(含答案解析)河南省郑州市2015届高三第一次质量预测物理试题

2015年河南省郑州市高考物理一模试卷一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．）1．（4分）（2015•郑州一模）关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是（）A．第谷通过整理大量的天文观测数据得到行星运动规律B．开普勒指出，地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力C．牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度，对万有引力定律进行了“月地检验”D．卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值【考点】：万有引力定律及其应用．【专题】：万有引力定律的应用专题．【分析】：本题是物理学史问题，根据开普勒、牛顿、卡文迪许等等科学家的物理学成就进行解答．【解析】：解：A、开普勒对天体的运行做了多年的研究，最终得出了行星运行三大定律，故A错误．B、牛顿认为行星绕太阳运动是因为受到太阳的引力作用，引力大小与行星到太阳的距离的二次方成反比，故B错误．C、牛顿通过比较月球公转的周期，根据万有引力充当向心力，对万有引力定律进行了“月地检验”，故C错误．D、牛顿发现了万有引力定律之后，第一次通过实验比较准确地测出万有引力常量的科学家是卡文迪许，故D正确．故选：D．【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，特别是著名科学家的贡献要记牢．2．（4分）（2015•郑州一模）“神州十号”飞船太空授课中，航天员王亚平曾演示了太空中采用动力学方法测量质量的过程．如图所示是采用动力学方法测量“天宫一号”空间站质量的原理图，若已知飞船质量为3.5×103kg，其推进器的平均推力为1560N，在飞船与空间站对接后，推进器工作了7s，在这段时间内，飞船和空间站速度变化了0.91m/s，则空间站的质量约为（）A．1.2×104kgB．8.5×103kgC．1.6×104kgD．5.0×103kg【考点】：牛顿第二定律．【专题】：牛顿运动定律综合专题．【分析】：对整体火箭组受力分析列出牛顿第二定律方程，再结合加速度的定义，即可求解．【解析】：解：由运动学公式：，对整体，由牛顿第二定律：F=（m1+m2）a解得：；故ACD错误，B正确，故选：B．【点评】：遇到连接体问题一般应采取“先整体后隔离”的顺序并根据牛顿第二定律列式求解，基础问题．3．（4分）（2015•郑州一模）以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略．另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，在同一坐标系中，用虚线和实线描述两物体运动的v﹣t图象，可能正确的是（）A．B．C．D．【考点】：牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像；竖直上抛运动．【分析】：竖直上抛运动是初速度不为零的匀变速直线运动，加速度恒定不变，故其v﹣t图象是直线；有阻力时，根据牛顿第二定律判断加速度情况，v﹣t图象的斜率表示加速度．【解析】：解：没有空气阻力时，物体只受重力，是竖直上抛运动，v﹣t图象是直线；有空气阻力时，上升阶段，根据牛顿第二定律，有：mg+f=ma，故a=g+，由于阻力随着速度而减小，故加速度逐渐减小，最小值为g；有空气阻力时，下降阶段，根据牛顿第二定律，有：mg﹣f=ma，故a=g﹣，由于阻力随着速度而增大，故加速度减小；v﹣t图象的斜率表示加速度，故图线与t轴的交点对应时刻的加速度为g，切线与虚线平行；故选：C．【点评】：本题关键是明确v﹣t图象上某点的切线斜率表示加速度，速度为零时加速度为g，不难．4．（4分）（2015•郑州一模）一半径为R的绝缘环上，均匀地带有电荷量为Q的电荷，在垂直于圆环平面的对称轴上有一点P，它与环心O的距离OP=L．设静电力常量为k，关于P电的场强E，下列四个表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是（）A．B．C．D．【考点】：电场强度．【专题】：电场力与电势的性质专题．【分析】：将带电圆环分成若干段，每一小段看作一个点电荷，再根据点电荷场强公式E=，求出每个点电荷在a处产生的场强大小，最后结场强的合成三角函数关系，即可求解．【解析】：解：设想将圆环等分为n个小段，当n相当大时，每一小段都可以看做点电荷，其所带电荷量为：q=①由点电荷场强公式可求得每一点电荷在P处的场强为：E′=k=②由对称性可知，各小段带电环在P处的场强E的垂直于轴向的分量Ey相互抵消，而E′的轴向分量Ex之和即为带电环在P处的场强E，故：E=nEx=n×=③而r=④联立①②③④可得：E=，答案D正确．故选：D．【点评】：本题关键掌握点电荷电场强度的公式E=，注意学会微元法处理问题．不能头脑简单直接用公式E=求P点的场强．5．（4分）（2015•郑州一模）如图所示，光滑斜面固定在水平面上，第一次让小球从斜面顶端A由静止释放，使小球沿斜面滑到底端B；第二次将小球从斜面顶端A沿水平方向抛出，使小球刚好落在斜面底端B．比较两次小球的运动，下列说法正确的是（）A．第二次小球运动经历时间更长B．第一次小球运动速度变化更快C．第二次小球到达B点的速度更大D．两种情况小球到达B点的速度方向相同【考点】：平抛运动．【专题】：平抛运动专题．【分析】：A球做匀加速直线运动，B球做平抛运动，落到底端时速度方向不同，根据小球的受力判断合力做功，根据动能定理判断到达B点时，速度的大小，根据匀变速直线运动基本公式和平抛运动的基本公式判断运动时间长短．【解析】：解：A、设斜面倾角为θ，斜面长度为l，第一次的加速度为a=gsinθ，第二次做平抛运动，加速度为g，则第二次速度变化快，第一次运动的时间t=，第二次运动的时间，所以第一次运动时间长，故AB错误；C、第一次和第二次运动的过程中，都只有重力做功，可知运动过程中两小球合力做功相同，动能的变化量相同，但第二次初速度大于零，所以第二次小球达到B点的速度更大，故C正确．D、第一次到达B点沿斜面方向，第二次不沿斜面方向，方向不同．故D错误．故选：C．【点评】：解决本题的关键知道A、B两球的运动规律，通过动能定理可以比较速度的大小关系，注意落在斜面上速度的方向不同．6．（4分）（2015•郑州一模）如图所示，一轻质弹簧的下端，固定在水平面上，上端叠放着两个质量均为M的物体A、B（物体B与弹簧栓接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的v﹣t图象如图乙所示（重力加速度为g），则（）A．施加外力的瞬间，A、B间的弹力大小为M（g﹣a）B．A、B在t1时刻分离，此时弹簧弹力大小恰好为零C．弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值D．B与弹簧组成的系统的机械能先逐渐增加，后保持不变【考点】：机械能守恒定律．【专题】：机械能守恒定律应用专题．【分析】：题中弹簧弹力根据胡克定律列式求解，先对物体AB整体受力分析，根据牛顿第二定律列方程；再对物体B受力分析，根据牛顿第二定律列方程；t1时刻是A与B分离的时刻，之间的弹力为零．【解析】：解：A、施加F前，物体AB整体平衡，根据平衡条件，有：2Mg=kx；解得：x=2施加外力F的瞬间，对B物体，根据牛顿第二定律，有：F弹﹣Mg﹣FAB=Ma其中：F弹=2Mg解得：FAB=M（g﹣a），故A正确．B、物体A、B在t1时刻分离，此时A、B具有共同的v与a；且FAB=0；对B：F弹′﹣Mg=Ma解得：F弹′=M（g+a），故B错误．C、B受重力、弹力及压力的作用；当合力为零时，速度最大，而弹簧恢复到原长时，B受到的合力为重力，已经减速一段时间；速度不是最大值；故C错误；D、B与弹簧开始时受到了A的压力做负功，故开始时机械能减小；故D错误；故选：A．【点评】：本题关键是明确A与B分离的时刻，它们间的弹力为零这一临界条件；然后分别对AB整体和B物体受力分析，根据牛顿第二定律列方程及机械能守恒的条件进行分析．7．（4分）（2015•郑州一模）如图所示为街头变压器通过降压给用户供电的示意图．变压器和用户之间两条输电线的总电阻用R0表示，用电器增加时相当于R的值减小（滑动片向下移）．和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．忽略变压器上的能量损失，输入电压恒定．下列说法正确的是（）A．用电器数目增加时，用电器两端电压减小B．用电器数目增加时，两电流表示数I1、I2不变C．变压器的输入功率与用电器数目增减无关D．滑片P向上滑动的过程中，输电线上的功率损耗减小【考点】：变压器的构造和原理；电功、电功率．【专题】：交流电专题．【分析】：和闭合电路中的动态分析类似，可以根据R的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况．【解析】：解：A、当用电器增加时，相当于R的值减小，电路中的总的电阻减小，所以电流I2要变大，即A2的示数变大，由于副线圈的电流变大，电阻R0消耗的电压变大，又因为V2的示数不变，所以用电器两端电压减小，故A正确，B错误；C、由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小了，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，故C错误；D、滑片P向上滑动的过程中，相当于R的值增大，电流I2要变小，输电线上的功率损耗减小，故D正确；故选：AD．【点评】：电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．8．（4分）（2015•郑州一模）如图是质谱仪工作原理的示意图．带电粒子a、b从容器中的A点飘出（在A点初速度为零），经电压U加速后，从x轴坐标原点处进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后分别打在感光板S上，坐标分别为x1、x2．图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则（）A．b进入磁场的速度一定大于a进入磁场的速度B．a的比荷一定大于b的比荷C．若a、b电荷量相等，则它们的质量之比ma：mb=x12：x22D．若a、b质量相等，则它们在磁场中运动时间之比ta：tb=x1：x2【考点】：质谱仪和回旋加速器的工作原理．【分析】：带电粒子先在匀强电场中做匀加速直线运动，再进入磁场做匀速圆周运动，轨迹为半圆，本题动能定理和牛顿第二定律求解．【解析】：解：A、粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可知qvB=，r=，半径与速度和比荷有关，故A错误；B、由动能定理可知粒子经过加速电场后的速度为qU=，v=，r=，a的比荷一定大于b的比荷，故B正确；C、根据r=，则它们的质量之比ma：mb=x12：x22，故C正确；D、经历的时间为t=，故则它们在磁场中运动时间之比ta：tb=x12：x22故D错误故选：BC【点评】：本题属于带电粒子在组合场中运动问题，电场中往往用动能求速度，磁场中圆周运动处理的基本方法是画轨迹．9．（4分）（2015•郑州一模）如图所示，边长为L，总电阻为R的均匀正方形线框abcd放置在光滑水平桌面上，其cd边右侧紧靠两个磁感强度为B、宽度为L、方向相反的有界匀强磁场．现使线框以初速度v0匀减速通过磁场区域，从开始进入，到完全离开磁场的过程中，下列图线能定性反应线框中的感应电流（以逆时针方向为正）和a、b两点间的电势差随时间变化关系的是（）A．B．C．D．【考点】：导体切割磁感线时的感应电动势．【专题】：电磁感应与电路结合．【分析】：由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流和ab间的电压，然后选择图象．要分段研究．【解析】：解：线圈进入左侧磁场过程：在进入磁场0﹣L的过程中，E=BLv0，电流I==i0，方向为逆时针方向，为正；a的电势比b的电势高，ab间的电势差Uab=E=BLv0=u0；在L﹣2L的过程中，电动势E=2BLv0，电流I==2i0，方向为顺时针方向，为负．a的电势比b的电势