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【解析版】广东省深圳中学2018届高三诊断测试理科综合物理试题 Word版含解析.doc

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资源描述

1、广东省深圳中学 2018 届高三诊断测试理科综合物理试题 (1)一、选择题1.“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,它是目前世界上下潜能力最强的潜水器。假设某次海试活动中, “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(t0t)时刻距离海平面的深度为( )A. B. C. D. 【答案】C【解析】蛟龙号上浮时的加速度大小为: ,根据逆向思维,可知蛟龙号在 t0时刻距离海平面的深度为: ,故选 C。【点睛】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

2、运用,注意末速度为零的匀减速运动可以逆向视为初速度为零的匀加速直线运动进行分析,从而快速求解。2.如图所示,固定斜面上有一小球,用一竖直轻弹簧与之相连,小球处于静止状态,不考虑小球的滚动。下列说法正确的是( )A. 小球与斜面之间一定有弹力B. 弹簧可能处于压缩状态C. 弹簧一定处于伸长状态D. 小球最多受到 5 个力【答案】B【解析】【分析】对小球受力分析,结合共点力平衡条件和弹簧弹力的产生条件分析即可。【详解】小球受向下的重力,弹簧处于竖直状态,对小球有竖直方向的作用力,当弹簧向上的弹力等于重力时,斜面对小球无弹力,选项 A 错误;若弹簧处于压缩状态,则小球受弹簧的弹力和重力都是竖直向下,

3、垂直斜面向上的支持力以及沿斜面向上的摩擦力,四可能平衡,选项 B 正确,C 错误;小球最多受重力、斜面的支持力和摩擦力、弹簧的弹力,共 4 个力的作用,选项 D 错误;故选 B.3.如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻 R金属棒 ab 与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下现使磁感应强度随时间均匀减小,ab 始终保持静止,下列说法正确的是( )A. ab 中的感应电流方向由 b 到 a B. ab 中的感应电流逐渐减小C. ab 所受的安培力保持不变 D. ab 所受的静摩擦力逐渐减小【答案】D【解析】磁感应强度均匀减小,磁通量减小,

4、根据楞次定律得,ab 中的感应电流方向由 a 到 b,A 错误;由于磁感应强度均匀减小,根据法拉第电磁感应定律 得,感应电动势恒定,则ab 中的感应电流不变,根据 可知电阻 R 消耗的热功率不变,B 错误;根据安培力公式知,电流不变, B 均匀减小,则安培力减小,C 错误;导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡, ,安培力减小,则静摩擦力减小,D 正确4.如图所示,电子以速度 v 垂直于 AB 边水平向右射入并从 CD 边射出,AB 与 CD 平行。若AB、CD 间只存在垂直于纸面的匀强磁场,其偏转角为 600;若 AB、CD 间只存在平行于 AB 边的匀强电场,其偏转角也为 600,则电场强度与磁

5、感应强度之比为( )A. vB. 2VC. 3VD. 4V【答案】B【解析】【分析】若 AB、CD 间只存在垂直于纸面的匀强磁场,则粒子在其间做匀速圆周运动,由几何关系求解半径,从而求解 B;若 AB、CD 间只存在平行于 AB 边的匀强电场,则粒子在电场中做类平抛运动,根据水平和竖直方向的运动求解 E.【详解】设两条虚线间距为 d,若 AB、CD 间只存在垂直于纸面的匀强磁场,则粒子在其间做匀速圆周运动,由几何关系可知 ,则 解得 ;若 AB、CD 间只存在平行于 AB 边的匀强电场,则粒子在电场中做类平抛运动,则d=vt; ,则 ,即 ,则 ,故选 B.5.以下说法正确的是( )A. 比结

6、合能越大的原子,其结合能就越大,原子核越稳定B. 卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性C. 在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度D. 卢瑟福的 粒子散射实验证实了其提出的核式结构的正确性。【答案】C【解析】【详解】比结合能用于表示原子核结合松紧程度,比结合能越大,原子核越稳定,但是比结合能越大的原子,其结合能不一定就越大,选项 A 错误;卢瑟福的 粒子散射实验说明(1)原子中绝大部分是空的;(2) 粒子受到较大的库仑力作用;(3) 粒子在原子中碰到了比他质量大得多的东西,否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型” ,但也不能说明原子内部存在带负电的电子,也不能解释原子的稳定性,

7、故 B 错误。在核反应堆的铀棒之间插入镉棒,可以吸收中子,控制反应速度,故 C 正确。卢瑟福的 粒子散射实验是原子的核式结构理论的基础,但是不能证实核式结构的正确性,选项 D 错误;故选 C。6.如图所示为远距离输送交流电的示意图,变压器均为理想变压器随着用户负载增多,发电机 F 达到额定功率时,降压变压器输出功率仍然不足,用户的用电器不能正常工作那么,在发电机以额定功率工作的情况下,为了适当提高用户的用电功率,可采取的措施是( )A. 适当减小输电线的电阻 rB. 适当提高C. 适当提高 的同时,降低D. 适当降低 的同时,提高【答案】AC【解析】试题分析:根据 P 线 =I2r,故适当减小

8、输电线的电阻 r ,可减小导线上的功率损失,在发电机输出功率一定的情况下可增大用户的电功率,选项 A 正确;因理想变压器的输出功率等于输入功率,故改变降压变压器的原副线圈的匝数比不能改变功率,则不能提高用户的电功率,选项 B 错误;适当提高 ,则可提高升压变压器的次级电压,较小输电线上的电流,根据 P线 =I2r,可减小导线上的功率损失,在发电机输出功率一定的情况下可增大用户的电功率,选项 C 正确,D 错误;故选 AC.考点:远距离输电.7.如图所示,卫星 A、B 绕地球做匀速圆周运动,卫星 C 绕地球做椭圆运动,且和卫星 A、B轨道相切,以下说法正确的是( )A. 卫星 B 的机械能大于卫

9、星 A 的机械能B. 某时刻 B 的速度可能大于 C 的速度C. 若已知 A、B 的周期可求出 C 的周期D. 卫星 C 的加速度可能大于卫星 A 的加速度【答案】BC【解析】【分析】因不知道卫星 A、B 的质量关系,则不能确定两卫星的机械能的关系;在卫星 B 和卫星 C 轨道的相切点处,卫星 C 加速才能进入卫星 B 的圆轨道;根据开普勒第三定律判断三个卫星的周期关系;根据 比较 AC 的加速度关系.【详解】因不知道卫星 A、B 的质量关系,则不能确定两卫星的机械能的关系,选项 A 错误;在卫星 B 和卫星 C 轨道的相切点处,卫星 C 加速才能进入卫星 B 的圆轨道,则在此位置 B 的速度

10、大于 C 的速度,选项 B 正确;设卫星 A、B 的轨道半径分别为 rA、r B,则卫星 C 的轨道半长轴为 ;由开普勒第三定律可知: ,即 ,即 ,则若已知 A、B 的周期可求出 C 的周期,选项 C 正确;根据 可知卫星 C 的加速度一定小于卫星 A 的加速度,选项 D 错误;故选BC.8.我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为 ,设起飞过程中发动机的推力恒为 ; 弹射器有效作用长度为 100m,推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到 80m/s,弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的 20%,则( )A. 弹射器的推力大

11、小为B. 弹射器对舰载机所做的功为C. 弹射器对舰载机做功的平均功率为D. 舰载机在弹射过程中的加速度大小为【答案】ABD【解析】设发动机的推力为 ,弹射器的推力为 ,则阻力为 ,根据动能定理可得, ,故解得 ,A 正确;弹射器对舰载机所做的功为 ,B 正确;舰载机在弹射过程中的加速度大小为,根据公式 可得运动时间为 ,所以弹射器对舰载机做功的平均功率为 ,故 C 错误,D 正确。【考点定位】动能定理,牛顿第二定律,运动学公式,功率和功的计算【方法技巧】在运用动能定理解题时,一定要弄清楚过程中有哪些力做功,做什么功?特别需要注意重力做功和路径无关,只和始末位置高度有关,摩擦力、阻力做功和路径有

12、关。视频二、实验题9.某同学设计一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车 A 的前端粘有橡皮泥, 推动小车 A 使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车 B 相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.他设计的具体装置如图所示.在小车 A 后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力(1)若已得到打点纸带如图并测得各相邻计数点间距标在图上。 A 为运动起始的第一点.则应选_段来计算 A 的碰前速度.应选_段来计算 A 和 B 碰后的共同速度.(以上两格填“ AB”或 “ BC”或“ CD”或“ DE”).(2)已测得小车 A 的质量 m1=0.4kg,小车 B 的

13、质量 m20.2kg. 由以上测量结果可得:碰前总动量=_ kgm/s;碰后总动量=_ kgm/s。 (结果保留三位有效数字)【答案】 (1). BC; (2). DE; (3). 0.420; (4). 0.417;【解析】【分析】两物体碰前后碰后均做匀速运动,可以用点迹均匀的纸带计算碰前和碰后的速度;根据 P=mv计算动量.【详解】 (1)A 与 B 碰后粘在一起,速度减小,相等时间内的间隔减小,可知通过 BC 段来计算 A 的碰前速度,通过 DE 段计算 A 和 B 碰后的共同速度 (2)A 碰前的速度: ;碰后共同速度: ;碰前总动量: 碰后的总动量: 可知在误差允许范围内,AB 碰撞

14、过程中,系统动量守恒10.发光晶体二极管是家用电器上指示灯的一种电子元件,它的电路符号如图所示。正常使用时,带“+”号的一端接高电势,带“”的一端接低电势。某同学用实验的方法测得它两端的电压 UD和通过它的电流 I 的数据,并记录在下表中:(1)在图中的虚线内画出该同学的实验电路图 _。所用的实验器材有:量程为 5V的电压表 ,其内阻约为 10k;量程为 50mA 的电流表 mA,内阻约为 100;直流电源E;滑动变阻器 R;开关 S;导线若干。(2)在图中的方格纸上用描点法画出二极管的伏安特性曲线_,并由此判断,该二极管的电阻随所加电压的增大而_(填“增大”或“减小” ) 。(3)已知该发光

15、二极管的最佳工作电压为 2.7V,现用 6V 稳压电源供电,需要串联一个电阻R 才能使二极管工作在最佳状态,试运用伏安特性曲线计算 R 的阻值为_(取整数)。【答案】 (1). (2). (3). 减小; (4). ;【解析】【分析】(1)由表格数据可知,该实验中电压从零开始变化,故应采用滑动变阻器分压接法; (2)用表格中的数据可以描点,并用平滑的曲线将各点相连; (3)由图象可得出二极管的电流,由串联电路的电压规律可得出串联电阻两端的电压,由欧姆定律可得出串联的电阻【详解】 (1)滑动变阻器接成分压器电路,电流表 mA 外接,如图; (2)用表格提供的数据在方格纸上描点,画出 U-I 图线

16、如图丙中的曲线所示;因 I-U 图像的斜率的倒数表示电阻,由此判断,该二极管的电阻随所加电压的增大而减小.(3)根据 U-I 图线,当二极管的工作电压为 2.7V 时,工作电流约为 26mA,串联电阻上分到电压应为 3.3V,故应串联的电阻为: .【点睛】本题考查描绘灯泡伏安特性曲线的实验;对于非线性元件,要注意应用图象求出其工作电压和电流; 同时对于实验题要注意电学规律的正确应用三、计算题11.如图所示,一水平方向的传送带以恒定的速度 v=2m/s 沿顺时针方向匀速转动,传送带右端有一光滑的半径 R=0.45m 的四分之一圆弧轨道,圆弧底端与传送带相切。一质量为m=0.5kg 的物体,从圆弧

17、轨道最高点由静止开始滑下,物体与传送带之间的动摩擦因数为=0.2,不计物体滑过圆弧与传送带交接处时的能量损失,传送带足够长, g=10m/s2 求:(1)物体滑上传送带向左运动的最远距离及此过程中物体与传送带摩擦所产生的内能(2)物体第一次从滑上传送带到离开传送带所经历的时间;【答案】 (1)5.25J(2)3.125s【解析】【分析】根据机械能守恒定律求出滑块滑上传送带的速度,滑上传送带先做匀减速直线运动到零,然后返回做匀加速直线运动达到传送带速度一起做匀速运动,根据牛顿第二定律和运动学公式求出物体从第一次滑上传送带到离开传送带所经历的时间;根据运动学公式求出相对路程的大小,从而根据 Q=f

18、x 求出摩擦产生的热量【详解】 (1)沿圆弧轨道下滑过程中 mgR= mv12 得 v1=3m/s物体在传送带上运动的加速度 a=g=2m/s 2向左滑动的最大距离 s=v12/2a=2.25m物体在传送带上向左运动的时间 t1=v1/a=1.5s物体向左运动过程中与传送带摩擦所产生内能为:(2)物体向右运动速度达到 v 时,已向右移动的距离 s 1=v2/2a=1m所用时间 t 2=v/a=1s匀速运动的时间 t=t1+t2+t3=1.5+1+0.625=3.125s【点睛】解决本题的关键理清物体的运动过程,知道物体的运动规律,结合动能定理、牛顿第二定律和运动学公式进行求解12.如图所示,相

19、距 d=3.15 m 的两条水平虚线之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为 B=0.05 T,正方形线圈 ABCD 边长为 L=2 m,质量为 m=0.1 kg,电阻为 R=11 ,共有n=10 匝,将线圈在磁场上方高 h=5 m 处静止释放, AB 边刚进入磁场时线圈的加速度为零,AB 边刚离开磁场时线圈的加速度也为零。在整个运动过程中线圈一直在竖直平面内,重力加速度 g=10 m/s2,求(1)线圈进入磁场的过程中,通过线圈横截面的电荷量;(2)线圈穿过磁场的过程中产生的焦耳热;(3)线圈进入磁场的时间 t1和线圈离开磁场的时间 t2。【答案】 (1) (2)2.1J(3) 【解析】【

20、分析】(1)线圈进入磁场的过程中,由法拉第电磁感应定律求解平均电动势,根据闭合电路欧姆定律求解平均电流,根据 求解电量;(2)AB 边刚离开磁场时线圈的加速度为零,此时安培力等于重力,由能量关系求解热量;(3)由安培力的冲量以及电量公式,结合动量定理求解时间.【详解】 (1)线圈进入磁场的过程中,由法拉第电磁感应定律: 由闭合电路的欧姆定律: 线圈进入磁场过程中通过线圈截面的电量为 联立解得 (2)AB 边刚离开磁场时线圈的加速度为零,此时安培力等于重力:nBIL=mgE=nBLv I=E/R由能量关系可知线圈穿过磁场过程产生的热量: 解得 v=11m/s Q=4.2J (3)线圈进入磁场过程

21、中,初速度: 末速度 v=11m/s;安培力的冲量: 由动量定理: 解得 线圈离开磁场过程中:初速度: 末速度 v=11m/s;安培力的冲量: 由动量定理: 解得13.关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中,不正确的是_AA 图中,由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知,当两个相邻的分子间距离为 r0时,它们间相互作用的引力和斥力均为零BB 图中,由一定质量的氧气分子分别在不同温度下速率分布情况,可知温度 T1T2CC 图中,在固体薄片上涂上石蜡,用烧热的针接触其上一点,从石蜡熔化情况不能判定固体薄片为非晶体DD 图中,液体表面层分子间相互作用表现为斥力,正是因为斥力才使得水黾可以停在水面上

22、E. E 图中,迅速压下活塞,可观察到硝化棉燃烧起来,这表明气体从外界吸热,内能增加【答案】ADE;【解析】【详解】A 图中,由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知,当两个相邻的分子间距离为 r0时,它们间相互作用的引力和斥力相等,分子力表现为零,选项 A 错误;B 图中,由一定质量的氧气分子分别在不同温度下速率分布情况可知,T 1温度下对应的中等速率的分子数较少,可知温度 T1T2,选项 B 正确;C 图中,在固体薄片上涂上石蜡,用烧热的针接触其上一点,从石蜡熔化情况可知表现为各向同性,则此固体薄片可能为多晶体或非晶体,不能判定固体薄片为非晶体,选项 C 正确;D 图中,水黾可以停在水面上

23、是由于表面张力的作用,故 D 错误;E 图中,迅速压下活塞,可观察到硝化棉燃烧起来,这表明外接对气体做功,内能增加,选项 E 错误;此题选择不正确的选项,故选 ADE.【点睛】本题考查分子分布与温度的关系,分子间的相互作用力、表面张力及晶体的性质等,均属于选修 3-3 中的基础内容;要注意准确把握各种现象的本质内容注意对 3-3 的全面把握14.如图所示,两个可导热的汽缸竖直放置,它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积)两汽缸各有一活塞,质量分别为 m1和 m2,活塞与汽缸壁无摩擦活塞的下方为理想气体,上方为真空当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度 h.(已知 m13m,m 22m)(1)

24、在两活塞上同时各放一质量为 m 的物块,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假设环境的温度始终保持为 T0)(2)在达到上一问的终态后,环境温度由 T0缓慢上升到 T,试问在这个过程中,气体对活塞做了多少功?气体是吸收还是放出热量?(假定在气体状态变化过程中,两物块均不会碰到汽缸顶部)【答案】 (1) (2) 【解析】【分析】(1)选择气体为研究对象,找到气体的状态参量,由玻意耳定律求解气体再次达到平衡后两活塞的高度差;(2)结合盖吕萨克定律求解活塞向上运动的距离,根据 W=Fx 求解气体对活塞做功.【详解】 (1)设左、右活塞的横截面积分别为 A和 A.由于气体处于平衡状态,故两活塞对气体的

25、压强相等,即 由此得 A A在两个活塞上各加一质量为 m 的物块后,因 ,所以右活塞降至汽缸底部,所有气体都在左汽缸中在初态,气体的压强为 ,体积为(AA)h ;在末态,气体的压强为 ,体积为 Ax (x 为左活塞的高度)由玻意耳定律得由上式解得 x h 即两活塞的高度差为 h.(2)当温度由 T0上升至 T 时,气体的压强始终为 .设 x是温度达到 T 时左活塞的高度,由盖吕萨克定律得 气体对活塞做的功为 在此过程中气体吸收热量【点睛】题关键是明确气体经历等压过程,然后灵活地选择气体实验定律列方程求解左侧活塞的高度,再根据功的公式列式求解15.下列说法正确的是_。A医院里用于检测的彩超的原理

26、是:向病人体内发射超声波,经血液反射后被接收,测出反射波的频率变化,就可知血液的流速,这一技术应用了多普勒效应B单摆做简谐运动的回复力大小总与偏离平衡位置的位移大小成正比C在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时,看到的物体比物体所处的实际位置低D水中的气泡,看起来很明亮,是因为光线从气泡中射向水中时,一部分光在界面上发生了全反射的缘故E地面上静止的人观察一条沿杆自身长度高速运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小【答案】ABE【解析】A、医院里用于检测的彩超的原理是:向病人体内发射超声波,经血液反射后被接收,测出反射波的频率变化,就可知血液的流速,这一技术应用了多普勒效应,故 A 正确;B、简谐运动的

27、回复力 F kx; x 为偏离平衡位置的位移大小;故说明简谐运动的回复力大小总与偏离平衡位置的位移大小成正比,故 B 正确;B、光发生折射的条件是:当光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时,会发生折射现象;景物的光斜射到水面上,由光发生折射的条件知会发生折射现象,当光进入水中后靠近法线,射入潜水员眼睛,而潜水员由于错觉,认为光始终沿直线传播,逆着光的方向看上去而形成的虚象,所以比实际位置高,所以潜水员在水中看水面上的物体时,看到的位置比物体的实际位置偏高,故 C 错误;D、水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮是因为光从水或玻璃射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射,D 错误;E、考虑相对论效应,

28、地面上静止的人观察一条沿自身长度高速运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小,故 E 正确;故选 ABE。16.某三棱镜的横截面为一直角三角形,如图所示, A90, B30, C60,棱镜材料的折射率为 n,底面 BC 涂黑,入射光沿平行与底面 BC 的方向射向 AB 面,经 AB 面和AC 面折射后出射。求出射光线和入射光线延长线的夹角 ;(可用反三角函数表示角度)为使上述入射光线能从 AC 面出射,折射率 n 的最大值为多少?【答案】 (1) (2) 【解析】【分析】完成光路图,根据折射定律求出光线在 AB 面上折射角,由几何知识求出光线射到 AC 面上的入射角,再由折射定律求出 AC 面上的折射角,即可由几何关系求出出射光线和入射光线延长线的夹角 入射光线能从 AC 面出射时,光线不能在 AC 面上发生全反射,折射角的正弦值不大于 1,由此求折射率 n 的最大值【详解】画出光路图如图所示:.因为入射光平行于 BC 面,可得 i60,由 n得 sin r1 又 ,则得 sin r2 ncos r1 故 60(90 r2)arcsin 30要使光线从 AC 面射出,应有 sin r21,即有 1,解之得 n所以 n 的最大值为 。【点睛】解决本题的关键掌握光的折射定律和全反射条件,画出光路图,结合几何关系进行研究

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