驻马店市达标名校2018年高考四月仿真备考物理试题含解析

驻马店市达标名校2018年高考四月仿真备考物理试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．已知氢原子能级公式为2m A E n =-，其中n=1，2，…称为量子数，A 为已知常量；要想使氢原子量子数为n 的激发态的电子脱离原子核的束缚变为白由电子所需的能量大于由量子数为n 的激发态向 1n -澈发态跃迁时放出的能量，则n 的最小值为（ ）
A ．2
B ．3
C ．4
D ．5
2．如图所示，一根长为L 的金属细杆通有电流时，在竖直绝缘挡板作用下静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上。

斜面处在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中。

若电流的方向和磁场的方向均保
持不变，金属细杆的电流大小由I 变为0.5I ，磁感应强度大小由B 变为4B ，金属细杆仍然保持静止，则（ ）
A ．金属细杆中电流方向一定垂直纸面向外
B ．金属细杆受到的安培力增大了2sin BIL θ
C ．金属细杆对斜面的压力可能增大了BIL
D ．金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL 3．如图所示，在空间中水平面MN 的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m 的带电小球由MN 上方的A 点以一定初速度水平抛出，从B 点进入电场，到达C 点时速度方向恰好水平，A 、B 、C 三点在同一直线上，且电场力为3mg 。

重力加速度为g ，由此可知（ ）
A ．AB=3BC
B ．小球从A 到B 与从B 到
C 的运动时间相等
C ．小球从A 到B 与从B 到C 的动量变化量相同
D ．小球从A 到C 的过程中重力对小球做的功与电场力对小球做的功的绝对值相等
4．某静电场在x 轴上各点的电势φ随坐标x 的分布图像如图所示。

x 轴上A 、O 、B 三点的电势分别为φA 、φO 、φB ，电场强度沿x 轴方向的分量大小分别为E Ax 、E Ox 、E Bx ，电子在A 、O 、B 三点的电势能分别为W A 、W O 、W B 。

下列判断中正确的是（ ）
A．φO＞φB＞φA
B．E Ox＞E Bx＞E Ax
C．W O＜W B＜W A
D．W O-W A＞W O-W B
5．双星系统由两颗相距较近的恒星组成，每颗恒星的半径都远小于两颗星球之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。

如图所示，相距为L的M、N两恒星绕共同的圆心O做圆周运动，M、N的质量分别为m1、m2，周期均为T。

若另有间距也为L的双星P、Q，P、Q的质量分别为2m1、2m2，则()
A．P、Q运动的轨道半径之比为m1∶m2
B．P、Q运动的角速度之比为m2∶m1
C．P、Q运动的周期均为
2 2
T
D．P与M的运动速率相等
6．在物理学研究过程中科学家们创造出了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限法、理想模型法、微元法等。

以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是()
A．牛顿采用微元法提出了万有引力定律，并计算出了太阳和地球之间的引力
B．根据速度定义式v＝
x
t
∆
∆
，当Δt非常小时，
x
t
∆
∆
就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义采用了
极限法
C．将插有细长玻璃管的玻璃瓶内装满水，用力捏玻璃瓶，通过细管内液面高度的变化，来反映玻璃瓶发生了形变，该实验采用了放大的思想
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．一根轻弹賛下端固定，竖直立在水平面上.其正上方一定局度处有一质量为m＝0.2kg的小球从静止开始下落，不计空气阻力.从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中（弹簧一直保持竖直且在弹性限度
内），当弹簧压缩量x ∆为0.1m 时，小球的重力等于弹簧对它的弹力，重力加速度g 取10m/s 2，小球和弹簧接触瞬间的机械能损失不计，则（ ）
A ．该弹簧的劲度系数为20N/m
B ．当弹簧压缩量0.05m x ∆=时，小球处于超重状态
C ．小球刚接触弹簧时速度最大
D ．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大
8．如图所示为带电粒子在某电场中沿x 轴正方向运动时，其电势能随位移的变化规律，其中两段均为直线。

则下列叙述正确的是（ ）
A ．该粒子带正电
B ．2m~4m 内电势逐渐升高
C ．0m~2m 和2m~6m 的过程中粒子的加速度大小相等方向相反
D ．2m~4m 电场力做的功和4m~6m 电场力对该粒子做的功相等
9．如图所示，真空中xOy 平面内有一束宽度为d 的带正电粒子束沿x 轴正方向运动，所有粒子为同种粒子，速度大小相等， 在第一象限内有一方向垂直x Oy 平面的有界匀强磁场区（图中未画出），磁感应强度为B 。

所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于x 轴上的a 点。

下列说法中正确的是（ ）
A ．磁场方向一定是垂直xOy 平面向外
B ．所有粒子通过磁场区的时间相同
C ．如果粒子速率v 0=2qBd m ，能保证所有粒子都打在a 点的最小磁场区域面积为2
4
d π
D ．如果粒子速率v 0=
qBd m ，能保证所有粒子都打在a 点的最小磁场区域面积为2
22
d d π- 10．下列说法中正确的是_________。

A ．浸润液体在细管中上升的现象属于毛细现象
B ．液晶既有液体的流动性，又具有光学各向异性
C ．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
D ．热量可以自发从高温传到低温，可以自发从低温传到高温
E.干湿泡湿度计中两个温度计读数相差越大，空气的相对湿度越大
11．质量均匀分布的导电正方形线框abcd 总质量为m ，边长为l ，每边的电阻均为r 0。

线框置于xoy 光滑水平面上，处在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。

如图，现将ab 通过柔软轻质导线接到电压为U 的电源两端（电源内阻不计，导线足够长），下列说法正确的是
A ．若磁场方向竖直向下，则线框的加速度大小为
43BlU mr B ．若磁场方向沿x 轴正方向，则线框保持静止 C ．若磁场方向沿y 轴正方向，发现线框以cd 边为轴转动，则02mgr U Bl
＞ D ．若磁场方向沿y 轴正方向，线框以cd 边为轴转动且cd 边未离开水平面，则线框转动过程中的最大动
能为202
Bl U mgl r - 12．长为L 的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直面内做圆周运动，关于小球在最高点时的速度、运动的向心力及相应杆的弹力，下列说法中正确的是（ ）
A gL
B ．速度由0逐渐增大，向心力也逐渐增大
C gL
D gL
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．图（甲）是演示简谐运动图像的装置，它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。

当沙漏摆动时，漏斗
中的细沙均匀流出，同时匀速拉出沙漏正下方的木板，漏出的细沙在板上会形成一条曲线，这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图像。

图（乙）是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线（图中的虚线表示）。

（1）图（乙）的P处堆积的细沙比Q处_________________（选填“多”、“少”或“一样多”）。

（2）经测量发现图（乙）中OB=O′B′，若木板1的移动速度v1=3m/s，则木板2的移动速度
v2=_________________。

14．某同学利用如图甲所示的实验装置，通过研究纸带上第一个点到某一个点之间的运动来验证机械能守恒定律。

通过实验数据分析，发现本实验存在较大的误差，为此改用如图乙所示的实验装置：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中球心正好经过光电门B时，通过与光电门B相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径()
=，重力加速度为g。

请回答下列问题：
d d h
(1)小铁球经过光电门时的瞬时速度v=______（用题中所给字母表示）。

(2)如果d、t、h、g满足关系式2t=______，就可验证机械能守恒定律。

(3)比较两个方案，改进后的方案相比原方案主要的两个优点是______。

A．不需要测出小铁球的质量
B．电磁铁控制小铁球，更易保证小铁球的初速度为0
C．消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响
D．数据处理大大简化
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，光滑的斜面倾角θ=30︒，斜面底端有一挡板P，斜面固定不动。

长为2l质量为M的两端开口的圆筒置于斜面上，下端在B点处，PB=2l，圆筒的中点处有一质量为m的活塞，M=m。

活塞与圆
筒壁紧密接触，它们之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等其值为2mg f =，其中g 为重力加速度的大小。

每当圆筒中的活塞运动到斜面上A 、B 区间时总受到一个沿斜面向上、大小为F mg =的恒力作用，AB=l 。

现由静止开始从B 点处释放圆筒。

(1)求活塞进入A 、B 区间前后的加速度大小；
(2)求圆筒第一次与挡板P 碰撞前的速度大小和经历的时间； (3)若圆筒第一次与挡板P 碰撞后以原速度大小弹回，活塞离开圆筒后粘在挡板上。

那么从圆筒第一次与挡板碰撞到圆筒沿斜面上升到最高点所经历的时间为多少？
16．如图所示，喷雾器内有13L 药液，上部封闭有1atm 的空气2 L.关闭喷雾阀门，用打气筒活塞每次可
以打进1atm 、200cm 3的空气，（设外界环境温度一定，忽略打气和喷药过程温度的变化，空气可看作理想）
求：
①要使喷雾器内气体压强增大到2.4atm ，打气筒应打气的次数n ；
②若压强达到2.4atm 时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器内药液上方空气的压强降为1atm 时，桶内剩下的药液的体积。

17．如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B 。

纸面内有一正方形均匀金属线框abcd ，其边长为L ，每边电阻为R ，ad 边与磁场边界平行。

从ad 边刚进入磁场直至bc 边刚要进入的过程中，线框在垂直磁场边界向左的拉力作用下以速度v 匀速运动，求：
（1）线框中电流I 的大小和方向；
（2）拉力所做的功W ；
（3）ab 边产生的焦耳热Q 。

参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．C
【解析】
【详解】
电子由n 激发态脱离原子核的束博变为自由电子所需的能量为
2
A E n ∆= 氢原子由量子数为n 的激发态向1n -激发态跃迁时放出的能量为
22
(1)A A E n n ∆'=-- 根据题意有
222
)1(A A A n n n >-- 解得
22n >+即的最小值为4，故C 正确，A 、B 、D 错误；
故选C 。

2．D
【解析】
【详解】
A ．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，金属细杆中电流方向可能垂直纸面向外，也可能垂直纸面向里，故A 错误；
B ．由于磁场与电流方向垂直，开始安培力为1=F BIL ，后来的安培力为
21=4=22
F B IL BIL ⋅
则金属细杆受到的安培力增大了
=F BIL ∆
故B 错误；
C ．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，将斜面的支持力分解成水平方向和竖直方向，则水平方向和竖直方向的合力均为零，由于金属细杆的重力不变，故斜面的支持力不变，由牛顿第三定律可知，金属细杆对斜面的压力不变，故C 错误；
D ．由于金属细杆受到斜面的支持力不变，故安培力的大小变化量与挡板的支持力的大小变化量相等；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向里，安培力方向水平向右，当安培力增大，则金属细杆对挡板的压力增大，由于安培力增大BIL ，所以金属细杆对竖直挡板的压力增大了BIL ；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向外，安培力方向水平向左，当安培力增大BIL ，则金属细杆对挡板的压力减小BIL ，故金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL ，D 正确。

故选D 。

3．D
【解析】
【详解】
AB ．小球从A 到B 的时间为
t =在B 点的竖直方向速度为
yB v gt ==
小球在电场中的加速度大小为
32mg mg a g m
-== 小球从B 到C 的时间为
'2yB
v t g === 则两段所用的时间之比为4：1，据题意，知小球在水平方向不受力，故水平方向做匀速直线运动，则 AB=4BC
故AB 错误；
C ．由动量定理可知，动量变化等于合力的冲量，由于AB 段合力冲量方向向下，由于小球在BC 段竖直方向做减速运动，则合力方向向上，所以小球在BC 段合力冲量向上，故C 错误；
D ．据题意，知小球在水平方向不受力，故水平方向做匀速直线运动，从A 到C 由动能定理可知，小球从A 到C 的过程中重力对小球做的功与电场力对小球做的功的绝对值相等，故D 正确。

故选D 。

4．D
【解析】
【详解】
A ．由图知电势高低关系为O
B A ϕϕϕ<<，A 错误；
B ．根据图像切线斜率的大小等于电场强度沿x 轴方向的分量大小，所以Ox Bx Ax E E E <<，B 错误；
C ．电子带负电，根据电势能公式：
p E q e ϕϕ==-
分析得知PO PB PA E E E >>，C 错误；
D ．由图知，OA 间电势差大于OB 间电势差，即有：
O A O B ϕϕϕϕ->-
电子带负电，则根据电势能公式：
p E q ϕ=
得：PO PA PO PB E E E E ->-，D 正确。

故选D 。

5．C
【解析】
【详解】
双星系统的两颗恒星运动的角速度相等，由万有引力提供向心力，对M 、N 有 G 122
m m L ＝m 1·r 122π()T G
122m m L ＝m 2·r 222π()T 对P 、Q 有 G 12222m m L ⋅＝2m 1·r′122π()T
G
12222m m L ⋅＝2m 2·r′222π()T 其中
r 1＋r 2＝L ，r′1＋r′2＝L
联立解得
T′＝
2
T 由 2m 1r′1＝2m 2r′2
可知
r′1∶r′2＝m 2∶m 1
则可知
r 1＝r′1
结合v ＝2r T
π可知P 与M 的运动速率不相等，故ABD 错误，C 正确。

故选C 。

6．A
【解析】
【详解】
A ．牛顿采用理想模型法提出了万有引力定律，没有计算出太阳和地球之间的引力，故A 符合题意；
B ．根据速度定义式v ＝x t ∆∆，当Δt 非常小时，x t
∆∆就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度，该定义采用了极限法，故B 不符合题意
C ．将插有细长玻璃管的玻璃瓶内装满水，用力捏玻璃瓶，通过细管内液面高度的变化，来反映玻璃瓶发生了形变，该实验采用了放大的思想，故C 不符合题意；
D ．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故D 不符合题意。

故选A 。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．AD
【解析】
【详解】
A ．当弹簧压缩量x ∆为0.1m 时，小球的重力等于弹簧对它的弹力。

由
k x mg ∆=
解得
0.210N /m 20N /m 0.1
mg k x ⨯===∆ 故A 正确；
B ．当弹簧压缩量0.05m x ∆=，小球的重力大于弹簧对它的弹力；小球加速下降，加速度向下，处于失重
状态，故B 错误；
C ．当弹簧压缩量x ∆为0.1m 时，小球的速度最大，随后减小，故C 错误；
D ．当0.1m x ∆=时，小球的加速度为零，当弹簧的压缩量最大时，小球的加速度最大，即小球的加速度大小先减小后增大，故D 正确。

故选：AD 。

8．CD
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．由于电场的方向未知，因此粒子的电性不能确定，2m~6m 的电势的高低也不能判断， AB 错误； C ．根据电势能与电势的关系
E p =qφ
场强与电势的关系
E x
ϕ∆=
∆ 得 P 1E E q x
∆=⋅∆ 由数学知识可知E p ﹣x 图像切线的斜率等于
P E x ∆∆，故斜率间接代表了场强大小，0m~2m 和2m~6m 的斜率大小相等方向相反，因此电场强度的方向大小相等方向相反，则粒子的加速度大小相等方向相反，C 正确；
D ．2m~4m 两点间距与4m~6m 两点间距相等，电场强度也相等，因此由U=Ed 可知，2m~4m 两点间的电势差等于4m~6m 两点间的电势差，则2m~4m 电场力做的功和4m~6m 电场力做的功相等，D 正确。

故选CD 。

9．ACD
【解析】
【详解】
A ．由题意可知，正粒子经磁场偏转，都集中于一点a ，根据左手定则可有，磁场的方向垂直xOy 平面向外，故A 正确；
B ．由洛伦兹力提供向心力，可得
2m T Bq
π= 运动的时间
2m t T Bq θθπ== 运动的时间还与圆心角有关，粒子做圆周运动的圆心角不同，因此粒子的运动时间不等，故B 错误； C ．当粒子速率02qBd v m
=时，粒子做圆周运动的半径为 012
mv d r qB == 能保证所有粒子都打在a 点的最小磁场区域如图
最小磁场区域面积为
2
2()24
d d s ππ== 故C 正确；
D ．当粒子速率0qBd v m
=时，粒子做圆周运动的半径为 02mv r d qB
== 能保证所有粒子都打在a 点的最小磁场区域如图
最小磁场区域面积为
2
222112()422
d s d d d ππ'=⨯-=- 故D 正确；
故选ACD 。

10．ABC
【解析】
【详解】
A. 浸润液体在细管中上升的现象属于毛细现象，选项A 正确；
B.液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性；选项B 正确；
C.根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。

选项C 正确；
D.热量可以自发从高温传到低温，但不能自发从低温传到高温。

选项D 错误；
E.干泡温度计显示空气温度，湿泡温度计显示的是浸水纱布的温度，空气相对湿度越小（越干燥），则湿泡处水挥发越快，温度越低，两个温度计差值就越大，选项E 错误。

故选ABC 。

11．ACD
【解析】
【详解】
A ．根据左手定则，安培力的方向沿+y 轴方向
ab U I r ＝ 03dc U I r ＝
根据F=BIl ，线框所受的安培力的合力为：
00
()3ab dc U U F F F Bl r r =+=+ 线框的加速度大小为：
43F BlU a m mr =＝ 故A 正确；
B ．若磁场方向沿x 轴正方向，ad 边受到的安培力竖直向下，cd 边受到的安培力竖直向上，故线框不可能处于静止，故B 错误；
C ．若磁场方向沿y 轴正方向，发现线框以cd 边为轴转动，则，根据动能定理可得
01 02
BlU l mg l r ⋅-⋅＞ 解得：
02mgr U Bl
＞ 故C 正确；
D ．在转动过程中，由于ab 边的安培力大于线框的重力，故在安培力作用下，线框的动能一直增大，故有：
20022k BlU l Bl U mgl E l mg r r ⋅-⋅=-＝ 故D 正确；
故选ACD 。

12．BCD
【解析】
【详解】
A ．如图甲所示
“杆连小球”在最高点速度有最小值0（临界点），此时杆向上的支持力为
N F mg =
故A 错误；
B ．解析式法分析动态变化。

v 由0逐渐增大，则
2
mv F L
=向 即F 向逐渐增大，故B 正确；
C ．如图乙所示
当最高点速度为v gL =
2
mv mg L
= 杆对小球的作用力0F =。

当v gL F ，有
2
mv mg F L
+= 则
2
v F m mg L
=-
F 随v 逐渐增大而逐渐增大；故C 正确；
D ．当v N F '
，有 2
N
mv mg F L '
-= 则
2
N
mv F mg L '
=- N F '随v 逐渐减小而逐渐增大，故D 正确。

故选BCD 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．多 4m/s
【解析】
【详解】
（1）[1]在图（乙)的P 处时，沙摆的速度最小，在Q 处时，沙摆的速度最大，所以堆积的细沙比Q 处多；
（2）[2]根据单摆周期公式：
2T = 它们在同一地点，且摆长相同，则周期相同，设为T ，OB 段经历的时间是：
12t T =
O B ''段经历的时间为：
2 1.5t T =
设板长为L ，则：
112L t T v =
= 22
1.5L t T v == 比较可得：
2144m/s 3
v v ==。

14．d t
22d gh BC 【解析】
【详解】
(1)[1]用平均速度代替小铁球经过光电门时的瞬时速度，即
d v t
= (2)[2]若小铁球机械能守恒，则有
212
mv mgh = 可得
2
2
2d t gh = (3)[3]比较两个方案，改进后的方案相比原方案最主要的优点：一是消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响；二是电磁铁控制小铁球，更易保证小铁球的初速度为0，故BC 正确，AD 错误。

故选BC 。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (1)1,02g 【解析】
【详解】
(1)活塞在AB 之上时，活塞与筒共同下滑加速度为：
1()sin 30sin 30m M g a g m M
︒
︒+==+ 活塞在AB 区间内时，假设活塞与筒共同下滑，有：
()sin30()M m g F M m a ︒+-=+
解得
0a =
对m ：受向上恒力F=mg ，此时有：
sin300F mg f ︒--=
解得
2
mg f = 故假设成，故活塞的加速度
20a =
(2)圆筒下端运动至A 处时，活塞刚好到达B 点，此时速度为
0v ==经历时间t 1，由
21sin 302
g l t ︒
= 得
1t =接着M 、m 一起向下匀速运动，到达P 时速度仍为
0v =匀速运动时间为
20l t v == 总时间为
12t t t =+= (3)M 反弹时刻以υ0上升，m 过A 点以υ0下滑，以后由于摩擦力和重力，m 在M 内仍然做匀速下滑，M 以加速度
sin 30Mg f g M
︒+= 减速，m 离开M 时间为t 3，则有
20303112
l v t v t gt =+- 解得
0303(2(2v t v t g a ==<= 此时M 速度为
0301)v v gt v -＝＝
接着M 以加速度
'2
g a = 向上减速，有：
4'2v v t a g ===故圆筒沿斜面上升到最高点的时间为
34t t t +＝16．①14；②10.2L
【解析】
【详解】
①设应打气n 次，则有
11atm p =，31200cm 20.22V n L nL L =⋅+=+，22L V =，2 2.4atm p = 根据玻意耳定律得
1122pV p V =
解得
14n =次
②由题意可知
12V L '=，1
2.4atm p '=，21atm p '= 根据玻意耳定律得
1
122p V p V ''''= 解得
2 4.8L V '=
剩下的药液
15L 4.8L 10.2L V =-=
17．（1）4BLv R ；方向是由a 到d ；（2）234B L v R ；（3）2316B L v R
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由于ad 边向左切割磁感线，故产生的感应电动势为 E=BLv
故线框中的电流、
44E BLv I R R
== 由右手定则判断出电流的方向是由a 到d ；
（2）由于线框匀速运动，故拉力
F=F 安=BIL=224B L v R
拉力做的功
234W B R
F L L v == （3）拉力做功全部转化为电流产生的焦耳热，则ab 边产生的焦耳热
23114416ab B v Q R
Q L W ===总。