2017年湖北省襄阳市优质高中联考高考模拟试卷物理 12页

2017 年湖北省襄阳市优质高中联考高考模拟试卷物理 二、选择题 1.设竖直向上为 y 轴正方向，如图曲线为一质点沿 y 轴运动的位置﹣时间(y﹣t)图像，已知 图线为一条抛物线，则由图可知( ) A.t=0 时刻质点速度为 0 B.0～t1 时间内质点向 y 轴负方向运动 C.0～t2 时间内质点的速度一直减小 D.t1～t3 时间内质点相对坐标原点 O 的位移先为正后为负 解析：AB、0～t1 时间内，y 不断减小，说明 t=0 时刻质点速度不为 0，0～t1 时间内质点向 y 轴正方向运动，故 AB 错误。 C、根据斜率表示速度，可知，0～t2 时间内质点的速度一直减小，故 C 正确。 D、t1～t3 时间内质点相对坐标原点 O 的位移一直为正，故 D 错误。 答案：C 2.下列说法正确的是( ) A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B.β 衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子 C.结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 D.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 解析：A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，故 A 错误； B、β 衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故 B 正确； C、比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故 C 错误； D、放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，故 D 错误。 答案：B 3.“嫦娥”三号探测器经轨道Ⅰ到达 P 点后经过调整速度进入圆轨道Ⅱ，经过变轨进入椭圆 轨道Ⅲ，最后经过动力下降降落到月球表面上。下列说法正确的是( ) A.“嫦娥”三号在地球上的发射速度大于 11.2km/s B.“嫦娥”三号”由轨道Ⅰ经过 P 点进入轨道Ⅱ时要加速 C.“嫦娥”三号”分别经过轨道Ⅱ、Ⅲ的 P 点时，加速度相等 D.“嫦娥”三号”在月球表面经过动力下降时处于失重状态 解析：A、“嫦娥”三号在飞月的过程中，仍然在地球的引力范围内，所以在地球上的发射 速度要小于第二宇宙速度，即小于 11.2km/s，故 A 错误； B、由图可知“嫦娥”三号”在轨道Ⅰ上是椭圆轨道，在 P 点需要的向心力大于提供的向心 力，“嫦娥”三号”由轨道Ⅱ上需要的向心力大于提供的向心力。在同一点月球提供的向心 力是相等的，由需要的向心力： 可知速度越大，需要的向心力越大，所以“嫦娥” 三号”由轨道Ⅰ经过 P 点进入轨道Ⅱ时要减速，故 B 错误； C、根据万有引力提供向心力 G =ma，得 a= ，则知到月球的距离相同，则加速度相同， 故探测器在轨道Ⅲ轨道经过 P 点时的加速度等于在轨道Ⅱ经过 P 时的加速度，故 C 正确； D、“嫦娥”三号”在月球表面动力下降时向下做减速运动，加速度的方向向上，处于超重 状态，故 D 错误。 答案：C 4.如图所示，在 xOy 坐标系的第Ⅰ象限中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一带电粒子在 x 轴上的 A 点垂直于 x 轴射入磁场，第一次入射速度为 v，且经时间 t1 恰好在 O 点反向射出磁 场，第二次以 2v 的速度射入，在磁场中的运动时间为 t2，则 t1：t2 的值为( ) A.1：2 B.1：4 C.2：1 D.4：1 解析：由于带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛仑兹力提供向心力从而得到半径公式： ，时间： ，只与粒子偏转的角度有关。由题意当粒子的 速度变为 2v 时，其半径也变为原来的 2 倍，则粒子偏转 90°后垂直 y 轴射出。所以 ，故 ABD 错误，C 正确。 答案：C 5.如图所示，质量为 m、长为 L 的金属棒 MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向 上的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B.当棒中通以恒定电流后，金属棒摆起后两悬线与竖 直方向夹角的最大值为 θ=60°，下列说法正确的是( ) A.电流方向由 N 指向 M B.悬线与竖直方向夹角的最大值为 θ=60°时，金属棒处于平衡状态 C.悬线与竖直方向夹角的最大值为 θ=30°时，金属棒速率最大 D.恒定电流大小为 解析：A、根据左手定则可知电流的方向由 M 流向 N，故 A 错误； B、悬线与竖直方向夹角为 θ=60°时，金属棒速率为零，并非处于平衡状态，故 B 错误 C、由运动的对称性可知悬线与竖直方向的夹角为 θ=30°时金属棒的速率最大，故 C 正确； D、在 θ=30°时，对金属棒进行受力分析可知， ，解得 I= ，故 D 正 确。 答案：CD 6.如图所示，aoe 为竖直圆 o 的直径，现有四条光滑轨道 a、b、c、d，它们上端均在圆周上， 四条轨道均经过圆周的 e 点分别交于水平地面。现让一小物块分别从四条轨道最上端静止下 滑到水平地面，则小物块在每一条轨道上运动时所经历的时间关系为( ) A.ta＜td B.tb＞tc C.td＜tc D.tb＞ta 解析：设上面圆的半径为 r，e 到地面的高度为 R，则轨道的长度为：s=2rcosα+ ， 下滑的加速度为：a= =gcosα， 根据位移时间公式得：x= at2， 则有：t= = 。 因为 a、b、c，d 夹角由小至大，所以有 td＞tc＞tb＞tA.故 AD 正确，B、C 错误。 答案：AD 7.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为 44：5，b 是原线圈的抽头，且其恰好 位于原线圈的中心，S 为单刀双掷开关，负载电阻 R=25Ω，电表均为理想电表，在原线圈 c、 d 两端接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是( ) A.当 S 与 a 连接，t=1×10﹣2s 时，电流表的示数为 0 B.当 S 与 a 连接，t=1.5×10﹣2s 时，电压表示数为 50 V C.将 S 由 a 拨到 b 时，电阻 R 消耗的功率为 100W D.将 S 由 b 拨到 a 时，1s 内电阻 R 上电流方向改变 100 次 解析：由图像可知，电压的最大值为 V，交流电的周期为 2×10﹣2s，所以交流电的频率为 f=50Hz， A、交流电的有效值为 220V，根据电压与匝数程正比可知，副线圈的电压为 25V，根据欧姆 定律知 I= ，根据电流与匝数成反比知原线圈电流为 I1= ，故 A 错误。 B、当单刀双掷开关与 a 连接时，副线圈电压为 25V，电压表示数为有效值为 25v，不随时间 的变化而变化，故 B 错误； C、S 与 b 连接时，副线圈两端的电压 ，电阻 R 消耗的功率为 = = =100W，则 C 正确 D、变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为 50Hz，1s 电流方向改变 100 次，所以 D 正确。 答案：CD 8.半径分别为 r 和 2r 的同心圆导轨固定在同一水平面内，一长为 r，电阻为 R 的均匀直导 棒 AB 置于圆导轨上面，BA 的延长线通过圆导轨中心 O，装置的俯视图如图所示，整个装置 位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为 B，方向竖直向下。在两环之间接阻值为 R 的定值 电阻和电容为 C 的电容器。直导体棒在水平外力作用下以角速度 ω 绕 O 逆时针匀速转动， 在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计。下列说法正确的是( ) A.金属棒中电流从 A 流向 B B.金属棒两端电压为 Bω2r C.电容器的 M 板带正电 D.电容器所带电荷量为 CBωr2 解析：A、根据右手定则可知，金属棒 AB 逆时针切割磁感时，产生的感应电流应该是从 B 向 A，故 A 错误； B、据 E 感= 以及 v=rω 可得切割磁感线时产生的电动势 E 感 = ，切割磁感线的导体相当于电源，则 AB 两端的电压相当 于电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可知， = ，故 B 错误； C、切割磁感线的 AB 相当于电源，在 AB 内部电流方向由 B 向 A，故金属棒 A 相当于电源正 极，故与 A 接近的电容器 M 板带正电，故 C 正确； D、由 B 分析知，AB 两端的电压为 ，好电容器两端的电压也是 ，故电容 器所带电荷量 Q=CU= ，故 D 正确。 答案：CD 二、非选择题： 9.某兴趣小组利用如图(a)所示的实验装置探究“小球的平均速度和下落高度的关系”。通 过电磁铁控制的小球从 A 点自由下落，下落开始时自动触发计时装置开始计时，下落经过 B 时计时结束，从而记录下小球从 A 运动到 B 的时间 t，测出 A、B 之间的距离 H。 用游标卡尺(主尺的最小分度为 1mm)测量小球的直径，示数如图(b)所示，其读数为 cm。 小球在空中下落的平均速度的表达式 = 。(用测得物理量的符号表示) 改变 B 的位置，测得多组数据，经研究发现，小球下落的平均速度的平方( )2 和下落的高 度 h 的关系如图 c 所示，若图线的斜率为 k，则当地的重力加速度 g= 。 解析：游标卡尺的主尺读数为 9mm，游标尺上第 12 个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游 标读数为 12×0.05mm=0.60mm， 所以最终读数为：9mm+0.60mm=9.60mm=0.960cm。 根据平均速度公式 = ， 根据动能定理：mgh= mv2，则 v2=2gh， = ， 图中斜率 K= ，故 g= =2k 答案：0.960； ；2k。 10.要测绘一个标有“6V 2.5W”小灯泡的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误 差，备有下列器材： A.直流电源(6V，内阻未知) B.电流表 G(满偏电流 3mA，内阻 Rg=10Ω) C.电流表 A(0﹣0.6A，内阻未知) D.滑动变阻器 R(0﹣20Ω，5A) E.滑动变阻器 R´(0﹣200Ω，1A) F.定值电阻 R0(阻值 1990Ω) G.开关与导线若干 由于所给实验器材缺少电压表，某同学直接把电流表 G 作为电压表使用测出小灯泡两端电 压，再用电流表 A 测出通过小灯泡的电流，从而画出小灯泡的伏安特性曲线。该方案实际上 不可行，其最主要的原因是 ； 为完成本实验，滑动变阻器应选择 (填器材前的序号)； 请完成本实验的实物电路图(图 1)的连线。 如图 2 所示为该种灯泡的 U﹣I 图像，现将两个这种小灯泡 L1、L2 与一个阻值为 5Ω 的定值 电阻 R 连成如图 3 所示电路，电源的电动势为 E=6V，电键 S 闭合后，小灯泡 L1 与定值电阻 R 的电动势均为 P，则 P= W，电源的内阻 r= Ω。 解析：电流表 G 测量电压范围太小，导致电流表 A 指针偏转很小，误差较大； 本实验只能采用分压接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的 D； 由于满足灯泡电阻更接近电流表内阻，所以电流表应用外接法，由于伏安特性曲线中的电压 和电流均要从零开始测量，所以变阻器应采用分压式，如图所示： 由图 3 所示电路图可知，小灯泡 L1 与定值电阻 R 并联，它们两端电压相等，它们的电功率 均为 P，由 P=UI 可知，通过它们的电流相等，它们的电阻相等，即此时灯泡电阻为 5Ω，由 图 2 所示图像可知，灯泡两端电压为 1V 时通过灯泡的电流为 0.2A，此时灯泡电阻为 5Ω， 则功率 P=UI=1×0.2=0.2W； 由电路图可知，L2 串联在干路中，通过 L2 的电流为 I=0.2+0.2=0.4A，由图 3 所示图像可知， 电流 0.4A 所对应的电压为 4V，由闭合电路欧姆定律可知，电源内阻为：r= =2.5Ω。 答案：电流表 G 分压较小，导致电流表 A 指针偏转很小，误差较大；D；实物图连线如图； 0.20；2.5. 11.如图所示，质量分布均匀、形状对称的金属块内有一个半径为 R 的原型槽，金属块放在 光滑的水平面上且左边挨着竖直墙壁。一质量为 m 的小球从离金属块做上端 R 处静止下落， 小球到达最低点后向右运动从金属块的右端冲出，到达最高点后离圆形槽最低点的高度为 R，重力加速度为 g，不计空气阻力。求： (1)小球第一次到达最低点时，小球对金属块的压力为多大？ 解析：小球从静止到第一次到达最低点的过程，根据动能定理有：mg•2R= 小球刚到最低点时，根据圆周运动和牛顿第二定律的知识有： 根据牛顿第三定律可知小球对金属块的压力为：FN′=FN 联立解得：FN′=5mg。 答案：小球第一次到达最低点时，小球对金属块的压力为 5mg。 (2)金属块的质量为多少。 解析：小球第一次到达最低点至小球到达最高点过程，小球和金属块水平方向动量守恒，选 取向右为正方向，则：mv0=(m+M)v 根据能量转化和守恒定律有： 联立解得：M=7m。 答案：金属块的质量为 7m 12.真空室中有如图甲所示的装置，电极 K 持续发出的电子(初速不计)经过电场加速后，从 小孔 O 沿水平放置的偏转极板 M、N 的中心轴线 OO′射入。加速电压 U1= ，M、N 板长 均为 L，偏转极板右侧有荧光屏(足够大且未画出)。M、N 两板间的电压 UMN 随时间 t 变化的 图线如图乙所示，其中 U2= 。调节两板之间的距离，使得每个电子都能通过偏转极板， 已知电子的质量、电荷量分别为 m、e，不计电子重力。 (1)求电子通过偏转极板的时间 t； 解析：加速电场，根据动能定理有： 偏转电场中，水平方向： 解得时间为：t=T。 答案：电子通过偏转极板的时间 t 为 T。 (2)偏转极板之间的最小距离 d； 解析：t=0、T、2T…时刻进入偏转电场的电子，竖直方向先加速运动，后作匀速直线运动， 射出电场时沿垂直于竖直方向偏移的距离 y 最大。 竖直方向加速有： 竖直方向匀速运动有： 电子能射出偏转极板有 得：d≥L。 答案：偏转极板之间的最小距离 d 为 L。 (3)当偏转极板间的距离为最小值 d 时，荧光屏如何放置时电子击中的范围最小，该范围的 长度是多大。 解析：对满足(2)问条件下任意确定的 d，不同时刻射出偏转电场的电子沿垂直于极板方向 的速度约为： 电子速度偏转角的正切值均为 电子射出偏转电场时的偏转角度均相同，即速度方向相同，不同时刻射出偏转电场的电子沿 垂直于极板方向的侧移距离可能不同，侧移距离的最大值与最小值之差 若荧光屏与电子出偏转极板后的速度垂直，则电子击中荧光屏的范围最小，该最小范围为： △y′=△ycosα 联立解得： 。 答案：当偏转极板间的距离为最小值 d 时，荧光屏与电子出偏转极板后的速度垂直，则电子 击中荧光屏的范围最小，该范围的长度是 。 (二)选考题【物理一选考 3-3】 13.下列说法正确的是( ) A.﹣2℃时水已经结为冰，此时水分子已经停止了热运动 B.100℃水的内能小于 100℃水蒸气的内能 C.悬浮在液体中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈 D.若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大 E.一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵增大 解析：A、﹣2℃时水已经结为冰，虽然水分子热运动剧烈程度降低，但不会停止热运动，故 A 错误。 B、只有同质量的水和水蒸气才能比较内能。故 B 错误； C、悬浮在液体中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈，故 C 正确； D、分子间的引力与斥力都随分子间的距离的减小而增大，故 D 正确； E、一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，无序性增加，故熵增大，故 E 正确。 答案：CDE 14.如图所示，在两端封闭的均匀半圆管道内封闭有理想气体，管内有不计质量可自由移动 的活塞 P，将管内气体分成两部分，其中 OP 与管道的水平直径的夹角 θ=45°。两部分气体 的温度均为 T0=300K，压强均为 P0=1.0×105 PA.现对管道左侧气体缓慢加热，管道右侧气体 温度保持不变，当可动活塞 P 缓慢移动到管道最低点时(不计摩擦)，求：管道右侧气体的压 强；管道左侧气体的温度。 解析：对于管道右侧气体，由于气体做等温变化，则有： 解得 对于管道左侧气体，根据理想气体状态方程，有 当活塞 P 移动到最低点时，对活塞 P 受力分析可得出两部分气体的压强 解得 T=900 K 答案：管道右侧气体的压强为 。 管道左侧气体的温度为 900K。