四川省雅安市2020届高三高考一诊试物理试题（Word版附解析）.doc

2020 年四川省雅安市高考物理一诊试卷 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分．在每小题给出的四个选项中，第 14～ 18 题只有一项符合题目要求，第 19～21 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．（6 分）在物理学的发展过程中，科学的物理思想与方法对物理学的发展起到了重要作用， 下列关于物理思想和方法的说法中，错误的是（　　） A．合力与分力的关系体现了等效替换的思想 B．库仑扭秤实验和卡文迪许扭秤实验都用了放大的思想 C．加速度 a＝ 、电场强度 E＝ 都采用了比值定义法 D．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能用实验直接验证 2．（6 分）米歇尔•麦耶和迪迪埃•奎洛兹因为发现了第一颗太阳系外行星﹣飞马座 51b 而获 得 2019 年诺贝尔物理学奖。飞马座 51b 与恒星相距为 L，构成双星系统（如图所示）， 它们绕共同的圆心 O 做匀速圆周运动。设它们的质量分别为 m1、m2 且（m1＜m2），已 知万有引力常量为 G．则下列说法正确的是（　　） A．飞马座 51b 与恒星运动具有相同的线速度 B．飞马座 51b 与恒星运动所受到的向心力之比为 m1：m2 C．飞马座 51b 与恒星运动轨道的半径之比为 m2：m1 D．飞马座 51b 与恒星运动周期之比为 m1：m2 3．（6 分）如图所示，在水平匀强电场中，有一带电粒子（不计重力）以一定的初速度从 M 点运动到 N 点，则在此过程中，以下说法中正确的是（　　） A．电场力对该带电粒子一定做正功 B．该带电粒子的运动速度一定减小 C．M、N 点的电势一定有 φM＞φN D．该带电粒子运动的轨迹一定是直线4．（6 分）雨滴在空中下落的过程中，空气对它的阻力随其下落速度的增大而增大。若雨滴 下落过程中其质量的变化及初速度的大小均可忽略不计，以地面为重力势能的零参考面。 从雨滴开始下落计时，关于雨滴下落过程中其速度的大小 v、重力势能 Ep 随时间变化的 情况，如图所示的图象中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（6 分）“世纪工程”﹣港珠澳大桥已于 2018 年 10 月 24 日 9 时正式通车，大桥主桥部分 由约为 6.7km 海底隧道和 22.9km 桥梁构成，海底隧道需要每天 24 小时照明，而桥梁只 需晚上照明。假设该大桥的照明电路可简化为如图所示电路，其中太阳能电池供电系统 可等效为电动势为 E、内阻为 r 的电源，电阻 R1、R2 分别视为隧道灯和桥梁路灯，已知 r 小于 R1 和 R2，则下列说法正确的是（　　） A．夜间，电流表示数为 B．夜间，开关 K 闭合，电路中电流表、电压表示数均变小 C．夜间，由于用电器的增多，则太阳能电池供电系统损失的电功率增大 D．当电流表示数为 I 则太阳能电池供电系统输出电功率为 EI 6．（6 分）2019 年 10 月 1 日，在庆祝中华人民共和国成立 70 周年阅兵式上，习近平主席乘 “红旗”牌国产轿车依次检阅 15 个徒步方队和 32 个装备方队（如图甲所示）。检阅车在 水平路面上的启动过程如图乙所示，其中 Oa 为过原点的倾斜直线，ab 段表示以额定功 率 P 行驶时的加速阶段，bc 段是与 ab 段相切的水平直线，若检阅车的质量为 m，行驶过 程中所受阻力恒为 f，则下列说法正确的是（　　）A．检阅车在 t1 时刻的牵引力和功率都是最大值，t2～t3 时间内其牵引力等于 f B．0～t1 时间内检阅车做变加速运动 C．0～t2 时间内的平均速度等于 D．t1～t2 时间内检阅车克服阻力所做功为 P（t2﹣t1）+ 7．（6 分）如图所示，两块长方体滑块 A 和 B 叠放在倾角为 θ 的斜面体 C 上。已知 A、B 质量分别为 m1 和 m2，A 与 C 的动摩擦因数为 μ1，B 与 A 的动摩擦因数为 µ2．两滑块 AB 在斜面体上以相同加速度自由下滑，斜面体 C 在水平地面上始终保持静止，则下列说法 正确的是（　　） A．斜面 C 受到地面的静摩擦力方向水平向左 B．滑块 A 与斜面间的动摩擦因数 µ1＝tanθ C．滑块 A 受到斜面对其摩擦力的大小为 µ1（m1+m2）gcosθ D．滑块 B 所受的摩擦力大小为 µ2m2gcosθ 8．（6 分）如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为 m 的小球，从 离弹簧上端高 h 处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点 的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴 Ox，做出小球所 受弹力 F 大小随小球下落的位置坐标 x 的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加 速度为 g。以下判断正确的是（　　）A．当 x＝h+x0，重力势能与弹性势能之和最小 B．最低点的坐标为 x＝h+2x0 C．小球受到的弹力最大值等于 2mg D．小球动能的最大值为 mgh+ mgx0 三、非选择题：共 174 分．第 22～32 题为必考题，每个试题考生都必须作答．第 33～38 题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题（共 129 分） 9．（6 分）某同学用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。实验中用 砂和砂桶的总重力表示小车所受合力。 （1）下列关于该实验的操作，正确的有　 　。 A．砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量 B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为 6V 的蓄电池 C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车 D．平衡摩擦力时，应挂上空砂桶，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑 （2）图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G 是纸带上 7 个连 续的点。已知电源频率为 50Hz，则打点计时器在打 D 点时纸带的速度 v＝　 　m/s （保留三位有效数字）。 （3）该同学平衡了摩擦力后进行实验，他根据实验数据画出了小车动能变化△Ek 与绳子 拉力对小车所做功 W 的关系图象，他得到的图象应该是　 　。 10．（9 分）要测量一个待测电阻 Rx（190Ω～210Ω）的阻值，实验室提供了如下器材： 电源 E：电动势 3.0V，内阻不计； 电流表 A1：量程 0～10mA，内阻 r1 约 50Ω；电流表 A2：量程 0﹣500μA，内阻 r2 为 1000Ω； 电压表 V1：量程 0～1V，内阻 RV1 约为 1kΩ 电压表 V2：量程 0～10V，内阻 RV2 约为 10kΩ 滑动变阻器 R：最大阻值 20Ω，额定电流 2A； 定值电阻 R1＝500Ω； 定值电阻 R2＝2000Ω； 定值电阻 R3＝50000Ω； 电键 S 及导线若干。 求实验中尽可能准确测量 Rx 的阻值，请回答下面问题： （1）为了测定待测电阻上的电压，可以将电表　 　（选填“A 1”、“A2”或“V1”、 “V2“）串联定值电阻　 　（选填“R1”、“R2”或“R3”），将其改装成一个量程为 3.0V 的电压表。 （2）利用所给器材，在虚线框内画出测量待测电阻 Rx 阻值的实验原理图（所有的器材 必须用题中所给的符号表示）。 （3）根据以上实验原理图进行实验，若测量电路中一只电流表的读数为 6.2mA，另外一 只 电 流 表 的 读 数 为 200.0μA ． 根 据 读 数 并 结 合 题 中 所 给 数 据 求 出 待 测 电 阻 Rx ＝　 　 Ω。 11．（12 分）如图，光滑固定斜面倾角为 37°，一质量 m＝0.1kg、电荷量 q＝+1×10 ﹣6C 的小物块置于斜面上的 A 点，A 距斜面底端 R 的长度为 1.5m，当加上水平向右的匀强电 场时，该物体恰能静止在斜面上，重力加速度 g 取 10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝ 0.8．求： （1）该电场的电场强度的大小； （2）若电场强度变为原来的一半，小物块运动到 B 点所需的时间和在 B 点的速度各是 多少？12．（20 分）光滑水平面上有一质量 m 车＝1.0kg 的平板小车，车上静置 A、B 两物块。物 块由轻质弹簧无栓接相连（物块可看作质点），质量分别为 mA＝1.0kg，mB＝1.0kg。A 距车右端 x1（x1＞1.5m），B 距车左端 x2＝1.5m，两物块与小车上表面的动摩擦因数均为 μ＝0.1．车离地面的高度 h＝0.8m，如图所示。某时刻，将储有弹性势能 Ep＝4.0J 的轻弹 簧释放，使 A、B 瞬间分离，A、B 两物块在平板车上水平运动。重力加速度 g 取 10m/s2，求： （1）弹簧释放瞬间后 A、B 速度的大小； （2）B 物块从弹簧释放后至落到地面上所需时间； （3）若物块 A 最终并未落地，则平板车的长度至少多长？滑块在平板车上运动的整个过 程中系统产生的热量多少？ [物理--选修 3-3]（15 分） 13．（5 分）下列说法中正确的是 （　　） A．随着科技的不断进步，绝对零度可能达到 B．分子势能随着分子间距的增大，可能先减小后增大 C．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 D．一定质量的理想气体在等压压缩的过程中内能一定减小 E．当卫星中的物体处于完全失重时，若一个固定的容器装有浸润其器壁的液体置于卫星 内，则必须用盖子盖紧，否则容器中的液体一定会沿器壁流散 14．（10 分）如图所示，一总质量 m＝10kg 的绝热汽缸放在光滑水平面上，用横截面积 S＝ 1.0×10﹣2m2 的光滑绝热薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞杆的另一端固 定在墙上，外界大气压强 P0＝1.0×105Pa．当气体温度为 27℃时，密闭气体的体积为 2.0 ×10﹣3m3（0℃对应的热力学温度为 273K）。（ⅰ）求从开始对气体加热到气体温度缓慢升高到 360K 的过程中，气体对外界所做的功； （ⅱ）若地面与汽缸间的动摩擦因数 μ＝0.2，现要使汽缸向右滑动，则缸内气体的温度 至少应降低多少摄氏度？（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，活塞一直在汽缸内，气 体质量可忽略不计，重力加速度 g 取 10m/s2。） [物理--选修 3-4]（15 分） 15．如图所示为一列沿 x 轴传播的简谐横波，实线为 t＝0 时刻的波形图，经过 t1＝6s，波 形图如图中虚线所示。已知波的周期 T＞4s，则下列说法正确的是（　　） A．该波的波长为 8m B．该波的周期可能为 8s C．在 t＝9s 时，B 质点一定沿 y 轴正方向运动 D．B、C 两质点的振动情况总是相反的 E．该列波的波速可能为 m/s 16．处于真空中的圆柱形玻璃的横截面如图所示，AB 为水平直径，玻璃砖的半径为 R，O 为圆心，P 为圆柱形玻璃砖上的一点，与水平直径 AB 相距 ，单色光平行于水平直径 AB 射向该玻璃砖。已知沿直径 AB 射入的单色光透过玻璃的时间为 t，光在真空中的传播速 度为 c，不考虑二次反射，求： （1）该圆柱形玻璃砖的折射率 n； （2）从 P 点水平射入的单色光透过玻璃砖的时间。2020 年四川省雅安市高考物理一诊试卷 参考答案与试题解析 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分．在每小题给出的四个选项中，第 14～ 18 题只有一项符合题目要求，第 19～21 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．（6 分）在物理学的发展过程中，科学的物理思想与方法对物理学的发展起到了重要作用， 下列关于物理思想和方法的说法中，错误的是（　　） A．合力与分力的关系体现了等效替换的思想 B．库仑扭秤实验和卡文迪许扭秤实验都用了放大的思想 C．加速度 a＝ 、电场强度 E＝ 都采用了比值定义法 D．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能用实验直接验证 【分析】合力与分力的关系体现了等效替换的思想；库仑扭秤实验和卡义迪许扭秤实验 都用了放大的思想；比值定义法，就是用两个物理量的“比值”来定义一个新的物理量 的方法。比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，与 定义所用的物理量无关。根据物理量的定义分析是否是比值定义法。 【解答】解：A、合力与分力的关系体现了等效替换的思想，故 A 正确； B、库仑扭秤实验和卡文迪许扭秤实验都用了放大的思想，故 B 正确； C、加速度 a＝ 、电场强度 E＝ 都采用了比值定义法，故 C 正确； D、牛顿第一定律是在实验的基础上经逻辑推理而得出的，采用的是实验加推理的方法， 反映了物体不受外力时的运动状态，而不受外力的物体不存在的，所以不能用实验直接 验证，故 D 错误； 本题选错误的，故选：D。 【点评】对于物理学上重要的实验和发现，可根据实验的原理、内容、结论及相应的物 理学家等等一起记忆，不能混淆。 2．（6 分）米歇尔•麦耶和迪迪埃•奎洛兹因为发现了第一颗太阳系外行星﹣飞马座 51b 而获 得 2019 年诺贝尔物理学奖。飞马座 51b 与恒星相距为 L，构成双星系统（如图所示）， 它们绕共同的圆心 O 做匀速圆周运动。设它们的质量分别为 m1、m2 且（m1＜m2），已 知万有引力常量为 G．则下列说法正确的是（　　）A．飞马座 51b 与恒星运动具有相同的线速度 B．飞马座 51b 与恒星运动所受到的向心力之比为 m1：m2 C．飞马座 51b 与恒星运动轨道的半径之比为 m2：m1 D．飞马座 51b 与恒星运动周期之比为 m1：m2 【分析】双星具有相同的角速度和周期，靠相互间的万有引力提供向心力，根据向心力 相等求出做圆周运动轨道半径关系； 根据万有引力提供向心力，结合轨道半径关系求解运行的角速度、周期、线速度之比。 【解答】解：BD、双星系统属于同轴转动的模型，具有相同的角速度和周期，两者之间 的万有引力提供向心力，故两者向心力相同，故 BD 错误； C、根据 ＝ ，则半径之比等于质量反比，飞马座 51b 与恒星运动轨 道的半径之比，即 r1：r2＝m2：m1，故 C 正确； A、线速度之比等于半径之比，即 v1：v2＝m1：m2，故 A 错误。 故选：C。 【点评】本题考查了万有引力定律及其应用，解题的关键是理解双星具有相同的角速度 和周期，靠相互间的万有引力提供向心力。 3．（6 分）如图所示，在水平匀强电场中，有一带电粒子（不计重力）以一定的初速度从 M 点运动到 N 点，则在此过程中，以下说法中正确的是（　　） A．电场力对该带电粒子一定做正功 B．该带电粒子的运动速度一定减小 C．M、N 点的电势一定有 φM＞φN D．该带电粒子运动的轨迹一定是直线 【分析】粒子的带电性质未知，电场力方向未知，电场力做功就不确定，沿着电场线的 方向电势一定降低，电场力的方向与运动方向不共线，由此可判断轨迹是否是直线。 【解答】解：AB、粒子的带电性质不知道，所以受到的电场力方向不确定，电场力可能 做正功也可能做负功，则粒子的速度可能增加也可能减小，故 AB 错误；C、沿着电场线的方向电势一定降低，所以 φM＞φN，故 C 正确； D、粒子只受电场力作用，电场力的方向在水平方向，而粒子的运动方向和水平方向有一 夹角，所以粒子不会醉直线运动，故 D 错误； 故选：C。 【点评】本题考查了粒子在电场中的运动，知道通过受力的方向与运动方向判断轨迹的 方法。 4．（6 分）雨滴在空中下落的过程中，空气对它的阻力随其下落速度的增大而增大。若雨滴 下落过程中其质量的变化及初速度的大小均可忽略不计，以地面为重力势能的零参考面。 从雨滴开始下落计时，关于雨滴下落过程中其速度的大小 v、重力势能 Ep 随时间变化的 情况，如图所示的图象中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【分析】根据牛顿第二定律写出加速度的表达式，来分析加速度的变化，从而得出雨滴 的运动特点，以地面为重力势能的零参考面，写出雨滴的重力势能表达式，根据表达式 分析重力势能的变化。 【解答】解：AB、根据牛顿第二定律得：mg﹣f＝ma，得：a＝ ，随着速度增大， 雨滴受到的阻力 f 增大，则知加速度减小，雨滴做加速度减小的加速运动，当加速度减 小到零，雨滴做匀速直线运动，故 v﹣t 图象切线斜率先减小后不变，故 A 错误，B 正确； CD、以地面为重力势能的零参考面，则雨滴的重力势能为：Ep＝mgh﹣mg• at2，Ep 随 时间变化的图象应该是开口向下的，故 CD 错误； 故选：B。 【点评】解决本题的关键要能通过牛顿第二定律，根据雨滴的受力情况判断其运动情况， 根据表达式分析图象也是常用的思路。 5．（6 分）“世纪工程”﹣港珠澳大桥已于 2018 年 10 月 24 日 9 时正式通车，大桥主桥部分由约为 6.7km 海底隧道和 22.9km 桥梁构成，海底隧道需要每天 24 小时照明，而桥梁只 需晚上照明。假设该大桥的照明电路可简化为如图所示电路，其中太阳能电池供电系统 可等效为电动势为 E、内阻为 r 的电源，电阻 R1、R2 分别视为隧道灯和桥梁路灯，已知 r 小于 R1 和 R2，则下列说法正确的是（　　） A．夜间，电流表示数为 B．夜间，开关 K 闭合，电路中电流表、电压表示数均变小 C．夜间，由于用电器的增多，则太阳能电池供电系统损失的电功率增大 D．当电流表示数为 I 则太阳能电池供电系统输出电功率为 EI 【分析】夜间，开关 K 闭合，电阻 R1、R2 并联，根据闭合电路欧姆定律求解电流，动 态分析电压表和电流表示数变化； 根据能量守恒定律可知，用电器增多，消耗功率增大； 功率 EI 是电源的总功率。 【解答】解：A、夜间，桥梁需要照明，开关 K 闭合，电阻 R1、R2 并联，根据闭合电路 欧姆定律可知，电流表示数 I＝ ，故 A 错误； B、夜间，开关 K 闭合，总电阻减小，干路电流增大，电路中电流表示数变大，故 B 错 误； C、根据能量守恒定律可知，夜间，由于用电器的增多，则太阳能电池供电系统损失的电 功率增大，故 C 正确； D、当电流表示数为 I，则太阳能电池供电系统总功率为 EI，输出功率为 EI﹣I2r，故 D 错误。 故选：C。 【点评】本题考查了闭合电路欧姆定律的相关知识，属于动态分析问题，解题的关键是 分清电路结构，根据欧姆定律分析电表示数的变化。 6．（6 分）2019 年 10 月 1 日，在庆祝中华人民共和国成立 70 周年阅兵式上，习近平主席乘“红旗”牌国产轿车依次检阅 15 个徒步方队和 32 个装备方队（如图甲所示）。检阅车在 水平路面上的启动过程如图乙所示，其中 Oa 为过原点的倾斜直线，ab 段表示以额定功 率 P 行驶时的加速阶段，bc 段是与 ab 段相切的水平直线，若检阅车的质量为 m，行驶过 程中所受阻力恒为 f，则下列说法正确的是（　　） A．检阅车在 t1 时刻的牵引力和功率都是最大值，t2～t3 时间内其牵引力等于 f B．0～t1 时间内检阅车做变加速运动 C．0～t2 时间内的平均速度等于 D．t1～t2 时间内检阅车克服阻力所做功为 P（t2﹣t1）+ 【分析】由图象可知，检阅车的运动过程为：Oa 为匀加速直线运动，ab 是恒定功率运动， 且加速度在逐渐减小，所以 t1 时刻牵引力和功率最大，bc 是匀速直线运动，t2～t3 时间 内其牵引力等于 f。结合 P＝FV 和动能定理分析。 【解答】解：A、由图象可知，检阅车的运动过程为：Oa 为匀加速直线运动，ab 是恒定 功率运动，且加速度在逐渐减小，所以 t1 时刻牵引力和功率最大，bc 是匀速直线运动， t2～t3 时间内其牵引力等于 f，故 A 正确。 B、在 0～t1 时间段，由 v﹣t 图象知检阅车做匀加速直线运动，故 B 错误。 C、在 0～t2 时间段，由 v﹣t 图象可知，检阅车先做匀加速运动再做变加速运动，故此段 时间内平均速度大于 ，故 C 错误； D、设时间 t1～t2 内检阅车克服阻力所做功为 Wf，由动能定理 P（t2﹣t1）﹣Wf＝ mv ﹣ mv ，克服阻力所做功为 Wf＝P（t2﹣t1）+ mv ﹣ mv ，故 D 正确。 故选：AD。 【点评】本题考查了功率、机动车启动问题等知识点。解决本题的关键知道当牵引力等 于阻力时车做匀速运动。 7．（6 分）如图所示，两块长方体滑块 A 和 B 叠放在倾角为 θ 的斜面体 C 上。已知 A、B 质量分别为 m1 和 m2，A 与 C 的动摩擦因数为 μ1，B 与 A 的动摩擦因数为 µ2．两滑块 AB在斜面体上以相同加速度自由下滑，斜面体 C 在水平地面上始终保持静止，则下列说法 正确的是（　　） A．斜面 C 受到地面的静摩擦力方向水平向左 B．滑块 A 与斜面间的动摩擦因数 µ1＝tanθ C．滑块 A 受到斜面对其摩擦力的大小为 µ1（m1+m2）gcosθ D．滑块 B 所受的摩擦力大小为 µ2m2gcosθ 【分析】因为 AB 一起下滑，所以在分析 A 与 C 之间作用力的时候，需要把 AB 看成一 个整体，对 AB 整体受力分析，根据牛顿第二定律列方程，很容易解出相关物理量。在 判断 C 与地面之间的摩擦力方向时，需要对 C 受力分析，进行判断，看 C 有那个方向的 运动趋势。 【解答】A、把 AB 看成一个整体，AB 对 C 的压力在水平方向的分力为 Nx＝（m1+m2） gcosθ．sinθ，方向水平向右，AB 对 C 的摩擦力在水平方向的分力为 fx＝fcosθ，方向水 平向左。因为 AB 一起加速下滑，所以（m1+m2）gsinθ＞f，则 Nx＞fx，所以斜面 C 有向 右的运动趋势，则斜面 C 受到地面的静摩擦力方向水平向左。故 A 正确； B，因为 AB 一起加速下滑，所以 μ1（m1+m2）cosθ＜（m1+m2）gsinθ，则 μ1＜tanθ， 故 B 错误； C、把 AB 看成一个整体，滑块 A 与斜面之间的摩擦力为 f＝μ1（m1+m2）gcosθ，故 C 正 确； D、滑块 AB 一起加速下滑，其加速度为 a＝gsinθ﹣μ1gcosθ，B 与 A 之间的摩擦力是静 摩擦，则 AB 之间的摩擦力为 f′＝m2a＝mg（sinθ﹣μ1cosθ），故 D 错误。 故选：AC。 【点评】本题是两个物体的连接体问题，要灵活选择研究对象，往往采用整体法和隔离 法相结合的方法研究。 8．（6 分）如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为 m 的小球，从 离弹簧上端高 h 处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点 的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴 Ox，做出小球所 受弹力 F 大小随小球下落的位置坐标 x 的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为 g。以下判断正确的是（　　） A．当 x＝h+x0，重力势能与弹性势能之和最小 B．最低点的坐标为 x＝h+2x0 C．小球受到的弹力最大值等于 2mg D．小球动能的最大值为 mgh+ mgx0 【分析】小球下降过程，先自由落体运动，与弹簧接触后，先加速下降，到达平衡位置 后开始减速下降，根据共点力平衡条件求出平衡位置的坐标，结合整个下降过程中小球 和弹簧机械能守恒进行分析。 【解答】解：A、根据乙图可知，当 x＝h+x0，小球的重力等于弹簧的弹力，此时小球具 有最大速度，以弹簧和小球组成的系统，机械能守恒可知，重力势能与弹性势能之和最 小，故 A 正确； BC、根据运动的对称性可知，小球运动的最低点大于 h+2x0，小球受到的弹力最大值大 于 2mg，故 BC 错误； D、小球达到最大速度的过程中，根据动能定理可知 ，故 小球动能的最大值为 ，故 D 正确 故选：AD。 【点评】本题关键是将物体的运动分为自由落体、加速下降和减速下降三个阶段，同时 物体的动能和重力势能以及弹簧弹性势能总量守恒 三、非选择题：共 174 分．第 22～32 题为必考题，每个试题考生都必须作答．第 33～38 题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题（共 129 分） 9．（6 分）某同学用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。实验中用 砂和砂桶的总重力表示小车所受合力。（1）下列关于该实验的操作，正确的有　AC　。 A．砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量 B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为 6V 的蓄电池 C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车 D．平衡摩擦力时，应挂上空砂桶，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑 （2）图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G 是纸带上 7 个连 续的点。已知电源频率为 50Hz，则打点计时器在打 D 点时纸带的速度 v＝　0.475　m/s （保留三位有效数字）。 （3）该同学平衡了摩擦力后进行实验，他根据实验数据画出了小车动能变化△Ek 与绳子 拉力对小车所做功 W 的关系图象，他得到的图象应该是　A　。 【分析】（1）实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力，砂和砂桶的总质量应远小 于小车的质量；蓄电池提供的是直流电源，打点计时器不能工作；实验时，应先让打点 计时器正常工作，后释放小车；平衡摩擦力时，不应挂上空砂桶。 （2）读出 C、E 的刻度值，求出 CE 距离，利用 vD＝ 求 D 的速度。 （3）根据动能定理知小车动能变化△Ek 与绳子拉力对小车所做功 W 的关系图象是经过 原点的一条直线。 【解答】解：（1）A．实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力，为了使小车的合 力近似等于砂和砂桶的总重力，砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量，故 A 正确； B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为 6V 的交流电源，而蓄电池提供 的是直流电源，故 B 错误； C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车，才能够在纸带上打出足够多的点，故 C 正确； D．平衡摩擦力时，不应挂上空砂桶，故 D 错误。 故选：AC。 （2）C 点的读数为 1.65cm，E 点的读数为 3.55cm，CE 的距离 xCE＝（3.55﹣1.65）cm＝ 1.90cm。中间时刻的速度等于该时间段的平均速度，所以打点计时器在打 D 点时纸带的 速度 vD＝ ＝ m/s＝0.475m/s。 （3）根据动能定理：W＝△Ek，小车动能变化△Ek 与绳子拉力对小车所做功 W 的关系 图象是经过原点的一条直线，故 A 正确。 故答案为：（1）AC；（2）0.475（0.450～0.500 都对）；（3）A。 【点评】本题考查了探究功与速度变化的关系的实验。“探究恒力做功与动能改变的关系” 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．（9 分）要测量一个待测电阻 Rx（190Ω～210Ω）的阻值，实验室提供了如下器材： 电源 E：电动势 3.0V，内阻不计； 电流表 A1：量程 0～10mA，内阻 r1 约 50Ω； 电流表 A2：量程 0﹣500μA，内阻 r2 为 1000Ω； 电压表 V1：量程 0～1V，内阻 RV1 约为 1kΩ 电压表 V2：量程 0～10V，内阻 RV2 约为 10kΩ 滑动变阻器 R：最大阻值 20Ω，额定电流 2A； 定值电阻 R1＝500Ω； 定值电阻 R2＝2000Ω； 定值电阻 R3＝50000Ω； 电键 S 及导线若干。 求实验中尽可能准确测量 Rx 的阻值，请回答下面问题： （1）为了测定待测电阻上的电压，可以将电表　A2　（选填“A1”、“A2”或“V1”、“V2 “）串联定值电阻　R3　（选填“R1”、“R2”或“R3”），将其改装成一个量程为 3.0V 的 电压表。 （2）利用所给器材，在虚线框内画出测量待测电阻 Rx 阻值的实验原理图（所有的器材 必须用题中所给的符号表示）。（3）根据以上实验原理图进行实验，若测量电路中一只电流表的读数为 6.2mA，另外一 只电流表的读数为 200.0μA．根据读数并结合题中所给数据求出待测电阻 Rx＝　200.0　 Ω。 【分析】（1）把电流表改装成电压表，需要知道电流表内阻与满偏电流，然后根据串并 联电阻求解串联定值电阻的阻值； （2）比较待测电阻与电表内阻关系判断电流表应选外接法，由于滑动变阻器阻值太小， 故变阻器应用分压式接法； （3）根据实验原理结合串并联电路特点和欧姆定律列式求解待测电阻阻值。 【解答】解：（1）将小量程的电流表改装成电压表，电流表需要知道两个参数：量程和 内阻，故电流表选 A2。 根据串联电路特点和欧姆定律得：串联电阻阻值为： R＝ ＝ ﹣1000Ω＝5000Ω，故选定值电阻 R2； （2）由①知电压表的内阻 RV＝R2+r2＝1000+5000＝6000Ω，由于 ≈3.8～4.2， ≈ 31.6～28.6， ＜ 故电流表应用用外接法；又滑动变阻器最大电阻远小于待测电阻阻 值，故变阻器应用分压式接法，电路图如甲图所示 （3）根据串并联电路特点和欧姆定律得： ＝ ＝200.0Ω 故答案为：（1）①A2，R3；（2） ； （3）200.0。 【点评】本题是电表改装与伏安法测量电阻两个实验的组合，考查灵活选择器材和实验 方法的能力。关键是能通过比较 与 的关系判断出电流表接法，通过比较待测电阻 与滑动变阻器阻值关系或电表示数要求判断滑动变阻器接法。 11．（12 分）如图，光滑固定斜面倾角为 37°，一质量 m＝0.1kg、电荷量 q＝+1×10 ﹣6C 的小物块置于斜面上的 A 点，A 距斜面底端 R 的长度为 1.5m，当加上水平向右的匀强电 场时，该物体恰能静止在斜面上，重力加速度 g 取 10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝ 0.8．求： （1）该电场的电场强度的大小； （2）若电场强度变为原来的一半，小物块运动到 B 点所需的时间和在 B 点的速度各是 多少？ 【分析】（1）带电物体恰好静止于光滑斜面上时受力平衡，物体受到重力、支持力和电 场力，根据平衡条件，可判断出电场力方向，再由平衡条件列式，求得电场强度的大小。 （2）当电场强度减半后，物体受力不平衡，产生加速度；借助于电场力得到合力，再由 牛顿第二定律可求出加速度大小，再由运动学公式可求得小物块运动到 B 点所需的时间 和在 B 点的速度。 【解答】解：（1）如图所示， 小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用，则有 在 x 轴方向：Fcos37°﹣mgsin37°＝0…① 在 y 轴方向：FN﹣mgcos37°﹣Fsin37°＝0．……② 解得：gE＝mgtan37°……③故有：E＝7.5×105 N/C，方向水平向右……④ （2）场强变化后物块所受合力为：F＝mgsin37°﹣ qEcos37°……⑤ 根据牛顿第二定律得：F＝ma……⑥ 故代入解得 a＝0.3g＝3m/s2，方向沿斜面向下 由运动学公式可得：vB2﹣vA2＝2as s＝ 解得：t＝1s，vB＝3 m/s 答：（1）该电场的电场强度的大小是 7.5×105 N/C； （2）若电场强度变为原来的一半，小物块运动到 B 点所需的时间和在 B 点的速度各是 1s， 3 m/s。 【点评】解决本题时要注意分析物体的受力情况，由三力平衡，借助于力的平行四边形 定则来确定电场强度方向。当受力不平衡时，由牛顿运动定律来求解。当物体运动涉及 电场力、重力做功，注意电场力做功只与沿电场强度方向的位移有关。 12．（20 分）光滑水平面上有一质量 m 车＝1.0kg 的平板小车，车上静置 A、B 两物块。物 块由轻质弹簧无栓接相连（物块可看作质点），质量分别为 mA＝1.0kg，mB＝1.0kg。A 距车右端 x1（x1＞1.5m），B 距车左端 x2＝1.5m，两物块与小车上表面的动摩擦因数均为 μ＝0.1．车离地面的高度 h＝0.8m，如图所示。某时刻，将储有弹性势能 Ep＝4.0J 的轻弹 簧释放，使 A、B 瞬间分离，A、B 两物块在平板车上水平运动。重力加速度 g 取 10m/s2，求： （1）弹簧释放瞬间后 A、B 速度的大小； （2）B 物块从弹簧释放后至落到地面上所需时间； （3）若物块 A 最终并未落地，则平板车的长度至少多长？滑块在平板车上运动的整个过 程中系统产生的热量多少？【分析】（1）释放弹簧过程 A、B 系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与机 械能守恒定律可以求出 A、B 的速度。 （2）应用动能定理求出 B 离开桌面时的速度，B 离开桌面后做平抛运动，应用动量定理 与平抛运动规律求出 B 的运动时间。 （3）B 离开平板车后 A 与平板车组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律求出它们的共 同速度，应用能量守恒定律求出 A 相对平板车滑行的距离，然后求出平板车的最小长度； 根据功的计算公式求出整个过程系统产生的热量。 【解答】解：（1）释放弹簧过程 A、B 系统动量守恒、机械能守恒， 以向右为正方向，由动量守恒定律得：mAvA﹣mBvB＝0， 由机械能守恒定律得： ＝EP， 代入数据解得：vA＝2m/s，vB＝2m/s； （2）由于 A、B 质量相等与桌面的动摩擦因数相等，在 B 在平板车上运动到左端过程小 车所受合力为零，小车静止， B 运动到小车左端过程，对 B，由动能定理得：﹣ ， 由动量定理得：﹣μmBgt1＝mBvB﹣mBv2， 代入数据解得：vB＝1m/s，t1＝1s， B 离开平板车后做平抛运动，竖直方向：h＝ ， 代入数据解得：t2＝0.4s， 运动时间：t＝t1+t2＝1.4s； （3）B 离开小车时：vA＝vB＝1m/s，B 离开平板车后，A 与平板车组成的系统动量守恒， 以向右为正方向，由动量守恒定律得：mAvA＝（mA+m 车）v， 由能量守恒定律得： ， 代入数据解得：L 相对＝0.25m； A、B 同时在小车上运动时小车不动，B 滑出小车时， A 在小车上滑行的距离与 B 在小车上滑行的距离相等为 1.5m，小车的最小长度：L＝1.5+1.5+0.25＝3.25m， 系统产生的热量：E＝μmAgx1+μmBgx2＝3.25J； 答：（1）弹簧释放瞬间后 A、B 速度的大小分别为 2m/s、2m/s； （2）B 物块从弹簧释放后至落到地面上所需时间为 1.4s； （3）若物块 A 最终并未落地，则平板车的长度至少为 3.25m，滑块在平板车上运动的整 个过程中系统产生的热量是 3.25J。 【点评】本题是一道力学综合题，考查了动量守恒定律与动能定理、动量定理与运动学 规律的应用，根据题意分析清楚物体运动过程与受力情况是解题的前提与关键。 [物理--选修 3-3]（15 分） 13．（5 分）下列说法中正确的是 （　　） A．随着科技的不断进步，绝对零度可能达到 B．分子势能随着分子间距的增大，可能先减小后增大 C．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 D．一定质量的理想气体在等压压缩的过程中内能一定减小 E．当卫星中的物体处于完全失重时，若一个固定的容器装有浸润其器壁的液体置于卫星 内，则必须用盖子盖紧，否则容器中的液体一定会沿器壁流散 【分析】绝对零度不能达到；根据分子力做功的特点判断分子势能的变化；布朗运动反 映了液体分子的无规则运动，不能反映花粉分子的热运动；根据浸润的特点分析。 【解答】解：A、绝对零度是不能达到。故 A 错误； B、两个分子之间的距离从无穷远到无限靠近的过程中，分子之间的作用力先是吸引力， 后是排斥力，所以分子力先做正功，后做负功；同理，分子间距从无限靠近到无穷远的 过程中，分子力也是先做正功，后做负功；所以可知分子势能随着分子间距的增大，可 能先减小后增大。故 B 正确； C、布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动，由于花粉是由花粉颗粒组成的，所以布朗 运动反映的是花粉颗粒的运动，不是花粉分子的热运动，是液体分子的热运动的反应， 故 C 错误； D、根据理想气体得状态方程可知，一定质量的理想气体在等压压缩的过程中气体的温度 一定降低，而一定量的理想气体得内能仅仅与温度有关，温度降低气体的内能减小，所 以一定质量的理想气体在等压压缩的过程中内能一定减小。故 D 正确； E、当卫星中的物体处于完全失重时，若一个固定的容器装有浸润其器壁的液体置于卫星内，根据浸润的特点可知必须用盖子盖紧，否则容器中的液体一定会沿器壁流散。故 E 正确 故选：BDE。 【点评】本题考查热学的多个知识点的内容，关键是明确布朗运动的成因以及与内能有 关的因素。 14．（10 分）如图所示，一总质量 m＝10kg 的绝热汽缸放在光滑水平面上，用横截面积 S＝ 1.0×10﹣2m2 的光滑绝热薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞杆的另一端固 定在墙上，外界大气压强 P0＝1.0×105Pa．当气体温度为 27℃时，密闭气体的体积为 2.0 ×10﹣3m3（0℃对应的热力学温度为 273K）。 （ⅰ）求从开始对气体加热到气体温度缓慢升高到 360K 的过程中，气体对外界所做的功； （ⅱ）若地面与汽缸间的动摩擦因数 μ＝0.2，现要使汽缸向右滑动，则缸内气体的温度 至少应降低多少摄氏度？（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，活塞一直在汽缸内，气 体质量可忽略不计，重力加速度 g 取 10m/s2。） 【分析】（ⅰ）气体压强不变，由盖•吕萨克定律可以求出升温后气体体积，根据 W＝P0• △V 可以求出气体对外界所做的功； （ⅱ）当气体降温，气缸未发生移动时，气体等容变化，根据查理定律可以列出一个方 程，汽缸开始移动时，地面与汽缸间的摩擦力达到最大静摩擦力，根据平衡条件可以求 出压强，从而可以求出需要降低的温度。 【解答】解：（ⅰ）气体压强不变，由盖•吕萨克定律得： ＝ 解得：V2＝T2 ＝2.4×10﹣3 m3 气体对外界所做的功 W＝P0•△V＝P0（V2﹣V1） 代入数据解得：W＝40J（ⅱ）当气体降温，气缸未发生移动时，气体等容变化，则： ＝ 汽缸开始移动时，则有：P0S＝P3S+μmg 代入数据解得：T＝294K 故应降温△t＝6℃ 答：（ⅰ）气体对外界所做的功为 40J； （ⅱ）缸内气体的温度至少应降低 6℃。 【点评】本题考查了气体的等容变化和等压变化实验定律、平衡条件等知识点。抓住气 体不变的参量，选择相应的气体实验定律是本题的关键。 [物理--选修 3-4]（15 分） 15．如图所示为一列沿 x 轴传播的简谐横波，实线为 t＝0 时刻的波形图，经过 t1＝6s，波 形图如图中虚线所示。已知波的周期 T＞4s，则下列说法正确的是（　　） A．该波的波长为 8m B．该波的周期可能为 8s C．在 t＝9s 时，B 质点一定沿 y 轴正方向运动 D．B、C 两质点的振动情况总是相反的 E．该列波的波速可能为 m/s 【分析】根据波形图，确定波长； 波可能沿 x 轴正方向传播，也可能沿 x 轴负方向传播，根据 T＞4s，确定周期，计算波速； 平衡位置相隔半波长奇数倍的两质点，振动情况完全相反。 【解答】解：A、分析波形图，可知波长 λ＝4m，故 A 错误； BE、设波沿 x 轴正方向传播，则 ，n＝0、1、2…，其中 T＞4s，则 n＝0 时， T＝24s，波速 v＝ ＝ m/s；n＝1 时，T＝ s，波速 v＝ m/s； 设波沿 x 轴负方向传播，则 ，n＝0、1、2…，其中 T＞4s，则 n＝0 时，T＝8s，波速 v＝0.5m/s，故 BE 正确； C、当波沿 x 轴负方向传播时，T＝8s，在 t＝9s 时，B 质点在平衡位置下方，沿 y 轴负方 向运动，故 C 错误； D、B、C 两质点平衡位置相隔半个波长，振动情况完全相反，故 D 正确； 故选：BDE。 【点评】本题考查了波动规律。分析时间与周期的关系，得到周期，并根据时间与周期 的关系，分析质点 B 的状态，牢记平衡位置相隔半波长奇数倍的两质点，振动情况完全 相反。 16．处于真空中的圆柱形玻璃的横截面如图所示，AB 为水平直径，玻璃砖的半径为 R，O 为圆心，P 为圆柱形玻璃砖上的一点，与水平直径 AB 相距 ，单色光平行于水平直径 AB 射向该玻璃砖。已知沿直径 AB 射入的单色光透过玻璃的时间为 t，光在真空中的传播速 度为 c，不考虑二次反射，求： （1）该圆柱形玻璃砖的折射率 n； （2）从 P 点水平射入的单色光透过玻璃砖的时间。 【分析】（1）根据位移公式求出光在玻璃内的速度，然后由光速与折射率的关系求出折 射率； （2）由几何关系求出从 P 点入射的光的入射角，然后由折射定律求出折射角，由几何关 系求出光程，最后求出时间。 【解答】解：（1）沿 AB 入射的光将从 B 点射出，设光在玻璃内的速度为 v，则：v＝ 又：2R＝ct 联立可得：n＝ （2）过 P 做入射光的法线，过 P 做 AB 的垂线，垂足为 C，如图：因 ，所以∠POC ＝30°由几何关系可知该光的入射角为 30° 由折射定律：n＝ 可得： 由几何关系：PD＝2R•cosr 从 P 入射的光到达 D 所用的时间： 联立可得：t′＝ 答：（1）该圆柱形玻璃砖的折射率 n 为 ； （2）从 P 点水平射入的单色光透过玻璃砖的时间为 。 【点评】本题是简单的几何光学问题，其基础是作出光路图，关键要能根据几何知识确 定光在玻璃砖中传播的距离。