物理卷·2017届江苏省丹阳高级中学高三下学期期中考试（2017-04） 15页

江苏省丹阳高级中学 ‎2016-2017学年度第二学期期中考试 高 三 物 理2017.4‎ 一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1、下列各叙述中正确的是 A. 牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量 B. 伽利略首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推理）和谐地结合起来 C. 理想化模型是把实际问题理想化，略去次要因素，突出主要因素，例如质点.位移等 D. 用比值定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如速度.加速度都是采用了比值法定义的 ‎2、甲、乙两车在同一直车道上运动，甲车在前，乙车在后。遇到红灯时它们同时开始作减速运动，并安全停车，两车v-t图像如图所示，下列判断正确的是 A. t=4s时两车相距最远 ‎ B. t=6s时两车相距最近 C. 甲、乙两车加速度大小之比为3：2‎ D. 甲、乙两车之间的距离先减小后增大 ‎3、图甲所示为交流发电机的原理图，其矩形线圈绕垂直于磁场的轴 匀速转动，匀强磁场的方向水平向右；图乙是穿过矩形线圈的磁通量∅随时间t变化的图像，矩形线框的内阻为r=1Ω，定值电阻R=1Ω，理想电压表V的示数为1V，下列说法按正确的是 A. 在0.01s时刻，电路中电流的瞬时值为2A B. 在0.05s时刻，R两端的电压的瞬时值为0‎ C. 电阻R消耗的热功率为2W D. 发电机电动势e随时间t变化的规律111]‎ ‎5、在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由b向a 缓慢滑动的过程中，下列说法正确的是 A. 电流表的示数增大 ‎ B. 电压表的示数减小 C. 电容器C的电容增大 ‎ D. 电容器C所带电荷量增大 二、多项选择题：本大题共4小题，每小题4分，共计16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得 4分，选对但不全的得 2 分，错选或不选的得 0 分。‎ ‎6、如图所示的坐标系中，带有等量正电荷的两点电荷a、b固定在坐标轴y上，且固定点到O点的距离相等，一不计重力，带负电的检验电荷在x轴正方向上的P点处由静止开始释放，则检验电荷由P点运动到O点的过程中 A．电势能逐渐减小 ‎ B．电势能先减小后增大 C．速度逐渐增大 ‎ D．先做加速运动后做减速运动 ‎7、如图甲所示，光滑小球在水平面上做往复运动，在分界线MN的左侧始终受到水平恒力F1的作用，在分界线MN的右侧始终受到水平恒力F2的作用，小球从A点由静止开始运动，在0～5s内运动的v-t图象如图乙所示，已知小球质量为m=2kg，则 A．F1与F2大小之比为2：3 ‎ B．t=5s时，小球回到A点 ‎ C．t=3s时，恒力F2的功率为8W ‎ D．在0～4s的过程中，F1与F2做功之和为36J ‎8、如图所示，用粗细均匀的铜导线制成半径为r的圆环，PQ为圆环的直径，其左右两侧存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，但方向相反，圆环的电阻为2R，一根长度为2r、电阻为R的金属棒MN绕着O点以角速度ω匀角速顺时针旋转，金属棒与圆环紧密接触，则下列说法正确的是 A．金属棒MN两端的电压大小为Bωr2 ‎ B．圆环消耗的电功率是变化的 ‎ C．圆环中电流的大小为 ‎ D．金属棒MN旋转一周的过程中，电路中产生的热量为 ‎ ‎9、如图所示，半径分别为R和r的四分之一光滑圆弧轨道最低点切线始终水平且重合，右边轨道最低点安装了压力传感器。现在进行以下操作：保持右边圆弧轨道半径为，同一小木块以大小不同的竖直初速度v从左边轨道最高点开始沿轨道运动，传感器测得对应的压力为F；右边安装不同半径r的圆弧轨道，同一小木块以大小相同的竖直初速度从左边轨道最高点开始沿轨道运动，传感器测得的对应的压力为，下列反应F与v，与r变化关系的图线，可能正确的是 三、实验题：本题为第10、11题共计18分。请将解答填写在答题卡相应的位置。‎ ‎10、为了探究功与速度变化的关系，现提供如图甲所示器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题。(打点计时器所接交流电频率为50 Hz)‎ 甲 ‎(1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施为_______________________________________________‎ ‎(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来进行第1次、第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W。‎ ‎(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图乙所示是其中四次实验打出的部分纸带。‎ 乙 ‎(4)试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表。‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 橡皮筋对小车做的功 W 小车速度v(m/s)‎ v2(m2/s)‎ 从表中数据可得出结论：______________________________________________________。‎ ‎11、中国机器人农民发明家吴玉禄（被誉为中国的特斯拉）只有小学文化，为了给他的机器人吴老二找一个可充电电池，他在废品站找到了一个象电池一样有两个电极的装置，上面标有“TNT”等字样，他高兴地拿回去充电，结果差点丢了性命．如果你是他的儿女，为了安全起见，你能给他提出一些建议或帮助吗？‎ ‎（1）经核实该电雷管全电阻值为6Ω，其中电热丝阻值为5Ω，引脚线长2m，阻值为1Ω，当通以0.45A电流时约6s钟爆炸，若吴玉禄用5.4V的电压给它充电时理论上约　 　s钟爆炸（危险）．‎ ‎（2）某兴趣小组发扬吴玉禄精神，用伏安法设计了一较准确测量上述单只电雷管电阻的电路．准备了以下实验器材：‎ 待测电雷管R x，炸药桶（保护作用，防爆破） 电流表A1：量程0.5A、内阻约0.5Ω 电流表A2：量程30mA、内阻约30Ω 电压表V1：量程30V、内阻约10kΩ 电压表V2：量程2V、内阻约3kΩ 滑动变阻器R：0～10Ω 电阻箱R0：0～999.9Ω，0.1A 干电池E：电动势E=1.5V，内阻r约0.1Ω 电键S及导线若干，‎ ‎①请设计一个较合理的电路原理图，画在规定方框内，要求通过电雷管的电流不超过27mA，电压能从零调节，尽可能减小误差．‎ ‎②并写出Rx的计算公式Rx=　　　；（可能用到的字母：A1示数为I1、A2示数为I2、V1示数为U1、V2示数为U2、电阻箱电阻为R0）‎ ‎12A（选修模块3-3）（12分）（1）下列说法正确的是 A．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大 B．一定质量的理想气体发生等压膨胀过程，其温度一定升高 ‎ C．悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子的撞击就越容易平衡 D．当液体表面的分子间距离大于分子间的平均距离时，液体有表面张力 ‎（2）如图所示，一圆柱形气瓶水平放置，瓶内用活塞分为A、B两部分，分别装有理想气体，活塞与瓶内壁气密性好，并可在瓶内自由移动，不计摩擦；开始时，A、B两部分气体的体积之比为2：1，压强均为p，大气温度为T，K为阀门．‎ ‎①当温度升高时，活塞将如何移动？‎ ‎②若因阀门封闭不严，B中气体向外缓慢漏气，活塞将缓慢移动，整个过程中气体温度不变，瓶口处气体体积可以忽略．当活塞向右缓慢移动至B中体积减为原来一半时，A中气体的压强多大？若此过程A中气体对外做功为W，则A中气体内能变化多少？‎ ‎12C、(3-5模块)（1）下列说法正确的是 A．比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关 D．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃进时，最多可产生4个不同频率的光子 ‎（2）如图所示，人站在小车上推着木箱，一起在光滑水平冰面上以速度v运动，小车与木箱质量均为m，人的质量为2m，突然发现正前方有一冰窟窿，为防止人掉入窟窿，人用力向右推木箱，推出木箱后，人和车以v/2的速度仍向前运动，为避开危险，人向后跳车．求：‎ ‎①人推开木箱时木箱对地的速度多大；‎ ‎②人跳车后车对地的最小速度．‎ 江苏省丹阳高级中学 ‎2016-2017学年度第二学期期中考试答题纸 高 三 物 理2017.4‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ 一、二选择题（15 +16 =31分）‎ 三、填空题（8+10+12+12=42分）‎ ‎10. (1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施为____________________________________________________________________________‎ ‎(4)试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表；‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 橡皮筋对小车做的功 W 小车速度v(m/s)‎ v2(m2/s)‎ ‎111]‎ 从表中数据可得出结论：_______________________________________________________‎ ‎11. (1)　 　s (2)①电路原理图填入上方框内；‎ ‎②Rx=　　 ‎ ‎12A. (1) 　　 ‎ ‎ (2)‎ ‎111]‎ ‎12C：(1) 　　 ‎ ‎ (2)‎ 四、计算题： （15+16+16=47分）‎ ‎13. 一辆小车停放在水平地面上，两根长度均为l的细线分别连接小球A和物块B，两根细线与竖直、水平方向分别成300角，如图所示，已知物块B的质量是小球A的两倍，且此时物块B刚好能静止，已知重力加速度为g；设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．‎ ‎（1）求物块B与小车底板间的动摩擦因数μ；‎ ‎（2）将物块B固定在小车底板原来的位置，并让小车沿地面向右作匀加速直线运动，若A、B间细线张力为零，则小车加速度应满足什么条件？‎ A ‎14. 如图，两根形状相同，足够长的光滑金属导轨固定，相互平行，间距为L，两连接点a、b连线垂直于所有导轨，左底端接有阻值为R的电阻，倾斜导轨所在平面与水平面夹角为，平面内有磁感应强度为，方向垂直于平面向上的匀强磁场；水平导轨在同一水平面，所有区域有磁感应强度为，方向竖直向上的匀强磁场。阻值为R，质量为m的相同导体杆A、B，A在倾斜导轨上，B在水平导轨上，都垂直于导轨。开始时，A以初速度开始沿倾斜导轨向上滑行，B在外力作用下保持静止；A上滑通过距离x到达最高点时（此时A仍在倾斜导轨上），B瞬间获得一个水平初速度并在外力作用下以此速度做匀速直线运动（B 始终在水平导轨上并保持与导轨垂直），A恰能静止在倾斜导轨上。求：‎ ‎（1）在A上滑的过程中，电阻R上产生的热量；‎ ‎（2）B做匀速匀速时的速度的方向、大小；‎ ‎（3）使B做匀速运动的外力的功率。‎ ‎15. 如图所示，在XOY竖直平面内，Y轴的右侧有垂直纸面向外的匀强磁场B=0.4T和竖直向上的匀强电场E=2N/C，长为L=16m水平绝缘传送带AB以速度v0=3m/s顺时针匀速转动，右侧轮的轴心在Y轴上，右侧轮的上侧边缘B点的坐标是（0，h=8m）一个质量为M=2g ‎、电荷量为q=0.01C的小物块（可视为点电荷）以轻轻放在传送带左端，小物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，小物块从传送带滑下后，经过x轴上的P点（没画出），重力加速度g=10m/s2．求：‎ ‎（1）P点的坐标；‎ ‎（2）小物块从静止开始到经过x轴所用的时间；‎ ‎（3）改变传送带匀速运行的速度，可让小物体从传送带上滑下后经过坐标原点O，那么要让小物块经过坐标原点，传送带运行速度的范围．‎ ‎1111]‎ 江苏省丹阳高级中学 ‎2016-2017学年度第二学期期中考试答案 高 三 物 理2017.4‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ B A D C D AC BD ACD BC 一、二选择题（15 +16 =31分）‎ 三、填空题（8+10+12+12=42分）‎ ‎10. 【答案】见解析 次数 ‎1111.Com]‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 橡皮筋对小车做的功 W ‎2W ‎3W ‎4W 小车速度v(m/s)‎ ‎1.00‎ ‎1.42‎ ‎1.73‎ ‎2.00‎ v2(m2/s)‎ ‎1.00‎ ‎2.02‎ ‎2.99‎ ‎4.00‎ 在误差允许的范围内，橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比。‎ ‎11. 【解答】解：（1）根据焦耳定律：Q=I2Rt ‎0.452×5×6=（））2×5t 得：t=1.5s ‎（2）①题目要求电压能从零调节，所以滑动变阻器选用分压接法；电雷管电流不能超过27mA，所以需要串联一个定值电阻或者可以显示阻值的电阻箱，故电路图如图所示．‎ ‎②根据部分电路的欧姆定律：计算公式为R=﹣R0，U为电压表读数，I为电流表读数，R0为电阻箱读数．‎ 故答案为：（1）1.5（2）①如图 ②﹣R0； U为电压表读数，I为电流表读数，R0 电阻箱读数 ‎ ‎12A. 答案：（1）ABD ‎（2）：①假设温度升高过程中活塞不动，则气体体积保持不变，气体发生等容变化，由查理定律得： ， 解得： ， 气体压强的变化量： ， 由于p、△T、T都相同，两边气体压强的变化量：△p相同，活塞将静止不动； ②设开始，A的体积为2V，则B的体积为V，由题意可知，气体A后来的体积为2.5V，A气体发生等温变化，由玻意耳定律得： p×2V=p′×2.5V，解得：p′=0.8p；由于气体A的温度不变，气体内能不变，△U=0；‎ ‎12C：(1)AB ‎ (2) ①以向右为正方向，以人、车、木箱组成的系统为研究对象，‎ 在推木箱的过程中，由动量守恒定律可得：（m+m+2m）v=（m+2m）×+mv木箱，‎ 解得：v木箱=2.5v；‎ ‎②以人与车组成的系统为研究对象，人跳车的过程中，‎ 由动量守恒定律可得：（m+2m）×=mv车，解得：v车=1.5v；‎ 答：①人推开木箱时木箱对地的速度为2.5v；‎ ‎②人跳车后车对地的最小速度为1.5v．‎ 四、计算题： （15+16+16=47分）‎ ‎13. 答案：（1）设小球A的质量为m，则物体B的质量为2m，以B 为研究对象进行受力分析，如图所示，‎ ‎ 水平方向根据共点力的平衡条件可得：FBcos30°=μN1， 竖直方向根据共点力的平衡条件可得：N1=2mg-FBsin30°， 根据滑动摩擦力的计算公式可得：f=μN1， 联立解得：FBcos30°=μ（2mg-FBsin30°）① 设小车上面拉小球A的绳子拉力为FA以整体为研究对象，可得FAcos60°=μ（3mg-FAsin60°）② 再以小球A为研究对象，竖直方向受力平衡可得：FAsin60°=mg+FBsin30°③ 联立①②③可得：μ=； （2）以A为研究对象，当AB绳拉力为零时最小加速度为a1，则能够牛顿第二定律可得： mgtan30°=ma1，解得：a1=gtan30°=g； 随着加速度的增大，AB细线与水平方向的夹角逐渐增大，当AB与水平方向增大到60°时，AB细线再次拉直，此时加速度为a2，而这时拉小球A的细线与竖直方向的夹角为60°，对A球根据牛顿第二定律可得：a2=gtan60°=g， 所以满足条件的加速度为：g≤a≤g．‎ ‎ ‎ ‎14. 答案：（1）当A上滑到最高点时，速度减为零，设电路中产生的总热量为，由能量守恒 由于B与R并联后与A串联，设电阻R上产生的热量为Q，则，解得 ‎（2）要使A静止在倾斜导轨上，受到的安培力沿倾斜导轨向上，根据右手定则，左手定则，B做匀速运动速度的方向向右。‎ 设B杆匀速运动的速度大小为v，其中的感应电动势为E，流过A杆的电流为，流过B杆的电流为，则，，，，解得 ‎（3）设使B做匀速圆周的外力大小为F，做功的功率为P，则，P=Fv，解得 ‎15. 答案：（1）小物块在传送带做初速度为零的匀加速运动的加速度为： ； 当小物块与传送带速度相等时，所用时间 ‎ ‎，这段时间内小物块的位移为：x1=at2=2.25m＜L=16m； 所以小物块先做匀加速运动，后做匀速运动，做匀速运动的时间为为： ； ‎ 小物块从传送带下滑下进入y轴右侧后，因为电场力为：F=qE=0.02N， 而mg=0.02N，且电场力方向竖直向上，与重力方向相反，所以合力为洛伦兹力；所以做匀速圆周运动，向心力由洛伦兹力提供，小物块的运动轨迹如图所示： 由向心力公式得， ， 解得： ， 运动时间为 ‎ 小物块离开磁场后，做平抛运动，运动时间为： ； 水平方向上的位移为x2=v0t4=3m； 所以P点的坐标为（-3m，0）； （2）小物块从静止开始到经过X轴所用的时间t=t1+t2+t3+t4=8.65s； （3）小物块要经过坐标原点0，它做匀速圆周运动的半径 ‎ 洛伦兹力提供向心力，则有，， 解得： ； 小物块在传送带上滑行的末速度是v1=8m/s，它在传送带上滑行的距离为， 而L=16m ‎，说明如果小物块在传送带上一直做匀加速运动，则小物块就会经过坐标原点O，所以传送带的速度v≥8m/s