安徽省定远县高考复读学校高三上学期12月中优化测考物理试题

安徽定远复读学校2018届上学期高三12月中优化测考物理试题本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．第Ⅰ卷一、选择题（本题共10小题：每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．）1.关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是A.英国物理学家牛顿在《两种新科学的对话》著作中提出了三条运动定律(即牛顿运动定律)B.20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体C.英国物理学家库仑利用扭秤实验准确的测得了万有引力常量D.英国物理学家密立根发现电子，并指出：阴极射线是高速运转的电子流【答案】B考点：考查了物理学史2.如图，光滑的四分之一圆弧轨道A、B固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F的作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N.在运动过程中()A.F增大，N减小B.F减小，N减小C.F增大，N增大D.F减小，N增大【答案】A【解析】对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如图，根据共点力平衡条件，有N=mgcosθF=mgsinθ其中θ为支持力N与竖直方向的夹角；当物体向上移动时，θ变大，故N变小，F变大；故A正确，BCD错误．故选A．注：此题答案应该是A.3.建筑装修中，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力是A.（Fmg）cosθB.（Fmg）sinθC.μ（Fmg）cosθD.μ（Fmg）【答案】A【解析】试题分析：磨石受重力、推力、斜壁的弹力及摩擦力而处于平衡状态，由图可知，F一定大于重力；先将重力及向上的推力合力后，将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解可得：在沿斜面方向有：摩擦力f=（Fmg）cosθ；在垂直斜面方向上有：FN=（Fmg）sinθ；则f=（Fmg）cosθ=μ（Fmg）sinθ，故A正确，BCD错误；故选A．考点：物体的平衡【名师点睛】滑动摩擦力的大小一定要注意不但可以由μFN求得，也可以由共点力的平衡或牛顿第二定律求得，故在学习时应灵活掌握。4.A、B两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上，现物体A以速度v1向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别为α、β时，如图所示．物体B的运动速度vB为(绳始终有拉力)()A.v1sinα/sinβB.v1cosα/sinβC.v1sinα/cosβD.v1cosα/cosβ【答案】D【解析】考点：本题考查运动的合成与分解。5.一个轻质弹簧，固定于天花板的点处，原长为，如图，一个质量为的物块从点竖直向上抛出，以速度与弹簧在点相接触，然后向上压缩弹簧，到点时物块速度为零，在上升过程中无机械能损失，则下列说法正确的是（）A.由到的过程中，物块动能和重力势能之和不变B.由到的过程中，弹簧的弹性势能、物块重力势能与动能之和不变，加速度先变小后变大C.由到的过程中，物块重力势能的变化量与克服弹力做的功D.由到的过程中，弹性势能的变化量与克服弹力做的功相等【答案】D【解析】A、由到的过程中，物块与弹簧组成的系统，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，即物块的重力势能，动能与弹簧的弹性势能总和不变，而弹簧的弹性势能增大，所以重力势能、动能之和减小，故A错误；B、由到的过程中，系统的机械能守恒，即物块的重力势能、动能与弹簧的弹性势能总和不变，物块的重力势能增大，则弹性势能和动能之和减小，故B错误；C、由到的过程中，重力势能和动能的变化量之和与物块克服弹力做的功相等，故C错误；D、根据功能关系可知，由到的过程中，弹性势能的变化量与克服弹力做的功相等，故D正确；故选D。6.如图所示，物体A放存固定的斜面B上，在A上表面粘上一小块橡皮泥，或者施加一个竖直向下的恒力F，下列说法中正确的有()A.若A原来是静止的，则施加力F后，A仍保持静止B.若A原来是静止的，则粘上橡皮泥后，A将加速下滑C.若A原来是加速下滑的，则粘上橡皮泥后重新释放，A的加速度将增大D.若A原来是加速下滑的，则施加力F后重新释放，A的加速度将增大【答案】AD【解析】若A原来静止，有：mgsinα≤μmgcosα，施加F后，因为仍有（F+mg）sinα≤μ（F+mg）cosα，则A仍然保持静止．故A正确；若A原来静止，有：mgsinα≤μmgcosα，即sinα≤μcosα，与物体质量无关，则粘上橡皮泥后，A仍静止，则B错误．未加F时，物体受重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律有：，与质量无关，则粘上橡皮泥后A的加速度不变，选项C错误；当施加F后，加速度，因为gsinα＞μgcosα，所以Fsinα＞μFcosα，可见a′＞a，即加速度增大．故D正确．故选AD．7.一平行板电容器与直流电源保持连接，若只发生下列变化时，其电容C和两极板的电荷量Q，两板间的场强E的变化情况是()A.若在两极板间插入一电介质，则C和Q均增大，E减小B.若减小两极板间正对面积，则C和Q均减小，E不变C.若增大两极板间距离，则C和Q减小，E减小D.若在两极板间拔出电介质，则C和Q均增大，E减小【答案】BC【解析】平行板电容器与直流电源保持连接，则U一定；由，若在两极板间插入一电介质，则C增大，由Q=CU可知Q变大；由可知E不变，选项A错误；若减小两极板间正对面积，则由可知C减小，由Q=CU可知Q均减小，由可知E不变，选项B正确；若增大两极板间距离，由，则C增减小，由Q=CU可知Q变小；由可知E减小，选项C正确；若在两极板间拔出电介质，则由可知C减小，由Q=CU可知Q均减小，由可知E不变，选项D错误；故选BC.8.发射地球同步通信卫星的基本方法是：先用火箭将卫星送入一近地椭圆轨道a运行，然后开动星载火箭变轨，将其送入与地球自转同步的轨道b，变轨点选在轨道a与轨道b内切的Q点，如图所示．下列说法正确的是（）A.卫星在变轨后通过Q点的加速度大于变轨前通过Q点的加速度B.卫星变轨后在Q点的机械能比变轨前的大C.卫星在轨道b运行速度小于在轨道a运行时的最小速度D.卫星在Q点变轨时星载火箭喷射气体的方向与卫星线速度方向相反【答案】BD点睛：卫星在远地点变轨需要加速，使得万有引力等于向心力到达同步运行的轨道．在椭圆轨道上运行和在圆轨道上运行，机械能都守恒．9.如图所示，虚线ac和bd分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别固定在椭圆的两个焦点P、Q上，c、e两点关于Q点对称，下列说法正确的是（）A.a、c两点场强相同，电势也相同B.b、d两点场强相同，电势也相同C.同一带正电的试探电荷在e点具有的电势能小于在c点具有的电势能D.将一带负电的试探电荷沿椭圆从a点经b点移到c点的过程中电场力始终做负功【答案】BD考点：电势能【名师点睛】这类问题要巧妙利用电场线、等势面分布对称性的特点，再根据电场线方向判断电势高低，电场线的疏密判断场强的大小。10.如图所示，两个竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上，半径R相同，左侧轨道由金属凹槽制成，右侧轨道由金属圆管制成，且均可视为光滑。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别为hA和hB，下列说法正确的是()A.若使小球A沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为B.若使小球B沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为C.适当调整hB，可使B球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处D.适当调整hA，可使A球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处【答案】AC【解析】小球A恰好能到A轨道的最高点时，由，；根据机械能守恒定律得，mg（hA2R）=mvA2，解得，故A正确；小球恰好能到B轨道的最高点时，临界速度为零，根据机械能守恒定律得：mg（hB2R）=0，若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，B小球hB＞2R的任意高度释放都可以，故B错误；小球恰好能到B轨道的最高点时，临界速度为零，适当调整hB，B可以落在轨道右端口处．故C正确．小球A恰好能到A轨道的最高点时，由，；小球A从最高点飞出后下落R高度时，根据平抛运动规律得：水平位移的最小值为，小球落在轨道右端口外侧．故D错误．故选AC.点睛：本题是向心力、机械能守恒定律、平抛运动的综合，A轨道与轻绳系的球模型相似，B轨道与轻杆固定的球模型相似，要注意临界条件的不同．第Ⅱ卷二、实验题（本题共2小题，共15分．）11.在用自由落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选的纸带如图所示，其中O是起始点(打该点时，重物刚好开始下落)，A、B、C是某段时间内打点计时器连续打下的3个点，计时器打点的时间间隔为0.02s．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中(单位cm).该同学用重物在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g＝9.80m/s2，则该段过程中，重物重力势能的减少量为________，而动能的增加量为________(均保留3位有效数字，重物质量用m表示)．这样验证的系统误差总是重力势能的减少量__________动能的增加量，原因是________________________．【答案】(1).1.22m(2).1.20m(3).大于(4).摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能【解析】重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.1242m

J=1.22mJ中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：EkB=mvB2=1.20mJ这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量大于动能增加量，由于物体下落过程中存在摩擦阻力，摩擦生热，因此势能的减小量大于动能的增加量.12.某同学做“探究加速度与力、质量关系”的实验。如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放。（1）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为__________。（2）若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示，则d＝_________cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt，就可以计算出小车经过光电门时的速度v。（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出v2－m线性图象（如图所示），从图线得到的结论是：在小车质量一定时，_______________。如果小车的质量M=5kg，图像的斜率K=1，则AB间的距离x=_________m（g取10m/s2）（4）另一实验小组设计了如图(a)所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图(b)所示．滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝______.(重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)【答案】(1).(1)m≪M(2).(2)1.050(3).(3)加速度与合外力成正比(4).0.25(5).（4）0.5(6).0.2【解析】（1）该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的右端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．根据牛顿第二定律得：对m：mgF拉=ma对M：F拉=Ma解得：，当m＜＜M时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于重物的总重力．（2）游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为：10mm+0.50mm=10.50mm=1.050cm；数字计时器记录通过光电门的时间，由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度，用该平均速度代替物体的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为：．（3）由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：，由题意可知，M、s不变，因v2m图象为过原点的直线，则说明加速度与合外力成正比．如果小车的质量M=5kg,图像的斜率K=1，则，解得AB间的距离x=0.25m.（4）当轨道水平时，根据牛顿第二定律得：，可知图线的斜率，解得：m=0.5kg．纵轴截距μg=2，解得：μ=0.2．三、计算题．（本题共3小题，共45分．要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤．有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位，重力加速度取）13.城市的私家车数量增速很快，交通问题多发，某出租车以10m/s的速度在平直的公路上匀速行驶，私家车以4m/s的速度与出租车平行同向做匀速直线运动，出租车经过私家车旁边时司机看见私家车前轮胎没气压瘪了，想提示对方，开始以0.5m/s2的加速度刹车等私家车，从出租车刹车开始计时，求：（1）私家车在追上出租车前，两车相距的最大距离；（2）私家车追上出租车所用的时间.【答案】（1）36m（2）25s代入数据得：t=12s

此时出租车的位移为：x1=v1t−at2/2=10×12−0.5×122/2m=84m，私家车的位移为：x2=v2t=4×12m=48m

所以两车间的最大距离为：△x=x2−x1=84−48m=36m

(2)设出租车停止的时间为t1，则有：t1=v1/a=10/0.5s=20s，出租车在这段时间内发生的位移为：私家车发生的位移为：x′=v′t1=4×20m=80m可知，出租车停止时，私家车还没有追上出租车，则私家车追上出租车所用的时间为：t2=t1+（100−80）/4=20+5s=25s

14.如图所示