2018-2019学年安徽省芜湖市高三（上）期末物理试卷Word版含解析

2018-2019学年安徽省芜湖市高三（上）期末物理试卷
一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．
1．（6分）下列说法中正确的是（　　）
A．伽利略通过“斜面实验”成功测出了自由落体加速度
B．奥斯特首先提出“电场线”的概念用来直观描述电场
C．卡文迪许成功设计扭秤实验测量出万有引力常量
D．“北斗”导航卫星的发射速度大于第二宇宙速度
2．（6分）如图所示，PQ为圆的竖直直径，AQ、BQ、CQ为三个光滑斜面轨道，分别与圆相交于A、B、C三点。现让三个小球（可以看作质点）分别沿着AQ、BQ、CQ轨道自端点由静止滑下到Q点，运动的平均速度分别为v1、v2和v3．则有：（　　）
A．v2＞v1＞v3 B．v1＞v2＞v3 C．v3＞v1＞v2 D．v1＞v3＞v2
3．（6分）“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器，如图所示，它是目前世界上下游能力最强的潜水器。假设某次海事活动中，“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮，从上浮速度为v时开始计时，此后“蛟龙号”匀减速上浮，经过时间t上浮到海面，速度恰好减为零，则”蛟龙号”在t0（t0＜t）时刻距离海平面的深度为（　　）
A． B．vt0（t﹣）
C． D．
4．（6分）用长为L的细线系着一个质量为m的小球（可以看作质点），以细线端点O为圆心，在竖直平面内做圆周运动。P点和Q点分别为圆轨迹的最低点和最高点，不考虑空气阻力，小球经过P点和Q点所受细线拉力的差值为（　　）
A．2mg B．4mg C．6mg D．8mg
5．（6分）某静电场在x轴上各点的电势φ随坐标x的分布图象如图。x轴上A、O、B三点的电势值分别为φA、φO、φB，电场强度沿x轴方向的分量大小分别为EAx、EOx、EBx，电子在A、O、B三点的电势能分别为EPA、EPO、EPB．下列判断正确的是（　　）
A．φO＞φB＞φA B．EOx＞EBx＞EAx
C．EPO＜EPB＜EPA D．EPO﹣EPA＞EPO﹣EPB
6．（6分）2018年12月8日2时23分，嫦娥四号探测器在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射。2019年1月3日10时26分，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极﹣艾特肯盆地冯?卡门撞击坑的预选着陆区。“玉兔二号”月球车则于22时22分到达月面开始巡视探测。如图所示，为嫦娥四号在地月转移轨道的S点实施“刹车”制动，成功被月球捕获，进入近月点100km、远月点400km椭圆轨道Ⅰ，再变轨进入近月点15km轨道Ⅱ，然后开始进行动力下降阶段，在距离月面100米处时，探测器悬停了一会儿。P点是椭圆轨道的切点，PQ连线（图中未画出）是椭圆轨道Ⅱ的长轴。关于嫦娥四号绕月落月，下列说法正确的是（　　）
A．“刹车”制动是为了保证嫦娥四号不直接撞击月球表面
B．P点和Q点距离月面的高度分别为100km和15km
C．探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运动经过P点时的加速度和动能都相等
D．探测器在距离月面100米处时悬停就是相对于月球表面处于静止状态
7．（6分）足够长的传送带与水平面成θ＝30°角，动摩擦因数，当传送带以2.5m/s的速度逆时针传动时，质量为m＝2kg的小碳块从传送带的下端以5m/s的初速度沿传送带向上滑行。关于碳块在传送带上的运动，下列说法中正确的是（　　）
A．碳块在传送带上运动的总时间为0.8s
B．传送带对碳块做的功为﹣18.75J
C．碳块在传送带上留下的划痕长度为1m
D．全过程产生的热量为33.75J
8．（6分）如图所示，坐标系xOy平面的一、二、三象限内存在垂直纸面向外，磁感应强度B＝2.0T的匀强磁场，ON为处于y轴负方向的弹性绝缘薄固定挡板，长度为9m，M点为x轴上一点，OM＝3m。现有一个比荷大小为＝1.0C/kg可视为质点带正电的粒子（重力不计）从挡板下端N处小孔以某一速度沿x轴负方向射入磁场，若与挡板相碰就以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞时电量不变，最后都能经过M点，则粒子射入的速度大小可能是（　　）
A．10m/s B．8m/s C．6m/s D．3m/s
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题
9．阿特武德机是早期测量重力加速度的装置，由英国数学家、物理学家阿特武德于1784年制成。某同学根据其原理设计出测量当地重力加速度的装置如图所示，一根不可伸长的轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，两端分别连接正方体物块A和物块B（A、B的质量分别为m1和m2，且m1＜m2），让两物块组成的系统从静止开始做匀加速运动，测出物块A先后通过光电门1和光电门2的遮光时间。保持物块A的质量不变，逐渐增大物块B的质量，重复以上操作，测出物块B不同质量时A、B的加速度。
（1）测得物块A的边长为d，在某次实验中它先后通过两个光电门所用的遮光时间分别为△t1和△t2，则其通过光电门的速度分别为　 　，　 　。
（2）为了测算A、B的加速度大小，还需要测量的物理量有　 　
A．两个光电门的间距 B．物块B的边长
C．物块A的初始高度 D．轻绳的长度
（3）某次实验中测得物块A和物块B的质量分别为m1、m2，测算出A、B的加速度大小为a，可以得到g＝　 　（用m1、m2、a表示）
10．某同学研究电子元件R1（3V，1.6W）的伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，备有下列器材：
A．直流电源（3V，内阻不计）
B．电流表G（满偏电流3mA，内阻r＝10Ω）
C．电流表A（0～0.6A，内阻未知）
D．滑动变阻器R（0～20Ω，5A）
E．滑动变阻器R′（0～200Ω，1A）
F．定值电阻R0（阻值为990Ω）
G．定值电阻R0′（阻值为1990Ω）
H．开关与导线若干
（1）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，定值电阻应选用　 　，滑动变阻器应选用　 　（填写器材前面的字母序号）。
（2）根据题目提供的实验器材，请在方框内设计出描绘电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）
（3）在正确操作的情况下，某同学根据实验所得的数据画出该电子元件的伏安特性曲线如图所示。若将上述电子元件R1和另一个阻值为5Ω的定值电阻串联在电动势为3V，内阻为1Ω的直流电源上，则此时电子元件R1的阻值为　 　Ω．（结果均保留三位有效数字）
11．如图所示，长为L的轻绳竖直悬挂着一质量为m的小球A，恰好挨着放置在水平面上质量为m的物块B．现保持细绳绷直，把小球向左上方拉至细绳与竖直方向成60°角的位置，然后从静止释放小球。小球A到达最低点时恰好与物块B发生弹性碰撞，物块向右滑行了L的距离停下。求：
（1）物块与水平面间的动摩擦因数μ。
（2）若仅改变A的质量，使物块B与A发生弹性碰撞后能向右滑行的距离为2L，则小球A的质量应该多大。
12．在一空间范围足够大区域内可能存在竖直向上的匀强电场，其电场线与坐标xOy平面平行。以坐标原点O为圆心，作半径为R的圆交坐标轴于A、B两点，C点为AB圆弧中点位置，如图所示。在原点O处有带正电小球，以某一初动能沿x轴正向水平抛出。
（1）空间电场强度为O时，小球以Ek0的初动能从O点平抛，刚好能经过C点位置，求小球经过C点位置时的动能。
（2）空间电场强度不为0时，小球以Ek0的初动能从O点平抛，当小球经过图中圆周上D点时动能大小为2Ek0，求D点位置坐标（图中未标出D点）。
（3）空间电场强度不为0时，小球以某一初动能从O点平抛，小球经过图中圆周上C点时动能大小为2Ek0，若已知带电小球的质量为m，电量为q，求空间所加匀强电场的场强大小（用m、q、g表达）。
（二）选考题请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答．如果多做，则每学科按所做的第一题计分．[物理--选修3-3]
13．下列说法正确的是 （　　）
A．用显微镜观察到花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动
B．两个分子的间距从极近逐渐增大到极远的过程中，它们的分子势能先减小后增大
C．多晶体和非晶体都表现为各向同性，单晶体则表现为各向异性
D．在一定温度下，水的饱和汽压随着水蒸气体积的增大而减小
E．第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律
14．如图所示，横截面积为10cm2的圆柱形气缸内有a、b两个质量忽略不计的活塞，两个活塞把气缸内的气体分为A、B两部分，A部分和B部分气柱的长度都为15cm。活塞a可以导热，气缸和活塞b是绝热的。与活塞b相连的轻弹簧劲度系数为100N/m。初始状态A、B两部分气体的温度均为27℃，活塞a刚好与气缸口平齐，弹簧为原长。若在活塞a上放上一个5kg的重物，则活塞a下降一段距离后静止。然后通过B内的电热丝（图中未画出）对B部分气体进行缓慢加热，使活塞a上升到与气缸口再次平齐的位置，则此时B部分气体的温度为多少？（已知外界大气压强为p0＝1×105Pa，重力加速度大小g＝10m/s2，不计活塞与气缸间的摩擦，不计弹簧及电热丝的体积）
[物理--选修3-4]
15．一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，P、Q、A为该横波上的三个质点，各自的纵坐标位置分别为﹣，﹣2m，0m。从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，则下列说法正确的是 （　　）
A．该波波速是25m/s，传播方向沿x正方向
B．若此波在同一介质中能与另一列简谐横波发生稳定干涉，则另一列波的频率为1.25Hz
C．若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20m大很多
D．从该时刻起，再经过0.7s质点P通过的路程为（6+）m
E．从该时刻起，质点Q将比质点P先回到平衡位置
16．某均匀介质制成的柱形棱镜的横截面如图所示，其中CD是圆心为O，半径为4m的四分之一圆弧，ABOD是矩形。若光线从CD上的某一点沿半径方向入射，进入棱镜后在BC上的O点发生全反射，然后由AB的M点射出，测得出射光线与法线夹角θ的正弦值为．已知OB＝3m，BM＝m，真空中的光速为c，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求：
①光在该介质中的传播速度v；
②光线从CD沿半径方向入射，从AB射出时，入射光与OD夹角α的范围。

2018-2019学年安徽省芜湖市高三（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．
1．（6分）下列说法中正确的是（　　）
A．伽利略通过“斜面实验”成功测出了自由落体加速度
B．奥斯特首先提出“电场线”的概念用来直观描述电场
C．卡文迪许成功设计扭秤实验测量出万有引力常量
D．“北斗”导航卫星的发射速度大于第二宇宙速度
【分析】本题是物理学史问题，根据伽利略、法拉第、卡文迪许等人物理学成就，以及物理学常识进行解答。
【解答】解：A、伽利略通过“斜面实验”成功研究了自由落体运动规律，但没有测出了自由落体加速度，故A错误。
B、法拉第首先提出“电场线”的概念用来直观描述电场，故B错误。
C、英国科学家卡文迪许成功设计扭秤实验测量出万有引力常量，故C正确。
D、“北斗”导航卫星仍绕地球运行，其发射速度都是大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，注意积累。
2．（6分）如图所示，PQ为圆的竖直直径，AQ、BQ、CQ为三个光滑斜面轨道，分别与圆相交于A、B、C三点。现让三个小球（可以看作质点）分别沿着AQ、BQ、CQ轨道自端点由静止滑下到Q点，运动的平均速度分别为v1、v2和v3．则有：（　　）
A．v2＞v1＞v3 B．v1＞v2＞v3 C．v3＞v1＞v2 D．v1＞v3＞v2
【分析】设任一斜面的倾角为θ，圆的直径为d，根据牛顿第二定律得出加速度与θ的关系，由运动学求出时间与θ和d的关系，由数学知识分析时间关系，再分析平均速度关系。
【解答】解：设任一斜面的倾角为θ，圆的直径为d。根据牛顿第二定律得到：
小球下落的加速度 a＝＝gsinθ，斜面的长度为 x＝dsinθ
则有：x＝at2得：t＝＝＝
可见，小球下滑时间与斜面的倾角无关。则有：t1＝t2＝t3。
因BQ＞AQ＞CQ，所以得v2＞v1＞v3。
故选：A。
【点评】本题的解题技巧是用相同的量表示物体运动和加速度和位移，再求出时间，分析时间关系。
3．（6分）“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器，如图所示，它是目前世界上下游能力最强的潜水器。假设某次海事活动中，“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮，从上浮速度为v时开始计时，此后“蛟龙号”匀减速上浮，经过时间t上浮到海面，速度恰好减为零，则”蛟龙号”在t0（t0＜t）时刻距离海平面的深度为（　　）
A． B．vt0（t﹣）
C． D．
【分析】根据匀变速直线运动的速度时间公式求出“蛟龙号”的加速度，采用逆向思维，结合位移时间公式求出“蛟龙号”在t0（t0＜t）时刻距离海平面的深度。
【解答】解：蛟龙号上浮时的加速度大小为：a＝，
根据逆向思维，可知蛟龙号在t0时刻距离海平面的深度为：
h＝。
故选：D。
【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式和位移时间公式，并能灵活运用，基础题。
4．（6分）用长为L的细线系着一个质量为m的小球（可以看作质点），以细线端点O为圆心，在竖直平面内做圆周运动。P点和Q点分别为圆轨迹的最低点和最高点，不考虑空气阻力，小球经过P点和Q点所受细线拉力的差值为（　　）
A．2mg B．4mg C．6mg D．8mg
【分析】小球在最高点和最低点时所受合力提供圆周运动向心力，根据牛顿第二定律和动能定理列式分析即可。
【解答】解：在Q点，拉力和重力的合力提供向心力，故：
F1+mg＝m①
对从最高点到最低点过程，根据动能定理，有：
mg（2R）＝mv﹣②
在最低点P，拉力和重力的合力提供向心力，故：
F2﹣mg＝m③
联立①②③，有：
F2﹣F1＝6mg
故C正确；
故选：C。
【点评】对竖直平面内的圆周运动的绳模型问题，关键是明确最高点和最低点的向心力来源，根据牛顿第二定律列式求解，同时要结合动能定理列式分析，不难。
5．（6分）某静电场在x轴上各点的电势φ随坐标x的分布图象如图。x轴上A、O、B三点的电势值分别为φA、φO、φB，电场强度沿x轴方向的分量大小分别为EAx、EOx、EBx，电子在A、O、B三点的电势能分别为EPA、EPO、EPB．下列判断正确的是（　　）
A．φO＞φB＞φA B．EOx＞EBx＞EAx
C．EPO＜EPB＜EPA D．EPO﹣EPA＞EPO﹣EPB
【分析】由图读出电势的高低。根据电势能与电势的关系Ep＝qφ分析电势能的大小。由图象的斜率分析电场强度的大小。
【解答】解：A、由图知，φO＜φB＜φA．故A错误。
B、根据图象切线斜率的大小等于电场强度沿x轴方向的分量大小，则知，EOx＜EBx＜EAx．故B错误。
C、电子带负电，根据电势能公式Ep＝qφ＝﹣eφ分析得知，EPO＞EPB＞EPA 故C错误。
D、由图知，OA间电势差大于OB间电势差，即有，即，电子带负电，则根据电势能公式Ep＝qφ＝﹣eφ得：．即，故D正确。
故选：D。
【点评】解决本题的关键要掌握电势能公式Ep＝qφ，知道负电荷在电势高处电势能小。明确φ﹣x图象的斜率表示电场强度。
6．（6分）2018年12月8日2时23分，嫦娥四号探测器在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射。2019年1月3日10时26分，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极﹣艾特肯盆地冯?卡门撞击坑的预选着陆区。“玉兔二号”月球车则于22时22分到达月面开始巡视探测。如图所示，为嫦娥四号在地月转移轨道的S点实施“刹车”制动，成功被月球捕获，进入近月点100km、远月点400km椭圆轨道Ⅰ，再变轨进入近月点15km轨道Ⅱ，然后开始进行动力下降阶段，在距离月面100米处时，探测器悬停了一会儿。P点是椭圆轨道的切点，PQ连线（图中未画出）是椭圆轨道Ⅱ的长轴。关于嫦娥四号绕月落月，下列说法正确的是（　　）
A．“刹车”制动是为了保证嫦娥四号不直接撞击月球表面
B．P点和Q点距离月面的高度分别为100km和15km
C．探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运动经过P点时的加速度和动能都相等
D．探测器在距离月面100米处时悬停就是相对于月球表面处于静止状态
【分析】根据卫星变轨原理分析轨道变化时卫星是加速还是减速，并由此判定机械能大小的变化，在不同轨道上经过同一点时卫星的加速度大小相同。
【解答】解：A、飞船在地月转移轨道上的速度较大，“刹车”制动是让飞船可以进入月球轨道。故A错误。
B、由题可知，P与Q是轨道Ⅱ上的远地点与近地点，所以P点和Q点距离月面的高度分别为100km和15km，故B正确；
C、在P点嫦娥三号产生的加速度都是由万有引力产生的，因为同在P点万有引力大小相等，故不管在哪个轨道上运动，在P点时万有引力产生的加速度大小相等；从轨道I进入轨道II嫦娥三号需要要点火减速，故沿轨道I运行至P点的速度小于沿轨道II运行至P点的速度，故C错误；
D、探测器在距离月面100米处时悬停就是相对于月球表面没有运动，即处于静止状态，故D正确。
故选：BD。
【点评】掌握万有引力提供圆周运动向心力知道，知道卫星变轨原理即使卫星做近心运动或离心运动来实现轨道高度的改变。掌握规律是解决问题的关键。
7．（6分）足够长的传送带与水平面成θ＝30°角，动摩擦因数，当传送带以2.5m/s的速度逆时针传动时，质量为m＝2kg的小碳块从传送带的下端以5m/s的初速度沿传送带向上滑行。关于碳块在传送带上的运动，下列说法中正确的是（　　）
A．碳块在传送带上运动的总时间为0.8s
B．传送带对碳块做的功为﹣18.75J
C．碳块在传送带上留下的划痕长度为1m
D．全过程产生的热量为33.75J
【分析】根据受力情况确定碳块的运动情况，根据运动情况确定碳块运动的始末动能，再根据动能定理确定传送带对碳块做的功，根据运动情况确定碳块在传送带上留下的划痕长度，根据运动求出碳块相对于传送带的位移，据Q＝fl求得全过程中产生的热量Q。
【解答】解：据题意有，物体所受μmgcosθ＞mgsinθ，故碳块先向上减速运动至速度为0，再向下加速运动，当速度与传送带速度相同时将与传送带保持相对静止而一起匀速运动。
A、物体上滑时的加速度大小＝，所以碳块上滑的时间，上滑的位移
物体下滑时的加速度大小，所以碳块下滑至与传送带同速时所用的时间，因为碳块与传送带同速时将与传送一起运动，故碳块在传送带上运动的时间t＝t1+t2＝0.6s，故A错误；
B、碳块滑上传送带时的速度v0＝5m/s，再次回到出发点时的速度v1＝2.5m/s，全程只有传送带对碳块做功，根据动能定理有：
＝，故B正确；
C、碳块上滑时的位移，上滑过程中传送带运动的距离，碳块与传送带同速时从最高点下滑的距离，传送带运动距离＝2.5×t2＝0.5m，所以整个过程中碳块相对于传送带运动的距离l＝＝1+1+0.5﹣0.25m＝2.25m，故C错误；
D、根据Q＝fl＝，即全过程中产生的热量为33.75J，故D正确。
故选：BD。
【点评】能根据受力分析弄清楚碳块在传送带上的受力情况和运动情况，再根据运动学计算出碳块的相对位移和各力做功情况，本题难点在于受力情况的复杂变化对碳块运动的影响。
8．（6分）如图所示，坐标系xOy平面的一、二、三象限内存在垂直纸面向外，磁感应强度B＝2.0T的匀强磁场，ON为处于y轴负方向的弹性绝缘薄固定挡板，长度为9m，M点为x轴上一点，OM＝3m。现有一个比荷大小为＝1.0C/kg可视为质点带正电的粒子（重力不计）从挡板下端N处小孔以某一速度沿x轴负方向射入磁场，若与挡板相碰就以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞时电量不变，最后都能经过M点，则粒子射入的速度大小可能是（　　）
A．10m/s B．8m/s C．6m/s D．3m/s
【分析】由题意，带正电的粒子从挡板下端N处小孔向x轴负方向射入磁场，若与挡板相碰就以原速率弹回，所以粒子运动的圆心的位置一定在y轴上，然后由几何关系得出可能的碰撞的次数，以及圆心可能的位置，然后由比较公式即做出判定。
【解答】解：由题意，粒子运动的圆心的位置一定在y轴上，所以粒子做圆周运动的半径r一定要大于等于3m，而ON＝9m＜3r，所以粒子最多与挡板ON碰撞一次，碰撞后，第二个圆心的位置在O点的上方，也可能粒子与挡板ON没有碰撞，直接过M点。
由于洛伦兹力提供向心力，所以：qvB＝得：
v＝①
1．若粒子与挡板ON碰撞一次，则轨迹可能如图1，
设OO′＝s，由几何关系得：r2＝OM2+s2＝9+s2②
3r﹣9＝s ③
联立②③得：r1＝3m；r2＝3.75m
分别代入①得：
＝?B ＝1×2×3m/s＝6m/s
＝?B ＝1×1×3.75＝3.75m/s
2．若粒子没有与挡板ON碰撞，则轨迹如图2，设OO′＝s，由几何关系得：
＝+＝9+④
x＝9﹣r3⑤
联立④⑤得：r3＝5m
代入①得：＝?B ＝1×2×5＝10m/s
故选：AC。
【点评】提供带电粒子在磁场中的圆周运动来考查牛顿第二定律，向心力公式，并突出几何关系在本题的应用，同时注重对运动轨迹的分析，利用圆的特性来解题是本题的突破口。
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题
9．阿特武德机是早期测量重力加速度的装置，由英国数学家、物理学家阿特武德于1784年制成。某同学根据其原理设计出测量当地重力加速度的装置如图所示，一根不可伸长的轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，两端分别连接正方体物块A和物块B（A、B的质量分别为m1和m2，且m1＜m2），让两物块组成的系统从静止开始做匀加速运动，测出物块A先后通过光电门1和光电门2的遮光时间。保持物块A的质量不变，逐渐增大物块B的质量，重复以上操作，测出物块B不同质量时A、B的加速度。
（1）测得物块A的边长为d，在某次实验中它先后通过两个光电门所用的遮光时间分别为△t1和△t2，则其通过光电门的速度分别为　　，　　。
（2）为了测算A、B的加速度大小，还需要测量的物理量有　A　
A．两个光电门的间距 B．物块B的边长
C．物块A的初始高度 D．轻绳的长度
（3）某次实验中测得物块A和物块B的质量分别为m1、m2，测算出A、B的加速度大小为a，可以得到g＝　　（用m1、m2、a表示）
【分析】先由平均速度等于瞬时速度，求出小车经过光电门时的速度，然后应用匀变速直线运动的速度位移公式求出加速度；最后根据牛顿第二定律，即可求解。
【解答】解：（1）小车经过光电门时的速度为：
v1＝，
同理有：v2＝，
（2）由匀变速直线运动的速度位移公式可知，加速度为：a＝＝，式中 L是两个光电门的间距，故A正确，BCD错误；
（3）对两物块整体研究，根据牛顿第二定律，则有：m1g﹣m2g＝（m1+m2）a；
解得：g＝；
故答案为：（1），； （2）A；（3）。
【点评】考查求解瞬时速度的方向，掌握运动学公式的应用，理解牛顿第二定律的内容。
10．某同学研究电子元件R1（3V，1.6W）的伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，备有下列器材：
A．直流电源（3V，内阻不计）
B．电流表G（满偏电流3mA，内阻r＝10Ω）
C．电流表A（0～0.6A，内阻未知）
D．滑动变阻器R（0～20Ω，5A）
E．滑动变阻器R′（0～200Ω，1A）
F．定值电阻R0（阻值为990Ω）
G．定值电阻R0′（阻值为1990Ω）
H．开关与导线若干
（1）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，定值电阻应选用　F　，滑动变阻器应选用　D　（填写器材前面的字母序号）。
（2）根据题目提供的实验器材，请在方框内设计出描绘电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）
（3）在正确操作的情况下，某同学根据实验所得的数据画出该电子元件的伏安特性曲线如图所示。若将上述电子元件R1和另一个阻值为5Ω的定值电阻串联在电动势为3V，内阻为1Ω的直流电源上，则此时电子元件R1的阻值为　2.57　Ω．（结果均保留三位有效数字）
【分析】（1）明确灯泡的额定值，从而根据安全和准确性原则进行分析，确定电表；
（2）根据实验原理明确实验中采用的接法，明确本实验采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法；
（3）在灯泡的伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，两图象的交点即为灯泡的工作点，再根据欧姆定律即可求得电阻大小。
【解答】解：（1）由题意可知，灯泡的额定电压为3V，由P＝UI可知，电流约为0.5A，因此为了保证实验中的安全和准确，应采用3V的电压表和0.6A的电流，故电流表直接采用C，将电流表G改装为电压表使用；根据串联电路规律可知应选择阻值为990Ω的定值电阻与电流表G串联，得出量程为3V的电压表；本实验要求多次测量，故滑动变阻器应选择总阻值较小的滑动变阻器D；
（2）根据以上分析可知，本实验采用滑动变阻器分压接法，同时因改装后电压表电阻已知，故应采用电流表外接法进行实验，故原理图如图所示；
（3）将定值电阻等效为电源内阻，故等效电源电动势为3V，内阻为6Ω；在图中作出电源的伏安特性曲线，如图所示；由图可知，电阻两端的电压为0.9V，电流为0.35A，故R1＝＝＝2.57Ω。
故答案为：（1）F，D；（2）如图所示；（3）2.57
【点评】本题考查测量灯泡的伏安特性曲线的方法，要注意电表的改装原理，并能正确利用欧姆定律进行分析求解，明确伏安特性曲线的准确应用是解题的关键。
11．如图所示，长为L的轻绳竖直悬挂着一质量为m的小球A，恰好挨着放置在水平面上质量为m的物块B．现保持细绳绷直，把小球向左上方拉至细绳与竖直方向成60°角的位置，然后从静止释放小球。小球A到达最低点时恰好与物块B发生弹性碰撞，物块向右滑行了L的距离停下。求：
（1）物块与水平面间的动摩擦因数μ。
（2）若仅改变A的质量，使物块B与A发生弹性碰撞后能向右滑行的距离为2L，则小球A的质量应该多大。
【分析】（1）小球向下摆动过程机械能都守恒，根据机械能守恒求出碰撞前小球的速度大小。根据动量守恒定律求出碰撞后物块的速度大小，根据动能定理研究向右滑动过程，求出物块与水平面间的动摩擦因数。
（2）由前面的结论，结合公式即可求得。
【解答】解：（1）设小球与物块碰撞前瞬间的速度为v0，由机械能守恒定律得：mgL（1﹣cos60°）＝mv2，
解得：v＝，
A、B碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv＝mvA+mvB，
由于是弹性碰撞，总动能不变，则：
联立可得：vA＝0，
B在地面滑动过程，对B，由动能定理得：﹣μmgL＝0﹣mvB2，
解得：μ＝0.5；
（2）设小球与物块碰撞前瞬间的速度为v′，由机械能守恒定律得：MgL（1﹣cos60°）＝Mv′2，
解得：
设碰撞后瞬间有：Mv′＝Mv′A+mv′B
解得：vB′＝
若B物体前进2L停下则有：﹣μmg?2L＝0﹣mv′B2，
得
则有＝
得：M＝
答：（1）物块与水平面间的动摩擦因数μ为0.5。
（2）若仅改变A的质量，使物块B与A发生弹性碰撞后能向右滑行的距离为2L，则小球A的质量应为。
【点评】本题考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的应用，分析清楚物体运动过程是解题的前提，A、B碰撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，应用机械能守恒定律、动量守恒定律与动能定理可以解题。
12．在一空间范围足够大区域内可能存在竖直向上的匀强电场，其电场线与坐标xOy平面平行。以坐标原点O为圆心，作半径为R的圆交坐标轴于A、B两点，C点为AB圆弧中点位置，如图所示。在原点O处有带正电小球，以某一初动能沿x轴正向水平抛出。
（1）空间电场强度为O时，小球以Ek0的初动能从O点平抛，刚好能经过C点位置，求小球经过C点位置时的动能。
（2）空间电场强度不为0时，小球以Ek0的初动能从O点平抛，当小球经过图中圆周上D点时动能大小为2Ek0，求D点位置坐标（图中未标出D点）。
（3）空间电场强度不为0时，小球以某一初动能从O点平抛，小球经过图中圆周上C点时动能大小为2Ek0，若已知带电小球的质量为m，电量为q，求空间所加匀强电场的场强大小（用m、q、g表达）。
【分析】（1）由平抛运动的规律求解即可；
（2）电场强度不为0时，小球受重力和电场力，做类平抛运动，分别表达水平方向和竖直方向的位移结合几何关系可求解；
（3）由水平方向和竖直方向的位移结合动能关系求得由电场时的初速度与没有电场时的初速度关系，再由水平方向和竖直方向的位移得出加速度，牛顿第二定律可得场强大小。
【解答】解：（1）小球从O到C做平抛运动
水平方向：xC＝v0t＝
竖直方向：yC＝vyt＝
可得：vy＝2v0
则vC＝＝v0
经过C点位置时的动能：EkC＝＝5Ek0
（2）设D点位置坐标为（xD，yD），在D点竖直方向的速度为v′y
因为EkD＝2Ek0即：＝＝2?
解得：vD＝v0 v′y＝v0
电场强度不为0时，小球受重力和电场力，做类平抛运动，小球过D点时
水平方向有：xD＝v0t1
竖直方向有：yD＝v′yt1
联立解得：yD＝xD
又由几何关系有：xD2+yD2＝R2
解得：xD＝R，yD＝R
D点位置坐标为（R，R）
（3）在（1）问中由v0t＝和＝
可得：v02＝
空间有电场时小球过C点有：
xC＝v′0t′
yC＝＝v′yt′
由牛顿第二定律得：a＝
由几何关系知：xC＝yC＝
又v′y＝2v′0
有题意知：EkC＝2Ek0即＝2?
解得：v′0＝v0
代入位移公式得：a＝＝g
代入加速度公式得：E＝
答：（1）小球经过C点位置时的动能是5Ek0。
（2）D点位置坐标（R，R）。
（3）空间所加匀强电场的场强大小是。
【点评】本题考查了小球的平抛运动和在电场中的类平抛运动，规律相同，解决办法类似，都是由牛顿第二定律几何运动学公式求解，经常考到，必须掌握。
（二）选考题请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答．如果多做，则每学科按所做的第一题计分．[物理--选修3-3]
13．下列说法正确的是 （　　）
A．用显微镜观察到花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动
B．两个分子的间距从极近逐渐增大到极远的过程中，它们的分子势能先减小后增大
C．多晶体和非晶体都表现为各向同性，单晶体则表现为各向异性
D．在一定温度下，水的饱和汽压随着水蒸气体积的增大而减小
E．第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律
【分析】布朗运动的现象是悬浮微粒的无规则运动，反映了液体分子运动的无规则性；两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大；多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性，单晶体的某些物理性质表现为各向异性；水的饱和汽压与水蒸气体积无关。
【解答】解：A、显微镜下观察到花粉颗粒在不停地做无规则运动是，这反映了液体分子运动的无规则性。故A错误；
B、两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，分子之间的作用力开始时是斥力，当距离大于r0后表现为引力，所以该过程中分子力先做正功，后做负功，它们之间的分子势能先减小后增大。故B正确；
C、根据多晶体与单晶体的特点可知，单晶体的某些物理性质表现为各向异性，多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性。故C正确；
D、水的饱和汽压与温度有关，与水蒸气体积无关。故D错误；
E、第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律。故E正确。
故选：BCE。
【点评】本题考查了布朗运动、分子力与分子势能、晶体与非晶体、以及热力学第二定律等，是选修中的选学内容，难度不大。在平时的学习过程中多加积累就可以做好这一类的题目。
14．如图所示，横截面积为10cm2的圆柱形气缸内有a、b两个质量忽略不计的活塞，两个活塞把气缸内的气体分为A、B两部分，A部分和B部分气柱的长度都为15cm。活塞a可以导热，气缸和活塞b是绝热的。与活塞b相连的轻弹簧劲度系数为100N/m。初始状态A、B两部分气体的温度均为27℃，活塞a刚好与气缸口平齐，弹簧为原长。若在活塞a上放上一个5kg的重物，则活塞a下降一段距离后静止。然后通过B内的电热丝（图中未画出）对B部分气体进行缓慢加热，使活塞a上升到与气缸口再次平齐的位置，则此时B部分气体的温度为多少？（已知外界大气压强为p0＝1×105Pa，重力加速度大小g＝10m/s2，不计活塞与气缸间的摩擦，不计弹簧及电热丝的体积）
【分析】①对A部分气体，发生等温变化，根据玻意耳定律求解；
②若使活塞a返回原处，A气体体积不变，长度不变，根据几何关系求出B的长度和此时弹簧伸长的伸长量，对b活塞根据平衡条件求出B气体末态的压强，对B部分气体根据气体状态方程即可求解a活塞到达汽缸口的温度。
【解答】解：对于A部分气体，初态PA＝1×105Pa，VA＝l1S
末PA'＝P0+＝1.5×105Pa
根据玻意耳定律 PAVA＝P′AV′A
解得 l′1＝10cm
若使活塞A返回原处，B部分气体末状态时气柱长为l′2＝20cm，
此时弹簧要伸长5cm
对活塞B有P′AS+k?△l＝P′BS
解得P′B＝1.55×105Pa，V′B＝l2S
根据理想气体状态方程＝
解得T′B＝620K
答：对B部分气体进行缓慢加热，使活塞a上升到与气缸口再次平齐的位置，则此时B部分气体的温度为620K。
【点评】本题考查了理想气体状态方程和力学知识的综合应用，关键是确定气体的状态变化过程和确定状态参量，这是高考重点，要加强这方面的练习。
[物理--选修3-4]
15．一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，P、Q、A为该横波上的三个质点，各自的纵坐标位置分别为﹣，﹣2m，0m。从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，则下列说法正确的是 （　　）
A．该波波速是25m/s，传播方向沿x正方向
B．若此波在同一介质中能与另一列简谐横波发生稳定干涉，则另一列波的频率为1.25Hz
C．若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20m大很多
D．从该时刻起，再经过0.7s质点P通过的路程为（6+）m
E．从该时刻起，质点Q将比质点P先回到平衡位置
【分析】根据乙图读出t＝0时刻质点A的振动方向，从而确定波的传播方向。由图读出波长和周期，从而求得波速。两列波发生稳定干涉的条件是频率相同。当波的波长大于障碍物的尺寸，或与障碍物尺寸相当，可以发生明显的衍射现象。根据时间与周期的关系来确定质点的位置，从而求得质点通过的路程。
【解答】解：A、由乙图知：t＝0时刻质点A正向下运动，所以波的传播方向沿x正方向。由图知，波长为 λ＝20m，周期为 T＝0.8s，则该波波速是 v＝＝25m/s，故A正确。
B、该波频率为 f＝＝1.25Hz，两列波发生稳定干涉的条件是频率相同，所以，若此波在同一介质中能与另一列简谐横波发生稳定干涉，则另一列波的频率为1.25Hz，故B正确。
C、该波波长为20m，若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20m小很多，或差不多，故C错误。
D、质点P的横坐标为x＝7.5m。从该时刻起，再经过0.1s波形向右平移的距离x＝vt＝25×0.1m＝2.5m，可知，再经过0.1s质点P到达平衡位置。所以从该时刻起，再经过0.7s质点P到达波谷，通过的路程为 S＝3A+＝（6+）m．故D正确。
E、该时刻质点P正向上运动，质点Q位于波谷，所以从该时刻起，质点P将比质点Q先回到平衡位置，故E错误。
故选：ABD。
【点评】解决本题的关键要灵活运用波形平移法研究质点经过0.1s时的状态，要知道振动与波动的关系，以及知道产生稳定干涉和衍射的条件。
16．某均匀介质制成的柱形棱镜的横截面如图所示，其中CD是圆心为O，半径为4m的四分之一圆弧，ABOD是矩形。若光线从CD上的某一点沿半径方向入射，进入棱镜后在BC上的O点发生全反射，然后由AB的M点射出，测得出射光线与法线夹角θ的正弦值为．已知OB＝3m，BM＝m，真空中的光速为c，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求：
①光在该介质中的传播速度v；
②光线从CD沿半径方向入射，从AB射出时，入射光与OD夹角α的范围。
【分析】①先根据几何关系求光线在O点的入射角，由折射定律求出折射率n，再由n＝求光在该介质中的传播速度v；
②光线从CD沿半径方向入射，恰好从AB射出时入射角等于临界角C，根据sinC＝求出临界角C，再由几何关系求入射光与OD夹角α的范围。
【解答】解：①根据几何关系知∠MOB＝30°，则光线在M点的入射角为30°
根据光路的可逆性原理n＝＝
根据光速与折射率的关系n＝
∴v＝0.6c
②根据全反射临界角与折射率的关系sinC＝
得 C＝37°
根据题设要求，光不能在AB边发生全反射
画出刚好在AB边发生全反射的光路图
此时α的夹角为53°
继续增大α，光可以从AB边射出
故α∈（53°，90°）
答：
①光在该介质中的传播速度v是0.6c；
②光线从CD沿半径方向入射，从AB射出时，入射光与OD夹角α的范围为α∈（53°，90°）。
【点评】本题是折射现象和全反射现象的综合，关键作出光路图，掌握全反射的条件和临界角公式，结合几何关系求解。