内蒙古包钢第一中学2017届高三适应性考试（二）理综物理试题 16页

www.ks5u.com 包钢一中高三年级2017年高考适应性考试（二）理科综合试卷物理 ‎1. 如图所示，由两种材料做成的半球面固定在水平地面上，球右侧面是光滑的，左侧面粗糙，O点为球心，A、B是两个相同的小物块（可视为质点），物块A静止在左侧面上，物块B在图示水平力F作用下静止在右侧面上，A、B处在同一高度，AO、BO与竖直方向的夹角均为θ，则A、B分别对球面的压力大小之比为（　　）‎ A. sin2θ：1‎ B. sinθ：1‎ C. cos2θ：1‎ D. cosθ：1‎ ‎【答案】C ‎【解析】分别对A、B两个相同的小物块受力分析，如图，由平衡条件，得：N1=mgcosθ 同理：, 故 ；根据牛顿第二定律，斜面对滑块的支持力等于滑块对斜面的压力，故左右两物块对斜面的压力大小之比cos2θ：1；故选C.‎ ‎2. 如图甲所示，光滑金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一电阻R，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中．t=0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F，使金属棒ab由静止开始沿导轨向上运动，导轨电阻忽略不计．已知通过电阻R的感应电流I随时间t变化的关系如图乙所示．下列关于金属棒运动速度v、外力F、流过R的电量q以及闭合回路中磁通量的变化率随时间变化的图象正确的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】由E=Blv，所以 ，v-t图象是一条过原点斜率大于零的直线，说明了导体棒做的是初速度为零的匀加速直线运动，即v=at；故A错误；根据如图乙所示的I-t图象可知I=kt，其中k为比例系数，由闭合电路欧姆定律可得： 可推出：E=kt（R+r）‎ 而，所以有， −t图象是一条过原点斜率大于零的直线；故B正确；对导体棒在沿导轨方向列出动力学方程F-BIl-mgsinθ=ma，而 ，v=at得到 ，可见F-t图象是一条斜率大于零且与速度轴正半轴有交点的直线；故C错误．，q-t图象是一条开口向上的抛物线，故D错误；故选B.‎ 点睛：此题考查以电磁感应问题中的图象为命题情境考查学生推理能力和应用数学处理物理问题的能力；对于图象问题一定弄清楚两坐标轴的含义，尤其注意斜率、截距的含义，对于复杂的图象可以通过写出两坐标轴所代表物理量的函数表达式进行分析.‎ ‎3. 如图所示，顶角A为120°的等腰三角形ABC内部有匀速磁场，磁场垂直三角形所在平面，如图所示，一对正负电子由底边BC中点沿垂直于底边的方向射入磁场中，正电子恰能从底边BC射出，负电子恰好垂直打到AC边，不计两电子间的相互作用力和重力，正负电子的速率之比为（　　）‎ A. 1：3‎ B. 1：2‎ C. 3：1‎ D. 1：1‎ ‎【答案】A ‎【解析】设BC长度为2L，正电子运动的半径为R1，负电子运动的半径为R2，轨迹如图所示：‎ 图中∠B=∠C= ×(180°−120°)＝30°，根据图中几何关系可得：，解得：R1＝L；对于负电子：R2=BC＝L，根据洛伦兹力提供向心力可得：，可得，由此可得： ，所以A正确、BCD错误；故选A．‎ 点睛：对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量；根据周期公式结合轨迹对应的圆心角求时间....‎ ‎4. 如图所示，真空中有直角坐标系xOy，在x轴上固定着关于O点对称的等量异号点电荷+Q和-Q，C是y轴上的一个点，D是x轴上的一个点，DE连线垂直于x轴．下列判断正确的是（　　）‎ A. D、E两点场强大小相等 B. D点电势比E点电势低 C. 将正电荷由O移至C电势能减少 D. 将正电荷由O移至D和由C移至E电场力做功相等 ‎【答案】B ‎【解析】根据等量异种电荷周围电场的分布情况，可知D、E两点的电场线的疏密不同，则场强大小不等，D点的场强较大，故A错误．作出过E点的等势线，与x轴的交点为F，如图所示，‎ 根据顺着电场线电势降低可知，D点的电势比F点的电势低，则知D点电势比E点电势低，故B正确．y轴是一条等势线，在同一等势面上移动电荷时电场力不做功，所以将正电荷由O移至C电场力不做功，电势能不变，故C错误．由于OD间的电势差大于CE间的电势差，根据W=qU可知，将正电荷由O移至D电场力做功大于由C移至E电场力做功，故D错误．故选B.‎ ‎5. 如图所示，a为放在地球赤道上随地球表面一起转动的物体，b为处于地面附近近地轨道上的卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，若a、b、c、d的质量相同，地球表面附近的重力加速度为g．则下列说法正确的是（　　） ‎ A. a和b的向心加速度都等于重力加速度g B. a的角速度最大 C. c距离地面的高度不是一确定值 D. d是三颗卫星中动能最小，机械能最大的 ‎【答案】D 故选D.‎ 点睛：对于卫星问题，要建立物理模型，根据万有引力提供向心力，分析各量之间的关系，并且要知道同步卫星的条件和特点.‎ ‎6. 一物体静止在水平地面上，现给物体施加一竖直向上的拉力作用，不计空气阻力，物体机械能E与物体升高的高度h之间的关系图象如图所示，其中图线在A点处的切线的斜率最大，在B点处的切线水平，h2～h3的图线为平行于横轴的直线，则下列说法正确的是（　　） ‎ A. h2～h3过程中拉力的功率为零 B. 0～h2过程中物体所受拉力始终大于重力 C. 在h2处物体的速度最大 D. 在h1处物体所受的拉力最大 ‎【答案】AD ‎【解析】h2～h3过程中，物体的机械能守恒，根据机械能守恒的条件可知，拉力为零，则拉力的功率为零，故A正确．根据功能关系知，F△h=△E，得 ‎ ，可知图象的斜率大小等于拉力大小．0～h2过程中，图象的斜率先增大后减小，拉力先增大后减小，直至零，所以拉力先大于重力，后小于重力．故B错误．拉力先大于重力，后小于重力，物体先加速后减速，在拉力等于重力时，速度最大，该位置在h1～h2之间．故C错误．在h1处，图象的斜率最大，则物体所受的拉力最大，故D正确．故选AD.‎ 点睛：本题画出了我们平时所陌生的机械能与高度的变化图象；要求我们从图象中分析物体的运动过程．要求我们能明确机械能与外力做功的关系；明确重力做功与重力势能的关系；并正确结合图象进行分析求解。‎ ‎7. 如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2．原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则（　　） ‎ A. Uab：Ucd=n1：n2‎ B. 增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小 C. 负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大 D. 将二极管短路，电流表的读数加倍 ‎【答案】BD ‎【解析】假设副线圈两端电压的有效值为U2，根据理想变压器的电压与匝数成正比，即有：Uab：U2=n1：n2；而因二极管的单向导电性，cd间电压的有效值并不等于副线圈两端的电压有效值，所以Uab：Ucd不等于n1：n2；，故A错误；副线圈两段的电压依赖于输入电压和匝数，所以副线圈两端的电压不变，电阻增大，则电流减小，副线圈的功率减小，最后使得 输入功率减小，而输入电压不变，最后使得电流减小，所以电流表的示数减小，故B正确；cd间的电压由原线圈的输入电压以及原、副线圈的匝数比有关，与负载电阻无关，所以cd间的电压Ucd不会随着负载电阻变化，故C错误；假设副线圈两端交变电压的峰值为Um，副线圈回路的电流峰值为Im，则二极管短路前有：副线圈两端电压的有效值 ，由 计算电阻R的电能得： ，求得 ．副线圈回路电流的有效值 ，由W=I2Rt计算电阻R的电能得：，求得．则 ‎ 二极管短路后有：cd两端电压等于副线圈两端电压，即 ，流经定值电阻R的电流．则P′cd=U′cdI′cd=．所以P′cd=2Pcd．由于理想变压器原线圈上的功率与副线圈的相等，而原线圈上的电压有效值不变，所以二极管短路后的电流表读数是二极管短路前的2倍．故D正确．故选BD．‎ 点睛：该题对于D选项是个易错点，注意整个电路只有定值电阻R在消耗功率，计算它的功率时要代入cd两端的电压和流经电阻R的电流有效值．另外，也可以根据能量关系分析．由于理想变压器只是传递能量，二极管也不消耗能量，所以整个电路的电能消耗来自于定值电阻R．二极管的使得电阻R只在每个半正周期有电流通过，所以二极管短路后，经历相等时间，电阻R的工作时间比短路前增加一倍，消耗的电能也为短路前的2倍，而理想变压器原线圈上的电压有效值不变，故电流表示数加倍.‎ ‎8. 质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定于其左端，另一质量也为m的物块乙以4m/s的速度与甲相向运动，如图所示．则（　　）‎ A. 甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，由于弹力属于内力作用，故系统动量守恒 B. 当两物块相距最近时，甲物块的速率为零 C. 甲物块的速率可能达到5m/s D. 当甲物块的速率为1m/s时，乙物块的速率可能为2m/s，也可能为0‎ ‎【答案】AD ‎【解析】甲、乙两物块（包括弹簧）组成的系统在弹簧压缩过程中，系统所受的合外力为零，系统动量守恒，故A正确；当两物块相距最近时速度相同，取碰撞前乙的速度方向为正方向，设共同速率为v，根据动量守恒定律得到mv乙-mv甲=2mv，解得v=0.5m/s．故B错误．若物块甲的速率达到5m/s，方向与原来相同，则：mv乙-mv甲=-mv甲′+m乙v乙′，代入数据解得：v乙′=6m/s．‎ 两个物体的速率都增大，动能都增大，违反了能量守恒定律．若物块甲的速率达到5m/s，方向与原来相反，则：mv乙-mv甲=mv甲′+m乙v乙′，代入数据解得：v乙 ‎′=-5m/s，当碰撞后，乙的动能不变，甲的动能增加，系统总动能增加，违反了能量守恒定律．所以物块甲的速率不可能达到5m/s，故C错误．甲、乙组成的系统动量守恒，若物块甲的速率为1m/s，方向与原来相同，由动量守恒定律得：mv乙-mv甲=-mv甲′+m乙v乙′，代入数据解得：v乙′=2m/s；若物块甲的速率为1m/s，方向与原来相反，由动量守恒定律得：mv乙-mv甲=mv甲′+m乙v乙′，代入数据解得：v乙′=0，故D正确．故选AD．‎ 点睛：本题考查了含弹簧的碰撞问题，处理该类问题，往往应用动量守恒定律与机械能守恒定律分析解题．分析清楚物体运动过程是正确解题的前提与关键，应用动量守恒定律即可正确解题；当两物体速度相等时，弹簧被压到最短，此时弹力最大.‎ ‎（一）必考题 ‎9. 某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理:‎ ‎（1）将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离s=___cm； ‎ ‎（2）测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间△t1和△t2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是_______； ‎ ‎（3）该实验是否需要满足砝码盘和砝码总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？ _______（填“是”或“否”）.‎ ‎【答案】 (1). 50.00 (2). 滑块、挡光条和拉力传感器的总质量 M (3). 否 ‎【解析】（1）光电门1处刻度尺读数为：23.00cm，光电门2处刻度尺读数为：73.00cm，故两光电门中心之间的距离s=73.00cm-23.00cm=50.00cm；‎ ‎（2）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．滑块通过光电门1速度为： ‎ 滑块通过光电门2速度为： ‎ 根据功能关系需要验证的关系式为：‎ 可见还需要测量出M，即滑块、挡光条和拉力传感器的总质量；...‎ ‎（3）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．‎ ‎10. 为测量某一电压表的内阻，实验室准备如下器材： ‎ A．待测电压表V1，量程0～3V，内阻约为3kΩ； ‎ B．电压表V2，量程0～15V，内阻约15kΩ； ‎ C．电阻箱R1，电阻范围0～9999Ω； ‎ D．滑动变阻器R2，电阻范围0～10； ‎ E．电源电动势约为15V，内阻可不计； ‎ F．电键、导线若干． ‎ ‎（1）请按照给定的电路图连接实验器材： ‎ ‎（2）将电阻箱的阻值调到7375Ω； ‎ ‎（3）闭合电键前，将滑动变阻器的滑片滑到______端（填“a”或“b”）； ‎ ‎（4）调节滑动变阻器的滑片位置时，发现两表均有读数，但读数几乎不变，经排查发现故障为导线断路引起，请指出发生断路的导线为______（填写电路图中的数字序号）； ‎ ‎（5）排除故障后，继续进行实验，调节滑动变阻器滑片到某一位置，发现V1表刚好满偏，V2表指针偏转情况如图所示，读出V2表读数为 ______V，待测电压表的内阻为 ______Ω； ‎ ‎（6）改变滑动变阻器的位置，获得多组待测电压表内阻的测量值，取平均值作为待测电压表内阻的最终结果．‎ ‎【答案】 (1). 实物电路图如图所示 a (2). 6 (3). 10.5 (4). 2950‎ ‎【解析】（1）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：‎ ‎（3）为保护电路安全，闭合电键前，将滑动变阻器的滑片滑到a端．‎ ‎（4）调节滑动变阻器的滑片位置时，两表均有读数，说明两电压表都与电源两极相连，电压表读数几乎不变，说明移动滑片时分压电路两端电压变化不变，可能是由于导线6断路造成，两电压表与滑动变阻器串联，滑动变阻器阻值很小，移动滑片时总电路电阻几乎不变，电压表示数几乎不变．‎ ‎（5）由图示电压表可知，其量程为15V，分度值为0.5V，示数为10.5V；‎ 由串联电路特点可知，电阻箱两端电压：U=U2-U1=10.5-3=7.5V，电阻箱与电压表V1串联，则 ，解得：RV1=2950Ω；‎ 点睛：本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、电路故障分析、电压表读数、求电压表内阻阻值等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；对电压表读数时一定要先确定其量程与分度值，然后根据指针位置读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．‎ ‎11. 如图所示，半径R=1m的光滑半圆轨道AC与倾角θ=37°的粗糙斜面轨道BD放在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道AB相连，B处用光滑小圆弧平滑连接．在水平轨道上，用挡板a、b两物块间的轻质弹簧挡住后处于静止状态，物块与弹簧不拴接．只放开左侧挡板，物块a恰好通过半圆轨道最高点C；只放开右侧挡板，物块b恰好能到达斜面轨道最高点D．已知物块a的质量为m1=2kg，物块b的质量为m2‎ ‎=1kg，物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，物块到达A点或B点时已和弹簧分离．重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： ‎ ‎（1）物块a经过半圆轨道的A点时对轨道的压力FN； ‎ ‎（2）斜面轨道BD的高度h.‎ ‎【答案】（1）120N（2）3m...‎ ‎【解析】（1）a物块在最高点C时，有 ①‎ a物块从A点运动到C点过程，由能量守恒定律得 ‎ ②‎ a物块到达圆轨道A点时， ③‎ 由牛顿第三定律，物块对小球的压力FN=F支 ④‎ 由①②③④得，物块对小球的压力 FN=120N ‎（2）a物块弹开后运动到A点过程，由系统的机械能守恒得：‎ 弹簧的弹性势能 ‎ 解得斜面轨道BD的高度 h=3m ‎12. 如图所示，xOy是位于足够大的绝缘光滑水平桌面内的平面直角坐标系，虚线MN是∠xOy的角平分线．在MN的左侧区域，存在着沿x轴负方向、场强为E的匀强电场；在MN的右侧区域，存在着方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场．现有一带负电的小球a从y轴上的P（0，l）点，在电场力作用下由静止开始运动，a球到达虚线MN上的Q点时与另一个不带电的静止小球b发生碰撞，碰后两小球粘合在一起进入磁场，它们穿出磁场的位置恰好在O点．若a、b两小球的质量相等且均可视为质点，a、b碰撞过程中无电荷量损失．求： ‎ ‎（1）a、b两球碰撞合在一起进入磁场中的速度大小； ‎ ‎（2）a球的比荷k（即电荷量与质量之比）；‎ ‎（3）过O点后，粘在一起的两个小球再次到达虚线MN上的位置坐标（结果用E、B、l表示）．‎ ‎【答案】（1） （2） （3） ‎ ‎【解析】（1）设a球的质量为m，电荷量为q，a、b碰撞前后速度大小分别为v0、v ‎ a在电场中做匀加速运动，由动能定理知： ①‎ a与b碰撞中动量守恒：mv0=2mv ②‎ 由①②得： ③‎ ‎（2）由题意知，碰后两球在磁场中做匀速圆周运动，圆心O′的坐标为（l、l）如图所示,‎ 所以轨度半径R=l ④ ‎ ‎ 由牛顿第二定律： ⑤‎ 由③④⑤得： ⑥‎ ‎（3）过O点后，两球沿y轴正方向的初速度v在电场中做类平抛运动．‎ 设它们再次到达虚线MN上的位置Q′是（x、y），在电场中运动时间是t．‎ 由运动规律有： ⑦‎ y=vt ⑧ 且 ⑨‎ 由⑥⑦⑧⑨得：x=y=2l ⑩...‎ 所以，它们再次到达虚线MN上的位置是（2l、2l）‎ ‎（二）选考题： ‎ ‎13. 下面说法种正确的是（　　）‎ A. 所有晶体沿着各个方向的物理性质和化学光学性质都相同 B. 足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果 C. 自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性 D. 一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 E. 一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多 ‎【答案】CDE ‎【解析】A、晶体分为单晶体和多晶体，单晶体各向异性，多晶体各向同性，A错误；‎ B、足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因，与气体分子之间的作用力无关，B错误；‎ C、热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，但不可能自发地从低温物体向高温物体传递，涉及热现象的宏观过程都具有方向性，C正确；‎ D、一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，由理想气体状态方程：知，温度必定升高，，内能增大，气体对外做功，根据热力学第一定律：，气体一定从外界吸热，D正确；‎ E、体积不变，温度升高，压强增大，分子密度不变，但分子的平均动能增大，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多，E正确；‎ 故选CDE。‎ ‎14. 如图所示，在绝热圆柱形汽缸中用光滑绝热活塞密闭有一定质量的理想气体，在汽缸底部开有一小孔，与U形水银管相连，外界大气压为P0=75cmHg，缸内气体温度t0=27℃，稳定后两边水银面的高度差为△h=1.5cm，此时活塞离容器底部的高度为L=50cm（U形管内气体的体积忽略不计）．已知柱形容器横截面S=0.01m2，取75cmHg压强为1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2． ‎ ‎（i）求活塞的质量； ‎ ‎（ii）若容器内气体温度缓慢降至-3℃，求此时U形管两侧水银面的高度差△h′和活塞离容器底部的高度L′．‎ ‎【答案】（i） （ii） ‎ ‎【解析】（i）A中气体压强PA=P0+P△h=76.5cmHg=1.02×105Pa 对活塞 PAS=P0S+mg 解得m=2kg．‎ ‎（ii）由于气体等压变化，U形管两侧水银面的高度差不变△h′=1.5cm ‎ T1=300K，体积V1=50cm.s T2=270K，体积V2= L′S 由： ‎ 解得：L′=45cm．‎ ‎15. 图甲是一列简谐横波在t0=0时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置在x1=1m、x2=12m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，下列说法正确的是（　　） ‎ A. 波速大小为6m/s B. 波沿x轴正方向传播 C. t1=11s时质点Q沿y轴负向运动 D. 质点P、Q振动速度的方向不可能相同 E. 质点P简谐运动的表达式为y=0.10sin（πt+π/6）m ‎【答案】ACE ‎【解析】从图中读出波长λ=12m；周期T=2s，则波速，选项A 正确；根据振动图像可知，t=0时刻，质点Q向上振动，可知该波沿x轴负向传播，选项B错误； 时质点Q沿y轴负向运动，选项C正确；由波形图可知，在t=0时刻，质点PQ的振动方向就是相同的，均向上，选项D错误；质点P振动的初相位为，，则简谐运动的表达式为，选项E正确；故选ACE.‎ ‎16. 某光学元件的折射率n=，上半部为直角三角形，∠BAC=30°，下半部为半圆形，半径R=20cm，现有一平行光束以45°的入射角射向AB面，如图所示，求该光学元件的圆面上有光射出部分的圆弧的长度（不考虑光学元件内部光的二次反射）‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】光路图如图所示；‎ ‎ ‎ 根据折射定律，则有 ‎ 由几何关系可知，i=45°，且n=，故得 r=30° ‎ 可知，折射光线垂直AC射向圆弧面； ‎ 设射到圆弧上的光临界角为C，则有 ‎ 得 C=45° ‎ 如图所示，光线恰好在D点和E点发生全反射，根据几何关系知，DE段圆弧上有光线射出，且∠DOE=90° ‎ 所以圆面上有光射出部分的圆弧的长度L=πR=31.4cm ‎ ‎ ‎