2017届陕西省西安市高三4月模拟考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

古希腊权威思想家亚里士多德曾经断言：物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比，重者下落快，轻者下落慢。比如说，十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍。1800多年来，人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。 直到16世纪，伽利略才发现了这一理论在逻辑上的矛盾。并通过“比萨斜塔试验”，向世人阐述他的观点。对此进行了进一步的研究，通过实验来验证：伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，伽利略手稿中记录的一组实验数据: 伽利略对上述的实验数据进行了分析，并得出了结论，下列是伽利略得出的结论是（   ）

A.     B.

C.     D.

2. 难度：中等

如图所示，两段等长细线串接着两个质量相等的小球a、b，悬挂于 O 点．现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在 b 球上的力大小为 F、作用在 a 球上的力大小为 2F，则此装置平衡时的位置可能是下列哪幅图（  ）

A.     B.

C. .    D.

3. 难度：中等

如图所示，一个质量为M的人，站在台秤上，一长为R的悬线一端系一个质量为m的小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确的是(　 )

A. 小球运动到最低点时，台秤的示数最大且为(M＋6m)g

B. 小球运动到最高点时，台秤的示数最小且为Mg

C. 小球在a、b两个位置时，台秤的示数不相同

D. 小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态

4. 难度：中等

理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体，O为球心，以O为原点建立坐标轴Ox，如图甲所示。在x轴上各位置的重力加速度用g表示，则下图中能描述g随x的变化关系图正确的是(    )

A.     B.

C.     D.

二、不定项选择题

5. 难度：困难

.如图甲所示，在绝缘水平面上方的MM′和PP′范围内有方向水平向右的电场，电场强度大小沿电场线方向的变化关系如图乙所示．一质量为m、带电荷量为＋q的小物块(可视为点电荷)从水平面上的A点以初速度v₀向右运动，到达B点时速度恰好为零．若滑块与水平面之间的动摩擦因数为μ，A、B两点间的距离为l，重力加速度为g．则以下判断正确的是(　　)

A. 小物块在运动过程中所受到的电场力一直小于滑动摩擦力

B. 小物块在运动过程中的中间时刻，速度大小大于

C. A、B两点间的电势差为

D. 此过程中产生的内能为

三、选择题

6. 难度：中等

如图甲所示，理想变压器原，副线圈的匝数之比为10∶1，B是原线圈的中心接头，原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R₁，R₃为定值电阻，R₂为NTC型热敏电阻(阻值随温度升高而减小)，C为耐压值为70 V的电容器，所有电表均为理想电表．下列判断正确的是(　　)

A. 当单刀双掷开关与A连接，传感器R₂所在处温度升高，A₁的示数变大，A₂的示数减小

B. 当单刀双掷开关与B连接，副线圈两端电压的频率变为25 Hz

C. 当单刀双掷开关由A→B时，电容器C不会被击穿

D. 其他条件不变，单刀双掷开关由A→B时，变压器的输出功率变为原来的0.5倍

7. 难度：困难

2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图象传感器．他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理．如图所示电路可研究光电效应规律．图中标有A和K的为光电管，其中A为阴极，K为阳极．理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压．现接通电源，用光子能量为10.5 eV的光照射阴极A，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0 V；现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是(　　)

A. 光电管阴极材料的逸出功为4.5 eV

B. 若增大入射光的强度，电流计的读数不为零

C. 若用光子能量为12 eV的光照射阴极A，光电子的最大初动能一定变大

D. 若用光子能量为9.5 eV的光照射阴极A，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不为零

四、不定项选择题

8. 难度：中等

在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域，区域Ⅰ的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场宽度均为L，一个质量为m，电阻为R，边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t₁时刻ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区域，此时导线框恰好以速度v₁做匀速直线运动；t₂时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v₂做匀速直线运动．重力加速度为g，下列说法中正确的是(   　)

A. 当ab边刚越过JP时，导线框的加速度大小为a＝gsinθ

B. 导线框两次匀速直线运动的速度v₁∶v₂＝4∶1

C. 在t₁到t₂的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量

D. 在t₁到t₂的过程中，有机械能转化为电能

五、实验题

9. 难度：中等

如图所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．已知遮光条的宽度d＝2.25 mm.

(1)下列不必要的一项实验要求是________．(请填写选项前对应的字母)

A．应使A位置与光电门间的距离适当大些

B．应将气垫导轨调节水平

C．应使细线与气垫导轨平行

D．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

(2)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是________；

(3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出________图象．

10. 难度：中等

如图甲是利用两个电流表A₁和A₂测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R₁和A₁内阻之和为10 000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，A₂为理想电流表．

(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线______________．

(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至________(选填“a端”、“中央”或“b端”)．

(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A₁和A₂的示数I₁和I₂.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为

在如图所示的坐标纸上为纵坐标横坐标画出所对应的曲线________．

(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝______ V，内阻r＝______ Ω.(保留两位小数)

(5)该电路中电源输出的短路电流   ＝________ A.

六、简答题

11. 难度：中等

节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v₁=90km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P=50kW。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L=72m后，速度变为v₂=72km/h。此过程中发动机功率的用于轿车的牵引， 用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求:

（1）轿车以90km/h 在平直公路上匀速行驶时，所受阻力的大小；

（2）轿车从90km/h 减速到72km/h 过程中，获得的电能为多少？

12. 难度：简单

如图所示，竖直平面MN与纸面垂直，MN右侧的空间存在着垂直纸面向内的匀强磁场和水平向左的匀强电场，MN左侧的水平面光滑，右侧的水平面粗糙．质量为m的物体A静止在MN左侧的水平面上，已知该物体带负电，电荷量的大小为为q．一质量为的不带电的物体B以速度v₀冲向物体A并发生弹性碰撞，碰撞前后物体A的电荷量保持不变．求：

（1）碰撞后物体A的速度大小；

（2）若A与水平面的动摩擦因数为μ，重力加速度的大小为g，磁感应强度的大小为 ，电场强度的大小为．已知物体A从MN开始向右移动的距离为时，速度增加到最大值．求：

a．此过程中物体A克服摩擦力所做的功W；

b．此过程所经历的时间t．

七、不定项选择题

13. 难度：中等

关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是（____）

A． 布朗运动就是液体分子的热运动

B． 用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×10⁵J，同时空气的内能增加1.5×10⁵J，则空气从外界吸热0.5×10⁵J

C． 第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律

D． 一定质量的气体，如果保持温度不变，体积越小，则压强越大

八、简答题

14. 难度：中等

某同学家新买了一台双门电冰箱，冷藏室容积107L，冷冻室容积118L，假设室内空气为理想气体。

(1)若室内空气摩尔体积为22.5×10^－3m³/mol，阿伏加德罗常量为6.0×10²³mol^－1，在家中关闭冰箱密封门后，电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子？

(2)若室内温度为27℃，大气压为1×10⁵Pa，关闭冰箱密封门通电工作一段时间后，冷藏室温度降为6℃，冷冻室温度降为－9℃，此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差多大？

(3)冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部，请分析说明这是否违背热力学第二定律。

九、不定项选择题

15. 难度：中等

如图所示的LC振荡回路，当开关S转向右边发生振荡后，下列说法中正确的是（____）

A．振荡电流达到最大值时，电容器上的带电荷量为零

B．振荡电流达到最大值时，磁场能最大

C．振荡电流为零时，电场能为零

D．振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半

十、计算题

16. 难度：简单

1801年,托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年,洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验).

(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示,S为单色光源,M为一平面镜. 试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域.

(2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L,光的波长为λ,在光屏上形成干涉条纹.写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式.