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2017-2018学年12月模拟特供卷高三物理（五）
一、选择题
1. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程.在以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，正确的是（ ）
A. 在对自由落体运动的研究中，伽利略巧妙的利用斜面实验来冲淡重力影响使得时间更容易测量，最后逻辑推理证明了自由落体的运动规律
B. 牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”的观点，并归纳总结了牛顿第一定律
C. 卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，并测出了引力常量G的数值
D. 法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了点电荷间的相互作用规律，并通过油滴实验测定了元电荷的电荷量
【答案】A
【解析】试题分析：在对自由落体运动的研究中，伽利略巧妙的利用斜面实验来冲淡重力影响使得时间更容易测量，得出物体运动的位移与时间的平方正比关系，加之科学推理证明了自由落体运动规律，A正确；伽利略应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”的观点，并归纳总结了牛顿第一定律，B错误；牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，C错误；法国学者库仑首先得出了电荷之间相互作用的规律即库仑定律，密立根测出了元电荷的电荷量，D正确。
考点：物理学史。
【名师点睛】本题比较简单考查了学生对物理学史的了解情况，在物理学发展的历史上有很多科学家做出了重要贡献，大家熟悉的爱因斯坦、卢瑟福等，在学习过程中要了解、知道这些著名科学家的重要贡献，是解答类似问题的关键。
2. 如图所示为A、B两质点在同一直线上运动的位移—时间（x－t）图象．A质点的图像为直线，B质点的图象为过原点的抛物线，两图象交点C、D坐标如图．下列说法不正确的是（ ）
A. A、B相遇两次
B. t1～t2时间段内B质点的平均速度与A质点匀速运动的速度相等
C. 两物体速度相等的时刻一定在t1～t2时间段内的中间时刻
D. A在B前面且离B最远时，B的位移为
【答案】D
【解析】B、t1～t2时间段内，A、B通过的位移相等，所用时间相同，则B质点的平均速度与A质点匀速运动的速度相等．故B正确．
A、图象的交点表示同一时刻到达同一位置，即相遇，可知，A、B分别在t1和t2两个时刻相遇，故A正确．C、位移-时间图象斜率表示速度，乙图线的切线斜率不断增大，而且乙图线是抛物线，有s=kt2，则知乙车做匀加速直线运动，斜率表示速度，斜率相等时刻为t1～t2时间段的中间时刻，故C正确．D、A质点做匀速运动，B质点做匀加速运动，当AB速度相等时，相距最远，该时刻在t1～t2时间段内的中间时刻，此时B的位移小于，故D错误． 本题选不正确的，故选D。
【点睛】解决本题的关键要理解位移-时间图象点和斜率的物理意义：知道两图线相交表示相遇，斜率表示速度．
3. 如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止状态，已知B球质量为m,O点在半圆柱体圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成45°角，则下列叙述正确的是（ ）
A. 小球A、B受到的拉力TOA与TOB相等，且
B. 弹簧弹力大小
C. A球质量为
D. 光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mg
【答案】C
【解析】试题分析：对B受力分析可知：细绳的拉力，则TOA＝TOB＝，选项A错误；弹簧弹力大小，选项B错误；对A球受力分析可知：，解得：，选项C正确；光滑半圆柱体对A球支持力的大小为，选项D错误；故选C．
考点：物体的平衡
4. 真空中相距L的两个固定点电荷E、F所带电荷量大小分别是QE和QF，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向．电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与EF连线平行，且∠NEF＞∠NFE．则（ ）
A. E带正电，F带负电，且QE > QF
B. 在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点
C. 过N点的等势面与EF连线垂直
D. 负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
【答案】C
【解析】试题分析：根据电场线的指向知E带正电，F带负电；N点的场强是由E、F两电荷在N点产生场强的叠加，电荷E在N点电场方向沿EN向上，电荷F在N点产生的场强沿NF向下，合场强水平向右，可知F电荷在N点产生的场强大于E电荷在N点产生的场强，而，所以由点电荷场强公式知,A错误；只有电场线是直线，且初速度为0或初速度的方向与电场平行时，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合．而该电场线是一条曲线，所以运动轨迹与电场线不重合．故在M点由静止释放一带正电的检验电荷，不可能沿电场线运动到N点，B错误；因为电场线和等势面垂直，所以过N点的等势面与过N点的切线垂直，C正确；沿电场线方向电势逐渐降低，，再根据，q为负电荷，知，D错误；故选C。
考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系、电势、电势能。
【名师点睛】只有电场线是直线，且初速度为0或初速度的方向与电场平行时，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合．电场线和等势面垂直．N点的切线与EF连线平行，根据电场线的方向和场强的叠加，可以判断出E、F的电性及电量的大小．先比较电势的高低，再根据，比较电势能。
5. “嫦娥四号”(专家称为“四号星”)，计划在2017年发射升空，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料．已知万有引力常量为G，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，嫦娥四号离月球中心的距离为r，绕月周期为T．根据以上信息判断下列说法正确的是（ ）
A. 月球的第一宇宙速度为
B. “嫦娥四号”绕月运行的速度为
C. 月球的平均密度为
D. “嫦娥四号”必须减速运动才能返回地球
【答案】AC
【解析】A、月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，所以重力提供向心力，得．故A正确．B、根据万有引力提供向心力 ，得
，又因为月球表面的物体受到的重力等于万有引力，得GM=R2g．所以，故B错误．C、根据万有引力提供向心力，得月球的质量，所以月球的密度．故C正确．D、嫦娥四号要脱离月球的束缚才能返回月球，嫦娥四号要脱离月球束缚必须加速做离心运动才行．故D错误．故选AC.
【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，会根据该规律计算线速度和中心天体的质量．
6. 如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应。图乙为其中一个光电管的遏止电压UC随入射光频率ν变化的函数关系图像。对于这两个光电管，下列判断正确的是（ ）
A. 因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同
B. 光电子的最大初动能不同
C. 因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同
D. 两个光电管的Uc—ν图象的斜率可能不同
【答案】ABC
【解析】试题分析：根据光电效应方程和得出，相同频率，不同逸出功，则遏止电压也不同，A正确；根据光电效应方程得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能也不同，B正确；虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流不一定相同，C正确；因为知图线的斜率为，即只与h和e有关，为常数，一定相同，D错误；故选ABC。
考点：光电效应。
【名师点睛】解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道遏止电压与最大初动能之间的关系，注意Uc～ν图象斜率的含义。
7. 如下图所示，浅色传送带A、B两端距离L=24m，以速度v0=8m/s逆时针匀速转动，并且传送带与水平面的夹角为θ=30°,现将一质量为m=2kg的煤块轻放在传送带的A端，煤块与传送带间动摩擦因数，g取10m/s2，则下列叙述正确的是（ ）
A. 煤块从A端运动到B端所经历时间为3s
B. 煤块从A端运动到B端重力的瞬时功率为240W
C. 煤块从A端运动到B端留下的黑色痕迹为4m
D. 煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量为24J
【答案】AC
【解析】试题分析：将煤块轻放在传送带上时的加速度：，达到与传送带速度相等时的时间：，，速度相等后，，则：，，，从A端运动到B端所经历时间为，A正确；到B点时，，重力的瞬时功率为：,B错误；从放上后到共速时，，之后的时间内，，即黑色痕迹长为4m，C正确；煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量，,D错误；故选AC。
考点：牛顿第二定律、功能关系。
【名师点睛】根据物体在传送带上的受力情况，判断在传送带上的运动情况，结合运动学公式和功能关系列式计算。
8. 如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为E=1×104
N/C的匀强电场.在匀强电场中有一根长L=2 m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为0.08 kg的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角，若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，cos37°=0.8，g取10 m/s2.下列说法正确（ ）
A. 小球的带电荷量q=6×10－5 C
B. 小球动能的最小值为1J
C. 小球在运动至圆周轨迹上的最高点时有机械能的最小值
D. 小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变，且为4J
【答案】AB
【解析】A、对小球进行受力分析如上图所示
可得：解得小球的带电量为：，故A正确；
B、由于重力和电场力都是恒力，所以它们的合力也是恒力
在圆上各点中，小球在平衡位置A点时的势能（重力势能和电势能之和）最小，在平衡位置的对称点B点，小球的势能最大，由于小球总能量不变，所以在B点的动能EkB最小，对应速度vB最小，在B点，小球受到的重力和电场力，其合力作为小球做圆周运动的向心力，而绳的拉力恰为零，有：，而，所以
，故B正确；
C、由于总能量保持不变，即恒量，所以当小球在圆上最左侧的C点时，电势能最大，机械能最小，故C错误；
D、由于总能量保持不变，即恒量，由B运动到A，，，所以，总能量 ，故D错误；
故选AB。
【点睛】关键抓住小球恰好做圆周运动，求出等效最高点的临界速度，根据该功能关系确定何处机械能最小，知道在等效最高点的动能最小，则重力势能和电势能之和最大。
二、非选择题
9. 如图所示为实验室常用的力学实验装置．
（1）关于该装置，下列说法正确的是__________．
A．利用该装置做研究匀变速直线运动的实验时，需要平衡小车和木板间的摩擦力
B．利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，每次改变小车的质量后必须重新平衡小车与木板间的摩擦力
C．利用该装置探究功与速度变化关系实验时，可以将木板带有打点计时器的一端适当垫高，目的是消除摩擦力对实验的影响
D．将小车换成滑块，可以利用该装置测定滑块与木板间的动摩擦因数，且不需要满足滑块的质量远大于钩码的质量
（2）某学生使用该装置做“研究匀变速直线运动”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图所示，已知图中所标的相邻两个计数点之间还有四个点未画出，计时器所用交流电周期为T，则利用此纸带得到小车的加速度的表达式为__________．（用x2、x5、T来表示）
【答案】 (1). CD (2).
【解析】试题分析：（1）利用该装置做研究匀变速直线运动的实验时，只需要研究利用逐差法求加速度，不需要分析小车的受力，不需要平衡小车和木板间的摩擦力，A错误；利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，每次改变小车的质量后不需要重新平衡小车与木板间的摩擦力，B错误；利用该装置探究功与速度变化关系实验时，要消除摩擦力对实验的影响，使绳的拉力为小车所受的合外力，就需要平衡摩擦力，C正确；将小车换成滑块，可以利用该装置测定滑块与木板间的动摩擦因数，,不需要满足滑块的质量远大于钩码的质量,D正确；故选CD。
（2）由题给条件知，两个计数点间的时间间隔,依据得：，则。
考点：探究加速度、力和质量的关系。
【名师点睛】该题涉及的实验比较多，要明确实验原理，根据物理定律求出相应的表达式，然后可以讨论得出相应结论，同时注意基本物理规律以及推论在物理中的应用。
10. （1）小明同学用螺旋测微器测定某一金属丝的直径，测得的结果如下左图所示，则该金属丝的直径d=__________mm。然后他又用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度，测得的结果如下右图所示，则该工件的长度L=__________cm。
（2）然后小明又用多用电表粗略测量某金属电阻丝的电阻Rx约为5.0Ω，为了尽可能精确地测定该金属丝的电阻，且测量时要求通过金属丝的电流在0～0.5A之间变化.根据下列提供的实验器材，解答如下问题：
A、量程0.1A，内阻r1=1Ω的电流表A1
B、量程0.6A，内阻约为0.5Ω的电流表A2
C、滑动变阻器R1全电阻1.0Ω，允许通过最大电流10A
D、滑动变阻器R2全电阻100Ω，允许通过最大电流0.1A
E、阻值为59Ω的定值电阻R3
F、阻值为599Ω的定值电阻R4
G、电动势为6V的蓄电池E
H、电键S一个、导线若干
①根据上述器材和实验要求完成此实验，请在虚线框内画出测量该金属丝电阻Rx的实验原理图_______________（图中元件用题干中相应的元件符号标注）。
②实验中测得电表A1示数为I1，A2表示数为I2，其它所选的物理量题目中已给定，请写出电阻丝的电阻表达式Rx=_________________________.
【答案】 (1). d= 3.206(或3.205、3.207) (2). 5.015 (3). (4).
【解析】试题分析：由于没有电压表，可以根据题进行改装，根据通过待测电阻的最大电流选择电流表，在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；为准确测量电阻阻值，应测多组实验数据，滑动变阻器可以采用分压接法，根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法，作出实验电路图．
（1）螺旋测微器的读数为；游标卡尺读数为
（2）因为要求电流在0~0.5A范围内变化，所以电流表选择，由于没有电压表，所以需要用电流表改装，电源电动势为6V，通过阻值为59Ω的定值电阻和表头串联改装电压表；滑动变阻器选择允许通过最大电流为10A的，原理图如图所示
②根据欧姆定律和串并联电路特点得电阻的电压为，电阻丝的电阻表达式
11. 如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计,其它各电阻阻值R1= R3=3R, R2=R．水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L．在A板的左下端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量为-q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间．（重力加速度用g表示），求：
（1）若使液滴能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大?
（2）若使液滴恰能打在B板的中点，电动势E2应为多大?
【答案】（1）（2）
【解析】试题分析：（1）∴①
由平衡得：②
由①②得
（2）由于液滴恰好打在B板正中央，利用平抛规律有：③
④
⑤
同理⑥
由上式
考点：带电粒子在电场中的运动、闭合电路的欧姆定律。
............
12. 如图所示，质量为m3=2kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R=0.3m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧．滑道除CD部分粗糙外其他部分均光滑．质量为m2=3kg的物体2（可视为质点）放在滑道的B点，现让质量为m1=1kg的物体1（可视为质点）自A点由静止释放．两物体在滑道上的C点相碰后粘为一体（g=10m/s2）．求：
（1）物体1从释放到与物体2相碰的过程中，滑道向左运动的距离；
（2）若CD=0.2m，两物体与滑道的CD部分的动摩擦因数都为μ=0.15，求在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；
（3）物体1、2最终停在何处．
【答案】（1）0.15m（2）0.3J（3）在D点左端离D点距离为0.05m处
【解析】试题分析：（1）从释放到与相碰撞过程中，、组成的系统水平方向动量守恒，设水平位移大小，水平位移大小，有：
可以求得
（2）设、刚要相碰时物体1的速度，滑道的速度为，由机械能守恒定律有
由动量守恒定律有
物体1和物体2相碰后的共同速度设为，由动量守恒定律有
弹簧第一次压缩最短时由动量守恒定律可知物体1、2和滑道速度为零，此时弹性势能最大，设为。从物体1、2碰撞后到弹簧第一次压缩最短的过程中，由能量守恒有
联立以上方程，代入数据可以求得，
（3）分析可知物体1、2和滑道最终将静止，设物体1、2相对滑道CD部分运动的路程为s，由能量守恒有
带入数据可得
所以、最终停在D点左端离D点距离为0．05m处
考点：动量守恒定律、机械能守恒定律。
【名师点睛】（1）物体1从释放到与物体2相碰前的过程中，物体2由于不受摩擦，静止不动，系统水平不受外力，动量守恒，用位移与时间的比值表示平均速度，根据动量守恒列式求出滑道向左运动的距离；
（2）物体1从释放到与物体2相碰前的过程中，系统中只有重力做功，系统的机械能守恒，根据机械能守恒和动量守恒列式，可求出物体1、2碰撞前两个物体的速度；物体1、2碰撞过程，根据动量守恒列式求出碰后的共同速度．碰后，物体1、2向右运动，滑道向左运动，弹簧第一次压缩最短时，根据系统的动量守恒得知，物体1、2和滑道速度为零，此时弹性势能最大．根据能量守恒定律求解在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；
（3）根据系统的能量守恒列式，即可求出物体1、2相对滑道CD部分运动的路程s，从而确定出物体1、2最终停在何处。
13. 下列说法正确的是 。
A. 机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功从而转化成机械能
B. 将两个分子由距离极近移动到相距无穷远的过程中，它们的分子势能先减小后增加
C. 热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体
D. 液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面分子间的作用表现为相互吸引，即存在表面张力
E. 单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减小，气体的压强一定减小
【答案】BCD
【解析】机械能可以全部转化为内能，内能无法全部用来做功从而转化成机械能，A错误；将两个分子由距离极近移动到相距无穷远的过程中，分子力先是斥力后是引力，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增加，B正确；热量总是自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，而温度是分子平均动能的标志，所以热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能减小的物体，C正确；液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，则液体表面分子间的作用表现为相互吸引，所以存在表面张力，D正确；气体的体积增大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，如果温度升高，气体分子撞击器壁的速率增大，对器壁的压力增大，气体的压强可能增大、可能减小、可能不变，E错误．
14. 如图所示，两个截面积都为S的圆柱形容器，右边容器高为H，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管都是绝热的。开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新的平衡，此时理想气体的温度增加为原来的1.2倍，已知外界大气压强为P0，求此过程中气体内能的增加量。
【答案】
【解析】试题分析：理想气体发生等压变化。设气体压强为p，活塞受力平衡
解得
又系统绝热，即Q=0
外界对气体做功为
根据热力学第一定律有
所以
考点： 盖——吕萨克定律、热力学第一定律
【名师点睛】
15. 一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经0.2s波形图如图虚线所示，若波传播的速度为5m/s，则 。
A. 这列波沿x轴正方向传播
B. t=0时刻质点a沿y轴正方向运动
C. 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为1.25Hz
D. x=2m处的质点的位移表达式为y = 0.4sin(2.5πt+π)（m）
E. 从t=0时刻开始质点a经0.4s通过的路程为0.8m
【答案】CDE
【解析】波传播的速度为v=5m/s，经0.2s波形平移的间距为：△x=v•△t=5×0.2=1m，故结合波形图可以看出波形向左平移1m，所以这列波沿x轴负方向传播；故A错误；波沿x轴负方向传播，故t=0时刻质点a沿y轴负方向运动，故B错误；从波形图可以看出波长为4m，故周期：，频率： ，故此波遇到另一列频率为1.25Hz的简谐横波能发生稳定的干涉现象，选项C正确；x=2m处的质点的位移表达式为，故D正确；周期为0.8s，由于△t=0.4s=
T，故质点a经0.4s通过的路程为：S=2A=0.8m，故D正确；故选CDE．
16. 如图所示，折射率为的上下两面平行的梯形玻璃砖，下表面涂有反射物质，上表面右端垂直于上表面放置一标尺MN。一细光束以入射角i = 45°射到玻璃砖上表面的A点，会在标尺上的两个位置出现光点（图中未画出），若折射进入玻璃砖内的光在玻璃砖内传播时间为t，则在标尺上出现的两光点的距离为多少?（设光在真空中的速度为c，不考虑细光束在玻璃砖下表面的第二次反射）
【答案】
【解析】试题分析：光路如图,
由光的折射定律：
得：
由几何关系知，在玻璃砖内的光线与玻璃砖上表面AB构成等边三角形，且四边形BEGF为平形四边形，则：
光在玻璃中的速度为
光在玻璃中的路径长度：
AB两点距离：
则在标尺上形成的两光点距离：
考点：光的折射定律。
【名师点睛】当光线从空气中先折射入玻璃中时，折射光线将向靠近法线的方向偏折，即折射角小于入射角．折射光线在玻璃中沿直线传播，入射到玻璃与空气的界面时，又将发生折射而进入空气中，由光路的可逆性可知，这时的折射角将等于最开始的入射角。
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