[小初高学习]安徽省凤阳县城西中学2018届高三物理上学期综合能力测试试题(含解析)

安徽省凤阳县城西中学2017-2018学年度上学期高三综合能力测试
物理部分
选择题：
1. 关于物理学的研究方法，以下说法错误的是： ( )
A. 在用实验探究加速度、力和质量三者之间关系时，应用了控制变量法
B. 在利用速度时间图像推导匀变速直线运动位移公式时应用的是微元法
C. 在定义电场强度时应用了比值法，因而电场强度与电场力和试探电荷的电量无关
D. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，建立质点概念是应用近似替代法
【答案】D
..................
考点：本题考查物理学史问题。

2. 如图所示水平面上,质量为20kg的物块A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的另一端固定在小车上,小车静止不动,弹簧对物块的弹力大小为10N时,物块处于静止状态,若小车以加速度a=1m/s2沿水平地面向右加速运动时( )
A. 物块A相对小车向左运动
B. 物块A受到的摩擦力将减小
C. 物块A受到的摩擦力大小不变
D. 物块A受到的弹力将增大
【答案】C
【解析】A、物体开始时受弹力F=5N，而处于静止状态，说明受到的静摩擦力为5N，则物体的最大静摩擦力F m≥5N．当物体相对于小车向左恰好发生滑动时，加速度为
a=1m/s2时，物块A相对小车仍静止．故A 错误．B、C、根据牛顿第二定律得：小车以加速度a=1m/s2沿水平地面向右加速运动时，弹力水平向右，大小仍为5N，摩擦力水平向右大小仍为5N．故B错误，C正确．D、物体A相对于小车静止，弹力不变．故D错误．故选C．
【点睛】应用牛顿第二定律分析物体受力情况，要注意静摩擦力大小和方向会随物体状态而变化．
3. 如图所示，A、B两球分别套在两光滑的水平直杆上，两球通过一轻绳绕过一定滑轮相连，现在A球以速度v向左匀速移动，某时刻连接两球的轻绳与水平方向的夹角分别为α、β，下列说法正确的是( )
A. 此时B
B. 此时B
C. 在β增大到90°的过程中，B球做匀速运动
D. 在β增大到90°的过程中，B球做减速运动
【答案】A
【解析】将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等
于B沿绳子方向的分速度．在沿绳子方向的分速度为v绳子=vcosα
A正确，B错误．
在β增大到90°的过程中，绳子的方向与B球运动的方向之间的夹角始终是锐角，所以绳对
B球的拉力一直做正功，B的速度一直最大，B做加速运动．故CD错误．故选A.
4. 如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向a端移动时，则
A. 电压表读数减小
B. 电流表读数减小
C. 质点P将向下运动
D. R3上消耗的功率逐渐减小
【答案】B
【解析】试题分析：由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向a移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流减小；路端电压增大，可知R1两端的电压减小；故并联部分的电压增大；由欧姆定律可知流过R3的电流增大，则流过并联部分的电流减小，故电流表示数减小；故B正确；因并联部分电压增大，而R2中电压减小，故电压表示数增大，故A错误；因电容器两端电压增大，故电荷受到的向上电场力增大，则重力小于电场力，合力向上，电荷向上运动，故C错误；因R3两端的电压增大， R3上消耗的功率增大；故D错误。

考点：闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【名师点睛】本题主要考查了闭合电路的欧姆定律、电路动态分析综合应用。

属于难度较大的题目。

运用闭合电路欧姆定律解决电路动态分析的题目，一般可以按照局部-整体-局部的思路进行分析，，由滑片的移动可知电路中电阻的变化，再由闭合电路欧姆定律可知各电表示数的变化及电容器两端的电压变化；再分析质点的受力情况可知质点的运动情况。

注意电路中某一部分电阻减小时，无论电路的连接方式如何，总电阻均是减小的。

5. 如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板．从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q、质量为m,不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中通过的弧长越长时间也越长
B. 出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心0
C. 只要速度满足v MN上
D. 出磁场的粒子一定能垂直打在MN上
【答案】BC
【解析】试题分析：带电粒子射入磁场后做匀速圆周运动，对着圆心入射，必将沿半径离开
入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，轨迹对应的圆心角越小，即可分析时间关系．
周期相同，粒子在
时间越大，对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，轨迹对应的圆心角越小，即运动时间越小，A错误；带电粒子的运动轨迹是圆弧，根据几何知识可知，对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线也一定过圆心，B正确；速度满足
O点与轨迹的圆心构成菱形，射出磁场时的轨迹半径与最高点的磁场半径平行，粒子的速度一定垂直打在MN板上，故C正确D错误．
6.
磁感应强度B=1T，导轨间距L=lm。

—质量m=2kg，F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的v—x图像如图乙所示，若金属棒与导轨间
x=1m位移的过程中(g=10m／s2)
A. 金属棒克服安培力做的功W1=0.5J
B. 金属棒克服摩擦力做的功W2=4J
C. 整个系统产生的总热量Q=5.25J
D. 拉力做的功W=9.25J
【答案】CD
【解析】由速度图象得：v=2x F A=0.5x，则知F A与x是线性关系．当x=0时，安培力F A1=0；当x=1m时，安培力F A2=0.5N，则从起点发
生x=1m，即金属棒克服安培力做的功为：W1=0.25J，故A错误．金属棒克服摩擦力做的功为：
W2=μmgx=0.25×2×10×1J=5J，故B错误；根据动能定理得：W-μmgs+W A2，其中v=2m/s，
μ=0.25，m=2kg，代入解得拉力做的功为：W=9.25J．整个系统产生的总热量为：
×2×22J=5.25J．故C D正确，故选CD．
点睛：本题的关键是根据v与x，得到F A与x的关系式，确定出F A与x是线性关系，即可求出安培力做功，再分析功能关系即可明确求出的热量和拉力的功，注意速度为线性变化，故可以利用平均安培力求出安培力的功，同时产生的热量要包括摩擦生热和安培力所做的功。

7. 如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时。

矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是( )
A. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcos ωt
B. 0
C. 当P不动、R增大时，电压表读数也增大
D. 当P向上移动、R不变时，电流表读数增大
【答案】AD
【解析】试题分析：正弦式交流发电机从垂直中性面位置开始计时，其电动势表达式为：
故A
方向没有改变，故通过电流表的电荷量为，故B错误；交流发电机内电阻不计，故变压器输入电压不变，根据理想变压器的变压比公式P位置不动，R增大时，电压表读数不变，仍然等于发电机的电动势有效值，故C错误；当P位置向上移动、R不变时，
输出电压变大，故电流变大，功率变大，故输入电流也变大，故电流表读数变大，故D正确．
8. 如图所示，滑块A、B的质量均为m，A套在固定竖直杆上，A、B通过转轴用长度为L的刚性轻杆连接，B放在水平面上并靠着竖直杆，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，滑块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. A运动到最低点时的速度为
D. 当A的机械能最小时，B对水平面的压力大小为2mg
【答案】AC
【解析】试题分析：过程中由于没有摩擦力，AB和地球组成的系统中动能和势能相互转化，所以系统的机械能守恒，A正确；刚开始运动时，轻杆对B是推力，方向向右，使得B加速，当B运动到一定位置时，轻杆对B的作用力变成拉力，方向向左，使得B减速运动，所轻杆对B先做正功后做负功，B错误；到达最低点时，B的速度减小到零，所以系统减小的势能转
化为A C正确；杆对B做正功的过程中，对A做负功，这个过程B做加速运动，当B的速度最大时，即加速度为零，此时对B做正功结束，也是对A做负功结束的时刻，此时刻A的机械能最小，B的加速度为零，即杆对B没有作用力，所以B只受重力和支持力，所以对地面的压力为mg，故D错误；
考点：考查了机械能守恒
非选择题：
(一)必考题
9. 如图所示为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图．实验步骤如下：
①用天平测量物块和遮光片的总质量M，重物的质量m，用米尺测量两光电门之间的距离s；已知遮光片的宽度为d；
②调整轻滑轮，使细线水平；
③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间Δt A和Δt B，求出加速度a；
④多次重复步骤③，求a的平均值；
⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ.
回答下列问题：
(1)物块的加速度大小a可用d、s、Δt A和Δt B表示为a＝________.
(2)动摩擦因数μ可用M、m、和重力加速度g表示为μ＝________.
(3)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于____________(填“偶然误差”或“系统误差”)．
【答案】 (1). （1（2）（3）系统误差
【解析】试题分析：（1）物块经过A点时的速度，物块经过B点时的速度，物块做匀变速直线运动，由速度位移公式得：v B2-v A2=2as，加速度；（3）以M、m组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得：，解得
；
（4）如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于系统误差．
考点：测量物块与水平桌面之间动摩擦因数
【名师点睛】此题是测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验；关键是搞清实验的原理，灵活运用牛顿第二定律及运动公式进行解答；要知道由于实验设计造成的误差是系统误差，由于实验操作、读数等造成的误差属于偶然误差。

10. 某兴趣小组在一次实验中需测量一只量程已知的电压表的内阻，现提供如下器材：
①待测电压表一只（量程3V，内阻约3kΩ待测）;
②电流表一只（量程3A，内阻0．01Ω）;
③电池组（电动势约为3V，内阻不计）;
④滑动变阻器一个；
⑤变阻箱一个（可以读出电阻值，0－9999Ω）;
⑥开关和导线若干。

某同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：
（1）该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。

为了更准确地测出该电压表内阻的大小，你认为其中相对比较合理的是__________（填“甲”或“乙”）电路。

（2）用你选择的电路进行实验时，闭合电键S，改变阻值，记录需要直接测量的物理量：电压表的读数和___________（填上文字和符号）；
（3）为方便计算电压表的内阻，需作出相应的直线图线，请从下面选项中选择适当的坐标_______。

（A）U—I （B）U（C R （D）U—R
（4）设该直线图像的斜率为k、截距为b，则用k、b表示出的电压表内阻的表达式R V＝
______________.
【答案】 (1). 乙 (2). 电阻箱的阻值R (3). C (4). b/K
⑵用你选择的电路进行实验时，闭合电键S，改变阻值，记录需要直接测量的物理量：电压表的读数和电阻箱的阻值。

b
联立解得R V
考点：本题考查测电压表的内阻、闭合电路欧姆定律。

11. 如图甲，PNQ为竖直放置的半径为0.1 m的半圆形轨道，在轨道的最低点P和最高点Q各安装了一个压力传感器，可测定小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力F P和F Q.轨道的下端与一光滑水平轨道相切，水平轨道上有一质量为0.06 kg的小球A，以不同的初速度v0与静止在轨道最低点P处稍右侧的另一质量为0.04 kg的小球B发生碰撞，碰后形成一整体(记为小球C)以共同速度v冲入PNQ轨道．(A、B、C三小球均可视为质点，g取10 m/s2)
(1)若F P和F Q的关系图线如图乙所示，求：当F P＝13 N时所对应的入射小球A的初速度v0为多大？
(2)当F P＝13 N时，AB所组成的系统从A球开始向左运动到整体达到轨道最高点Q全过程中所损失的总机械能为多少？
(3)若轨道PNQ光滑，小球C均能通过Q点．试推导F P随F Q变化的关系式，并在图丙中画出其图线．
【答案】（12）0.6 J（3）F Q＝F P－6(N)，如图所示；
【解析】试题分析：小球经过P、Q两点时，由重力和轨道对小球的支持力的合力提供向心力，AB相碰，满足动量守恒，根据牛顿第二定律及动量守恒定律列式即可求出速度；先求出AB相碰所损失的机械能，根据动能定理求出从球C从P运动至Q的过程中摩擦力做功，进而求出小球损失的机械能；轨道光滑，小球C由P至Q的过程中机械能守恒，可列出小球经过AC两点的速度关系，再由牛顿第二定律得到F P随F Q变化的关系式，画出图线。

（1）设A球的质量为M，B球的质量为m，由牛顿第三定律可知，小球在P、Q两点所受轨道的弹力大小为：N P=F P，N Q=F Q
在P
A、B相碰过程中满足动量守恒：Mv0=（M+m）v P
(2) A、B相碰所损失的机械能：
球C在Q
球C从P运动至Q的过程，根据动能定理得：
联立并代入数据解得：W f＝－0.2 J
故球C上升过程中所损失的机械能ΔE2＝0.2 J
故整个系统在全过程中所损失的机械能ΔE＝ΔE1＋ΔE2＝0.6 J
（3）因轨道光滑，小球C由P至Q的过程中根据动能定理得：
联立解得：N P－N Q＝6(M＋m)g
即F Q＝F P－6(N)
图线如图所示
点睛：本题主要考查了圆周运动与动能定理得结合，抓住速度是联系它们之间的桥梁。

12. 如图1所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y轴方向没有变化，与横坐标x的关系如图2所示，图线是双曲线（坐标是渐近线）；顶角=53°的光滑金属长导轨MON固定在水平面内，ON与x轴重合，一根与ON垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨MON向右滑动，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，已知t=0时，导体棒位于顶角O处；导体棒的质量为m=4kg；OM、ON接触处O 点的接触电阻为R=0.5Ω，其余电阻不计，回路电动势E与时间t的关系如图3所示，图线是过原点的直线，求：
（1）t=2s时流过导体棒的电流强度的大小；
（2）在1~2s时间内导体棒所受安培力的冲量大小；
（3）导体棒滑动过程中水平外力F（单位：N）与横坐标x（单位：m）的关系式。

【答案】（1）8A（2）8N∙s（3
【解析】试题分析：（1）根据E-t图象中的图线是过原点的直线特点，可得到t=2s时金属棒
（2）由图2可知，
由图3可知，E与时间成正比，有E=2t（V）
因=53°，可知任意t
所以在1~2s时间内导体棒所受安培力的平均值
（3，所以
可知导体棒的运动时匀加速直线运动，加速度
考点：考查了导体切割磁感线运动
【名师点睛】本题的关键首先要正确理解两个图象的数学意义，运用数学知识写出电流与时间的关系，要掌握牛顿运动定律、闭合电路殴姆定律，安培力公式、感应电动势公式．
选考题
[物理——选修3－3]
13. 下列说法正确的是____
A．相对湿度与同温度水的饱和汽压无关
B．松香在熔化过程中温度升高，但分子平均动能不变
C．若一个系统与另一个系统达到热平衡时，则两系统温度一定相同
D．若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强一定增大
E．液体的表面张力是由于液体表面层分子间距离略大于平衡距离而产生的
【答案】CDE
【解析】根据相对湿度的定义可知，相对湿度等于实际的空气水气压强和同温度下饱和水气压强的百分比，所以相对湿度与同温度水的饱和汽压有关，选项A错误；松香在熔化过程中温度升高，分子平均动能变大，选项B错误；若一个系统与另一个系统达到热平衡时，则两系统温度一定相同，选项C正确；若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则内能一定变
D正确；液体的表面张力是由于液体表面层分子间距离略大于平衡距离，使得表面层分子表现为引力而产生的，选项E正确；故选CDE.
14. 某次科学实验中，从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热气缸，把它放在大气压强为P0=latm、温度为t0=27℃的环境中自然冷却。

该气缸内壁光滑，容积为V=lm3，开口端有一厚度可忽略的活塞。

开始时，气缸内密封有温度为t=447℃、压强为P=1.2atm的理想气体，将气缸开口向右固定在水平面上，假设气缸内气体的所有变化过程都是缓慢的。

求：
（1）活塞刚要向左移动时，气缸内气体的温度t1；
（2）最终气缸内气体的体积V1;
（3）在整个过程中，气缸内气体对外界___（填“做正功”“做负功”或“不做功”），气缸内气体放出的热量__（填“大于”“等于”或“小于”）气体内能的减少量。

【答案】 (1). （1）327℃（2）0.5m3 (2). （3）负功；大于
【解析】试题分析：①气体做等容变化，由查理定律得：
∴T1=600K，t1=327℃
②由气态方程，得：∴V1=0.5m3
③在整个过程中，气缸内气体对外界做负功，气缸内气体放出的热量大于气体内能的减少量。

考点：气体的状态方程；热力学第一定律。

[物理——选修3－4]
15. 如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，P是离原点x1＝2m的一个介质质点，Q是离原点x2＝4m的一个介质质点，此时离原点x3＝6m的介质质点刚刚要开始振动．图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象(计时起点相同)．由此可知______
A．这列波的波长λ＝4m
B．这列波的周期T＝3s
C．这列波的传播速度v＝2m/s
D．这列波的波源起振方向为向上
E．乙图可能是图甲中质点Q的振动图象
【答案】ACE
【解析】由甲读出波长λ=4m，由图乙读出周期T=2s AC正确，B错误．D、波源的起振方向与x3=6m的质点t=0时刻的振动方向，简谐波没x轴正方向传播，则知x3=6m 的质点在t=0时刻的振动方向向下，则波源的起振方向向下．故D错误．由图乙看出，t=0时刻，质点经过平衡位置向上，而图甲中，Q点也经过平衡位置向上运动，故乙图可能是图甲中质点Q的振动图象．故E正确．故选ACE.
点睛：本题考查基本的读图能力，由波动图象读出波长，由波的传播方向判断质点的振动方向，由振动图象读出周期，判断质点的振动方向等等都是基本功，要加强训练，熟练掌握．
16. 如右图所示，一玻璃砖的截面为直角三角形ABC AB=9cm；现有两细束平行且相同的单色光a、b，分别从AC边上的D点、E角入射，且均能从AB边上的F点射出，已知AD=AF=3cm，求：
（i）玻璃砖的折射率；
（ii）D、E两点之间的距离。

【答案】（1（2）12cm
【解析】试题分析：（i）由题意画出光路图，由数学知识求出入射光a经AC边的折射角，再
由折射定律求玻璃砖的折射率．（ii C，可知光线在BC边上发生了全反射，由几何知识求出D、E两点之间的距离．
（i）作出的光路图如图所示
由于AD=AF a经AC
（ii）设光在玻璃砖中发生全反射的临界角为C
由图可知，b光经AC边折射后，在BC C
所以此光线在G点发生了全反射
由几何知识可知，四边形DEGF AF=3cm
FG=DE
联立解得：DE=12cm
【点睛】对于几何光学的解题关键，就是要结合题意作出光路图，并且灵活运用几何知识帮助解决物理问题．同时还要掌握光的折射定律、全反射条件等光学基础知识．。