物理卷·2018届山东省济南市实验中学高三上学期第三次诊断考试试题（解析版） 16页

山东省实验中学2018届高三上学期第三次诊断考试理科综合物理试题 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第14~17题只有一项符合题目要求，第18~21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎1. 如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面到下降至最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，下列判断正确的是 A. 在第一过程中，运动员始终处于失重状态 B. 在第一过程中运动员的动能始终在减小 C. 在第二过程中运动员的机械能始终在增大 D. 在第二过程中，运动员始终处于超重状态 ‎【答案】C ‎【解析】运动员从接触床面下降到最低点的第一过程中，刚开始重力大于弹力，加速度向下，加速下降，处于失重状态，当重力和弹力相等时，既不超重也不失重，再向下运动至最低点的过程中，弹力大于重力，加速度向上，减速下降，处于超重状态；同理，当运动员从最低点上升到离开床面的第二过程中，刚开始超重，然后失重，故AD错误；在第一过程中运动员的动能先增大后减小，故B错误；‎ 在第二过程中，弹力对运动员始终做正功，所以运动员的机械能始终在增大，故C正确；‎ 故选C。‎ ‎【点睛】对运动员受力分析，根据牛顿第二定律写出动力学方程，当视重（弹力）大于重力时超重，反之失重，而当视重与重力相等时，既不超重也不失重；除重力外其它力对物体做正功，物体的机械能增加。‎ ‎2. 一平行板电容器两极板之间充满云母介质，先利用直流电源给电容器充电，充完电后把电容器与电源断开，若将云母介质移出，则电容器 A. 极板上的电荷量变大，极板间的电势差变大 B. 极板上的电荷量不变，极板间的电场强度变大 C. 极板上的电荷量不变，极板间的电场强度不变 D. 极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变 ‎【答案】B ‎ ‎ 故选B。‎ ‎【点睛】通电后断开电容两板上的电荷量不变，由电容，可知当介电常数时C的变化；由可知两板间的电势差的变化；由可知E的变化。‎ ‎3. 水平推力Fl和F2分别作用于水平面上等质量的两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间后停下，两物体的图线如图所示，图中线段AB∥CD，则下列说法正确的是 A. F1的冲量大于F2的冲量 B. F1的冲量等于F2的冲量 C. 两物体受到的摩擦力大小相等 D. 两物体受到的摩擦力大小不等 ‎【答案】C ‎【解析】由图，AB与CD平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等，根据动量定理，对整个过程研究得：， ，由图看出，，则有，即的冲量小于的冲量，故选项C正确。‎ 点睛：由速度图象分析可知，水平推力撤去后，AB与CD平行，说明加速度相同，动摩擦因数相同，两物体的质量相等，说明摩擦力大小相等，根据动量定理，研究整个过程，确定两个推力的冲量关系。‎ ‎4. 如图所示，在水平光滑桌面上放有两个小物块，它们中间有细线连接．已知， m2=2Kg连接它们的细线最大能承受6N的拉力．现用水平外力向左拉或用水平外力向右拉，为保持细线不断，则的最大值分别为 A. 10N；15N B. 15N；6N C. 12N；10N D. 15N；10N ‎【答案】D ‎【解析】用水平外力F1向左拉m1，对m1有：，对m2有：，解得F1最大值为15N；‎ 用水平外力F2向右拉m2，对m2有：，对m1有：，解得F2最大值为10N；故ABC错误，D正确；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】用水平外力F1向左拉m1或用水平外力F2向右拉m2时，连接它们的细线最大能承受6N的拉力，m1和m2具有相同的加速度，则由牛顿第二定律求解。‎ ‎5. 如图，赤道上空有2颗人造卫星A、B绕地球做同方向的匀速圆周运动，地球半径为R，卫星A为近地卫星，卫星B的轨道半径为2R，卫星B的运动周期为T，某时刻2颗卫星与地心在同一直线上，则 A. 卫星A的加速度小于B的加速度 B. 卫星A、B的周期之比为1：‎ C. 在地球表面上发射卫星B的速度要小于第二宇宙速度 D. 若万有引力常量G已知，根据题中数据可以求出地球的平均密度 ‎【答案】BCD ‎【解析】A、卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力有：，则有加速度大小，由于卫星A为近地卫星，卫星B的轨道半径为2R，所以卫星A的加速度大于卫星B的加速度，故A错误；‎ B、万有引力提供向心力有：，则有周期，卫星A、B的周期之比为，故B正确；‎ C、物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近发射卫星，速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，所以在地球表面上发射卫星B的速度要小于第二宇宙速度，故C正确；‎ D、对于卫星B，万有引力提供向心力有：，解得，地球的平均密度，故D正确；‎ 故选BCD。‎ ‎【点睛】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力列式，可求卫星绕地球的加速度、周期和地球的质量，从而求出地球的平均密度。‎ ‎6. 如图所示，A、B、C、D为半球形圆面上的四点，AB与CD交于球心且相互垂直，E点为球面的最低点，在A点放置一个电量为+Q的点电荷，在B点放置一个电量为－Q的点电荷，则下列说法正确的是 A. C、D两点电场强度相同 B. 沿CD连线移动一电量为+q的点电荷，电场力始终做功 C. C点和E点电势相同 D. 将一电量为+q的点电荷沿过CDE点的圆弧面从C点经E点移动到D点过程中，电场力先做负功，后做正功 ‎【答案】AC ‎【解析】A、+Q和−Q是等量异种电荷，根据其电场线的分布情况和对称性可知，C、D两点的电场强度大小相等、方向相同，则电场强度相同，故A错误；‎ B、通过AB连线的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，CD连线上电势处处相等。则沿CD连线移动一带+q电量的点电荷，电场力始终不做功。故B错误；‎ C、由上分析知，C点和E点位于AB连线的中垂面上，电势相同，故C正确；‎ D、由B分析可知，将一带电量为−q的点电荷从C点经E点最后到D点，电场力始终不做功，故D错误。‎ ‎【点睛】‎ ‎+Q和-Q是等量异种电荷，其电场线和等势面具有对称性，通过AB连线的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等，根据对称性分析C、D场强关系；根据电势的变化，分析电场力做功情况。‎ ‎7. 如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P．它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W．重力加速度大小为g．设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】质点P下滑的过程，由动能定理得，在最低点，质点P的向心加速度；根据牛顿第二定律得，解得，故BC正确，AD错误；‎ 故选BC。‎ ‎【点睛】质点P下滑的过程中，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理求出质点P到达最低点时的速度，在最低点，质点受重力和支持力，根据合力提供向心力，列式求解。‎ ‎8. 如图，固定板AB倾角，板BC水平，AB、BC长度均为L，小物块从A处由静止释放，恰好滑到C处停下来．若调整BC使其向上倾斜，倾角不超过90°，小物块从A处由静止滑下再沿BC上滑，上滑距离与BC倾角有关．不计B处机械能损失，各接触面动摩擦因数均为，小物块沿BC上滑的最小距离为x，则 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】AB、小物块从A处由静止释放，恰好滑到C处停下来，由动能定理得，解得，故A正确，B错误；‎ 故选AC。‎ ‎【点睛】小物块从A处由静止释放，恰好滑到C处停下来，由动能定理列式求解，小物块从A处由静止滑下再沿BC上滑，由动能定理列式求解。‎ ‎9. 在验证机械能守恒定律的实验中，质量为0.20kg的重物拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示．已知相邻计数点间的时间间隔为0.02s，当地的重力加速度为9.80m／s2，回答以下问题．‎ ‎(1)纸带的_________(选填“左”或“右”)端与重物相连；‎ ‎(2)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△Ep=_________J，此过程中物体动能的增加量△Ek=___________J;(结果保留3位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). 左 (2). 0.400 (3). 0.388‎ ‎【解析】（1）重物自由下落，运动越来越快，从纸带上可以看出P点为先打出来的点；重物自由下落，而与重物相连的纸带在下端，应该先打点，所以纸带的左端应与重物相连；‎ ‎（2）重力势能减小量 利用匀变速直线运动的推论：‎ 动能增加量 ‎10. 某同学要测量额定电压为3V的某圆柱体电阻Z的电阻率.‎ ‎(1)用游标卡尺测量其长度，用于分尺测量其直径，如图所示，则其长度L=__________mm；‎ 直径D=_________mm．‎ ‎(2)为精确测量Z的阻值，该同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻．他将红黑表笔分别插入“+”、“－”插孔中，将选择开关置于“×1”档位置，然后将红、黑表笔短接调零，此后测阻值时发现指针偏转角度如图甲所示．试问：‎ ‎①为减小读数误差，该同学应将选择开关置于“___________”档位置．‎ ‎②再将红、黑表笔短接，此时发现指针并未指到右边的“0”处，如图乙所示，那么他该调节________直至指针指在“0”处再继续实验，结果看到指针指在如图丙所示位置．‎ ‎(3)现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：‎ A．电流表A1(量程30mA，内阻约3)‎ B．电流表A2(量程3A，内阻约0.3)‎ C．电压表V1(量程3V，内阻约3k)‎ D．电压表V2(量程15V，内阻约5k)‎ E．滑动变阻器R(最大阻值为10)以及电源E(电动势4V，内阻可忽略)、电键、导线若干 ‎①为了提高测量精确度并且使电阻Z两端电压调节范围尽可能大，除电源、电键、导线以外还应选择的最恰当器材(只需填器材前面的字母)有______________．‎ ‎②请在答题纸的方框中画出你设计的电路图_______．‎ ‎③请将图中所提供的实验器材用铅笔连接成所需要的实验电路 ‎ ‎【答案】 (1). 70.15 (2). 3.990 (3). ×10 (4). 欧姆调零旋钮 (5). ACE (6). ‎ ‎【解析】（1）游标尺有20分度的游标卡尺，精确度是0.05mm，游标卡尺的主尺读数为70mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为3×0.05mm=0.15mm，所以最终读数为：70mm+0.15mm=70.15mm；‎ 螺旋测微器的固定刻度为3.5mm，可动刻度为49.0×0.01mm=0.490mm，所以最终读数为3.5mm+0.490mm=3.990mm；‎ ‎（2）选择开关置于“×1”档位置，由图甲所示可知指针偏转角度太小，所选挡位太小，为准确测量，应换大挡，把选择开关置于×10挡位置;‎ 换挡后应重新进行欧姆调零，把红黑表笔短接，此时发现指针并未指到右边的“0”处，调节欧姆调零旋钮进行欧姆调零；‎ ‎（3）电阻额定电压是3V，电压表应选C电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ）；通过待测电阻的最大电流约为，该电流远小于电流表A2(量程3A，内阻约0.3) 量程3A，量程太大，读数误差太大，因此可以选择A电流表A1(量程30mA，内阻约3)，此外还需要滑动变阻器E，因此所需实验器材为A、C、E；‎ 滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压接法，由，电流表A1可以采用内接法，实验电路图如图所示 所提供的实验器材用铅笔连接成所需要的实验电路 ‎11. 如图所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R=0.50m,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E=1.0×104N／C，现有质量m=0.20kg，电荷量q=8.0×10—4C的带电体(可视为质点)，从A点由静止开始运动，已知SAB=1.0m，带电体与轨道AB、CD的动摩擦因数均为0.5．假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．(取g=10m／s2)求：‎ ‎(I)带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度；‎ ‎(2)带电体最终停在何处：‎ ‎(3)带电体到达C点后经多长时间停止运动．‎ ‎【答案】（1）10m/s （2） （3）‎ ‎【解析】【分析】对从A到C过程根据动能定理列式求解C点的速度即可；设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h，对从C到D过程由动能定理列式求解上升的高度，然后可以判断出滑块会静止在最高点。‎ 解：（1）设带电体到达C时的速度为，有动能定理得：‎ 解得=10m/s ‎（2）设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h，由动能定理得：‎ 解得：‎ 在最高点。带电体受到的最大静摩擦力 重力G=mg=2N 因为G＜，所以带电体最终静止在与C点的竖直距离为处 ‎ ‎（3）根据（2）中分析可知带电体到达C点后做匀减速直线运动最终停止在距C点竖直距离h=处，根据牛顿第二定律可知：‎ 再根据运动学公式得：‎ 带入数据解得：‎ ‎12. 将一根长为 的光滑细钢丝ABCDE制成如图所示的形状，并固定在竖直平面内．其中AD段竖直，DE段为圆弧，圆心为O，E为圆弧最高点，C与E、D与O分别等高，.将质量为m的小珠套在钢丝上由静止释放，不计空气阻力，重力加速度为g．‎ ‎(1)小珠由B点释放，从E点滑出后恰好撞到D点，求圆弧的半径R；‎ ‎(2)欲使小珠到达E点与钢丝间的弹力超过，求释放小珠的位置范围．‎ ‎【答案】（1）2m （2）低于0.75m 处或高于1.25m 处 ‎【解析】【分解】小珠由B点释放，到达E点满足机械能守恒，由此求出小球到达E点的速度大小，从E点滑出做平抛运动，利用运动的合成与分解求出圆弧的半径，由机械能守恒定律，结合牛顿第二定律求出释放小珠的位置范围。‎ 解：（1）由机械能守恒可知，小珠由C点释放，到达E点时，因CE等高，故到达E点的速度为零；‎ 由题意：+R+=L ‎ 小珠由B点释放，到达E点满足机械能守恒： ‎ ‎ 从E点滑出后恰好撞到D点，则 ‎ ‎ ‎ ‎ 联立以上各式解得：R=2m ‎ a.若小珠到达E点,小珠上壁对钢丝的弹力等于，则 假设从释放点到E点高度为，由机械能守恒定律： ‎ 联立解得： ‎ b.若小珠到达E点,小珠下壁对钢丝的弹力等于，则 ‎ ‎ 假设从释放点到E点高度为，由机械能守恒定律： ‎ 联立解得： ‎ 故当小珠子从C点上方低于0.75m 处滑下或高于1.25m 处滑下时，小珠到达E点与钢丝间的弹力超过 ‎13. 如图所示，一质量为M=2kg，半径为R=0.3m的四分之一光滑圆弧轨道A静止在光滑水平面上，轨道末端与水平面相切，现将质量为m=1kg的滑块B(可视为质点)从弧形轨道顶端释放，滑块B从弧形轨道滑上水平而后，与静止的物块C发生弹性正碰，求：‎ ‎(1)滑块B滑到水平面上的速度；‎ ‎(2)若滑块B与C碰后能再次追上A，则C的质量应满足的条件是?‎ ‎【答案】（1）1m/s 2m/s （2）m3＞3kg ‎【解析】【分析】弧形轨道及水平面均光滑，滑块B滑下过程中，AB组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒；B、C发生弹性正碰，满足动量守恒，机械能守恒，若要B能追上A，应满足B速度大于A的速度。‎ 解：(1)弧形轨道及水平面均光滑，滑块B滑下过程中，AB组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒，设B滑到水平面时，A的速度为v1，B的速度为v2，则：‎ Mv1＝mv2‎ 解得 ‎ ‎(2)B、C发生弹性正碰，满足动量守恒，机械能守恒，设C的质量为m3，碰后B、C的速度分别的大小为v20，v3，且v2反向，则 mv2＝－mv20＋m3v3‎ 若要B能追上A，应满足：‎ v20＞v1 ‎ 解得m3＞3kg ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎