【精品解析】湖南省长沙市2018届高三统一模拟考试物理试题(附解析).pdf
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1、- 1 - 长沙市 2018 届高三年级统一模拟考试 物理 一、选择题: 1. 将一物块放在粗糙的水平桌面上,假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力从某时刻起,物块 受到一大小为F、方向不变的水平拉力的作用用a表示物块的加速度大小当F逐渐增大时,下列图象能 正确描述a与F之间关系的是 A. B. C. D. 【答案】 C 【解析】 【分析】 开始 F较小时,物体静止;当物体运动时,根据牛顿第二定律列式找到a-F 函数关系。 【详解】当F 从 0 开始增加时,静摩擦力逐渐变大,当F 大于最大静摩擦力时,物体开始加速运动;由牛顿 第二定律有:Fmgma,可得:a- g,即a是F的一次函数,且
2、在x轴上的截距为正,C正确 2. 如图所示,某健身爱好者利用如下装置锻炼自己的臂力和腿部力量,在O点悬挂重物C,手拉着轻绳且始 终保持绳索平行于粗糙的水平地面当他缓慢地向右移动时,下列说法正确的有 A. 绳OA拉力大小不变 B. 绳OB拉力变大 C. 健身者与地面间的摩擦力变小 - 2 - D. 绳 OA 、OB拉力的合力变大 【答案】 B 【解析】 【分析】 对结点 O受力分析,根据正交分解法列出方程求解拉力,根据 的变化分析拉力的变化. 【详解】 AB 设 OA 、OB绳的拉力分别为FA和FB,重物的质量为m。对O点有FAcos-mg=0,FAsin -FB=0, 解得FA=,FB=mgt
3、an 。当健身者缓慢向右移动时, 变大,则两拉力均变大,选项A错误, B正确; C健身者所受的摩擦力与FB相等,选项C错误; D健身者缓慢移动时,两绳拉力的合力大小等于重物C的重力,大小不变,选项D错误。 故选 B. 3.2017 年 8 月 12 日,“墨子号”取得最新成果国际上首次成功实现千公里级的星地双向量子通信,为 构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了坚实的科学和技术基础,至此,“墨子号”量子卫星提前、圆满地 完成了预先设定的全部三大科学目标假设“墨子号”绕地球做匀速圆周运动,监测系统测得“墨子号”在 经过小于运行周期的时间t内运行的弧长为s,其与地心连线扫过的角度为(弧度 ) ,引力
4、常量为G,则 A. “墨子号”运行的角速度为 B. “墨子号”的轨道半径为 C. 地球的质量为M= D. “墨子号”绕地球运行的向心加速度为 【答案】 C 【解析】 【分析】 由圆周运动的角速度公式确定角速度,再求周期由圆的几何知识确定半径,由万有引力提供向心力确定出 地球的质量根据an= 2R求解向心加速度。 【详解】 AB “墨子号”做圆周运动的线速度v= ,角速度= ,又v=R,或由s=R,“墨子号”做圆 周运动的半径R= ,选项 A、B均错误; C由G=m 2R得,地球的质量 M=,选项 C正确; - 3 - D卫星环绕地球的向心加速度an= 2R =,选项 D错误; 故选 C. 【点
5、睛】解决本题时,要对圆周运动的公式、各个量之间的关系要熟悉,明确s=r ;对于卫星问题,关键 要抓住万有引力提供向心力这一基本思路 4. 两平行虚线间存在磁感应强度大小为0.05T 、方向与纸面垂直的匀强磁场一个总电阻为0.005 的正方 形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a) 所示已知导线框一直向右做匀速直线运动,速 度大小为1m/scd边进入磁场时开始计时,线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b) 所示 ( 感应电流的方 向为顺时针时,感应电动势取正) 下列说法正确的是 A. 导线框的边长为0.1m B. 匀强磁场的宽度为0.2m C. 在t0.2s 至t 0.4
6、s这段时间内,cd两点间没有电势差 D. 磁感应强度的方向垂直于纸面向外 【答案】 D 【解析】 【分析】 根据 EBLv 求解导体框的边长;根据图像信息求解磁场的宽度;在t0.2s 至t0.4 s这段时间内,线框 的两边仍切割磁感线,从而判断cd 两点间有无电势差;根据楞次定律判断磁场的方向。 【详解】 A根据EBLv0.01 V可知,L=E/Bv0.2 m ,A错误; B导线框的cd边从进入磁场到离开磁场的时间为0.4s ,根据svt0.4m 可知,磁场宽度为0.4m,B错误; C在t0.2 s至t0.4 s这段时间内,导体棒ab和cd均切割磁感线,产生了感应电动势,cd间有电势 差,所以
7、C错误; D根据楞次定律可知,磁感应强度的方向垂直于纸面向外,D正确; 故选 D。 【点睛】本题考查了导线切割磁感线运动,掌握切割产生的感应电动势公式以及楞次定律,本题能够从图象 中获取感应电动势的大小、方向、运动时间等。 5. 如图所示,质量分别为m和 2m的 A、B两物块,用一轻弹簧相连,将A用轻绳悬挂于天花板上,用一木板 托住物块B调整木板的位置,当系统处于静止状态时,悬挂A物块的悬绳恰好伸直且没有拉力,此时轻弹 - 4 - 簧的形变量为x突然撤去木板,重力加速度为g,则下列说法正确的是 A. 撤去木板后, B物块向下运动x时速度最大 B. 撤去木板后, B物块向下运动2x时速度最大 C
8、. 撤去木板瞬间,B物块的加速度大小为g D. 撤去木板瞬间,B物块的加速度大小为1.5g 【答案】 D 【解析】 【分析】 求出撤去木板前弹簧的拉力,再根据牛顿第二定律求出撤去木板瞬间B的瞬时加速度当B物块向下运动到 重力和弹力相等时,速度最大 【详解】 AB当 B物块受到的合外力为零时,速度最大,此时T2=2mg=kx2,又mg=kx,所以弹簧此时的伸长量 x2=2x,即 B物块向下运动3x时其速度最大,选项AB均错误; CD 撤去木板瞬间,B物块所受的合外力为3mg,由牛顿第二定律知其加速度大小为1.5g,选项 C错误, D 正确。 故选 D. 【点睛】解决本题关键知道撤去木板的瞬间,弹
9、簧的拉力不变,根据牛顿第二定律可以求出瞬时加速度当 弹力和重力相等时,速度最大 6. 人类对光的本性以及原子内部结构的进一步认识,促进了科技极大的进步,并大量应用于医疗、通讯等领 域下列说法中正确的是 A. 氢原子吸收光子后,从低能级向高能级跃迁,原子能量增加 B. 相同频率的光照射不同金属,从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大,说明这种金属的逸出功越大 C. 的半衰期约为4 天, 1g经 8 天全部发生了衰变 D. 铀核 () 衰变为铅核 () 的过程中,中子数减少了32 个 【答案】 A 【解析】 【详解】 A根据波尔理论,氢原子吸收光子后,从低能级向高能级跃迁,原子能量增加,选项A正确
10、; B由爱因斯坦光电效应方程h=EKm+W可知,光电子最大初动能越大的金属的逸出功越小,选项B错误; - 5 - C经过 8 天两个半衰期,剩下的质量应变为原来的四分之一,选项C错误; D铀核的中子数为146 个,铅核的中子数为124 个,两者相比较,中子数减少了22 个,选项D错误。 故选 A. 7. 阻值相等的四个电阻、电容为C的电容器及电动势为E、内阻可以忽略的电池连接成如图所示电路开始 时,开关S断开且电流稳定,然后闭合开关S,电流再次稳定闭合开关前后电容器所带的电荷量 A. 增加 B. 增加 C. 增加 D. 减少 【答案】 B 【解析】 【分析】 分别画出S断开和闭合时的等效电路图
11、,找打电容器两端的电压,根据 Q=CU 求解电键S闭合和断开时电容器 的带电量,从而求解电量的变化。 【详解】由已知条件及电容定义式C可得:Q1U1C,Q2U2C. S断开时等效电路如图甲所示:U1E E; S闭合时等效电路如图乙所示, U2EE根据 Q=CU 则Q1=,Q2=;?Q=Q2-Q1=,选项 B正确; 8. 女子短道速滑队是我国冰上竞技项目的强项,2017 年 3 月 12 日, 在短道速滑世锦赛上,中国队获得女子 3000 米接力赛冠军通过观察比赛录像发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且 开始向前滑行,如图所示,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速
12、度向前冲出忽略运动员与冰 - 6 - 面间在水平方向上的相互作用,则在乙推甲的过程中 A. 甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等 B. 甲、乙的动量变化一定相同 C. 甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功 D. 甲、乙组成的系统机械能不守恒 【答案】 AD 【解析】 【分析】 运动员在“交棒”过程中,两个运动员相互作用的力等大、反向、共线,作用时间相同,根据动量定理,两 个运动员的动量变化等大、反向、共线,系统动量守恒;根据功的概念判断做功的情况。 【详解】 A根据牛顿第三定律,乙推甲的过程中,他们之间的作用力大小相等,方向相反,选项A正确; B乙推甲的过程中,遵守动量守恒定律,即p甲
13、p乙,他们的动量变化大小相等,方向相反,选项B 错误; C在乙推甲的过程中,甲、乙的位移不一定相等,所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等,选项 C错误; D结合动能定理和实际情境可知,系统的机械能不守恒,选项D正确; 故选 AD 9. 如图是静电除尘器除尘机理的示意图,a、b是直流高压电源的两极,通过某种机制使电场中的尘埃带上负 电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的图示位置的P、M 、N三点在同一直线上,且 PM=MN 下列判断正确的是 A. b是直流高压电源的负极 - 7 - B. 电场中 M点的电势高于N点的电势 C. 同一个点电荷在电场中N点受到的电场力小于在P
14、点受到的电场力 D. 电场中 N、M间的电势差UNM小于 M 、P间的电势差UMP 【答案】 CD 【解析】 【分析】 根据电场方向,分析尘埃所受的电场力方向,判断其电性。放电极与集尘极间建立非匀强电场,尘埃所受的 电场力是变化的,依据电场线的疏密来体现电场的强弱,并沿着电场线的方向电势是降低的。 【详解】 A尘埃在电场中通过某种机制带上负电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,说明集尘极带正 电, b 是直流高压电源的正极,选项A错误; B顺着电场线,电势降落,则M点的电势低于N点的电势,选项B错误; C越靠近放电极电场越强,同一点电荷受到的电场力越大,选项C正确; DU=Ed,N、M间的平
15、均电场强度小于M 、P间的电场强度,所以N、M间的电势差UNM小于 M 、P间的电势差 UMP,选项 D正确; 故选 CD 。 【点睛】本题考查运用分析实际问题工作原理的能力,剖题时,抓住尘埃的运动方向是突破口,理解本电场 是非匀强电场,是解题的关键。 10. 在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势 在x轴上分布如图所示下列说法中正确的有 A. q1和q2带有同种电荷 B. 电荷在x2处受到的电场力为零 C. 正电荷从x1移到x2,电势能减小 D. 正电荷从x1移到x2,受到的电场力减小 【答案】 BD 【解析】 【分析】 由电势的变化及无穷远处电势为零可得源电荷带异号电荷,再根据曲线
16、斜率等于场强即得到电场强度的变化, 进而分析电场力变化 - 8 - 【详解】 AB -x图像的斜率表示电场强度,由图像可知,x2左侧电场强度方向向左,x2右侧电场强度向右, x2处电场强度等于零,故q1和q2均在x1左侧且带有异种电荷,A错误, B正确 CD 正电荷从x1处移到x2处,电势升高,电场强度减小,故电势能增大,电场力减小,C错误, D正确; 故选 BD 11. 如图甲所示为一理想变压器,原、副线圈的匝数比为n1 : n2=21,且分别接有电阻R1和R2,R1=R2=400 为电压有效值不变的正弦交流电源,闭合开关K时,通过电阻R2的电流如图乙所示,则此时 A. 用电压表测量交流电源
17、电压约为424 V B. 交流电源的输出功率90 W C. 断开开关K后,通过电阻R1的电流变成原来的一半 D. R1和R2消耗的功率之比为12 【答案】 AB 【解析】 【分析】 根据电压与匝数成正比,电流与匝数成反比,变压器的输入功率和输出功率相等,逐项分析即可得出结论。 【详解】 A由U1/U2=n1/n2,I1/I2=n2/n1得,通过R2的电流有效值I2=0.3A,通过R1的电流有效值I1=0.15A, 副线圈两端的电压U2=I2R2=120V,原线圈两端电压U1=240V,而U=U1+I1R1=300V424V ,选项A正确; B交流电源的功率P=UI1=90W ,选项 B正确;
18、C断开开关后,通过电阻R1的电流为0,选项 C错误; DR1消耗的功率P1=I1 2R 1,R2消耗的功率P2=I2 2R 2,P1:P2= I1 2: I2 2=1:4 ,选项 D错误; 故选 AB 。 【点睛】本题主要是考查了变压器的知识;解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比,在只有 一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比;知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。 12. 一底角为60的等腰梯形ABCD 内部 ( 包括边界 ) 有垂直于纸面向内、磁感应强度为B0的匀强磁场, 一质量 为m,电量为q且带负电的粒子以大小v的速率从A处垂直于磁场向各个方向入射,已知等腰梯形的
19、上 底长为d,下底长为3d,忽略带电粒子的重力以下说法正确的是 - 9 - A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为d B. 粒子能从C点离开磁场 C. 粒子不能从BC边上距离点d处离开磁场 D. 粒子能够垂直于AB边从 AB边离开磁场 【答案】 AC 【解析】 【分析】 粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,应用牛顿第二定律求出粒子的轨道半径,然后分析粒 子运动过程,根据题意分析答题 【详解】 A由得带电粒子在磁场中的运动半径为d,选项 A正确; BA、C之间的距离大于2d,所以粒子不可以从C点离开磁场, B错误; C设 BC边上距离C点d处为 E点,由已知可得AB边、CD边均为 2d
20、,所以 AE的长度也为2d,若要粒子从E 点离开,则必须从A点垂直于AE进入磁场, 而这样的粒子从A点就离开了磁场, 所以不存在这样的粒子轨迹, 选项 C正确; D因为 AB边的长度等于轨迹圆的直径2d,所以要使粒子垂直于AB边离开磁场,则只能从A点垂直于 AB进 入磁场, 在磁场中的运动轨迹是半圆,这样的半圆与BC边一定相交, 所以不可能垂直于AB边而从 AB边离开 磁场,选项D错误。 故选 AC. 【点睛】本题考查了粒子在磁场中的运动,粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,应用牛顿 第二定律求出粒子轨道半径是解题的前提,分析清楚粒子运动过程即可解题 二、非选择题: 13. 用图甲
21、所示的实验装置探究“动能定理”某学习小组在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定 一遮光条 细线一端连着滑块,另一端绕过气垫导轨左端的定滑轮与力电传感器相连,传感器下方悬挂钩码, - 10 - 每次滑块都从A处由静止释放 (1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=_mm (2)下列实验要求中不必要 的一项是 _( 请填写选项前对应的字母 ) A应使A位置与光电门间的距离适当大些 B应使滑块质量远大于钩码和力电传感器的总质量 C应将气垫导轨调至水平 D应使细线与气垫导轨平行 (3)实验时保持滑块的质量M和A 、B间的距离L不变,改变钩码质量m,测出对应的力电传感器的示数F 和
22、遮光条通过光电门的时间t,通过描点作出线性图象,研究滑块动能的变化量与合外力对它所做功的关系, 处理实验数据时应作出的图象是_( 请填写选项前对应的字母) A作出“t-F图象” B作出“t 2- F图象” C作出“t 2- 图象” D作出“-F 2 图象” 【答案】 (1). (1)2.30 (2). (2)B (3). (3)C 【解析】 【分析】 (1)游标卡尺读数结果等于固定刻度读数加上可动刻度读数,不需要估读; (2)从实验原理和实验误差角度分析操作的步骤; (3)根据运动学公式计算加速度,根据牛顿第二定律F=Ma计算表达式, 从而确定处理数据时应作什么图象 【详解】(1)由图知第6
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