg的小木盒B，B与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0．3，开始时，B与传送带之间保持相对静止。先后相隔△t＝3s有两个光滑的质量为m＝1kg的小球A自传送带的左端出发，以v0＝15m/s的速度在传送带上向右运动。第1个球与木盒相遇后，球立即进入盒中与盒保持相对静止，第2个球出发后历时△t1＝而与木盒相遇。求（取g＝10m/s2）
(1)第1个球与木盒相遇后瞬间，两者共同运动的速度多大？
(2)第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇？
(3)自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中，由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少？
【答案】（1）3m/s（2）7.5m，0.5s(3)54J
【解析】设第1个球与木盒相遇后瞬间，两者共同运动的速度为,根据动量守恒定律：
代入数据，解得
（2 ）设第1个球与木盒的相遇点离传送带左端的距离为s，第1个球经过t0与木盒相遇,则：
设第1个球进入木盒后两者共同运动的加速度为a，根据牛顿第二定律：
得：
设木盒减速运动的时间为t1,加速到与传送带相同的速度的时间为t2，则：
故木盒在2s内的位移为零 依题意：
代入数据，解得： s=7．5m t0=0．5s
（3 ）自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的这一过程中,传送带的位移为S，木盒的位移为s1,则：
故木盒相对与传送带的位移：
则木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是：
综上所述本题答案是：（1）3m/s（2）0.5s（3）54J
13. 下列说法正确的是
A. 用“油膜法估测分子大小”实验中，油酸分子的直径等于油酸酒精溶液的体积除以相应油酸膜的面积
B. 一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
C. 液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
D. 如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大
E. 晶体在熔化过程中吸收热量，主要用于破坏空间点阵结构，增加分子势能
【答案】BCE
【解析】用“油膜法估测分子大小”实验中，油酸分子的直径等于油酸酒精溶液含有油酸的体积除以相应油酸膜的面积，选项A错误； 一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，吸收热量，因分子动能不变，故其分子之间的势能增加，选项B正确； 液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，选项C正确； 如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但是如果气体体积变大，单位体积的分子数减小，则气体的压强不一定增大，选项D错误；晶体在熔化过程中吸收热量，主要用于破坏空间点阵结构，增加分子势能，选项E正确；故选BCE.
14. 如图所示，薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上，当环境温度为10℃时，用横截面积为1.0×10﹣2m2的活塞封闭体积为2.0×10﹣3m3的理想气体，活塞另一端通过轻杆固定在墙上．外界大气压强为1.0×105Pa．
(ⅰ)当环境温度为37℃时，气缸自由移动了多少距离？
(ⅱ)如果环境温度保持在37℃，对气缸作用水平力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？
【答案】（1）2×10-2m(2)100N
【解析】试题分析：（1）气体等压变化有：
解得：
气缸移动的距离为：
（2）从状态1→3气体等容变化：
解得：
根据平衡条件，有：P3S=P0S+F
故：F=（P3-P0）S=1×104×10-2N=100N
考点：气体的状态变化方程
【名师点睛】本题关键找出封闭气体的已知状态参量，然后选择恰当的气体实验定律列式求解。
15. 一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是______。
A. 两列波将同时到达中点M
B. 两列波波速之比为1∶2
C. 中点M的振动总是加强的
D. M点的位移大小在某时刻可能为零
E. 绳的两端点P、Q开始振动的方向相同
【答案】ADE
【解析】由题意可知，波在同种介质传播，所以波速相同，由于距离相同，所以两波同时到达M点．故A正确，B错误．由于波长的不同，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱；当两波刚传的M点时，此时刻位移为零，所以M点的位移大小在某时刻可能为零．故C错误，D正确．据波的传播特点可知，各质点的起振方向与波源的起振方向相同，据波形可知，两波源的起振方向都是向上振动，故E正确；
故选ADE．
点睛：考查波的叠加原理，及相遇后出现互不干扰现象．同时注意之所以两列在相遇时“消失”，原因这两列波完全相同，出现振动减弱现象.
16. MN为水平放置的光屏，在其正下方有一半圆柱形玻璃砖，玻璃砖的平面部分ab与光屏平行且过圆心O，平面ab与屏间距离为d＝0.2 m，整个装置的竖直截面图如图所示。在O点正下方有一光源S，发出的一束单色光沿半径射入玻璃砖，通过圆心O再射到屏上。现使玻璃砖在竖直面内以O点为圆心沿逆时针方向以角速度ω＝rad/s缓慢转动，在光屏上出现了移动的光斑。已知单色光在这种玻璃中的折射率为n＝，求：
(ⅰ)当玻璃砖由图示位置转动多长时间屏上光斑刚好彻底消失；
(ⅱ)玻璃砖由图示位置转到光斑刚好彻底消失的过程中，光斑在屏上移动的距离s。
【答案】(1)2s(2)0.2m
【解析】试题分析：由题意可知，假设玻璃砖转过角时，折射光线刚好完全消失。此时的入射角也为，由折射定律可得：
玻璃砖转动所用时间：
当入射角，由折射定律可得：
解得：
由图可知在玻璃砖逆时针转过角过程中折射光线顺时针转过角：
考点：光的折射定律
【名师点睛】】解决本题的关键要理解并掌握全反射现象及其条件，明确临界角公式，熟练运用几何知识解决问题；当玻璃砖转动时，入射角增大，当入射角等于临界角时发生全反射，折射光线刚好完全消失。
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