山西省2016届高考物理质检试卷（a卷）

山西省2016届高考物理质检试卷（a卷）

2016 年山西省高考物理质检试卷（A 卷） 　 一、单项选择题 1．一直导线中通过以恒定电流置于匀强磁场中，关于直导线中的电流方向、磁 场方向和直导线所受安培力方向三者间的关系，下列说法正确的是（　　） A．当安培力和电流方向一定时，磁场方向就一定 B．当安培力和磁场方向一定时，电流方向就一定 C．当磁场方向和电流方向一定时，安培力方向就一定 D．电流方向、磁场方向、安培力方向三者必定两两垂直 2．用水平力 F 拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动．从 t0 时刻起水平力 F 的大小随时间均匀减小，到 t1 时刻 F 减小为零，则物体运动速度 v 随时间 t 的变 化图线大致正确的是（　　） A． B． C． D． 3．矩形导线框 abcd 与无限长通电直导线 MN 在同一平面内，电流方向如图所示， ab 边与 MN 平行．当 MN 中的电流突然增大时，线框所受安培力的合力方向 （　　） A．向左 B．向右 C．在纸面内向上 D．在纸面内向下 4．如图所示，竖直面内的半圆形轨道与光滑水平面在 B 点相切，半圆形轨道的 半径为 R．一个质量为 m 的物体将弹簧压缩至 A 点后由静止释放，物体脱离弹 簧时获得某一向右的速度，当它经过 B 点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力 的 8 倍，之后向上运动恰能到达最高点 C，轨道上的 D 点与圆心 O 等高．不计空 气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．物体在 A 点时弹簧的弹性势能为 3mgR B．物体从 B 点运动至 C 点的过程中产生的内能为 mgR C．物体从 B 点运动到 D 点的过程中产生的内能为 mgR D．物体从 A 点运动至 C 点的过程中机械能守恒 5．据报道，目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器．探测器升空后，先在地 球表面附近以线速度 v 环绕地球飞行，再调整速度进入地火转移轨道，最后以线 速度 v′在火星表面附近环绕火星飞行．若认为地球和火星都是质量分布均匀的球 体，已知火星与地球的半径之比为 1：2，密度之比为 5：7．设火星与地球表面 重力加速度分别为 g′和 g，下列结论正确的是（　　） A．g′：g=1：4 B．g′：g=7：10 C．v′：v= D．v′：v= 　 二、多项选择题 6．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在 电场线上运动，②在等势面上做匀速圆周运动．该电场可能由（　　） A．一个带负电的点电荷形成 B．一个带正电的点电荷形成 C．两个带等量负的点电荷形成 D．两个带等量正的点电荷形成 7．如图所示，分界线 MN 上下两侧有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度分别为 B1 和 B2，一质量为 m，电荷为 q 的带电粒子（不计重力）从 O 点出发以一定的初 速度 v0 沿纸面垂直 MN 向上射出，经时间 t 又回到出发点 O，形成了图示心形 图案，则（　　） A．粒子一定带正电荷 B．MN 上下两侧的磁场方向相同 C．MN 上下两侧的磁感应强度的大小 B1：B2=1：2 D．时间 t= 8．一物体原来静止在水平地面上，在竖直向上的拉力作用下开始向上运动．取 水平地面为零势能面，在物体向上运动的过程中，其机械能 E 与位移 x 的关系图 象如图所示，其中 0﹣x2 过程的图线是曲线，且 P 处切线的斜率最大，x2﹣x3 过 程的图线为平行于横轴的直线，空气阻力不计，下列说法正确的是（　　） A．在 0﹣x2 过程中物体所受拉力是变力，且 x1 处所受拉力最大 B．在 x2 处物体的速度最大 C．在 0﹣x2 过程中，物体的加速度先增大后减小 D．在 0﹣x1 过程中，物体的动能先增大后减小 　 三、非选择题 9．某同学利用图（a）的装置测量当地的重力加速度，框架竖直部分上装光电门 M 和 N，其旁竖一刻度尺，零刻度线在上端；框架水平部分用电磁铁吸住一小钢 球．切断电源，小钢球由静止下落，当小球经过光电门时光线被遮挡，光电传感 器会输出高压电．某次实验中，测得 M、N 两光电门对应的刻度分别是 x1，x2， 传感器的输出电压波形如图（b）所示，小球的直径为 d，则： （1）小球经过光电门 M 时的速度为　　（用物理量的符号表示）； （2）可求得当地的重力加速度为　　（用物理量的符号表示）； （3）用游标卡尺测量小钢球的直径如图（c）所示，该小钢球的直径为　　 cm． 10．（9 分）电流表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表的电流的两倍．某 同学利用这一事实测量电流表 （量程 100μA，内阻约几千欧姆）的内阻，实验 电路如图（a）所示．除电源（电动势约 1.5V，内阻未知）、开关外，实验室有 以下电阻箱各一只可供选择： A．电阻箱（最大阻值为 999.9Ω）； B．电阻箱（最大阻值为 9999.9Ω）； C．电阻箱（最大阻值为 99999.9Ω）． 该同学的主要实验步骤有： ①闭合开关 S1，调节电阻箱 R1，使电流表的指针满偏； ②保持 R1 不变，合上 S2，调节电阻箱 R2 使电流表的指针半偏； ③读取电阻箱 R2 所示的电阻值． 回答下列问题： （1）电路中 R1 应选用器材中的　　；R2 应选用器材中的　　；（填器材前的字 母） （2）实验中读得 R2 的电阻值为 1996.0Ω，则电流表的内阻为　　Ω； （3）这种方法测出的电流表内阻与其内阻的真实值相比　　（选填“偏大”、“相 等”或“偏小”） （4）为测量该电源的电动势和内电阻，该同学将 R2 调为 4.0Ω 保持不变，闭合 S2、S1，反复调节 R1 的阻值，读出 R1 的值与对应的电流表示数 I，作出 ﹣R1 的 图线如图（b）所示，由图线可求得电源的电动势 E=　　V；内阻 r=　　Ω． 11．（13 分）如图所示，a、b 为平行金属板，期间电压为 U．c、d 是一对圆弧 形金属板，其半径分别为 Rc 和 Rd，g 为其中心线，在金属板间加直流电压，期间 产生径向电场（忽略边缘效应）．将质量为 m、电荷量为 q 的粒子从 a 板处释放， 经 a、b 间电场加速后由 b 板上小孔射出，之后从 c、d 金属板左端的正中心垂直 径向电场进入两板间，恰好能沿中心线 g 做匀速圆周运动．不计粒子重力及其阻 力． （1）求中心线 g 处电场强度 E 的大小； （2）若将 a、b 间电压增大为 2U，保持 c、d 间的径向电场不变，需在 c、d 间 垂直纸面另加一匀强磁场，使该粒子仍沿中心线做匀速圆周运动，求所加磁场的 磁感应强度 B 的大小． 12．（19 分）如图所示，两块相同的薄木板紧挨着静止在水平地面上，每块木 板的质量为 M=1.0kg，长度为 L=1.0m，它们与地面间的动摩擦因数 μ1=0.10．木 板 1 的左端放有一块质量为 m=1.0kg 的小铅块（可视为质点），它与木板间的动 摩擦因数为 μ2=0.25．现突然给铅块一个水平向右的初速度，使其在木板 1 上滑 行．假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取重力加速度 g=10m/s2． （1）当铅块的初速度 v0=2.0m/s 时，铅块相对地面滑动的距离是多大？ （2）若铅块的初速度 v1=3.0m/s，铅块停止运动时与木板 2 左端的距离是多大？ 　 【物理-选修 3-3】 13．（15 分）以下说法正确的是（　　） A．气体扩散现象表明气体分子间只存在斥力 B．高压气体的体积很难被压缩，表明高压气体分子间无间隙 C．热量总是自发地从分子平均动能较大的物体传递到分子平均动能较小的物体 D．液晶具有流动性，其光学性质表现为各向异性 E．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面存在表 面张力 14．型号是 LWH159﹣10.0﹣15 的医用氧气瓶，容积是 10L，内装有 1.80kg 的氧 气．使用前，瓶内氧气压强为 1.4×107Pa，温度为 37℃．当用这个氧气瓶给患者 输氧后，发现瓶内氧气压强变为 7.0×106Pa，温度降为 27℃，试求患者消耗的氧 气的质量． 　 【物理-选修 3-4】 15．在物理学发展的过程中，许多物理学家的发现推动了人类历史的进步，下列 说法正确的是（　　） A．伽利略发现了单摆振动的周期性，惠更斯确定了计算单摆周期的公式 B．杨氏干涉实验证明了光具有波动性 C．泊松亮斑的发现有力地支持了光的粒子学说 D．麦克斯韦语言并用实验证明了电磁波的存在 E．爱因斯坦的相对论认为，长度、质量和时间都是随速度而变化的 16．最近几年，中小学生溺水身亡的事故．虽然原因很多，但其中一个重要原因 就是对水深估计不足．假设清澈的河中有一处水深为 2.0m，如果从该处的正上 方往下看，求看到的河水的视深度为多少？（已知水的折射率为 ，当角度 θ 很 小时近似有 sinθ=tanθ） 　 【物理-选修 3-5】 17．月球土壤里大量存在着一种叫做“氦 3（ He）”的化学元素，是核聚变重要 原料之一．科学家初步估计月球上至少有 100 万吨“氦 3”，如果相关技术开发成 功，将可为地球带来取之不尽的能源．关于“氦 3”与氘核（ H）聚变生成氦 4 （ He），下列说法中正确的是（　　） A．该核反应方程式为 He+ H→ He+ H B．核反应生成物的质量将大于参加反应物质的质量 C．该核反应出现质量亏损，释放能量 D．因为“氮 3”比“氦 4”的比结合能小，所以“氮 3”比“氦 4”稳定 E．该核反应需要一定条件才能发生，如高温、高压 18．如图所示，半径为 R 的光滑圆弧轨道放置在竖直平面内，A、C 是轨道的两 个端点，A 点与圆心 O 等高，C 点和圆心 O 点的连线与竖直方向的夹角 θ=60°，B 点处在圆弧轨道的最低点．现有两个半径均为 r（r＜R）的小球 1 和小球 2，其 中小球 2 静止在 B 点．把小球 1 从 A 点由静止释放，到达最低点 B 处与小球 2 发生弹性碰撞，为使得小球 2 能离开圆弧轨道，小球 2 与小球 1 的质量之比 应满足什么条件？ 　 2016 年山西省高考物理质检试卷（A 卷） 参考答案与试题解析 　 一、单项选择题 1．一直导线中通过以恒定电流置于匀强磁场中，关于直导线中的电流方向、磁 场方向和直导线所受安培力方向三者间的关系，下列说法正确的是（　　） A．当安培力和电流方向一定时，磁场方向就一定 B．当安培力和磁场方向一定时，电流方向就一定 C．当磁场方向和电流方向一定时，安培力方向就一定 D．电流方向、磁场方向、安培力方向三者必定两两垂直 【考点】左手定则． 【分析】本题考查了安培力的产生条件、大小与方向，当电流方向与磁场平行时 不受安培力，根据左手定则可知安培力的方向与磁场垂直． 【解答】解：根据左手定则可知，安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直，即 与电流和磁场方向都垂直， 那么安培力方向始终垂直于通电直导线与磁感线所决定的平面，故 ABD 错误，C 正确； 故选：C． 【点评】本题关键是记住安培力方向根据左手定则判断，注意安培力方向始终垂 直于通电直导线与磁感线所决定的平面，基础题目． 　 2．用水平力 F 拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动．从 t0 时刻起水平力 F 的大小随时间均匀减小，到 t1 时刻 F 减小为零，则物体运动速度 v 随时间 t 的变 化图线大致正确的是（　　） A． B． C． D． 【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系． 【分析】物体受到的拉力减小，滑动摩擦力不变，合力增大，加速度增大，但物 体最减速运动，在 v﹣t 图象中斜率代表加速度即可判断 【解答】解：物体开始做匀速运动，拉力 F=f，当 F 减小时，滑动摩擦力不变， 根据牛顿第二定律可知 F﹣f=ma，由于 F 逐渐减小，故加速度逐渐增大的减速运 动， A、做加速度增大的减速运动，故 A 正确； B、加速度减小的减速运动，故 B 错误； C、加速度不变的减速运动，故 C 错误； D、加速度不变的减速运动，故 D 错误 故选：A 【点评】本题主要考查了 v﹣t 图象，知道斜率代表加速度，关键是利用牛顿第 二定律判断出加速度大小的变化 　 3．矩形导线框 abcd 与无限长通电直导线 MN 在同一平面内，电流方向如图所示， ab 边与 MN 平行．当 MN 中的电流突然增大时，线框所受安培力的合力方向 （　　） A．向左 B．向右 C．在纸面内向上 D．在纸面内向下 【考点】楞次定律；安培力． 【分析】先根据楞次定律判定线圈中感应电流方向，再依据左手定则，来判断出 直导线的受力情况，从而即可求解． 【解答】解：直导线中的电流方向由 M 到 N，根据安培定则，导线右侧区域磁 感应强度方向向内， 当电流突然增大时，根据楞次定律，则有线圈中产生逆时针方向的感应电流， 根据左手定则，ab 边受向右的安培力，cd 边受到向左的安培力，ad 边受到向上 的安培力，bc 受到向下的安培力，方向全不同，离 MN 越远的位置，磁感应强 度越小，故根据安培力公式 F=BIL，ab 边受到的安培力大于 cd 边，ad 边受到的 安培力等于 bc 受到受到的安培力，线框所受安培力的合力向右．故 ACD 错误， B 正确； 故选：B． 【点评】本题的关键：（1）会根据安培定则判断通电直导线的磁场；（2）会根 据楞次定律来判定感应电流方向，再依据左手定则判断安培力方向；（3）会根 据安培力公式 F=BIL 并结合微元法判断安培力的大小． 　 4．如图所示，竖直面内的半圆形轨道与光滑水平面在 B 点相切，半圆形轨道的 半径为 R．一个质量为 m 的物体将弹簧压缩至 A 点后由静止释放，物体脱离弹 簧时获得某一向右的速度，当它经过 B 点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力 的 8 倍，之后向上运动恰能到达最高点 C，轨道上的 D 点与圆心 O 等高．不计空 气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．物体在 A 点时弹簧的弹性势能为 3mgR B．物体从 B 点运动至 C 点的过程中产生的内能为 mgR C．物体从 B 点运动到 D 点的过程中产生的内能为 mgR D．物体从 A 点运动至 C 点的过程中机械能守恒 【考点】功能关系；机械能守恒定律． 【分析】根据牛顿第二定律得出物体经过B 点的速度，结合能量守恒定律求出物 体在 A 点时弹簧的弹性势能．物体恰好通过最高点 C，根据牛顿第二定律求出 C 点的速度，通过能量守恒定律求出物体从 B 点运动至 C 点的过程中产生的内 能．对照机械能守恒的条件：只有重力做功，分析机械能是否守恒． 【解答】解：A、设物体在 B 点的速度为 vB，所受弹力为 FNB，根据牛顿第二定 律有： FNB﹣mg=m 据题有 FNB=8mg，可得 vB= 由能量守恒定律可知：物体在 A 点时弹簧的弹性势能 Ep= mvB2=3.5mgR．故 A 错误． B、设物体在 C 点的速度为 vC，由题意可知：mg=m 物体由 B 点运动到 C 点的过程中，由能量守恒定律得产生的内能 Q= mvB2﹣（ mvC2+2mgR），解得：Q=mgR．故 B 正确． C、物体半圆形轨道上做圆周运动，由指向圆心的合力充当向心，由牛顿运动定 律和向心力知识可知，在 BD 段物体对轨道的压力大于在 DC 段物体对轨道的压 力，则物体在 BD 段受到的摩擦力大于在 DC 段的摩擦力，所以根据功能关系可 知，物体从 B 点运动到 D 点的过程中产生的内能大于 mgR．故 C 错误． D、物体从 A 点运动至 C 点的过程中，由于有弹力和摩擦力做功，所以物体的机 械能不守恒．故 D 错误． 故选：B 【点评】本题要掌握牛顿第二定律和能量守恒定律的综合运用，知道圆周运动向 心力的来源是解决本题的关键． 　 5．据报道，目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器．探测器升空后，先在地 球表面附近以线速度 v 环绕地球飞行，再调整速度进入地火转移轨道，最后以线 速度 v′在火星表面附近环绕火星飞行．若认为地球和火星都是质量分布均匀的球 体，已知火星与地球的半径之比为 1：2，密度之比为 5：7．设火星与地球表面 重力加速度分别为 g′和 g，下列结论正确的是（　　） A．g′：g=1：4 B．g′：g=7：10 C．v′：v= D．v′：v= 【考点】万有引力定律及其应用． 【分析】在星球表面的物体受到的重力等于万有引力 ，根据质量与密度 的关系，代入化简可得出重力加速度与密度和半径的关系，进一步计算重力加速 度之比． 根据根据牛顿第二定律有： 和 化简解出速度的表达式， 代入数据化简可得速度之比． 【解答】解：AB、在星球表面的物体受到的重力等于万有引力 ， 所以 所以 ，故 AB 错误． CD、探测器绕地球表面运行和绕月球表面运行都是由万有引力充当向心力，根 据牛顿第二定律有： ， 得： …①， M 为中心体质量，R 为中心体半径． …② 由①②得：v= 已知地球和火星的半径之比为 1：2，密度之比为 5：7，所以探测器绕地球表面 运行和绕月球表面运行线速度大小之比为：v′：v= ；故 C 正确、D 错误． 故选：C． 【点评】解决本题的关键掌重力等于万有引力这个关系，求一个物理量，我们应 该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较求解． 　 二、多项选择题 6．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在 电场线上运动，②在等势面上做匀速圆周运动．该电场可能由（　　） A．一个带负电的点电荷形成 B．一个带正电的点电荷形成 C．两个带等量负的点电荷形成 D．两个带等量正的点电荷形成 【考点】电场线． 【分析】带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，若在电场线上运动，则电势 一定变化，因为沿电场线电势降低，若在等势面上做匀速圆周运动，则电场力大 小应该不变，结合这两个要求判断即可． 【解答】解：A：当粒子的初速度的方向与电场线垂直时，粒子受到与电场线方 向相反的力的作用，将会做离心运动．故 A 错误； B：因为一个带正电的点电荷形成的电场，其电场线是直线，当带负电的粒子的 初速度的方向与电场线的方向在一条直线上时，粒子可以在电场线上运动，当粒 子的初速度的方向与电场线垂直时，粒子可以在等势面上做匀速圆周运动．带负 电的粒子 可以在一个带正电的点电荷形成的电场中的任意一个等势面（如图 1 中虚线所示的等势面 A、B、C）上做匀速圆周运动，故选项 B 正确． C：两个带等量负的点电荷的电场对负电荷的作用力向外，同负点电荷的电场类 似，所以带负电粒子不可能在受到背离圆心的作用下做匀速圆周运动，故 C 错误； D：如图 2 所示两个等量的同种正点电荷 A、B 形成的电场（笔者增加了 AO、 BO、OP、OQ 四条直线电场线），当带负电的粒子的初速度的方向与电场线在一 条直线上时，粒子可以在电场线上运动，如图 2 所示粒子可以在直线电场线 AM、BN、AB、OP、OQ 等上做直线运动，由于场强是变化的，所以粒子做变速 直线运动，考虑到电场分布的空间性和对称性，当粒子初速度的方向在 A、B 连 线的中垂面内且与中垂线垂直，则粒子所受库仑力的合力始终指向 O 点，粒子 将在两电荷 A、B 连线的中垂面内，以两电荷 A、B 连线的中点 O 为圆心做匀速 圆周运动．其实 PQ 是两电荷连线的垂直平分面在纸面内的投影，在该平面内其 电势的分布像在两电荷 A、B 连线的中点 O 处固定一个孤立的正的点电荷一样， 其电势的分布如图 2 虚线所示的等势面．故选项 D 正确． 故选：BD 【点评】该题考查几种常见的电场的特点，本题关键要能让负电荷做匀速圆周运 动，必须有指向圆心的力提供向心力，故只能是位于圆心的正电荷提供． 　 7．如图所示，分界线 MN 上下两侧有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度分别为 B1 和 B2，一质量为 m，电荷为 q 的带电粒子（不计重力）从 O 点出发以一定的初 速度 v0 沿纸面垂直 MN 向上射出，经时间 t 又回到出发点 O，形成了图示心形 图案，则（　　） A．粒子一定带正电荷 B．MN 上下两侧的磁场方向相同 C．MN 上下两侧的磁感应强度的大小 B1：B2=1：2 D．时间 t= 【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动． 【分析】带电粒子在磁场中的绕行方向相同未知，磁场的方向未知，所有不能用 洛仑兹力充当圆周运动的向心力的方法判定电荷的正负；粒子越过磁场的分界线 MN 时，洛仑兹力的方向没有变，但是半径不同，所以磁场方向相同，强度不同； 由图可确定半径之比，根据磁感强度与半径的关系可求磁感强度之比．由带电粒 子运动时间与周期的关系，结合磁感强度之比可求运动总时间． 【解答】解：A、题中未提供磁场的方向和绕行的方向，所有不能用洛仑兹力充 当圆周运动的向心力的方法判定电荷的正负．A 错误． B、粒子越过磁场的分界线 MN 时，洛仑兹力的方向没有变，根据左手定则可知 磁场方向相同．B 正确． C、设上面的圆弧半径是 r1，下面的圆弧半径是 r2，根据几何关系可知 r1：r2=1： 2；洛仑兹力充当圆周运动的向心力 ，得 ；所以 B1：B2=r2：r1=2： 1．C 错误． D、由洛仑兹力充当圆周运动的向心力 ，周期 ，得 ；带 电粒子运动的时间 = ，由 B1：B2=2：1 得 ．D 正 确． 故选：BD． 【点评】本题考查了带电粒子在磁场中运动的一些基本表达式，如半径表达式和 周期表达式；同时还需结合图形得出几何关系，时间关系．好题． 　 8．一物体原来静止在水平地面上，在竖直向上的拉力作用下开始向上运动．取 水平地面为零势能面，在物体向上运动的过程中，其机械能 E 与位移 x 的关系图 象如图所示，其中 0﹣x2 过程的图线是曲线，且 P 处切线的斜率最大，x2﹣x3 过 程的图线为平行于横轴的直线，空气阻力不计，下列说法正确的是（　　） A．在 0﹣x2 过程中物体所受拉力是变力，且 x1 处所受拉力最大 B．在 x2 处物体的速度最大 C．在 0﹣x2 过程中，物体的加速度先增大后减小 D．在 0﹣x1 过程中，物体的动能先增大后减小 【考点】功能关系；向心力． 【分析】根据功能关系：除重力以外的其它力所做的功等于物体机械能的增量， 分析知道图象的斜率等于拉力．0﹣x2 过程中斜率在变化，可判断出拉力在变 化．当机械能守恒时，拉力等于零，通过拉力的变化判断其加速度以及动能的变 化． 【解答】解：A、0﹣x2 过程中，设物体在很短的位移△x 内拉力为 F，则根据功 能关系得：物体的机械能变化量△E=F△x，E﹣x 图象的斜率 =F，由图知图线 的斜率在变化，则拉力在变化，P 处切线的斜率最大，则 x1 处所受拉力最大．故 A 正确． B、x1﹣x2 过程中斜率不断增大，拉力不断增大，一直大于物体的重力．x1﹣x2 过 程中斜率不断减小，拉力不断减小，拉力先大于重力，先小于重力，直至拉力减 至零，所以物体先向上加速后向上减速，则 x1﹣x2 之间某位置速度最大，故 B 错 误． C、在 0﹣x2 过程中，拉力先大于重力，且拉力不断增大，则合力不断增大，加 速度增大．后拉力小于重力，拉力减小，合力先向下后向上，所以合力先减小后 反向增大，加速度先减小后反向增大．因此，在 0﹣x2 过程中，加速度先增大， 后减小再反向增大．故 C 错误． D、在 0﹣x1 过程中，拉力一直大于重力，物体做加速运动，动能一直增大，故 D 错误． 故选：A 【点评】运用功能关系分析出：E﹣x 图象的斜率的绝对值等于物体所受拉力的 大小是解答本题的关键，要通过分析物体的受力情况，来判断物体的运动情况， 分析时要注意拉力与重力的大小关系． 　 三、非选择题 9．某同学利用图（a）的装置测量当地的重力加速度，框架竖直部分上装光电门 M 和 N，其旁竖一刻度尺，零刻度线在上端；框架水平部分用电磁铁吸住一小钢 球．切断电源，小钢球由静止下落，当小球经过光电门时光线被遮挡，光电传感 器会输出高压电．某次实验中，测得 M、N 两光电门对应的刻度分别是 x1，x2， 传感器的输出电压波形如图（b）所示，小球的直径为 d，则： （1）小球经过光电门 M 时的速度为　 　（用物理量的符号表示）； （2）可求得当地的重力加速度为　 　（用物理量 的符号表示）； （3）用游标卡尺测量小钢球的直径如图（c）所示，该小钢球的直径为　0.440　 cm． 【考点】测定匀变速直线运动的加速度． 【分析】根据平均速度等于中时刻的瞬时速度； 根据速度位移公式得出（v22﹣v12）与（x2﹣x1）的函数关系，即可求解重力加速 度的大小． 游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读． 【解答】解：（1）利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度得： 小球经过光电门时的速度为：vM= ，而 vN= ． （2）根据速度位移公式得，（vM2﹣vN2）=2g（x2﹣x1），则重力加速度 g= ． （3）游标卡尺的读数为 4mm+0.05×8mm=4.40mm=0.440cm， 故答案为：（1） ；（2） ；（3）0.440． 【点评】解答实验题首先要理解实验原理，知道如何减小实验误差，对于图象问 题，关键得出函数表达式，从而分析判断． 　 10．电流表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表的电流的两倍．某同学利用 这一事实测量电流表 （量程 100μA，内阻约几千欧姆）的内阻，实验电路如图 （a）所示．除电源（电动势约 1.5V，内阻未知）、开关外，实验室有以下电阻 箱各一只可供选择： A．电阻箱（最大阻值为 999.9Ω）； B．电阻箱（最大阻值为 9999.9Ω）； C．电阻箱（最大阻值为 99999.9Ω）． 该同学的主要实验步骤有： ①闭合开关 S1，调节电阻箱 R1，使电流表的指针满偏； ②保持 R1 不变，合上 S2，调节电阻箱 R2 使电流表的指针半偏； ③读取电阻箱 R2 所示的电阻值． 回答下列问题： （1）电路中 R1 应选用器材中的　C　；R2 应选用器材中的　B　；（填器材前的 字母） （2）实验中读得 R2 的电阻值为 1996.0Ω，则电流表的内阻为　1996.0　Ω； （3）这种方法测出的电流表内阻与其内阻的真实值相比　偏小　（选填“偏大”、 “相等”或“偏小”） （4）为测量该电源的电动势和内电阻，该同学将 R2 调为 4.0Ω 保持不变，闭合 S2、S1，反复调节 R1 的阻值，读出 R1 的值与对应的电流表示数 I，作出 ﹣R1 的 图线如图（b）所示，由图线可求得电源的电动势 E=　1.6　V；内阻 r=　2.4　 Ω． 【考点】伏安法测电阻． 【分析】（1）应用半偏法测电流表内阻，为减小实验误差电路电流应保持基本 不变，电路电阻应很大，串联在电路中的电阻阻值应很大；与电流表并联的变阻 器电阻应用电流表内阻相差不多； （2）应用半偏法测电流表内阻，电流表内阻等于与之并联的电阻阻值； （3）根据实验步骤应用欧姆定律与并联电路特点分析实验误差； （4）根据并联电路特点求出干路电流，然后应用欧姆定律求出图象的函数表达 式，根据图示图象与图象的函数表达式求出电源电动势与内阻． 【解答】解：（1）利用半偏法测量电流表 G 的内阻，要保证总电流基本不变， 则 R1 的阻值远大于 R2 的阻值，电阻 R1 应该选择 C； R2 的阻值应与待测电表内阻相差不多，电表内阻约为几千欧姆，则 R2 应该选择 B； （2）待测电表与 R2 并联，当待测电表半偏时两者电阻阻值相等，R2 的电阻值为 1996.0Ω，则电流表的内阻为 1996.0Ω． （3）闭合开关 S2 后电流表 G 与 R2 并联，电路总电阻变小，电路电流变大，电 流表 G 半偏时通过并联电阻的电流大于电流表的电流，则其电阻小于电流表的 内阻，我们认为电流表内阻等于 R2 的阻值，则电流表内阻测量值小于真实值． （4）电流表内阻 Rg=1996Ω，已知：R2=4Ω，则干路电流（改装后电流表示数）： I=Ig+I2=Ig+ =Ig+ Ig=500Ig，R 并= = =3.992Ω； 由图示电路图即题意可知，电源电动势：E=500I（r+R1+R 并）， 则： = R1+ ， 由图示图象可知：k= = ， 解得：E=1.6V，b= =4，r≈2.4Ω； 故答案为：（1）C；B；（2）1996.0；（3）偏小；（4）1.6；2.4． 【点评】本题考查了半偏法测电流表内阻实验，此题综合性强，考查知识点多， 要结合串并联关系和电表的改装原理以及电路的选择，一个知识点想不到就易出 错，此题属于易错题；求电源电动势与内阻时应用欧姆定律求出图象的函数表达 式是解题的关键． 　 11．（13 分）（2016•山西模拟）如图所示，a、b 为平行金属板，期间电压为 U．c、d 是一对圆弧形金属板，其半径分别为 Rc 和 Rd，g 为其中心线，在金属板 间加直流电压，期间产生径向电场（忽略边缘效应）．将质量为 m、电荷量为 q 的粒子从 a 板处释放，经 a、b 间电场加速后由 b 板上小孔射出，之后从 c、d 金 属板左端的正中心垂直径向电场进入两板间，恰好能沿中心线 g 做匀速圆周运 动．不计粒子重力及其阻力． （1）求中心线 g 处电场强度 E 的大小； （2）若将 a、b 间电压增大为 2U，保持 c、d 间的径向电场不变，需在 c、d 间 垂直纸面另加一匀强磁场，使该粒子仍沿中心线做匀速圆周运动，求所加磁场的 磁感应强度 B 的大小． 【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动． 【分析】（1）由动能定理求出进入径向电场的速度，粒子在径向电场中做匀速 圆周运动，由电场力提供向心力，联立两式即可求出径向电场的电场强度． （2）若加速电压加倍，则进入径向电场的速度相应增加，所需的向心力也要增 加，若原电场力不变的话，粒子将做离心运动，这时要增加一个洛仑兹力，以补 充向心力．此时两力之各提供向心力，这样也可求出所加的磁感应强度． 【解答】解：（1）加速电压为 U 时，粒子射出 b 板时速度为 v，中心线处半径 为 r 由几何关系： 电场力提供向心力： 解得： 方向沿半径方向． （2）加速电压为 2U 时，设粒子射出 b 板时速度为 v′ 电场力及洛仑兹力的合力提供向心力： 解得：B= 答：1）求中心线 g 处电场强度 E 的大小 ． （2）若将 a、b 间电压增大为 2U，保持 c、d 间的径向电场不变，需在 c、d 间 垂直纸面另加一匀强磁 场，使该粒子仍沿中心线做匀速圆周运动，求所加磁场的磁感应强度 B 的大小为 ． 【点评】本题的难度不大，少见的是带电粒子在径向电场中做匀速圆周运动，电 场力提供向心力，同时又略加变化的是将加速电场加倍后，使粒子在原来轨道上 做匀速圆周运动，这时必须增加一种力以补充洛向心力，自然只能是洛仑兹力， 由牛顿第二定律可以求出所加磁场的磁感应强度． 　 12．（19 分）（2016•山西模拟）如图所示，两块相同的薄木板紧挨着静止在水 平地面上，每块木板的质量为 M=1.0kg，长度为 L=1.0m，它们与地面间的动摩擦 因数 μ1=0.10．木板 1 的左端放有一块质量为 m=1.0kg 的小铅块（可视为质点）， 它与木板间的动摩擦因数为 μ2=0.25．现突然给铅块一个水平向右的初速度，使 其在木板 1 上滑行．假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取重力加速度 g=10m/s2． （1）当铅块的初速度 v0=2.0m/s 时，铅块相对地面滑动的距离是多大？ （2）若铅块的初速度 v1=3.0m/s，铅块停止运动时与木板 2 左端的距离是多大？ 【考点】动能定理；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律． 【分析】（1）当铅块在木板 1 上滑行时，由于铅块对木板的摩擦力小于地面的 最大静摩擦力，可知铅块在木板 1 上运动时，两木板均保持静止，根据动能定理 铅块相对地面滑动的距离． （2）根据动能定理求出铅块滑上木板 2 时的速度，然后结合牛顿第二定律求出 铅块和木板 2 的加速度大小，结合运动学公式，根据位移关系求出铅块相对木板 2 的位移大小，从而得出铅块停止运动时与木板 2 左端的距离． 【解答】解：（1）取水平向右为正方向，相对木板滑动时，铅块与木板间的滑 动摩擦力的大小为 f=μ2mg=0.25×10N=2.5N， 当铅块在木板 1 上滑动时，两块木板与地面间的最大静摩擦力为 f1=μ1（2M+m） g=0.10×（2+1）×10N=3N， 因为 f＜f1，所以铅块在木板 1 上运动时，两块木板都保持静止． 设铅块能在木板 1 上停止运动，相对木板 1 运动的距离为 x， ， 代入数据解得 x=0.8m， 因为 x＜L，所以假设成立，铅块相对地面滑动的距离也为 0.8m． （2）铅块刚离开木板 1 时两块木板速度均为 0，设此时铅块的速度为 v2， 根据动能定理得， ， 代入数据解得 v2=2m/s， 铅块在木板 2 上滑动时，铅块的加速度为 a，木板 2 的加速度为 a1， 则 ， 根据牛顿第二定律得， = ， 假设铅块滑上木板 2 后，经过时间 t 能相对木板 2 静止，此时铅块和木板 2 的共 同速度为 v，设该过程铅块位移为 x1，木板 2 的位移为 x2， 铅块与木板 2 左端的距离为△x， 根据运动学公式有：v=v2+at， v=a1t， ， ， 因为△x=x1﹣x2， 代入数据解得 ，此后铅块相对木板 2 保持相对静止． 答：（1）当铅块的初速度 v0=2.0m/s 时，铅块相对地面滑动的距离是 0.8m； （2）若铅块的初速度 v1=3.0m/s，铅块停止运动时与木板 2 左端的距离是 ． 【点评】本题考查了牛顿第二定律、运动学公式和动能定理的综合运用，知道铅 块在木板 1 上运动时，木板处于静止，当铅块在木板 2 上运动时，铅块做匀减速 直线运动，木板做匀加速直线运动，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求 解． 　 【物理-选修 3-3】 13．（15 分）（2016•山西模拟）以下说法正确的是（　　） A．气体扩散现象表明气体分子间只存在斥力 B．高压气体的体积很难被压缩，表明高压气体分子间无间隙 C．热量总是自发地从分子平均动能较大的物体传递到分子平均动能较小的物体 D．液晶具有流动性，其光学性质表现为各向异性 E．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面存在表 面张力 【考点】布朗运动；* 晶体和非晶体；* 液体的表面张力现象和毛细现象． 【分析】气体扩散现象说明气体分子在做无规则运动；热量总是自发地温度高的 物体传递到低温物体；液晶具有流动性，光学性质各向异性；液体表面层分子间 距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力． 【解答】解：A、扩散说明分子在做无规则运动，不能说明分子间的斥力；故 A 错误； B、高压气体的体积很难被压缩，说明压强大，但气体分子减小是比较大的，故 B 错误； C、热量总是自发的从温度大的物体传递到温度低的得物体；而温度是分子平均 动能的标志；故 C 正确； D、液晶是一类介于晶体与液体之间的特殊物质，它具有流动性，光学性质各向 异性；故 D 正确； E、液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子之间的作用力表现为 引力，所以液体表面存在表面张力；故 E 正确； 故选：CDE 【点评】本题考查分子动理论的内容和热力学第一定律，知识点较多，关键是记 住基础知识，注意气体分子间隙大． 　 14．（2016•山西模拟）型号是 LWH159﹣10.0﹣15 的医用氧气瓶，容积是 10L， 内装有 1.80kg 的氧气．使用前，瓶内氧气压强为 1.4×107Pa，温度为 37℃．当 用这个氧气瓶给患者输氧后，发现瓶内氧气压强变为 7.0×106Pa，温度降为 27℃，试求患者消耗的氧气的质量． 【考点】理想气体的状态方程． 【分析】当温度升高时，先根据理想气体状态方程求出温度降低到 27℃时，教 室内气体的总体积，再按比例求解教室内空气质量，从而求出消耗氧气的质量 【解答】解：以氧气瓶中原有气体为研究对象 开始时： 输氧后： 依据一定质量理想气体状态方程 输氧后瓶中气体实际体积是 ，故瓶中剩余氧气质量 与原有氧气质量 m 之比 等于体积之比 患者消耗氧气 解得： 答：患者消耗氧气的质量 0.87kg 【点评】本题首先要准确选择研究对象，应以质量一定的气体为研究对象，所以 必须选择整个气体研究，其次要正确运用气态方程进行求解． 　 【物理-选修 3-4】 15．（2016•山西模拟）在物理学发展的过程中，许多物理学家的发现推动了人 类历史的进步，下列说法正确的是（　　） A．伽利略发现了单摆振动的周期性，惠更斯确定了计算单摆周期的公式 B．杨氏干涉实验证明了光具有波动性 C．泊松亮斑的发现有力地支持了光的粒子学说 D．麦克斯韦语言并用实验证明了电磁波的存在 E．爱因斯坦的相对论认为，长度、质量和时间都是随速度而变化的 【考点】物理学史． 【分析】本题是物理学史问题，根据惠更斯、托马斯、麦克斯韦、爱因斯坦等人 对物理学发展的贡献和物理学常识进行解答 【解答】解：A、惠更斯详尽研究单摆的振动，得到了单摆的周期公式，故 A 正 确． B、干涉是波的特有现象，杨氏双缝干涉实验证明了光是一种波，故 B 正确． C、泊松亮斑是光的衍射现象造成的，泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动说， 故 C 错误． D、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在，故 D 错 误． E、根据爱因斯坦的相对论，知长度、质量、时间都是变化的，故 E 正确． 故选：ABE 【点评】解决本题的关键是平时在学习物理学主干知识的同时，要加强物理学史 的学习和积累． 　 16．（2016•山西模拟）最近几年，中小学生溺水身亡的事故．虽然原因很多， 但其中一个重要原因就是对水深估计不足．假设清澈的河中有一处水深为 2.0m， 如果从该处的正上方往下看，求看到的河水的视深度为多少？（已知水的折射率 为 ，当角度 θ 很小时近似有 sinθ=tanθ） 【考点】光的折射定律． 【分析】作出河底的光线人眼的光路图．人在竖直向下方看河底时，视角很小， 入射角很小，折射角也很小，两个的正切和正弦近似相等．根据几何知识求视 深． 【解答】解：作出光路图，如图所示． 由折射定律可知： =n 在正上方观察时，角度 θ1 和 θ2 都很小，则 ≈ 由几何关系可得 tanθ1= ，tanθ2= 所以此处河水的视深度 h= = m=1.5m 答：看到的河水的视深度为是 1.5m． 【点评】本题关键是合理利用近似．当入射角和折射角很小时，根据数学知识， 正切和正弦近似相等，在几何光学中常常用到，要记牢． 　 【物理-选修 3-5】 17．（2016•山西模拟）月球土壤里大量存在着一种叫做“氦 3（ He）”的化学 元素，是核聚变重要原料之一．科学家初步估计月球上至少有 100 万吨“氦 3”， 如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源．关于“氦 3”与氘核（ H）聚变生成氦 4（ He），下列说法中正确的是（　　） A．该核反应方程式为 He+ H→ He+ H B．核反应生成物的质量将大于参加反应物质的质量 C．该核反应出现质量亏损，释放能量 D．因为“氮 3”比“氦 4”的比结合能小，所以“氮 3”比“氦 4”稳定 E．该核反应需要一定条件才能发生，如高温、高压 【考点】爱因斯坦质能方程；裂变反应和聚变反应． 【分析】根据电荷数守恒、质量数守恒判断核反应方程的正误；轻核聚变将放出 大量的能量，知有质量亏损；核电站产生的核能来自重核裂变； 【解答】解：A、该核反应方程为 He+ H→ He+ H，电荷数守恒，质量数 守恒．故 A 正确； B、C、关于“氦 3（ He）”与氘核（ H）聚变生成氦 4（ He）和质子，有大 量的能量放出，根据爱因斯坦质能方程，知有质量亏损，生成物的质量小于参加 反应物质的质量．故 B 错误，C 正确． D、比结合能越大，原子核越稳定．故 D 错误； E、该核反应是热核反应，需要在高温、高压的条件下才能发生，故 E 正确． 故选：ACE． 【点评】解决本题的关键知道轻核聚变和重核裂变的区别，知道这两种核反应都 有质量亏损，都放出大量的能量． 　 18．（2016•山西模拟）如图所示，半径为 R 的光滑圆弧轨道放置在竖直平面内， A、C 是轨道的两个端点，A 点与圆心 O 等高，C 点和圆心 O 点的连线与竖直方 向的夹角 θ=60°，B 点处在圆弧轨道的最低点．现有两个半径均为 r（r＜R）的小 球 1 和小球 2，其中小球 2 静止在 B 点．把小球 1 从 A 点由静止释放，到达最低 点 B 处与小球 2 发生弹性碰撞，为使得小球 2 能离开圆弧轨道，小球 2 与小球 1 的质量之比 应满足什么条件？ 【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律． 【分析】小球 1 从 A 到 B 的过程中，机械能守恒，据此求出到达 B 处获得的速 度，在 B 处小球 1 和小球 2 发生弹性碰撞，根据动量守恒定律以及机械能守恒定 律求出碰撞后 B 的速度，小球 2 从 B 到 C 得过程中，机械能守恒，要保证在 C 点的速度大于 0，据此求解即可． 【解答】解：小球 1 从 A 到 B 的过程中，机械能守恒，到达 B 处获得的速度为 v1，则有： 在 B 处小球 1 和小球 2 发生弹性碰撞，设碰撞后的速度分别为 v1′和 v2′，以 v1 速 度方向为正方向，根据动量守恒定律得： m1v1=m1v1′+m2v2′， 根据机械能守恒定律得： 小球 2 从 B 到 C 得过程中，机械能守恒，要保证在 C 点的速度大于 0，则有： 联立解得： 答：为使得小球 2 能离开圆弧轨道，小球 2 与小球 1 的质量之比 应满足 ． 【点评】本题主要考查了机械能守恒定律以及动量守恒定律的直接应用，知道弹 性碰撞过程中，机械能守恒，难度适中．