1、辽宁省大连市第二十四中学 2018 届高考模拟物理试题一、选择题1.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重感受，其座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。对上述过程，关于座舱中的人所处的状态，以下判断正确的是( )A. 座舱在自由下落的过程中人处于超重状态B. 座舱在自由下落的过程中人处于失重状态C. 座舱在减速运动的过程中人处于失重状态D. 座舱在整个运动过程中人都处于超重状态【答案】B【解析】【详解】在自由下落的过程中人只受重力作用，做自由落体运动，处于失重状态，故 A 错误，B 正确；在减速运动的过
2、程中人受重力和座位对人向上的支持力，做减速运动，所以加速度向上，人处于超重状态，故 C 错误；整个运动的过程中人先失重后超重，故 D 错误。所以 B正确，ACD 错误。2.在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图所示，下列说法正确的是( )A. t0.005 s 时线框的磁通量变化率为零B. t0.01 s 时线框平面与中性面重合C. 线框产生的交变电动势有效值为 311 VD. 线框产生的交变电动势频率为 100 Hz【答案】B【解析】【详解】 t=0.005s 时电动势最大，则线圈的磁通量变化率最大，故 A 错误； t=0.01s 时电动势为零，则
3、线框平面与中性面重合，故 B 正确；线圈产生的交变电动势有效值为，故 C 错误；由图可知周期为 0.02，则频率为 50Hz，故 D 错误。所以 B 正确，ACD 错误。3.卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为 r，运动周期为 T，地球半径为 R，引力常量为G，下列说法正确的是( )A. 卫星的线速度大小为 vB. 地球的质量为 MC. 地球的平均密度为 D. 地球表面重力加速度大小为 g【答案】D【解析】【详解】卫星的线速度大小为： ，故 A 错误；根据万有引力提供向心力：，解得： ，故 B 错误；地球密度为： ，其中 ，联立以上可得： ，故 C 错误；在地球表面根据万有引力等于重力： ，
4、又 ，联立解得： ，故 D 正确。所以 D 正确，ABC 错误。4.如图所示，一高度为 h、倾角为 的固定斜面。质量为 m 的物体从斜面顶端自由滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为 。物体滑至斜面底端时的速度大小为( )A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】根据动能定理可得： ，解得： ，故 C 正确，ABD 错误。5.如图所示，半径为 R 的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场， P 为磁场边界上的一点。大量质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子，在纸面内沿各个方向以相同速率 v 从 P 点射入磁场。这些粒子射出磁场时的位置均位于 PQ 圆弧上， PQ 圆弧长等于磁场边界周长的 。不
5、计粒子重力和粒子间的相互作用，则该匀强磁场的磁感应强度大小为( )A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】从 P 点射入的粒子与磁场边界的最远交点为 Q，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，相应的弧长变为圆周长的 ，如图所示：所以 POQ=120；结合几何关系，有： ，洛仑兹力充当向心力，根据牛顿第二定律，有： ，联立可得： ，故 D 正确，ABC 错误。6.以下有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是( )A. 原子核发生一次 衰变，该原子外层就失去一个电子B. 天然放射现象中发出的三种射线本质都是电磁波C. 对不同的金属，若照射光频率不变，光电子的最大初动能与金属的逸出功成线
6、性关系D. 按玻尔理论，大量的氢原子从第 4 能级向低能级跃迁时会发出 6 种不同频率的光子【答案】CD【解析】【详解】 衰变的实质是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故 A 错误； 、 、 三种射线分别是氦核、电子、电磁波，故 B 错误；根据爱因斯坦光电效应方程 Ekm=h -W0，对于不同种金属，若照射光频率不变， Ek与金属的逸出功成线性关系，故 C 正确；处于 n=4 能级的激发态氢原子向低能级跃迁时，能产生 种不同频率的光，故D 正确。所以 CD 正确，AB 错误。7.如图所示为示波管的示意图。左边竖直放置的两极板之间有水平方向的加速电场，右边水平放置的两极板
7、之间有竖直方向的偏转电场。电子束经加速电场加速后进入偏转电场偏转，加在水平放置的偏转电极的每单位电压引起的偏转距离叫示波器的灵敏度。下述对提高示波管灵敏度有用的措施是( )A. 尽可能把偏转极板 l 做的长一些B. 尽可能把偏转极板 l 做的短一些C. 尽可能把偏转极板间距离 d 做的小些D. 将加速电场的两极板间的电压提高【答案】AC【解析】【详解】设加速电压为 U1，偏转电压为 U2。经加速电场后的速度为 v0，则根据动能定理：，电子进入偏转电场后做类平抛运动，其偏转的位移为： ，联立可得： ，所以示波管的灵敏度： ，可见，要提高示波管灵敏度，必须把偏转极板 l 做得长一些，或把偏转极板间
8、距离 d 做得小些，或加速电场的两极板间的电压降低一点，故 AC 正确，BD 错误。8.如图所示，质量为 m 的物体置于倾角为 的光滑斜面上，在外力作用下，斜面体以加速度 a 沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体 m 与斜面体相对静止。则斜面体对 m 的支持力为( )A. B. C. D. 【答案】BCD【解析】【详解】物块与斜面体间没有摩擦力，物块受力如图所示：在竖直方向： ，解得： ，故 A 错误，B 正确；根据牛顿第二定律得：，可得： ，故 C 正确；在垂直斜面方向： ，解得：，故 D 正确。所以 BCD 正确，A 错误。二、实验题9.用如图所示装置可以做一些力学实验。以下说法正确的是
9、_。A用此装置“研究匀变速直线运动”时必须平衡摩擦力B用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的 a 关系图象是一条曲线，就可以确定加速度与质量成反比C用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，将放置打点计时器的那端木板适当垫高，目的是为了平衡摩擦力 D用此装置探究“小车的加速度与外力的关系”时，若用钩码的重力代替绳子对小车的拉力，应让钩码质量远小于小车质量【答案】CD【解析】【详解】在利用该装置“研究匀变速直线运动”的实验中，摩擦力不影响研究结果，故 A 错误；在利用该装置来“探究物体的加速度与质量的关系”时，可以通过图象法处理数据，加速度 a 与小车的质量 m
10、 成反比，画出 a-m 的关系不能确定加速度与质量的关系，要画出 ，的关系才能确定加速度与质量的关系，故 B 错误；在利用该装置来做“探究功与速度变化的关系”实验前，木板左端被垫起一些，使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动，这样做的目的是为了补偿阻力，使小车受到的拉力等于砝码的重力，故 C 正确；在利用该装置来“探究物体的加速度与力、质量的关系”时，设小车的质量为 M，小吊盘和盘中物块的质量为m，设绳子上拉力为 F，以整体为研究对象有 mg=（ m+M） a，解得： ，以 M 为研究对象有绳子的拉力 ，显然要有 F=mg 必有 m+M=M，故有 M m，即只有M m 时才可以认为绳对小车的拉力
11、大小等于小吊盘和盘中物块的重力，故 D 正确。所以CD 正确，AB 错误。10.国标(GB/T)规定自来水在 15时电阻率应大于 13 m。某同学利用图甲电路测量 15自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门 K 以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势约为 3V，内阻可忽略)电压表 V1(量程为 3V，内阻很大)电压表 V2(量程为 3V，内阻很大)定值电阻 R1(阻值 4k )定值电阻 R2(阻值 2k )电阻箱 R(最大阻值 9999.9 )单刀双掷开关 S，导线若干，游
12、标卡尺，刻度尺。实验步骤如下：A用游标卡尺测量并记录玻璃管的内径 d；B向玻璃管内注满自来水，确保无气泡；用刻度尺测量并记录水柱长度 L；C把 S 拨到 1 位置，记录电压表 V1示数；D把 S 拨到 2 位置，调整电阻箱阻值，使电压表 V2示数与电压表 V1示数相同，记录电阻箱的阻值 R；E改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤 C、D；记录每一次水柱的长度 L 和电阻箱的阻值RF断开 S，整理好器材。(1)测玻璃管内径 d 时游标卡尺示数如图乙，则 d=_mm。(2)玻璃管内水柱的电阻 Rx的表达式为 Rx=_(用 R1、 R2、 R 表示)。(3)利用记录的多组水柱长度 L 和对应的电阻箱阻
13、值 R 的数据，绘制出如图丙所示的 图象。可求出自来水的电阻率 =_ m(保留三位有效数字)。(4)本实验若电压表 V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将_(填“偏大” “偏小”或“不变”)【答案】 (1). 20.0mm (2). (3). 12.6m (4). 偏大【解析】【详解】 （1）游标卡尺的主尺读数为：2.0cm=20mm，游标尺上第 0 个刻度和主尺上刻度对齐，所以最终读数为：20.0mm。（2）设把 S 拨到 1 位置时，电压表 V1示数为 U，则电路电流为 ，总电压 U 总 = +U，当把S 拨到 2 位置，调整电阻箱阻值，使电压表 V2示数与电压表 V1示数相同也为 U
14、，则此时电路中的电流为 ，总电压 U 总 = R2+U，由于两次总电压相等，都等于电源电压 E，可得 ，解得： 。（3）从图丙中可知， R=1103 时， =5.0m1 ，此时玻璃管内水柱的电 ，水柱横截面积 S=（ ） 2=3.14104 m2，由电阻定律 得，=80003.14104 5m12.6m。（4）若电压表 V1内阻不是很大，则把 S 拨到 1 位置时，此时电路电流大于 ，实际总电压将大于 U 总 = +U，所以测量的 Rx将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大。三、计算题11.如图所示，两平行金属板 P1和 P2之间的电压为 U。一个带负电的粒子在两板间沿虚线所示路径做加速直线运
15、动。 粒子通过两平行板后从 O 点进入另一磁感应强度为 B 的匀强磁场中，在洛伦兹力的作用下，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板 MN 上的 A 点。 已知粒子的质量为 m，电荷量为 q。 不计粒子重力。 求：(1)粒子进入磁场时的速度 v；(2)O、 A 两点间的距离 x。【答案】【解析】试题解析：（1）带电粒子在加速电场中电场力做功等于粒子动能的增加量，由动能定理 qU= 得：（2）设带电粒子的轨道半径为 R，洛伦兹力提供向心力，得：整理得：O、A 两点间的距离 x： =答：（1）粒子进入磁场时的速度 ；（2）O、A 两点间的距离为 考点：动能定理、带电粒子在磁场中的运动12.如图
16、所示为过山车模型，它由光滑水平轨道和竖直面内的光滑圆形轨道组成， Q 点为圆形轨道最低点， M 点为最高点，圆形轨道半径 R0.32 m。水平轨道 PN 右侧的光滑水平地面上，并排放置两长木板 c、 d，两木板间相互接触但不粘连，长木板上表面与水平轨道 PN 平齐，木板 c 质量 m32.2 kg，长 L4 m，木板 d 质量 m44.4 kg。质量 m23.3 kg 的小滑块 b放置在轨道 QN 上，另一质量 m11.3 kg 的小滑块 a 从 P 点以水平速度 v0向右运动，沿圆形轨道运动一周后进入水平轨道与小滑块 b 发生弹性碰撞。碰后 a 沿原路返回到 M 点时，对轨道压力恰好为 0。
17、已知小滑块 b 与两长木板间的动摩擦因数均为 0.16， g10 m/s 2。(1)求小滑块 a 与小滑块 b 碰撞后， a 和 b 的速度大小 v1和 v2；(2)碰后滑块 b 最终恰好没有离开木板 d，求滑块 b 在木板 c 上滑行的时间及木板 d 的长度。【答案】 （1）4m/s 5.2m/s （2）1.4m【解析】【分析】a 恰好通过 M 对轨道没有压力，重力提供 a 做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律可以求出a 的速度， a 与 b 碰撞过程中系统动量守恒、机械能守恒， a 碰后返回到圆轨道最高点过程中，机械能守恒，由动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出碰后 a、 b 的速度； b
18、做匀减速运动，c、 d 做匀加速运动，由牛顿第二定律与运动学公式可以求出 b 的滑行时间与木板长度。【详解】 （1）小滑块 a 在 M 点，由牛顿第二定律得：小滑块 a 从碰后到到达 M 的过程中，由机械能守恒定律得：解得： v1=4m/s，两滑块碰撞过程中动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得： m1v0=-m1v1+m2v2，碰撞过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：解得： v0=9.2m/s， v2=5.2m/s（2）小滑块 b 滑上长木板 c 时的加速度大小： a1= 0g=1.6m/s2，此时两块长木板的加速度大小为：小滑块 b 在 c 上滑行过程中， b 的位移：两块长木板的位
19、移： ， x1-x2=L解得： t=1s， 不合题意，舍去；b 刚离开长木板 c 时， b 的速度 v2= v2-a1t=3.6m/s，b 刚离开长木板 c 时， d 的速度 v3=a2t=0.8m/s，设 d 的长度至少为 x，由动量守恒定律可得： m2v2+ m4v3=（ m2+m4） v解得： v=2m/s由能量守恒定律得：解得： x=1.4m【点睛】本题涉及到四个物体，多个运动过程，属于多体多过程问题，分析清楚物体运动过程是正确解题的前提与关键。13.下列说法中正确的是_A能量耗散说明能量在不断减少B同温度下未饱和汽的压强小于饱和汽压，温度升高时，饱和汽压增大C液体表面张力产生的原因是
20、因为液体表面层分子平均距离略大于液体内部分子平均距离D物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的E热力学第二定律也可以表述为：气体向真空的自由膨胀是不可逆的【答案】BCE【解析】【详解】能量耗散是指能量的可利用率越来越低，但仍然遵守能量守恒定律，故 A 错误；饱和汽压：在一定温度下，饱和汽的分子数密度一定，饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫这种液体的饱和汽压，饱和汽压只指此蒸汽的分气压，与其他气体压强无关，未饱和汽的压强小于饱和汽压，温度升高时，饱和汽压增大，故 B 正确；液体表面张力产生的原因是由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故 C 正确；物体
21、由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动是有规律的，满足统计规律，故 D 错误；热力学第二定律也可以表述为：气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故 E 正确。所以 BCE 正确，AD 错误。14.如图所示，一个开口向上的圆筒气缸直立于地面上，距缸底 2L 处固定一个中心开孔的隔板 a，在小孔处装有一个能向下开启的单向阀门 b，只有当上部压强大于下部压强时，阀门才开启。C 为一质量与摩擦均不计的活塞，开始时隔板以下封闭气体压强为 1.2P0(P0为大气压强)；隔板以上由活塞 c 封闭的气体压强为 P0，活塞 c 与隔板距离为 L。现对活塞 c 施加一个竖直向下缓慢增大的力 F，设气
22、体温度保持不变，已知 F 增大到 F0时，可产生向下的压强为 0.2P0，活塞与隔板厚度均可不计，求：当力缓慢增大到 2F0时，活塞 c 距缸底高度是多少？当力缓慢增大到 4F0时，缸内各部分气体压强是多少？【答案】 （1） （2）1.7 P0【解析】【分析】当力缓慢增大到 b 刚开启时，上部分的气体压强增大到 1.2P0，根据玻意耳定律求出此时上部分气体的长度，再对上下两部分整体进行研究，根据玻意耳定律求解当力缓慢增大到 2Fo时，活塞 c 距缸底的高度；当力为 4Fo时，根据玻意耳定律求出气体的长度，若活塞 c 落到隔板上时，气体全部进入隔板 a 之下，气体的总长度为 2L，根据玻意耳定律
23、求出压强。【详解】 （1）对上面气体，到 b 开启时， P0L=1.2P0L1，对全部气体，当力为 2Fo时，气体的总长度为由玻意耳定律得：解得：（2）当力为 4Fo时， P=1.8P0，由解得：全部气体都在隔板 a 之下，最后气体高度应为 L4=2L，设压强为 P4则：解得： P4=1.7P0【点睛】本题的解题关键是抓住上部分的气体压强增大到 1.2P0时这个中间状态研究，在上下的压强相等的状态下，可把两部分气体当作整体进行研究。15.在狭义相对论中，下列说法正确的有_ A在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的B质量、长度的测量结果与物体相对观察者的相对运动状态无关C物体的质量永远不变D物
24、体的能量与质量成正比E真空中光速在不同的惯性系中都是相同的【答案】ADE【解析】【详解】狭义相对论的两个基本假设是：光速不变原理和相对性原理；即在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故 A 正确；根据狭义相对论，质量和长度会随着速度的改变而改变，故 B 错误；根据狭义相对论的基本结论可知，质量、长度、时间的测量结果都随物体与观察者的相对状态而改变，故 C 错误；根据 E=mc2知，爱因斯坦质能方程给出了物体的能量与它的质量成正比关系，故 D 正确；在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值 c，这叫光速不变原理，故 E 正确。所以 ADE 正确，BC 错误。16.如图甲所示是由
25、透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与 AB 成 角射入后对射出的折射光线的强度进行记录，发现它随着 角的变化而变化，变化关系如图乙所示，如图丙所示是这种材料制成的玻璃砖，左侧是半径为 R 的半圆，右侧是长为 4R，宽为2R 的长方形，一束单色光从左侧 A点沿半径方向与长边成 45角射入玻璃砖，求：该透明材料的折射率；光线在玻璃砖中传播的总时间 (光在空气中的传播速度为 c)。【答案】 【解析】【分析】由图象能读出此透明体的临界角，根据全反射临界角公式 ，求解折射率 n；根据光路图，结合光的全反射，确定光程，并根据 与 即可求解。【详解】图乙可知， =45时，折射光线开始出现，说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角，即： C=90-45=45根据全反射临界角公式：解得：因为临界角是 45，光线在玻璃砖中刚好发生 5 次全反射，光路图如图所示：则总的光程为：光在器具中的传播速度为：光在器具中的传播时间：【点睛】解决本题关键要理解全反射现象及其产生的条件，并掌握临界角公式，同时注意光在器具中的传播速度与光在真空中传播速度的不同。
