甘肃省兰州市高三下学期冲刺模拟考试（三）物理试卷（含解析）

甘肃省兰州市高三下学期冲刺模拟考试（三）

物理试卷（含解析）

学校:___________姓名：___________班级：___________

一、单选题

1．下列能揭示原子具有核式结构的实验是(　　)

A．光电效应实验 B．伦琴射线的发现

C．α粒子散射实验 D．氢原子光谱的发现

2．如图所示，在光滑的水平面上，A、B两物体的质量mA=2mB，A物体与轻质弹簧相连，弹簧的另一端固定在竖直墙上，开始时，弹簧处于自由状态，当物体B沿水平方向向左运动，使弹簧压缩到最短时，A、B两物体间作用力为F，则弹簧给A物体的作用力的大小为(　　)

A．F B．2F C．3F D．4F

3．如图所示，在长直木板上表面右端放有一铁块。现使木板以O点为轴由水平位置缓慢向上转动（即木板与水平面的夹角变大），铁块相对木板始终保持静止。则在木板转动过程中（    ）

A．木板对铁块的作用力不变 B．木板对铁块支持力变大

C．铁块对木板的压力变大 D．木板对铁块的摩擦力减小

4．如图所示，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，二者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里、大小相等的电流时，纸面内与两导线距离均为l的a处的磁感应强度大小为B0，长直导线在某点产生的磁场的磁感应强度与该点到长直导线的距离成反比。若仅让P中的电流反向，则a处磁感应强度的大小为（ ）

A．2B0 B．

C． D．B0

二、多选题

5．一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前4s内做匀加速直线运动，4s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图象如图所示。已知汽车的质量m=1.5×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，不计空气阻力，g取10m/s2，则（　　）

A．汽车在前4s内的牵引力为4×103N

B．汽车的额定功率为36kW

C．汽车的最大速度为20m/s

D．前4s内汽车克服地面阻力做功2.4×104J

6．如图是等量异种点电荷周围的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称．则（　    　）

A．图中A、D两点场强大小相等，方向相反

B．图中B、C两点场强大小和方向都相同

C．图中E、O、F三点比较，O点场强最强

D．图中B、O、C三点比较，O点场强最强

7．多国科学家联合宣布人类第一次直接探测到来自“双中子星”合并的引力波信号。假设双中子星在合并前，两中子星A、B的质量分别为m1、m2，两者之间的距离为L，如图所示。在双中子星互相绕行过程中两者质量不变，距离逐渐减小，则（　　）

A．A、B运动的轨道半径之比为 B．A、B运动的速率之比为

C．双中子星运动周期逐渐增大 D．双中子星系统的引力势能逐渐减小

8．如图所示为变压器工作电路示意图，其中T为理想变压器，输电线电阻可等效为电阻r，灯L1、L2相同且阻值不变．现保持变压器T的输入电压不变，滑片P处于图中位 置，开关S断开，该状态下灯L1正常发光，则下列说法正确的是

A．仅闭合开关S，灯L1会变亮

B．仅闭合开关S，r消耗的功率会变大

C．仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小

D．仅将滑片P上移，电流表示数会变小

9．下列说法正确的是（　　）

A．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔体积，可以估算出理想气体分子间的平均距离

B．分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高

C．在晶体熔化过程中，尽管晶体的温度保持不变，但内能却会增加

D．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功转化成机械能

E．由于液体表面层分子间的距离比液体内部大一些，所以在表面会产生表面张力

10．下列说法中正确的是____．

A．一弹簧连接一物体沿水平方向做简谐运动，则该物体做的是匀变速直线运动

B．若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减为原来的1/2，则单摆振动的频率将不变，振幅变小

C．做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，速度不一定相同

D．单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，则外力的频率越大,单摆的振幅越大

E．机械波在介质中传播时, 各质点不会随波的传播而迁移，只是在平衡位置附近振动

三、实验题

11．如图甲所示，某兴趣小组在探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，小车的左端通过轻细绳跨过定滑轮与砝码盘相连，小车的右端与穿过打点计时器的纸带相连，实验中认为砝码和盘的总重力近似等于绳的拉力。已知重力加速度为g，打点计时器的工作频率为50Hz。

（1）平衡摩擦力：用小木块把木板垫高后，在________（选填“挂”或“不挂”）砝码盘的情况下，轻推一下小车，直到打点计时器打出一系列_______的点。

（2）甲同学在平衡摩擦力后，在保持小车质量不变的情况下，改变砝码盘中砝码的质量，重复实验多次。根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图像，其中图线末端发生了弯曲，产生这种现象的原因可能是_______。

（3）乙同学保持小车质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他在轨道水平时做的实验，按正确的操作得到了如图丁所示a-F图线，则小车与木板间的动摩擦因数μ＝________。（用图中字母和题目中的已知条件表示）

12．现要测量某一电压表的内阻．给定的器材如下：

要求测量时电表指针偏转均超过其量程的一半．

（1）从3个固定电阻中只选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在答题纸的虚线框内画出测量电路的原理图．___（要求电路中各器材用题中给定的符号标出．）

（2）写出实验中必须记录的数据（用符号表示），并指出各符号的意义______．

（3）用（2）中记录的数据表示待测电压表内阻RV1的公式为RV1=_____．

四、解答题

13．如图所示，已知质量为m的带电液滴，以速度v射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g。求：

（1）液滴在空间受到几个力的作用，分别是哪些力；

（2）液滴的电性；

（3）液滴所带电荷量；

（4）液滴做匀速圆周运动的半径。

14．如图所示，一质量为m的小物体固定在劲度系数为k的轻弹簧右端，轻弹簧的左端固定在竖直墙上，水平向左的外力F推物体压缩弹簧，使弹簧长度被压缩了b．已知弹簧被拉长(或者压缩)长度为x时的弹性势能EP =kx2．求在下述两种情况下，撤去外力后物体能够达到的最大速度．

(1)地面光滑；

(2)物体与地面的动摩擦因数为μ．

15．一定质量的气体，在压强不变的情况下，由27°C上升到127°C的过程中增加的体积是27°C时体积的多少倍?

16．如图所示，为某种材料制成的三棱镜截面ABC，底边BC水平且镀银，其中，角A=90°角B=60°。一束竖直向下的光束，从AB边上的M点入射，经过BC面反射后，从AC边上的N点平行于BC边射出，且MN连线与BC平行。求：

(1)正确作出的光路图；

(2)光线在M点的折射角；

(3)三棱镜的折射率。（可用根式表示）

参考答案

1．C

【详解】能揭示原子具有核式结构的实验是粒子散射实验，故C正确，ABD错误。

2．C

【详解】设弹簧对A的作用力为F1，根据牛顿第二定律有，对整体有

F1=(mA+mB)a

对物体B有

F=mBa

联立解得F1=3F。

故选C。

3．A

【详解】A．铁块相对木板始终保持静止，铁块只受重力和木板对铁块的作用力，重力始终不变，则木板对铁块的作用力不变，故A正确；

B．木板对铁块支持力为

由于夹角变大，则木板对铁块支持力变小，故B错误；

C．铁块对木板的压力与木板对铁块支持力为作用力和反作用力，大小相等，则铁块对木板的压力变小，故C错误；

D．铁块相对木板始终保持静止，木板对铁块的摩擦力为静摩擦力，大小为

由于夹角变大，则木板对铁块摩擦力变大，故D错误。

故选A。

4．B

【详解】根据右手定则，可判断P、O在a点处产生的磁场方向如图所示

由题意可知

由几何知识得BP和BQ的夹角为，则做平行四边形为菱形，对角线为角平分线，则

解得

若仅让P中的电流反向，根据右手定则，可判断P、O在a点处产生的磁场方向如图所示

根据题意

由几何知识得和BQ的夹角为，则做平行四边形为菱形，对角线为角平分线，则根据几何知识

故选B。

5．BD

【详解】A．根据v-t图象，可知，汽车在前4s内做匀加速度直线运动，加速度

汽车水平方向受阻力f和牵引力F作用，根据牛顿第二定律

因为阻力

可得

故A错误；

B．4s时汽车功率达到额定功率，根据可知

故B正确；

C．当牵引力等于阻力时，汽车速度最大，所以

故C错误；

D．根据v-t图象，可知，前4s内汽车走过的位移

阻力做功

汽车克服地面阻力做功2.4×104J，故D正确。

故选BD。

6．BC

【分析】根据电场线的疏密判断场强的大小，电场线越密，场强越大；电场线越疏，场强越小．根据等量异种点电荷形成电场的电场线分布的对称性分析对称点场强的大小关系．

【详解】根据对称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则A、D两点场强大小相同．由图看出，A、D两点场强方向相同，故A错误．

根据对称性看出，B、C两处电场线疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同．这两点场强的方向均由B→C，方向相同．故B正确．由图看出，E、O、F三点中，EF两点电场线疏密程度比O点稀疏，O点场强最强，故C正确．图中B、O、C三点比较，BC两点电场线疏密程度比O点密集，则O点场强最弱，故D错误．故选BC．

【点睛】对于等量异种点电荷和等量同种点电荷的电场线、等势线的分布是考试的热点，要抓住对称性进行记忆．

7．BD

【详解】A．双星的周期、角速度、向心力大小相同，根据

可得

故A错误；

B．双星的角速度相同，根据

可得

故B正确；

C．由

，

又角速度为

可得

L减小，则T减小，故C错误；

D．两中子星相互靠近过程中引力做正功，引力势能减小，故D正确。

故选BD。

8．BC

【详解】A项：闭合s，副线圈的电阻变小，副线圈的电压不变，所以副线圈中电流增大，上损失的电压增大，灯泡两端的电压变小，所以灯变暗，故A错误；

B项：由A项分析可知，副线圈中的电流增大，由公式可知，消耗的功率会变大，故B正确；

C项：仅将滑片P下移，副线圈的匝数变小，副线圈中两端的电压变小，副线圈中的电流变小，所以消耗的功率会变小，故C正确；

D项：仅将滑片P上移，副线圈的匝数变大，副线圈两端电压变大，所以原线圈中的电流变大，即电流表示数变大，故D错误．

9．ACE

【详解】A．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔体积，可以估算出该种气体分子所占空间的大小，即可以估算出理想气体分子间的平均距离，故A正确；

B．温度是分子的平均动能的标志，不是平均速率的标志，例如，相同温度的氢气的分子的平均速率大于氧气分子的平均速率，故B错误；

C．在晶体熔化过程中，尽管晶体的温度保持不变，但持续吸热，内能会增加，故C正确；

D．根据热力学第二定律可知，机械能可能全部转化为内能，内能在一定的条件下也可以全部用来做功以转化成机械能，故D错误；

E．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间作用力表现为引力，所以液体表面存在张力，故E正确。

故选ACE。

10．BCE

【详解】A．一弹簧连接一物体沿水平方向做简谐运动，该物体做的是非匀变速直线运动，故A错误；

B．单摆的周期公式，若单摆的摆长不变，则单摆振动的频率将不变；摆球经过平衡位置时的速度减为原来的，振动减弱，故振幅变小，故B正确；

C．做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，速度有来回两个不同方向，故不一定相同，故C正确；

D．单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，当驱动力频率等于单摆的固有频率时，单摆的振幅最大，发生共振，故D错误；

E．机械波在介质中传播的是振动形式，是波形，各质点不会随波的传播而迁移，只是在平衡位置附近振动，故E正确．

故选BCE。

11．     不挂     间距均匀     砝码质量增加，不再满足砝码质量远小于滑块质量的条件    

【详解】（1）[1][2]平衡摩擦力时，使小车的重力沿斜面向下的分力大小等于小车及纸带受到的摩擦阻力，所以不应挂砝码盘，轻推小车，如果打的点是间隔均匀的，说明小车做匀速运动，合力为零。

（2）[3]把砝码盘及小车看作一个整体，整体受到的合力为砝码盘的重力，根据牛顿第二定律得

实验中，我们把砝码盘的重力作为合力，上式变为

图像的斜率为，当时，可以认为斜率不变，图线是一条直线，而随着砝码盘的质量增大，这个条件就不满足了，且斜率随着m的增大而减小，图线向下弯曲。

（3）[4]按正确的操作，应满足，根据牛顿第二定律得

截距为

所以

12．          电压表V1的示数，电压表V2的示数    

【详解】（1）待测电压表V1的量程是电压表V2量程的，可考虑将待测电压表V1与定值电阻串联，再与电压表V2并联，由于电压表的内阻RV1电阻大约10kΩ，为了减小测量的误差以及考虑电表工作的安全，定值电阻选取R3．若选用滑动变阻器（R5），由于电源电动势为6V，通过滑动变阻器的电流会大于0.6A，超过滑动变阻器的最大电流，所以滑动变阻器选用（R4），电路图如图所示．：

（2）电路图如图所示，根据欧姆定律知，通过电压表V1的电流 ，则电压表V1的内阻： ，U1为电压表V1的示数，U2为电压表V2的示数．

（3）由（2）可知， ．

13．（1）重力、电场力和洛伦兹力三个力；（2）负电；（3）；（4）

【详解】（1）带电液滴在复合场中受重力、电场力和洛伦兹力共3个力的作用。

（2）因液滴做匀速圆周运动，故必须满足重力与电场力平衡，所以液滴应带负电。

（3）由mg = qE得，所带电荷量为

（4）尽管液滴受三个力，但合力为洛伦兹力，由牛顿第二定律得

把电荷量代入可得，液滴做匀速圆周运动的半径

14．（1）  （2）或

【详解】试题分析：当地面光滑时，根据机械能守恒即可求解；当表面不光滑时，摩擦力做功，可利用动能定理求解．

(1)地面光滑情况下．弹簧达到原长时，物体速度最大，为v1．

弹簧被压缩后，弹性势能Ep =kb2                        

根据机械能守恒有：                        

解得：v1 ==                                    

(2)物体与地面的动摩擦因数为情况下．当弹簧弹力等于滑动摩擦力时，物体速度最大，为v2．

设这时弹簧的形变量为s，有：ks = μmg

此时，弹簧弹性势能为：                            

根据能量守恒定律有：                     

则有：

联立解得：或

点睛：本题主要考查了含弹簧的能量问题，明确最大速度的位置是解题的关键，灵活应用动能定理和机械能守恒求解即可．

15．三分之一

【详解】压强P不变，初状态：

，

末状态：

，

根据盖吕萨克定律可得：

解得：  

所以，即增加的体积是27°C时体积的三分之一

16．(1) ；(2)15°；(3)

【详解】(1)如图所示：

(2)由题可得∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°，根据几何关系可得

∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°

根据折射定律，可得

∠PMQ=∠PNQ

根据反射定律，可得

∠PMN=∠PNM

即为

∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ-∠PNQ

即

30°+∠PMQ=60°-∠PMQ

故折射角

∠PMQ =15°

(3)折射率