|
陕西省西安市长安区第一中学大学区高三第三次联考理综物理试卷（解析版）
高中物理考试
考试时间：
分钟
满分：
55 分
*注意事项：
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题（共7题，共35分）
1、 如图所示，质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为α的斜面体置于光滑水平面上，用水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高（细绳尚未到达平行于斜面的位置）．在此过程中（ ）
A. 绳对小球的拉力减小 B. 斜面体对小球的支持力减少 C. 水平推力F减小 D. 地面对斜面体的支持力不变 2、 如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是_____
A. 甲摆摆长比乙摆摆长长 B. 甲摆的振幅比乙摆大 C. 甲摆的机械能比乙摆大 D. 在t＝0.5s时有正向最大加速度的是乙摆 E. 由图象不能求出当地的重力加速度 3、 如图所示，质量为m=1kg的物块A停放在光滑的水平桌面上。现对物块施加一个水平向右的外力F，使它在水平面上作直线运动。已知外力F随时间t(单位为s）的变化关系为F=（6-2t）N，则（ ）
A. 在t=3s时，物块的速度为零 B. 物块向右运动的最大速度为9m/s C. 在0~6s内，物块的平均速度等于4.5m/s D. 物块向右运动的最大位移大于27m 4、 下列说法正确的是______ A. 机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功从而转化成机械能 B. 将两个分子由距离极近移动到相距无穷远的过程中，它们的分子势能先减小后增加 C. 已知气体分子间的作用力表现为引力，若气体等温膨胀，则气体对外做功且内能增加 D. 液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面分子间的作用表现为相互吸引，即存在表面张力 E. 单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减小，气体的压强一定减小 5、 如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，A、V均为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L1和L2是两个完全相同的灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是( )
A. 电压u的频率为100 Hz B. 电压表V的示数为22 V C. 当光强增大时，变压器的输入功率变大 D. 当L1的灯丝烧断后，V示数变小 6、 如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时，此时滑片P处于A、B中点，电流表中有电流通过，则（ ）
A. 若将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变 B. 若将滑动触头P向A端移动时，电流表读数一定增大 C. 若用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过 D. 若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数不变 7、 如图甲所示平行金属板AB之间距离为6cm，两板间电场强度随时间如图乙规律变化设场强垂直与金属板由A指向B为正，周期
A. 若粒子于t=0时释放，则一定能运动到B板 B. 若粒子于 C. 若粒子于 D. 若粒子于
二、实验题（共1题，共5分）
8、 利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（a）所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OO'＝h（h＞L）。
（1）电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：____________。 （2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O'C＝s，则小球做平抛运动的初速度为v0＝________。 （3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ，小球落点与
三、解答题（共3题，共15分）
9、 如图所示，足够长的光滑水平面与半径为R的四分之一光滑圆弧轨道平滑连接，质量为m的小球A从圆弧最高点M由静止释放，在水平面上与静止的小球B发生弹性正碰。已知重力加速度为g,两小球均可视为质点，试求： （1）小球A刚好到达圆弧轨道最低点N时，小球对轨道的压力大小; （2）若要求两球发生二次碰撞，求小球B的质量mB应满足的条件.
10、 如图所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，其所在平面与水平面间的夹角为θ=300，两导轨间距为L，导轨下端分别连着电容为C的电容器和阻值为R的电阻,开关S1、S2分别与电阻和电容器相连。一根质量为m、电阻忽略不计的金属棒放在导轨上,金属棒与导轨始终垂直并接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ= (1)若S1闭合、S2断开，由静止释放重物，求重物的最大速度Vm (2)若S1断开、S2闭合，从静止释放重物开始计时，求重物的速度v随时间t变化的关系式.
11、 如图所示，一截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC，∠A=30°．AC边长为2a，一条光线以45°的入射角从AC边上的中点D点射入棱镜，光线最终垂直BC边射出．已知光在真空中速度为c． ①求玻璃的折射率 ②画出光在玻璃棱镜中的传播路线 ③求光在玻璃棱镜中的传播时间t
|
|---|
陕西省西安市长安区第一中学大学区高三第三次联考理综物理试卷（解析版）
1、
如图所示，质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为α的斜面体置于光滑水平面上，用水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高（细绳尚未到达平行于斜面的位置）．在此过程中（ ）
A. 绳对小球的拉力减小
B. 斜面体对小球的支持力减少
C. 水平推力F减小
D. 地面对斜面体的支持力不变
A
对小球受力分析如图所示，重力的大小方向不变，平移另两个力构成一首尾相连的闭合的三角形，滑块左移会引起FT的方向及大小的变化而FN的方向不变，且合力为0，则三力依然为闭合三角形，如图所示：则FT与FN相垂直时FT最小，此时细线和斜面平行，则闭合三角形发生如图所示变化，则细绳尚未到达平行于斜面的位置时，FT逐渐变小，FN逐渐变大．故选项A正确，B错误； 
对斜面体分析，受推力、支持力、重力和压力，根据平衡条件，有：F=FNsinαN′=Mg+FNcosα由于FN增加，故支持力N′和推力F均增加，故CD错误；故选A.
2、
如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是_____
A. 甲摆摆长比乙摆摆长长
B. 甲摆的振幅比乙摆大
C. 甲摆的机械能比乙摆大
D. 在t＝0.5s时有正向最大加速度的是乙摆
E. 由图象不能求出当地的重力加速度
BDE
由图看出，两单摆的周期相同，同一地点的g相同，由单摆的周期公式
得知，甲、乙两单摆的摆长L相等．故A错误．甲摆的振幅为10cm,乙摆的振幅为7cm,则甲摆的振幅大，选项B正确；尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长也相等，但由于两摆的质量未知，所以无法比较机械能的大小．故C错误．在t=0.5s时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，乙摆的位移为负向最大，根据
知，乙摆具有正向最大加速度．故D正确．由单摆的周期公式
得
，由于单摆的摆长不知道，所以不能求得重力加速度．故E正确．
故选BDE.
3、
如图所示，质量为m=1kg的物块A停放在光滑的水平桌面上。现对物块施加一个水平向右的外力F，使它在水平面上作直线运动。已知外力F随时间t(单位为s）的变化关系为F=（6-2t）N，则（ ）
A. 在t=3s时，物块的速度为零
B. 物块向右运动的最大速度为9m/s
C. 在0~6s内，物块的平均速度等于4.5m/s
D. 物块向右运动的最大位移大于27m
BD
水平面光滑，物体所受的合力等于F，在0-4s内，物块的受力一直向右，一直向右做加速运动，可知3s时速度不为零，故A错误．根据牛顿第二定律得，
，a-t图线如图所示，
图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，可知最大速度变化量为△v＝
×6×3m/s＝9m/s，可知物体向右运动的最大速度为9m/s，故B正确．物体的速度时间图线如图所示，由图线与时间轴围成的面积表示位移知，位移x＞
×6×9m＝27m，则平均速度
，故D正确，C错误．故选BD.
4、
下列说法正确的是______
A. 机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功从而转化成机械能
B. 将两个分子由距离极近移动到相距无穷远的过程中，它们的分子势能先减小后增加
C. 已知气体分子间的作用力表现为引力，若气体等温膨胀，则气体对外做功且内能增加
D. 液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面分子间的作用表现为相互吸引，即存在表面张力
E. 单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减小，气体的压强一定减小
BCD
机械能能全部转化为内能，内能无法全部用来做功从而转化成机械能，选项A错误； 将两个分子由距离极近移动到相距无穷远的过程中，分子力先做正功，后做负功，它们的分子势能先减小后增加，选项B正确；气体分子间的作用力表现为引力，若气体等温膨胀，气体对外做功，分子引力对分子做负功，分子势能增加，而温度不变则分子平均动能不变，故内能增加，故C正确；液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面分子间的作用表现为相互吸引，即存在表面张力，选项D正确；气体的压强与单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数以及分子对器壁的平均撞击力有关，若温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强不一定减小．故E错误．故选BCD.
5、
如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，A、V均为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L1和L2是两个完全相同的灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是( )
A. 电压u的频率为100 Hz
B. 电压表V的示数为22 V
C. 当光强增大时，变压器的输入功率变大
D. 当L1的灯丝烧断后，V示数变小
C
电压的频率
，选项A错误；初级电压有效值为220V，故次级电压有效值为22V,所以电压表的示数小于22V，选项B错误；当光强变大时，R的阻值减小，次级电阻减小，电流变大，则初级电流变大，变压器输入功率变大，选项C正确；当L1灯丝断后，因次级电压不变，则L2上的电压不变，则V的示数不变，选项D错误；故选C.
6、
如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时，此时滑片P处于A、B中点，电流表中有电流通过，则（ ）
A. 若将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变
B. 若将滑动触头P向A端移动时，电流表读数一定增大
C. 若用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过
D. 若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数不变
A
所加的电压，使光电子到达阳极，则灵敏电流表中有电流流过，且可能处于饱和电流，当滑片向B端移动时，电流表读数有可能不变；当滑片向A端移动时，所加电压减小，则光电流可能减小，也可能不变．故A正确，B错误．若用红外线照射阴极K时，因红外线频率小于可见光，但是不一定不能发生光电效应，电流表不一定没有电流．故C错误；若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，紫外线的频率大于红外线的频率，则光子数目减小，电流表读数减小．故D错误．故选A.
7、
如图甲所示平行金属板AB之间距离为6cm，两板间电场强度随时间如图乙规律变化设场强垂直与金属板由A指向B为正，周期
。某带正电的粒子，电荷量为
质量为
，于某时刻在两板间中点处由静止释放（不计粒子重力，粒子与金属板碰撞后即不再运动）则（ ）
A. 若粒子于t=0时释放，则一定能运动到B板
B. 若粒子于
时释放，则一定能运动到B板
C. 若粒子于
时释放，则一定能运动到A板
D. 若粒子于
时释放，则一定能运动到A板
AD
粒子在板间运动的加速度
，在T/2时间内粒子的位移
，因
，故若粒子于t=0时释放，则一定能运动到B板，选项A正确；若粒子于
时释放，则粒子向A板运动，最后到达A板，选项B错误；若粒子于
时释放，在
-
的时间内粒子向B板加速，位移为
；在
-
的时间内粒子向B板减速，位移为
，故此时已经到达了B板，选项C错误；若粒子于
时释放，则在
-
的时间内粒子向B板加速，位移为
，在
-
的时间内粒子向B板减速，位移为
；在
-T的时间内粒子向A板加速，位移为
；因4.5cm-2×0.5cm=3.5cm>3cm，故此时粒子已经到达A板，选项D正确；故选AD.
8、
利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（a）所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OO'＝h（h＞L）。
（1）电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：____________。
（2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O'C＝s，则小球做平抛运动的初速度为v0＝________。
（3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ，小球落点与
点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标,cosθ为横坐标，得到如图（b）所示图像。则当θ＝60°时，s为________m；若悬线长L＝1.0 m，悬点到木板间的距离
为________m。
（1）保证小球沿水平方向抛出 （2）
（3）1， 1.5
（1）由于在烧断细线前小球做圆周运动，故速度方向沿切线方向，所以只有在悬点正下方物体的速度沿水平方向，要小球做平抛运动，则小球平抛的初速度只能沿水平方向，故只有保证小球沿水平方向抛出才能保证物体做平抛运动．
（2）由于小球做平抛运动故有在水平方向有s=vt
在竖直方向有h-L=
gt2…①
故有
；
（3）变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ时，小球平抛的速度v，则有
mg（L-Lcosθ）=
mv2…②
则物体在水平方向的位移s=vt…③
联立①②③可得
s2=4（h-L）L（1-cosθ）
显然当cosθ=0时，即有2=4（h-L）L（1-cosθ）
当θ=60°时，
，
故有
故
．
s2=4（h-L）L（1-cosθ）
故当l=1.0m时有：2=4（h-1）×1，
即h-1=0.5
h=1.5．
9、
如图所示，足够长的光滑水平面与半径为R的四分之一光滑圆弧轨道平滑连接，质量为m的小球A从圆弧最高点M由静止释放，在水平面上与静止的小球B发生弹性正碰。已知重力加速度为g,两小球均可视为质点，试求：
（1）小球A刚好到达圆弧轨道最低点N时，小球对轨道的压力大小;
（2）若要求两球发生二次碰撞，求小球B的质量mB应满足的条件.
（1）
（2）
（1）设小球A到达N点时的速度为v，根据机械能守恒定律得：
在N点处: 
联立解得F=3mg
由牛顿第三定律得：小球对轨道压力为F’=F=3mg
（2）A与B发生弹性碰撞,设碰后速度为
由动量守恒有： 
由机械能守恒有： 
解之得 
要使两球发生二次碰撞，则有
，vB<-vA
联立解得： mB>3m
10、
如图所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，其所在平面与水平面间的夹角为θ=300，两导轨间距为L，导轨下端分别连着电容为C的电容器和阻值为R的电阻,开关S1、S2分别与电阻和电容器相连。一根质量为m、电阻忽略不计的金属棒放在导轨上,金属棒与导轨始终垂直并接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=
.一根不可伸长的绝缘轻绳一端栓在金属棒中间,另一端跨过定滑轮与一质量为4m的重物相连,金属棒与定滑轮之间的轻绳始终在两导轨所在平面内且与两导轨平行,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,导轨电阻不计.初始状态用手托住重物使轻绳恰好处于伸长状态,不计滑轮阻力,已知重力加速度为g,试分析:
(1)若S1闭合、S2断开，由静止释放重物，求重物的最大速度Vm
(2)若S1断开、S2闭合，从静止释放重物开始计时，求重物的速度v随时间t变化的关系式.
（1）
(2) 
（1）S1闭合,S2断开时,M由静止释放后拉动金属棒沿导轨向上做加速运动,金属棒受到沿导轨向下的安培力作用,设最大速度为
,感应电动势为
感应电流
当金属棒速度最大时有: 
FN=mgcos300
解得: 
(2) S1断开、S2闭合时,设从释放M开始经时间t金属棒的速度大小为
,加速度大小为a,通过金属棒的电流为
，金属棒受到的安培力
，方向沿导轨向下，设在时间
到
内流经金属棒的电荷量为
， 
也是平行板电容器在
到
内增加的电荷量， 
则 
设绳中拉力为T，由牛顿第二定律，对金属棒有：
对M有：
解得： 
可知重物做初速度为零的匀加速直线运动， 
11、
如图所示，一截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC，∠A=30°．AC边长为2a，一条光线以45°的入射角从AC边上的中点D点射入棱镜，光线最终垂直BC边射出．已知光在真空中速度为c．
①求玻璃的折射率
②画出光在玻璃棱镜中的传播路线
③求光在玻璃棱镜中的传播时间t
①
②如图所示：
①由几何关系可知，光线进入AC面的折射角为 r=30°
AB面的入射角为 i′=60°
对光在AC面的折射，由折射定律可知：
②由
，则得棱镜对空气的临界角为 C=45°
因为i′＞C，因此，AB面无光线射出，由题意可作出光由AC面射入，从BC面射出的传播路线如图所示
③
