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- 2021-06-01 发布
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安徽省江南十校2018届高三3月综合素质检测
理综物理试题
二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一个选项正确,第19~21题有多个选项正确。全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错的或不答的得0分。
14.我国正在自主研发新型聚变—裂变混合反应堆项目。如果此项目得以研究开发并付诸实现,有可能使核资源寿命延长数倍。关于聚变和裂变,下列看法正确的是
A.H+HHe+n是裂变反应
B.聚变和裂变反应中都存在质量亏损
C.裂变反应以释放核能为主,聚变反应以吸收核能为主
D.核越重,比结合能越大
15.如图所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,磁场方向相反,且与纸面垂直。两个磁场区域在x轴方向宽度均为a,在y轴方向足够宽。现有一个菱形导线框abcd,ac长为2a,从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向,在线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图像中正确的是
A. B.
C. D.
16.如图所示,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与光滑水平桌面相切,小滑块B静止在圆弧轨道的最低点。现将小滑块A
从圆弧轨道的最高点无初速度释放。已知圆弧轨道半径R=1.8m,小滑块的质量关系是mB=2mA,重力加速度g=10m/s2。则碰后小滑块B的速度大小不可能是
A.5m/s B.4m/s C.3m/s D.2m/s
17.“天琴计划”是中山大学发起的探测研究引力波的科研计划。据介绍,“天琴计划”实验本身将由三颗全同卫星(SC1,SC2,SC3)组成一个等边三角形阵列,卫星本身作高精度无拖曳控制以抑制太阳风、太阳光压等外部干扰,卫星之间以激光精确测量由引力波造成的距离变化。下图是天琴计划示意图。设同步卫星的运行轨道半径为R,三个全同卫星组成等边三角形的边长约为4.4R。对于这三颗地球卫星的认识,正确的是
A.全同卫星平面一定与地球赤道平面重合
B.全同卫星轨道半径大于月球轨道半径
C.全同卫星周期约4天
D.全同卫星周期约9天
18.如图所示,水平地面上有一倾角为θ的三角形斜面体,其质量为M,上表面粗糙,下表面光滑。滑块质量m,放在斜面上能保持静止。现用从零开始缓慢增大、方向水平向右的外力F作用在斜面体上,直到滑块与斜面体发生相对运动为止。在该过程中滑块受到的各力的分析,正确的是
A.斜面对滑块的支持力一直不做功
B.滑块受到的摩擦力一直做负功
C.斜面对滑块的支持力始终等于mgcosθ
D.当F大于(M+m)gtanθ之后,支持力大于
19.图1所示是调压变压器的原理图,线圈AB绕在一个圆形的铁芯上,总匝数为1000匝。AB间加上如图2所示的正弦交流电压,移动滑动触头P
的位置,就可以调节输出电压。在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表,变阻器的滑动触头为Q。已知开始时滑动触头位于变阻器的最下端,且BP间线圈匝数刚好是500匝,变阻器的最大阻值等于72欧姆。则下列判断中正确的是
A.开始时,安培表示数为A
B.开始时,流过R的交流电频率25Hz
C.保持P的位置不动,将Q向上移动时,R消耗的功率变大
D.保持Q的位置不动,将P沿逆时针方向转动少许,R消耗的功率变大
20.质量m=2kg的物体原来静止在粗糙水平地面上,现在第1,、3、5、奇数秒内给物体施加方向向北、大小为6N的水平推力,在第2、4、6、偶数秒内,给物体施加方向仍向北,但大小等于2N的水平推力。已知物体与地面间的动摩擦因数为0.1,取g=10m/s2,下列判断正确的有
A.物体在t=9s末的速度是10m/s
B.物体在前9s内平均速度是5m/s
C.推力在前9s内做功为150J
D.推力在前9s内平均功率为30W
21.半径为R的光滑绝缘竖直圆形轨道的最低点,有一个电量为+q的介质小球,以初速度向右冲上轨道。下面四种情形中,A图圆心处放置正点电荷,B图加上竖直向下的匀强电场,场强,C图加上水平向右的匀强电场,场强,D图加上垂直纸面向外的匀强磁场。则小球一定能够在圆轨道内做完整的圆周运动是
第II卷 非选择题
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33题~第38题为选考题,考生根据要求作答。
【一】必考题(11题,共129分)
22.(6分)某同学设计如图所示装置来探究动能定理。带有水平部分的斜槽固定在地面上(固定部分没有画出),斜槽面倾角为θ,在E点与水平部分平滑连接。水平部分高度为H,末端F点在水平地面上的投影点记为O点。O点右侧铺一张白纸,上面铺上复写纸以记录落点位置。先让可视为质点的滑块从斜槽面上的某一点释放,恰好运动到F点,该释放点记为M点。在斜槽上作出N、P、Q点,且MN=NP=PQ。然后分别让滑块从N点、P点、Q点由静止释放落到水平地面白纸上的A1、A2、A3点。已知斜槽面各处粗糙程度相同。则
(1)利用“倍增法”来探究动能定理的过程中,斜槽面的倾角θ,斜槽水平部分的高度H是否必须测量 (填“是”或“否”)?在实验误差允许的范围内,满足OA1:OA2:OA3= ,动能定理得到验证。
(2)若斜槽的倾角θ,桌面高度H在实验前已被测定。有人想借助该装置测定斜槽面与滑块间的动摩擦因数μ,必须要测定的物理量
A.滑块质量 B.当地的重力加速度g
C.释放点到M点的距离x1 D.滑块落地点到O点的距离x2
23.(10分) 如右图所示,该电路在测量电源电动势和内阻的同时也能完成对未知电阻Rx的测量。实验室提供的器材如下:
A.待测电阻Rx (约10欧姆)
B.电源(四节干电池)
C.电阻箱(0~99.9欧姆)
D.伏特表V1(量程6V,内阻约8千欧姆)
E.伏特表V2(量程3V,内阻约4千欧姆)
(1)闭合开关,调节电阻箱的阻值,让电压表V2接近满偏,并读出两个电压表的读数。逐渐增加电阻箱的阻值,并分别读出两只电压表读数。则随着电阻箱阻值的增加,电压表V1读数 ,电压表V2读数 。(填“增加”或“减小”)
(2)如果纵坐标表示两个电压表读数之比,横坐标表示电阻箱的阻值R,实验结果的图像如图一。则待测电阻Rx = Ω。
(3)如果纵坐标表示某电压表读数U,横坐标表示两个电压表读数之差与电阻箱阻值的比值,实验结果的图像如图二。其中能读出电源电动势和内电阻的是 (填“Ⅰ图线”或“Ⅱ图线”)。两图线交点的横坐标为 A,纵坐标为 V(结果均保留两位有效数字)。
24.(12分)如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里。一带电的粒子(不计重力)从P点沿x轴正方向以初速度V0射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,最后从Q点射出。
(1)求电场强度的大小和方向。
(2)若仅撤去电场,带电粒子仍从P点以相同的初速度V0射入,恰从圆形区域的边界M点射出。已知OM与x轴正向的夹角为θ=60°,求粒子比荷。
(3)若仅撤去磁场,带电粒子仍从P点沿x轴正向射入,要使粒子从圆形区域的边界N点(N点与M点关于x轴对称)射出,求粒子运动初速度的大小变为多大?
25.(19分)如图所示,粗糙的水平地面上有一块长为3m的木板,小滑块放置于长木板上的某一位置。现将一个水平向右,且随时间均匀变化的力F=0.2t作用在长木板的右端,让长木板从静止开始运动。已知:滑块质量m与长木板质量M相等,且m=M=1kg,滑块与木板间动摩擦系数为μ1=0.1,木板与地面间动摩擦系数μ2=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10m/s2).
(1)经过多长时间,长木板开始运动。
(2)经过多长时间,滑块与长木板恰要发生相对运动。此时滑块的速度为多大?
(3)如果t = 0时锁定外力F = 6.75N,一段时间后撤去外力,发现小滑块恰好既不从左端滑出,也恰好不从右端滑出木板。求小滑块放置的初始位置与长木板左端的距离?
【二】选考题:共45分。
请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则每按所做的第一题计分。
33.[物理——选修3—3](15分)
(1)(5分)对分子动理论的认识,下列说法正确的有 。(填正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A.布朗运动就是液体分子的无规则热运动
B.摩尔数相同且视为理想气体的氧气和氦气,如果升高相同的温度,内能增加量相同
C.当一个物体加速运动时,其内能不一定增加
D.随着高科技的发展,第二类永动机可能被发明,因为这不违背能的转化及守恒定律
E.当二个分子间的分子力减小时,分子势能可能减少也可能增加
(2)(10分) 如图所示,玻璃管长为l0 = 1m,一端开口,另一端封闭。内有一段长度h=20cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体。当玻璃管开口向下竖直放置时,气柱长l1=72cm。这时气体温度为t=27℃。问:
①先保持温度不变,将玻璃管缓慢转动到开口向上,这时气柱长为多少?
②在玻璃管开口向上时对气体加热,温度升到多少摄氏度,玻璃管中水银恰好不溢出。
③在②的基础上继续对气体加热,温度知识升到多少摄氏度,玻璃管中水银将会全部自动溢出。
34.[物理—选修3—4](15分)
(1)(5分)如图所示,甲为一列简谐波在t=2.0s时刻波的图像,Q为x=4m的质点,乙为甲图中P质点的振动图像,下列说法正确的是 (填正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A.此波沿x轴负方向传播
B.t=2.0s时,Q点位移为cm
C.s时,Q点到达正的最大位移处
D.s时,Q点回到平衡位置且向y轴负方向运动
E.质点P的振动方程为cm
(2)(10分)如图所示,扇形BAC为透明柱状介质的横截面,半径为R,圆心角A为30°。现有一细束单色光MN平行于AC由N点从AB面射入介质。已知光束MN到AC的距离,且此光束从AB面射入介质后恰好在BC面上的P点发生全反射。求该介质的折射率。
参考答案
一、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一个选项正确,第19~21题有多个选项正确。全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错的或不答的得0分。
题号
14
15
16
17
18
19
20
21
答案
B
C
A
C
D
CD
AB
AD
14.解析:H+HHe+n属于小质量的原子核聚变成中等质量的原子核,是聚变反应,A错。裂变反应、聚变反应都存在质量亏损,释放核能。所以B对,C错。中等质量的原子核的比结合能最大,所以D错。
15.解析:根据楞次定律,刚进入磁场时感应电流沿逆时针方向,为正方向,而将出磁场时,感应电流同样也沿逆时针方向,为正方向,B错误;而在线框从第1个磁场进入第2个磁场的过程中,导线框中的磁通量变化得越来越快,感应电动势大小逐渐增大,刚要完全进入到磁场中时恰好达到正向最大,当线框运动2a时由楞次定律和法拉第电磁感应定律可知线框中电流为顺时针,且为运动a时电流的两倍。故选C。
16.滑块A从圆弧最高点滑到最低点的过程中,根据机械能守恒定律,有得m/s当滑块A与B发生弹性碰撞,根据动量守恒定律和无动能损失,得m/s;当滑块A与B发生完全非弹性碰撞则,得m/s。故选A
17.解析:全同卫星不是地球同步卫星,所以不一定与地球赤道平面重合,A错。三个全同卫星组成的等边三角形的半径约为4.4R,三角形中心是地球,所以由数学知识可以算出全同卫星到地球的半径约为2.5R。根据开普勒第三定律及同步卫星的周期,可以算出全同卫星的周期约4天,小于月球绕地运动的周期27天。故B错,D错,C正确。
18.解析:支持力一直垂直斜面向上,与滑块的位移的夹角小于90°,支持力始终做正功,A错。当F等于(M+m)gtanθ时,滑块受到的静摩擦力等于零。当F大于(M+m)gtanθ之后,滑块受到的静摩擦力沿斜面向下,此后过程中静摩擦力一直做正功。B错。当F不等于零之后,整体有水平加速度,在垂直斜面向上的方向上有分加速度,支持力始终大于mgcosθ。C错。当F等于(M+m)gtanθ时,滑块恰好只受到重力、支持力而向右做匀加速直线运动,支持力的竖直分力等于mg。当F大于(M+m)gtanθ之后,滑块还受到沿着斜面向下的摩擦力,故支持力的竖直分力必须大于mg,所以支持力始终大于mg/cosθ。D正确。
19.解析:开始时,原副线圈的匝数比为2:1,所以副线圈上的输出电压的有效值为18伏特,安培表读数为0.25A。A错。变压器不变频,所以周期为0.02秒,频率等于50Hz。B错。保持P的位置不动,副线圈上的输出电压不变。将Q向下移动时,R上的有效阻值减小,故消耗的功率变大。C正确。保持Q的位置不动,R上的有效阻值不变,将Q沿逆时针方向移动少许时,副线圈的匝数增大,输出电压增大,故R消耗的功率变大。D正确。
20.解析:物体在奇数秒内做匀加速直线运动,加速度;在偶数秒内做匀速运动
。给出物体运动的v-t图像,如图所示,可以求得:A、B答案正确,推力做功190J,平均功率21.1W。C和D错误。
21.解析:A图电场力与D图洛伦兹力都不做功,根据机械能守恒,来到最高点时的速度的平方都为gR。在最高点A图电场力与D图洛伦兹力都向上,故圆形轨道必须对小球有压力。A、D正确。B图中,匀强电场力大小等于mg/2与重力可以合成等效重力,其大小等于3mg/2.显然,根据动能定理,来到最高点时速度的平方小于gR,而等效重力变大,故在最高点等效重力超过所需的向心力,故不能够做完整的圆周运动。所以B错误。C图中,要做完整的圆周运动,必须要过等效最高点,位置在最高点的左边。当小球从最低点来到最高点时,根据动能定理,求出最高点的速度的平方为gR,故来到等效最高点时候,速度减小,而等效重力增大,不能够做完整的圆周运动。C错误。
二、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33题~第38题为选考题,考生根据要求作答。
22. (1) 否 (2) C、D
解析:(1)小球每次平抛运动的时间相等,初速度之比等于落地点到O点的水平距离之比。故不用测量斜槽水平部分的高度H。
根据动能定理,三次释放的合力做功之比为1:2:3,因此平抛的初速度的平方之比为1:2:3。平抛运动的水平位移
(2)对全过程列动能定理:(mgsinθ-μmgcosθ)x1=mv2/2,且平抛中:v2=gx22/2H。等式两边可以消去m。
故答案选C、D。
23.(1)增加 减小 (2)9欧姆 (3)Ⅰ图线 0.40 A 3.6 V
解析:(1)根据串联电路的分压原理可知:电压表V1读数增加,电压表V2读数减小
(2)根据串联电路的分压原理可知:U2/Rx=U1/(Rx+R),故U2/U1=(Rx+R)/Rx=1+R/Rx
所以:根据图像斜率的倒数可以求出:Rx=9欧姆
(3)Ⅰ图线反应的是电源的特性,电动势6伏特,内电阻6欧姆。Ⅱ
图线反应的是9欧姆定值电阻U-I关系。两图线交点反应的是电源与定值电阻直接串联时的情况。横坐标反应串联电路的电流及纵坐标反应串联电路。根据全电路欧姆定律及部分电路欧姆定律可以算出。
24.解析:(1)由左手定则可知,粒子进入圆形区域时所受洛伦兹力的方向为竖直向上,根据物体的运动可知。电场力方向应竖直向下 (1分)
且:qv0B=qE 得E=v0B (2分)
(2) 若撤去电场。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动。由几何关系可知带电粒子在磁场中运动的轨道半径满足: (2分)
再由 可得 (2分)
(3)仅有电场时,带电粒子做类平抛运动,由平抛运动的规律可知 (1分) (1分)
再由几何关系可得:x=R+Rcos60° (1分) y=Rsin60° (1分) 求得 (1分)
25.解析: (1) 设经过t1时间木板开始运动,此时F=μ2(m+M)g (1分)
且F1=0.2t1, 联立可得:t1=20(s) (2分)
(2) 设经过t2时间,滑块与长木板发生相对运动时加速度为a
对滑块列:μ1mg=ma 得: a=μ1g=1(m/s2) (1分)
对木板列牛顿第二定律:F2-μ1mg-μ2(M+m)g=Ma 且:F2=0.2t1 联立可得:t2=30s (2分)
滑块到达电场区的速度为v1 ,对滑块和木板的整体,在运动过程中,列动量定理:
(F1+F2)(t2-t1)/2-μ2(M+m)g(t2-t1)=(M+m)v1-0 解得:v1=5(m/s) (2分)
(3) 设小滑块放置的初始位置与长木板左端的距离为x,外力作用时间为t1,撤去外力前,木板与木板滑块各自匀加速运大小动,加速度大小为a1,滑块加速度大小仍为a。为根据牛顿第二定律列出:
F-μ2(M+m)g-μ1mg=Ma1 解得:a1=1.75m/s2(大于滑块加速度a=μ1g=1m/s2) (1分)
撤去外力后,速度相等之前,木板匀减速,加速度大小为a2,滑块加速度大小仍为a,根据牛顿第二定律列出: μ2(M+m)g+μ1mg=Ma2 解得:a2=5m/s2 (1分)
速度相等之后,二者各自匀减速运动,木板加速度大小为a3,滑块加速度大小仍为a。
根据牛顿第二定律列出:μ2(M+m)g-μ1mg=Ma3 解得:a3=3m/s2 (2分)
设滑块与木板速度相等时的速度为v0,因小滑块既不从左端滑出,也恰好不从右端滑出木板。
所以: (1分) 板长L=3m代入:v0=3m/s (1分)
设滑块从启动到与木板速度相等经历的时间为t2,因为加速与减速的加速度大小相等,所以速度相等到滑块停止的时间也为t2,显然: ,得:s (1分)
速度相等之前,研究木板,可知: 代入可得 s (2分)
所以, 代入得:x=3m (2分)
如图所示的v-t图像中,粗线表示滑块的v-t关系,细线表示木板的v-t关系
33.【物理——选修3-3】(15分)
(1) B、C、E
(2)解析:被封闭的气体原来体积为 ,压强为 (1分)
开口向上时,压强为,设气柱长为 (1分)
由玻意耳定律 求得cm (2分)
加热过程为等压变化,当气柱长为cm时玻璃管中水银恰好不溢出。(1分)
由盖-吕萨克定律 求得 (2分)
继续加热,被封闭的气体的体积增加而压强减小,设剩余水银柱高为x时对应温度最高,这时体积为
,压强为 ,设温度为 (1分)
由气态方程 求得当x=12cm时,对应最高温度为T4=576.2K
34.【物理——选修3-4】(15分)
(1) ADE
(2)解析:根据题意作出光路图如下图所示,
可知AN=2R/3,AP=R,∠α=60°,在△ANP中,由正弦定理得,
① (2分)
② (2分)
③ (2分)
④ (2分)
联立①②③④式,得 (2分)