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鹤壁高中2018届高三第二次段考物理试卷一、选择题1. 根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是( )A. 随着气温的升高，氡的半衰期会变短B. 许多元素能自发地放出射线，使人们开始认识到原子是有复杂结构的C. 放射性元素发生衰变时所释放的电子来源于核外电子D. 氢核、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，当氢核与中子结合为氘核时，放出的能量为(m1m2m3)c2【答案】D【解析】:A、半衰期与环境因素无关;气温升高,氡的半衰期不变.故A错误;B、能自发地放出射线,使人们通过天然放射现象,开始认识到原子核是有复杂结构的,故B错误;C、 衰变时所释放的电子来源于原子核中子转变质子而放出的,故C错误;D、当氢核与中子结合为氘核时,则质量亏损为 ;由质能方程可以知道,放出的能量为,所以D选项是正确的;综上所述本题答案是：D2. 在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场中做匀速圆周运动，则( )A. 粒子的速率加倍，周期减半B. 粒子的速率不变，轨道半径减半C. 粒子的速率减半，轨道半径变为原来的D. 粒子的速率不变，周期不变【答案】B【解析】由洛伦兹力提供向心力， ，解得 ； ，解得 。A、D项，由动能定理，洛仑兹力对粒子不做功，所以粒子的速率不变，磁感应强度是原来的2倍，则周期减半，故A、D项错误。B、C项，由上面分析可知，粒子的速率不变，磁感应强度是原来的2倍，半径减半，故B项正确，C项错误。综上所述，本题正确答案为B。3. 有一只小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重一吨左右)一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L.已知他的自身质量为m，水的阻力不计，船的质量为( )A. B. C. D. 【答案】B【解析】设人走动的时候船的速度为 ，人的速度为 ，人从船头走到船尾用时为 ，人的位移为 ，船的位移为 ，所以 ， 。根据动量守恒有： ，可得： ，小船的质量为： ，故B项正确。综上所述，本题正确答案为B。4. 如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中( )A. PQ中电流一直增大B. PQ中电流一直减小C. 线框消耗的电功率先增大后减小D. 线框消耗的电功率先减小后增大【答案】C【解析】A、B项，设导体棒的长度为，磁感应强度为，导体棒的速度保持不变，根据法拉第电磁感应定律，感应的电动势不变，设线框左边的电阻为，则左右两边线框的电阻为 ， 流过PQ的电流 ，可以看出当PQ从靠近ad向bc靠近过程中，从零增大到，从而可以判断电流先减小后增大，故A、B项错误。C，D项，电源的内阻为，PQ从靠近ad向bc靠近过程中，外电路的并联等效电阻从零增大到又减小到零，外电路的电阻等于电源内阻的时候消耗的功率最大，所以外电路的功率应该先增大后减小，故C正确D项错误。综上所述，本题正确答案为C。5. 已知某行星半径为R，以第一宇宙速度围绕该行星运行的卫星的绕行周期为T，围绕该行星运动的同步卫星运行速率为v，则该行星的自转周期为（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】设同步卫星距地面的高度为h，则 ，以第一宇宙速度运行的卫星的轨道半径为R， ，联立解得 ,行星的自转周期等于同步卫星运转周期 ；因此BCD选项是错误，选项A正确。综上所述本题选A6. 如图所示,表面光滑的斜面体固定在匀速上升的升降机上,质量相等的A、B两物体用一轻质弹簧连接着,B的上端用一平行斜面的细线拴接在斜面上的固定装置上,斜面的倾角为,当升降机突然处于完全失重状态时,则此瞬时A、B两物体的瞬时加速度大小分别为（重力加速度为g） ( ) A. 、 B. 、C. 、0 D. 、【答案】D7. 如图所示,水平圆盘绕过圆心O的竖直轴以角速度匀速转动,A、B、C三个木块放置在圆盘上面的同一条直径上,已知A的质量为2m,A与圆盘间的动摩擦因数为,B和C的质量均为m,B和C与圆盘间的动摩擦因数均为,OA、OB、BC之间的距离均为L,开始时,圆盘匀速转动时的角速度比较小,A、B、C均和圆盘保持相对静止,重力加速度为g,则下列说法中正确的是( ) A. 若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度 时, B与圆盘间静摩擦力一直增大B. 若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时,B、C可与圆盘保持相对静止C. 若A、B之间用一根长2L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时,A与圆盘间静摩擦力先增大后保持不变,B与圆盘间静摩擦力先减小后增大D. 若A、B之间用一根长2L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时,A、B可与圆盘保持相对静止【答案】AD【解析】B、A的质量为 ,A与圆盘间的动摩擦因数为,A与圆盘之间的最大静摩擦力: A需要的向心力等于最大静摩擦力时的角速度 ,则: 所以 同理,B与圆盘之间的最大静摩擦力: B需要的向心力等于最大静摩擦力时的角速度 ,则: 所以: C与圆盘之间的最大静摩擦力: C需要的向心力等于最大静摩擦力时的角速度 ,则: 所以: A、 若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速时,由于 ，大于B的临界加速度，所以绳子是有力的，以C为对象 ： ，得： ，以B为对象： ,得：当时， ；当时， ；刚好达到最大静摩擦力，所以当，通过计算得到B受到的摩擦力的范围： 所以B受到是静摩擦力且与圆盘间静摩擦力一直增大，故A正确B、若B,C之间用一根长L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度 时把BC当做一个整体，所需的合外力 ，由于 ，所以B、C与圆盘发生相对滑动，故B错误。C、若A,B之间用一根长2L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速时,通过分析知此时给的角速度大于A和B的临界角速度，所以绳子提供力， 对A分析： 对B分析： 整理两个公式可得： 所以随着的增大， 增大， 减小，当时，达到最大值，不变，而继续减小直到等零，然后的摩擦力方向发生变化对A分析： 对B分析：当时，达到最大值，A、B 要发生相对滑动，所以当A的静摩擦力大小不变，而B的摩擦力先减小后反向增大。故C错误。D、若A、B之间用一根长2L的轻绳连接起来, 当时，达到最大值，A、B 要发生相对滑动，则当圆盘转动的角速度时,A、B可与圆盘保持相对静止，故D正确。综上所述本题答案是：AD8. 如图所示为竖直平面内的直角坐标系，其中x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。质量为m、带电荷量为q的小球，在重力和恒定电场力F作用下，在竖直平面内沿与y轴方向成角（9045）斜向下做直线运动，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )A. 若F=mgsin，则小球的速度不变B. 若F=mgsin，则小球的速度可能减小C. 若F=mgtan，则小球的速度可能减小D. 若F=mgtan，则小球的电势能可能增大【答案】CD【解析】质点只受重力G和电场力F作用,质点做直线运动,则合力为零或合力方向与运动方向在同一直线上;A、B项、若则F方向与运动方向垂直,力F不做功,只有重力做功,所以小球的速度在增大，A，B都不对C项、若，力F与小球运动方向可能成锐角,力对小球做正功,速度增大，力F也可能与运动方向成钝角,对小球做负功, 速度减小，故C正确；D项、若，力F与小球运动方向可能成锐角,力对小球做正功,电势能减小，力F也可能与运动方向成钝角, 对小球做负功，电势能增大,故D正确;综上所述本题答案是：CD.9. 质量为2103kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，行驶过程中牵引力F和车速倒数的关系图像如图所示己知行驶过程中最大车速为30m/s，设阻力恒定，则（ ）A. 汽车匀加速所需的时间为5sB. 汽车在车速为5 m/s时，加速度为3m/s2C. 汽车在车速为15 m/s时，加速度为1 m/s2D. 若汽车由静止加速到最大速度所用时间为20s,则汽车在该过程位移为75m【答案】ACD【解析】A、当牵引力等于阻力时,速度最大,由图线可以知道阻力大小 ,所以,汽车做匀加速运动的末,速度为 ，由公式可得;,设做匀加速的加速度为 ，则 由速度公式： ，得 故A正确.B、汽车在车速为5 m/s时，小于匀加速的末速度，所以小球做匀加速运动，故B错误.C、当车速为 时,牵引力则加速度,所以C选项是正确的.D、当汽车的功率达到额定功率时，若汽车由静止加速到最大速度所用时间为20s由动能定理知： 得 故D正确综上所述本题答案是：ACD10. 如图所示，小球A、B的质量均为m，A套在固定竖直槽内，A、B通过转轴用长度为L的轻杆连接，B放在水平面上并靠着竖直槽，A、B均静止由于微小的扰动，B开始沿水平面向右运动不计一切摩擦，小球A、B视为质点在A下滑的过程中，下列说法中正确的是（ ）A. A、B组成的系统机械能守恒B. 在A落地之前轻杆对B一直做正功C. 当B的机械能最大时，A的加速度为重力加速度gD. 当A的机械能最小时，轻杆与竖直方向夹角的余弦值为【答案】ACD【解析】A、A、B组成的系统只有重力做功,系统机械能守恒,故A正确；B、A运动到最低点时,B的速度为零,所以B的运动应该是先加速后减速，轻杆对B先做正功后做负功，故B错误C、当B的机械能最大时，B的加速度为零，杆没有力，对A来说，竖直方向受重力作用，所以A的加速度等于重力加速度，故C正确；D、当A的机械能最小时,则B的机械能最大,则B的动能最大,速度最大,知B此时加速度为零,设杆与竖直方向间夹角为 ,B球的速度为 ,此时A球的速度为 ,则: 且和沿杆方向上分速度大小相等,即: 联立计算得出: 令,当y的导数y=0时,A球机械能最小, 达最大值,即:计算得出: 综上所述本题答案是：ACD二、实验题11. 学习了传感器之后，在“研究小车加速度与所受合外力的关系”实验时，甲、乙两实验小组引进“位移传感器”、“力传感器”，分别用如图a、b所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量的小车，位移传感器B随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器A固定在轨道一端甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出aF图象(1)甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件：_.(重物质量为M，小车与传感器质量为m)(2)图c中符合甲组同学作出的实验图像是_；符合乙组同学作出的实验图像是_(选填 、)【答案】 (1). (2). (3). 【解析】试题分析：（1）在该实验中实际是：mg=（M+m）a，要满足mg=Ma，应该使重物的总质量远小于小车的质量即小车的质量远大于重物的质量（2）在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：mg=Ma得,而实际上，即随着重物的质量增大，不在满足重物的质量远远小于小车的质量，所以图（c）中符合甲组同学做出的实验图象的是乙组直接用力传感器测得拉力F，随着重物的质量增大拉力F测量是准确的，a-F关系为一倾斜的直线，符合乙组同学做出的实验图象的是考点：研究小车加速度与所受合外力的关系实验【名师点睛】该实验是探究加速度与力的关系，采用控制变量法进行研究实验在原来的基础上有所创新，根据所学物理知识和实验装置的特点明确实验原理是解答该实验的关键12. 如图所示，某实验小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验：（1）使小车在砝码和托盘的牵引下运动，以此定量探究细绳拉力做功与小车动能变化的关系。实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及图所示的器材。若要完成该实验，必需的实验器材还有_。为达到平衡摩擦力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动。实验开始时，先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。这样做的目的是_（填字母代号）。A避免小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力（2）连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A，B，C，D，E，F，G。实验时测得小车的质量为M=200g，小车所受细绳的拉力为F=0.2N。各计数点到O的距离为s，对应时刻小车的瞬时速度为v，小车所受拉力做的功为W，小车动能的变化为。请补填表中空格（结果保留小数点后四位）。这两个数分别是_ ；_；分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内_。（3）这个小组在之前的一次实验中分析发现拉力做功总是要比小车动能增量明显大一些。这一情况可能是下列哪些原因造成的_（填字母代号）。A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打点计时器太近C平衡摩擦力时长木板倾斜程度不够D平衡摩擦力时长木板倾斜程度过大（4）实验小组进一步讨论认为可以通过绘制图线来分析实验数据。请根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点，并画出图线。如图 _分析图线为一条通过原点的直线，直线的斜率如果在实验误差允许的范围内等于理论值，也可以得出相同的结论。这种方案中直线斜率表达式为k=_（用题目中相关物理量字母表示）。【答案】 (1). （1）天平 、刻度尺 (2). D (3). （2）0.0915 (4). 0.0907 (5). 细绳拉力做功等于小车动能变化 (6). （3）C (7). （4） (8). 【解析】（1）根据本实验的实验原理，合外力所做的功等于动能的变化量，通过研究纸带来研究小车的速度，利用天平测量小车的质量，利用砝码的重力代替小车的合外力，所以需要刻度尺来测量纸带上点的距离和用天平测得小车的质量，即还需要刻度尺，天平（带砝码）；为达到平衡摩擦力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动；实验过程中，为减少误差，提高实验的精确度，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，目的是消除摩擦带来的误差，即平衡摩擦力后，使细绳的拉力等于小车的合力，故D项正确。（2） ， ，分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内，细绳拉力做的功等于小车动能的变化。（3）他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，从功能关系看出：该实验一定有转化为内能的机械能，即实验中有存在摩擦力没有被平衡掉，故C项正确。（4）根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点，并画出 图线。图线为一条通过原点的直线，直线的斜率如果在实验误差允许的范围内等于理论值，也可以得出相同的结论。根据 ，则这种方案中直线斜率表达式为 。三、计算题13. 斜面长度为4 m，一个尺寸可以忽略不计的滑块以不同的初速度v0从斜面顶端沿斜面下滑时，其下滑距离x与初速度二次方的关系图像(即x图像)如图所示(1)求滑块下滑的加速度大小(2)若滑块下滑的初速度为5.0 m/s，则滑块沿斜面下滑的时间为多长？【答案】(1)2m/s2(2)1s【解析】(1)由v022ax推知，图线“斜率”为1/2a所以滑块下滑的加速度大小a2 m/s2(2) 斜面长度为4 m，由图像可知，当滑块的初速度为4 m/s时，滑块刚好滑到斜面最低点，故滑块下滑的初速度为5.0 m/s时能滑到斜面最低点。设滑块在斜面上的滑动时间为t，则xv0t12at2，即：45t122t2解得t1 s，t4 s(舍去)点睛：解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式、位移时间公式和速度位移公式，结合图线进行求解14. 如图所示，长L=29m，倾角的斜面固定在水平面上，斜面顶端固定一个不计摩擦的轻滑轮。质量为m的木块A和质量为M的铁块B用一根轻绳相连，M=3m。开始时，木块A锁定在斜面底端，铁块B通过滑轮悬挂在离地h=16m的空中，木块A和铁块B均可视为质点。若木块A与斜面的动摩擦因数=05，重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。将木块A解除锁定后，试求：(1)落地前铁块B加速度的大小。(2)木块A沿斜面上滑的最大速度。(3)若M=km(k为正整数)，要使木块A 能到达斜面顶端，k至少多大?【答案】（1）5m/s2 （2）4m/s （3）10【解析】（1）设铁块落地之前加速度大小为，绳子拉力为 ，则 对B： 对A： 联立并代入数据得： （2）铁块落地瞬间，木块沿斜面上滑的速度最大，设为 由 代入数据得： （3）若 ，设铁块落地之前加速度大小为 ，绳子拉力为 ，则： 对B 对A： 解得： 设铁块落地后，木块沿斜面减速上滑的加速度为 ： 解得： （负号表示与运动方向相反） 木块恰冲到斜面顶端时末速度为0，设铁块落地瞬间木块的速度为 ，则： 联立解得：由题意知，k至少取10；综上所述本题答案是：（1）5m/s2 （2）4m/s （3）1015. 如图所示，是一传送装置，其中AB段粗糙，AB段长为L1 m，动摩擦因数0.5；BC、DEN段均可视为光滑，DEN是半径为r0.5 m的半圆形轨道，其直径DN沿竖直方向，C位于DN竖直线上，CD间的距离恰能让小球自由通过。其中N点又与足够长的水平传送带的右端平滑对接，传送带以3m/s的速率沿顺时针方向匀速转动，小球与传送带之间的动摩擦因数也为0.5。左端竖直墙上固定有一轻质弹簧，现用一可视为质点的小球压缩弹簧至A点后由静止释放(小球和弹簧不粘连)，小球刚好能沿圆弧DEN轨道滑下，而始终不脱离轨道。已知小球质量m0.2 kg ，重力加速度g 取10m/s2。试求：（1）弹簧压缩至A点时所具有的弹性势能；（2）小球第一次在传送带上滑动的过程中，在传送带上留下的痕迹为多长？（3） 小球第一次在传送带上滑动的过程中，小球与传送带因摩擦产生的热量和电动机多消耗的电能？【答案】 ; ； 【解析】(1)“小球刚好能沿DEN轨道滑下”，在圆周最高点D点必有： 得： 从A点到D点，由能量守恒得： 联立以上两式并代入数据得： （2）从D到N，根据机械能守恒可得 在传送带上小球 小球向左减速的时间 小球向左运动的位移 传送带向右运动的位移为 留下的痕迹为 小球向右加速到与传送带共速过程. （3）小球与传送带因摩擦产生的热量 电动机多消耗的电能 综上所述本题答案是： ； ； 四、选考题16. 物理选修3-3 (1) 关于气体的内能，下列说法正确的是_A质量和温度都相同的气体，内能一定相同B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C气体被压缩时，内能可能不变D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加(2) 如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积为50 cm2，厚度为1 cm，气缸全长为21 cm，大气压强为1.0105Pa，当温度为7 时，活塞封闭的气柱长10 cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通(g取10 m/s2，不计活塞与气缸之间的摩擦，计算结果保留三位有效数字)将气缸倒过来放置，若温度上升到27 ，求此时气柱的长度 汽缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度【答案】(1)CDE ；(2) 16.1 cm 100 C【解析】(1)质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相同，但是不同的气体，其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子总动能不一定相同，A错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏观运动速度大，内能不一定大，B错误；根据 C可知，如果等温压缩，则内能不变；等压膨胀，温度增大，内能一定增大，C、E正确；理想气体的分子势能为零，所以理想气体的内能与分子平均动能有关，而分子平均动能和温度有关，D正确综上所述本题答案是：CDE(2) 以活塞为研究对象，汽缸未倒过来时，有 汽缸倒过来后，有 温度为 不变，有 ；联立解得 ； 温度由 升高到 的过程中，封闭气体压强不变由盖吕萨克定律知 ，解得 ； 活塞刚好接触平台时，气体的温度为T，则 解得 ，故综上所述本题答案是：(1)CDE ；(2) 16.1 cm 17. 物理选修3-4 (1) 某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s下列说法正确的是_A水面波是一种机械波B该水面波的频率为6 HzC该水面波的波长为3 mD水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移(2) 如图，厚度为D的玻璃砖与水平实验桌成45角放置红色激光束平行于水平桌面射到玻璃砖的表面，在桌面上得到两个较亮的光点A，B，测得AB间的距离为L求玻璃砖对该红色激光的折射率【答案】(1)ACE【解析】(1)水面波是机械振动在水面上传播，是一种典型机械波，A对；从第一个波峰到第十个波峰中经历了九个波形，时间间隔为 秒，所以其振动周期为 ，频率为 ，B错；其波长，C对；波中的质点都上下振动，不随波迁移，但是能量随着波的向前传播而传递出去，D错，E对(2)由折射定律有： 直角三角形 中在直角三角形 中解得综上所述本题答案是：(1)ACE（2）
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