山西省太原市达标名校2018年高考一月物理模拟试卷
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．如图所示，总阻值为R 的正方形线框的左半侧处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴MN 恰与磁场边缘平齐。若第一次将线框从磁场中以恒定速度v 1向右匀速拉出，第二次以线速度v 2让线框绕轴MN 匀速转过90°，下列说法正确的是（ ）
A ．第一次操作过程中线框产生的感应电流方向沿逆时针方向
B ．两次操作过程中经过线框横截面的电量之比为2∶1
C ．若两次操作过程中线框产生的焦耳热相等，则v 1：v 2=π：2
D ．若两次操作过程中线框产生的平均感应电动势相等，则v 1：v 2=2：π
2．若已知引力常量G ，则利用下列四组数据可以算出地球质量的是（ ）
A ．一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的运行速率和周期
B ．一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的质量和地球的第一宇宙速度
C ．月球绕地球公转的轨道半径和地球自转的周期
D ．地球绕太阳公转的周期和轨道半径
3．如图所示，劲度系数为k 的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m 的物体P 接触，但未与物体P 连接，弹簧水平且无形变。现对物体P 施加一个水平向右的瞬间冲量，大小为I 0，测得物体P 向右运动的最大距离为x 0，之后物体P 被弹簧弹回最终停在距离初始位置左侧2x 0处。已知弹簧始终在弹簧弹性限度内，物体P 与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，下列说法中正确的是 （ ）
A ．物体P 与弹簧作用的过程中，系统的最大弹性势能20032P I E mgx m
μ=- B ．弹簧被压缩成最短之后的过程，P 先做加速度减小的加速运动，再做加速度减小的减速运动，最后做匀减速运动
C ．最初对物体P 施加的瞬时冲量0022I m gx μ=
D ．物体P 整个运动过程，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量大小相等、方向相反
的安培力F随时间变化的图像正确的是（）
A．B．
C．D．
5．2016年2月，物理学界掀起了“引力波”风暴，证实了爱因斯坦100年前所做的预测。据报道，各种各样的引力波探测器正在建造或者使用当中。可能的引力波探测源包括致密双星系统（白矮星、中子星和黑洞）。若质量分别为m1和m2的A、B两天体构成双星，如图所示。某同学由此对该双星系统进行了分析并总结，其中结论不正确的是（）
A．A、B做圆周运动的半径之比为m2：m1
B．A、B做圆周运动所需向心力大小之比为1：1
C．A、B做圆周运动的转速之比为1：1
D．A、B做圆周运动的向心加速度大小之比为1：1
6．如图所示为五个点电荷产生的电场的电场线分布情况，a、b、c、d是电场中的四个点，曲线cd是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，则下列说法正确的是（）
A．该带电粒子带正电
B．a点的电势高于b点的电势
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．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为4∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计。从某时刻开始单刀双掷开关掷向a，在原线圈两端加上如图乙所示交变电压，则下列说法中正确的是（）
A．当开关与a连接时，电压表的示数为55V
B．当开关与a连接时，滑动变阻器触片向下移，电压表示数不变，电流表的示数变大
C．开关由a扳到b时，副线圈电流表示数变为原来的2倍
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为原来2倍
8．如p-T图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③到达状态d。对此气体，下列说法正确的是____。
A．过程①中，气体体积不断增大
B．过程②中，气体向外界吸收热量
C．过程②为绝热过程
D．状态a的体积大于状态d的体积
E.过程③中，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数增加
9．如图所示，下雨天，足球运动员在球场上奔跑时容易滑倒，设他的支撑脚对地面的作用力为F，方向与竖直方向的夹角为θ，鞋底与球场间的动摩擦因数为μ，下面对该过程的分析正确的是（）
A．下雨天，动摩擦因数μ变小，最大静摩擦力增大
B．奔跑步幅越大，越容易滑倒
C．当μ A．全息照相利用了光的衍射现象 B．如果两个波源振动情况完全相同，在介质中能形成稳定的干涉图样 C．声源远离观察者时，听到的声音变得低沉，是因为声源发出的声音的频率变低了D．人们所见到的“海市蜃楼”现象，是由于光的全反射造成的 E.摄像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的反射，从而提高成像质量11．关于气体的性质及热力学定律，下列说法正确的是（） A．气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 B．气体的温度越高，分子热运动就越剧烈，所有分子的速率都增大 C．一定质量的理想气体，压强不变，温度升高时，分子间的平均距离一定增大D．气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性 E.外界对气体做正功，气体的内能一定增加 12．一简谐横波沿x轴负向传播，t时刻的波形如图所示，则该时刻（） A．质点A的速度向上 B．质点B的动能最大 C．B、D两质点的振动情况总是相反 D．从该时刻经过半个周期，质点D的加速度为零 E.从该时刻经过1 4 个周期，质点C将移动到质点B的位置 三、实验题:共2小题，每题8分，共16分 13．图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上装有宽度为d（很小）的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间△t以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x。 (1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙，则d＝________cm； (2)实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，测得滑块经过第一个光电门时遮光条遮光时间为△t 位为m ）及其对应的t （单位为s ），作出x t t -图像如图丙，图像不过原点的原因是________，滑块加速度的大小a ＝_________。（结果保留一位有效数字） 14．要描绘一只标有“9V 、5W”字样小灯泡的完整伏安特性曲线，实验室可供如下器材： A ．电流表A 1（量程1．6A ，内阻约为1.5Ω） B ．电流表A 2（量程3A ，内阻约为1.2Ω） C ．电压表V （量程3V ，内阻v 3r =kΩ） D ．滑动变阻器1R （阻值1~11Ω，额定电流1.8A ） E ．滑动变阻器2R （阻值1~111Ω，额定电流1.5A ） F ．定值电阻36R =kΩ G ．直流电源（电动势E 10V =） H ．导线和开关 （1）请在虚线框中画出电路图_______ （2）滑动变阻器应选______；电流表应选______（填写元件前序号） （3）灯泡两端实际电压0U 与电压表读数U 关系式为______ （4）根据该电路设计图进行实验，测得电压表的读数为U 、电流表读数为I ，若考虑电表的内阻，则此时灯泡的电阻为______（用题目中所给字母或符号表示） 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分 15．如图甲所示，正方形闭合线圈ABCD 的边长10cm a =、总电阻2r =Ω、匝数100n =，匀强磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度大小B 随时间t 的变化关系如图乙所示，周期2110s T -=?，磁场方向以垂直线圈平面向里为正。试求： （1）8 T t =时，线圈的AD 边所受安培力的大小和方向。 （2）在0~2 T 时间内，通过导线横截面的电荷量。 16．角反射器是由三个互相垂直的反射平面所组成，入射光束被它反射后，总能沿原方向返回，自行车尾灯也用到了这一装置。如图所示，自行车尾灯左侧面切割成角反射器阵列，为简化起见，假设角反射器的一个平面平行于纸面，另两个平面均与尾灯右侧面夹45角，且只考虑纸面内的入射光线。 (1)为使垂直于尾灯右侧面入射的光线在左侧面发生两次全反射后沿原方向返回，尾灯材料的折射率要满足什么条件？ n=，光线从右侧面以θ角入射，且能在左侧面发生两次全反射，求sinθ满足的(2)若尾灯材料的折射率2 条件。 17．如图所示，粗细均匀的U型玻璃管竖直放置，其中左侧管开口，且足够长，右侧管封闭。DE段是水银柱，AD段是理想气体，其中AB=75cm，BC=CD=DE=25cm。已知大气压强p0=75cmHg，开始时封闭气体的温度为1000K。则： (1)缓慢降低环境温度，使水银柱全部到达BC段，则此时环境温度为多少？ (2)保持环境温度1000K不变，向左侧管中逐渐滴入水银，使水银柱充满BC段，则加入水银的长度为多少？ 题目要求的 1．D 【解析】 【分析】 【详解】 A ．由右手定则可知，第一次操作过程中感应电流的方向为顺时针方向，选项A 错误； B ．由公式q R ?Φ=可知两次操作过程中经过线框横截面的电量相同，选项B 错误； C ．设线框的边长为L ，若两次操作过程中线框产生的焦耳热相等，第一次将线框从磁场中以恒定速度v 1向右匀速拉出 11E BLv '= () 223111122L BLv B L v Q R v R =?= 第二次以线速度v 2让线框转过90° 2E '== 2232228B L v Q R π== Q 1=Q 2 所以 12::4v v π= 选项C 错误； D ．若两次操作过程中线框产生的平均感应电动势相等，第一次将线框从磁场中以恒定速度v 1向右匀速拉出 11E BLv '= 第二次以线速度v 2让线框转过90° 222212112242BL L BLv E t v ππ ???Φ===? E E = 12:2:v v π= D 选项正确。 故选D 。 2．A 【解析】 【分析】 【详解】 ABC ．可根据方程 2 2Mm v G m r r = 和 22r vT v r T ππ =?= 联立可以求出地球质量M ，选项BC 错误，A 正确； D ．已知地球绕太阳公转的周期和轨道半径可以求出太阳质量，选项D 错误。 故选A 。 3．C 【解析】因物体整个的过程中的路程为4x 0，由功能关系可得： 220001·422I mg x mv m μ＝＝,可知， 02I ＝C 正确；当弹簧的压缩量最大时，物体的路程为x 0，则压缩的过程中由能量关系可 知： 20012 P mv mgx E μ-＝ ，所以：E P ＝202I m ?μmgx 0（或E P =3μmgx 0）．故A 错误；弹簧被压缩成最短之后的过程，P 向左运动的过程中水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，可知物体先做加速度先减小的变加速运动，再做加速度增大的变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动；故B 错误；物体P 整个运动过程，P 在水平方向只受到弹力与摩擦力，根据动量定理可知，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量的和等于I 0，故D 错误．故选C. 点睛：本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键，要抓住加速度与合外力成正比，即可得到加速度是变化的．运用逆向思维研究匀减速运动过程，求解时间比较简洁． 4．D 【解析】 【分析】 由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针；由F BIL =可知F 与B 成正比；由左手定律可知线框ab 边受到的安培力F 水平向右，为正值，故D 正确，A 、B 、C 错误； 故选D 。 5．D 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．因为两天体的角速度相同，由万有引力提供向心力 221211222m m G m r m r L ωω== 可知两天体的向心力大小相等，半径之比为 1221 r m r m = AB 正确； C ．根据角速度与转速的关系 2n ωπ= 可知两天体转速相同，C 正确； D ．由 1211222m m G m a m a L == 得 1221 a m a m = D 错误。 本题选不正确的，故选D 。 6．C 【解析】 【分析】 【详解】 A ．带电粒子做曲线运动，所受的合力指向轨迹凹侧，分析可知该带电粒子带负电，A 错误； BC ．根据等势面与电场线垂直，画出过a 点的等势面如图所示。 则 a a ??'= 根据沿电场线方向电势逐渐降低知 b a ??'> 所以 b a ??> 同理可得 c d ??< 由于带电粒子带负电，则粒子的电势能 p p c d E E > 根据能量守恒定律知，带电粒子的动能 k k c d E E < B 错误， C 正确； D ．电场线的疏密程度表示电场强度的大小 c d E E > 则带电粒子受到的电场力 c d F F > 由牛顿第二定律知带电粒子的加速度 c d a a > D 错误。 故选C 。 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 【分析】 【详解】 A ．根据输入电压的图像可读出变压器原线圈两端的电压有效值为 1220V U == 而变压器两端的电压比等于匝数比，有 22111220V=55V 4 a n U U n ==? 电压表测量的是副线圈输出电压的有效值为55V ，故A 正确； B ．当开关与a 连接时，滑动变阻器触片向下移，因1220V U =不变，则2=55V U 不变，即电压表的示数不变，负载电阻变小，则副线圈的电流变大，即电流表的示数变大，故B 正确； C ．开关由a 扳到b 时，副线圈的电压变为 22111220V=110V 2 b n U U n '==? 电压变为原来的2倍，负载电阻不变，则电流表的示数变为原来的2倍，故C 正确； D ．变压器能改变电压和电流，但不改变交流电的频率，则当单刀双掷开关由a 拨向b 时，副线圈输出电压的频率不变，故D 错误。 故选ABC 。 8．ADE 【解析】 【分析】 【详解】 A. 过程①中，气体温度不变，压强减小，则气体体积不断增大，选项A 正确； BC. 过程②中，气体体积不变，温度降低，内能减小，则气体向外界放出热量，此过程不是绝热过程，选项BC 错误； D. 根据pV C T =可知在a 、d 两个状态6241a d V V =，可知状态a 的体积大于状态d 的体积，选项D 正确； E. 过程③中，气体压强不变，体积减小，分子数密度增加，温度降低，分子平均速率减小，则气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数增加，选项E 正确。 故选ADE 。 9．BC A．下雨天，地面变光滑，动摩擦因数μ变小，最大静摩擦力减小，故A错误； B．将力F分解，脚对地面的压力为Fcosθ，奔跑幅度越大，夹角θ越大，则压力越小，最大静摩擦力越小，人越容易滑倒，故B正确； CD．当 Fsinθ＞μFcosθ 时人容易滑倒，此时 μ＜tanθ 故C正确，D错误。 故选BC。 10．BDE 【解析】 【分析】 【详解】 A．全息照相利用了激光的干涉原理，可以记录光的强弱、频率和相位，故A错误； B．当频率相同与振幅完全相同时，则会形成稳定的干涉图样，故B正确； C．若声源远离观察者，观察者会感到声音的频率变低，是接收频率变小，而发射频率不变，故C错误；D．海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于光在密度不均匀的物质中传播时，发生折射而引起的，属于全反射，故D正确； E．当薄膜的厚度为入射光在增透膜中波长的1 4 时，从薄膜前后表面的反射光相互抵消，从而减少了反射， 增加了透射，故E正确。 故选BDE。 11．ACD 【解析】 【详解】 A．气体压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的作用，所以其本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，所以A正确； B．物体的温度越高，分子的平均动能就越大。分子的平均动能大，并不是每个分子动能都增大，也有个别分子的动能减小，所以B错误； C．根据理想气体状态方程 pV C T D ．气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性，所以D 正确； E ．外界对气体做功 0W > 由于不知道气体是吸热还是放热，根据热力学第一定律 U W Q ?=+ 无法确定气体的内能增加还是减小，故E 错误。 故选ACD 。 12．BCD 【解析】 【分析】 【详解】 A ．由波的平移法可知，在该时刻质点A 正向下运动，故A 错误； B ．由图可得，在该时刻质点B 在平衡位置，速度最大，动能最大，故B 正确； C ．B 、 D 两质点相差半个波长，振动情况总相反，故C 正确； D ．从该时刻经过半个周期，质点D 又处于平衡位置，加速度为零，故D 正确． E ．从该时刻经过1/4个周期，质点C 将运动到自己的平衡位置，不会运动到B 质点处，故E 错误； 故选BCD 。 三、实验题:共2小题，每题8分，共16分 13．0.75 0.3 经过光电门1时速度不为0 0.4 【解析】 【详解】 (1)[1]．主尺：0.7cm ，游标尺：对齐的是5，所以读数为：5×0.1mm=0.5mm=0.05cm ， 故遮光条宽度为：d=0.7cm+0.05cm=0.75cm ； (2)[2]．滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度。 则滑块经过光电门时的速度为 0.0075m/s=0.3m/s 0.025 d v t == (3)[3][4]．滑块在两光电门间做匀加速直线运动，由位移公式可得 2012 x v t at =+ 变形可得 01 2 x v at t =+ 10.22 k a == 那么滑块加速度的大小 a=2k=0.4m/s 2。 14． D A 03U U = V 3U R U I r =- 【解析】 【详解】 （1）[1]描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，由题意可知，灯泡额定电压为9V ，电压表量程为3V ，把电压表量程扩大为9V ，应给电压表串联一个定值电阻R 3；电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示 （2）[2][3]灯泡额定电流为 59 P I U ==A≈1.56A 电流表应选A ；为方便实验操作，滑动变阻器应选择D ； （3）[4]定值电阻阻值是电压表内阻的2倍，则定值电阻两端电压为电压表两端电压的2倍，故灯泡两端电压为U 1=3U ； （4）[5]由图示电路图可知，电流表读数为I ，则通过灯泡的电流为V U I r -，则灯泡电阻 V 3U R U I r =- 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分 15．（1）2.5N ，方向向左；（2）23.7510C -?。 （1）设在0~4 T 时间内线圈中感应电动势的大小为1E 11120V B E n nS t t ?Φ?===?? 线圈中电流 1110A E I r = = 8T t =时，磁感应强度大小21 2.510T B -=?，则线圈AD 边所受安培力大小 11 2.5N F nB I L == 根据左手定则，安培力方向向左。 （2）设在时间内，线圈中感应电动势的大小为2E 22210V B E n nS t t ?Φ?===??，225A E I R == 前2 T 时间内，通过导线横截面的电荷量 212 3.7510C 44 T T q I I -=?+?=? 16． (1) 1.414n ≥；(2)sin 2sin15θ≤ 【解析】 【详解】 (1)垂直尾灯右侧面入射的光线恰好发生全发射时，由折射定律 min sin 90sin 45 n = ① 解得 min 1.414n ==② 故尾灯材料的折射率 1.414n ≥ (2)尾灯材料折射率 2n = 其临界角满足 1sin C n =③ 设右侧面折射角为β，要发生第一次全反射，有 2C ∠≥④ 要发生第二次全反射，有 4C ∠≥⑤ 解得 015β≤≤⑥ 由折射定律 sin sin n θβ =⑦ 解得 sin 2sin15θ≤⑧ 17． (1)450K ；(2)291cm 3 【解析】 【详解】 (1)初状态气体压强p 1=100cmHg ，末状态p 2=75cmHg ，根据理想气体状态方程 1212 AD AB p L S p L S T T = 解得 T 2=450K (2)初状态气体压强p 1=100cmHg ，末状态p 3，根据玻意耳定律得 p 1L AD S=p 3L AB S 可知 32166cmHg 3 p = 22 L=-= 166cm75cm91cm 33
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