理综物理卷·2017届河北省衡水中学高三下学期第二次摸底考试（2017-05） 15页

河北省衡水中学2017届高三下学期二模考试 理科综合物理试题 二、选择题：共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，第14~17题只有一项符合题目要求，第18~21题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 ‎14．下列关于近代物理的说法正确的是 A．玻尔理论成功解释了各种原子发出的光谱 B．能揭示原子具有核式结构的事件是氢原子光谱的发现 C．光电效应实验现象的解释使得光的波动说遇到了巨大的困难 D．质能方程揭示了物体的能量和质量之间存在着密切的确定关系，提出这一方程的科学家是卢瑟福 ‎15．如图所示，圆柱体的A点放有一质量为M的小物体P，使圆柱体缓慢匀速转动，带动P从A点转到点，在这过程中P始终与圆柱体保持相对静止，那么P所受的静摩擦力的大小随时间的变化规律，可由下面哪个图表示 ‎16．图甲中理想变压器原副线圈的匝数比为，电阻R=20Ω，‎ 为规格相同的两只小灯泡，为单刀双掷开关，原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示，现将接1，闭合，此时正常发光，下列说法正确的是 A．输入电压u的表达式为 B．只断开后，均正常发光 C．只断开后，原线圈的输入功率将增大 D．若换接到2后，R消耗的电功率为0.8W ‎17．如图所示，以速度v将小球沿与水平方向成=37°角方向斜向上抛出，结果小球刚好能垂直打在竖直墙上，小球反弹会的速度方向水平，速度的大小为碰撞前速度大小的，不计空气阻力，则反弹后小球的速度大小再次为v时，速度与水平方向夹角的正切值为 A． B． C． D．‎ ‎18．如图甲所示，质量的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“”形框的水平细杆CD长L=0.20m，处于磁感应强度大小，方向水平向右的匀强磁场中，有一匝数n=300，面积的线圈通过开关S与两水银槽相连，线圈处于与线圈平面垂直，沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度随时间t变化的关系如图乙所示，t ‎=0.22s时闭合开关S，细框瞬间跳起（细框跳起瞬间安培力远大于重力），跳起的最大高度h=0.20m，不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是 A．0~0.10s内线圈中的感应电动势大小 为3V B．开关S闭合瞬间，CD中的电流方向由C到D C．磁感应强度的方向竖直向下 D．开关S闭合瞬间，通过细杆CD的电荷量为0.03C ‎19．2017年1月23日，我国首颗1米分辨率C频段多极化合成孔径雷达（SAS）卫星“高分三号”正式投入使用，某天文爱好者观测卫星绕地球做匀速圆周运动时，发现该卫星每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为弧度，已知引力常量为G，则下列说法正确的是 A．卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为 B．卫星绕地球做匀速圆周运动的角速度为 C．地球的质量为 D．卫星的质量为 ‎20．如图所示，两等量异种电荷在同一水平线上，它们连线的中点为O，竖直面内的半圆弧光滑绝缘轨道的直径AB水平，圆心在O点，圆弧的半径为R，C为圆弧上的一点，OC为竖直方向的夹角为37°，一电荷量为+q，质量为m的带电小球从轨道的A端由静止释放，沿轨道滚动到最低点时，速度，g为重力加速度，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是 A．电场中A点的电势为 B．电场中B点的电势为 C．小球运动到B点时的动能为 D．小球运动到C点时，其动能与电势能的和为1.6mgR ‎21．如图所示，内壁光滑的圆轨道竖直固定在桌面上，一小球静止在轨道底部A点，现用小锤沿水平方向快速击打小球，击打后迅速移开，使小球沿轨道在竖直面内运动，当小球回到A点时，再次用小锤沿运动方向击打小球。通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点，已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，若在第一次击打过程中小锤对小球做功，第二次击打过程中小锤对小球做功，先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则的值可能为 A． B． C．1 D．2‎ 三、非选择题 ‎（一）必考题 ‎22．某同学用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板一端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知一元硬币和五角硬币与长木板间动摩擦因数相同，‎ 主要实验步骤如下：‎ ‎①将一元硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，侧出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为，如图乙所示；‎ ‎②将五角硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从同一位置释放弹片，重新弹射一元硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值和，如图丙所示。‎ ‎（1）为完成该实验，除长木板，硬币发射器，一元及五角硬币，刻度尺外，还需要的器材为__________；‎ ‎（2）实验中还需要测量的物理量为_____________，验证动量守恒定律的表达式为_________________________（用测量物理量对应的字母表示）。‎ ‎23．某同学利用下列器材测量两节干电池的电动势和内阻。‎ A．待测干电池两节 B．电压表，量程均为3V，内阻很大 C．定值电阻（阻值未知）‎ D．电阻箱R E．导线和开关 ‎（1）根据如图甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图。‎ ‎（2）实验之前，需要利用该电路测出定值电阻的阻值，先把电阻箱R调到某一阻值，再闭合开关，读出电压表的示数分别为，则=______（用、表示）。‎ ‎（3）若测得=1.2Ω，实验总条件电阻箱R，读出相应的电压表的多组数据，描绘出图像如图并所示，则两节干电池的总电动势E=_______V，总内阻r=_______Ω。‎ ‎23．如图所示为一皮带传送装置，其中AB段水平，长度，BC段倾斜，长度足够长，倾角为=37°，AB和BC在B点通过一段极短的圆弧连接（图中未画出圆弧），传送带以v=4m/s的恒定速率顺时针运转。现将一质量m=1kg的工件（可看做质点）无初速度地放在A点，已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度，求：‎ ‎（1）工件从A点开始至第一次到达B点所用的时间t；‎ ‎（2）工件从第一次到达B点至第二次到达B点的过程中，工件与传送带间因摩擦而产生的热量Q。‎ ‎25．如图所示，三角形AQC是边长为2L的等边三角形，P、D分别为AQ、AC的中点，在水平线QC下方是水平向左的匀强电场。区域I（梯形PQCD）内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，区域II（三角形APD）内有垂直纸面向里的匀强磁场，区域III（虚线PD以上，三角形PAD以外）有垂直纸面向外的匀强磁场，区域II、III内磁感应强度大小均为5B，一带正电的粒子从Q点正下方、距离Q点为L的O点以某一初速度射出，在电场力作用下从QC边中点N以速度垂直QC射入区域I，接着从P点垂直AQ射入区域III，此后带电粒子经历一系列运动后又以原速率返回O点，粒子重力忽略不计，求：‎ ‎（1）该粒子的比荷；‎ ‎（2）电场强度E及粒子从O点射出时的初速度v的大小；‎ ‎（3）粒子从O点出发到再次到O点的整个运动过程所经历的时间t。‎ ‎（二）选考题 ‎33．【物理选修3-3】下列说法正确的是__________‎ A．一定质量的理想气体体积增大时，其内能一定减少 B．气体的温度降低，某个气体分子热运动的动能可能增加 C．当水面上方的水正确达到饱和状态时，水中不会有水分子飞出水面 D．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的 E．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会使分子直径计算结果偏大 ‎（2）如图甲所示，玻璃管竖直放置，AB段和CD段分别为两段长25cm的水银柱，BC段为长10cm的理想气体，D到玻璃管底端为长12cm的理想气体。已知大气压强为75cmHg，玻璃管的导热性能良好，环境的温度不变。将玻璃管旋转180°倒置，经过足够长时间后，水银未从玻璃管流出，求：‎ ‎①玻璃管倒置后BC段气体的长度；‎ ‎②玻璃管倒置后D到玻璃管底端封闭气体的长度。‎ ‎34．【物理选修3-4】（1）下列说法正确的是__________‎ A．弹簧振子的回复力由弹簧的弹力提供 B．单摆振动的周期一定等于它的固有周期 C．机械波从一种介质进入另一种介质，如果波速变大，那么波长一定变大 D．在干涉现象中，振动加强的点的位移有时可能比振动减弱的点的位移小 E．发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并没有发生变化 ‎（2）如图所示为半圆形玻璃柱的截面图，半圆形玻璃柱半径为R，平行于直径AB的单色光照射在玻璃柱的圆弧面上，其中一束光线经折射后恰好通过B点，已知玻璃柱对单色光的折射率为 ‎①求该束光线到AB的距离；‎ ‎②试说明入射光线经折射后，直接照射到CB段弧面上的折射光线不可能在CB段弧面上发生全反射。‎ 参考答案 ‎14C：波尔理论成功解释了氢原子发光的现象，但对于稍微复杂一定的原子如氦原子，波尔理论都无法解释其发光现象，故波尔理论有它的局限性，A错误；卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，B错误；光电效应实验现象说明了光具有粒子性，从而使得光的波动说遇到了巨大困难，C正确；爱因斯坦的质能方程揭示了物体的能量和质量之间存在密切的关系，D错误；‎ ‎15A：物体P一共受到三个力的作用，竖直方向的重力G，沿半径方向向外的支持力，沿切线方向的静摩擦力，圆柱体缓慢移动，所以物块P在任意位置所受合外力为零，对三个力进行分解，得到，从A转动到的过程中先变小后增大，所以按照正弦变化规律先减小后增大，故A正确；‎ ‎16D：从图中可看出该交流电的最大值为，周期为0.02s，根据交变电流的电动势随时间的变化规律，其中，可知输入电压，A错误；只断开副线圈中电压不变，两灯泡的总电压不变，总电阻增加，流过灯泡的电流减小，不能正常发光，故B错误；只断开，副线圈中电压不变，电路总电阻增加，总电流减小，副线圈功率减小，理想变压器输入功率等于输出功率，故原线圈的输入功率减小，故C错误；根据理想变压器原副线圈电压之比，可知副线圈电压的有效值为4V，若接到 ‎2，副线圈的电压仍不变，根据可得电阻消耗的电功率为0.8W，故D正确。‎ ‎17B：小球斜向上抛出垂直打在墙上，逆向可视为平抛运动，设打在墙上的速度为，则，反弹后以抛出，当速度为v时，，联立解得，故，B正确；‎ ‎18BD：由图像可知0~0.10s内,0~0.10s线圈中额感应电动势大小，A错误；由题意可知细杆CD所受安培力方向竖直向上，由左手定则可知电流方向为C→D，由安培定则可知感应电流的磁场方向竖直向上，由图示图像可知，在0.20~0.25s内穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律可得磁感应强度方向竖直向上，故B正确C错误；对细框由动量定理得，细框竖直向上做竖直上抛运动，电荷量，解得q=0.03C，D正确；‎ ‎19AC：由圆周运动公式可得，该卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有，解得，AC正确；‎ ‎20AC：取无穷远处电势为零，则最低点处电势为0，小球从A点运动到最低点过程中，由动能定理可得，解得，而，所以，A正确；由对称性可知，即，故，B错误；小球从A点运动到B点过程中，由动能定理得，C正确；小球在最低点处的动能和电势能的总和为，由最低点运动到C点过程总，动能、电势能、重力势能的总量守恒，而重力势能增加量，故动能、电势能的综合减少了0.2mgR，所以小球在C点的动能和电势能的总和为，D错误；‎ ‎21AB：由于小球始终未脱离轨道，所以第一次击打小球上升的高度不超过R，故。两次击打后上升到最高点的过程中，由动能定理得 ‎，由于通过最高点的速度，所以，故，AB正确；‎ ‎22（1）动量为质量和速度的乘积，该实验要验证质量不等的两物体碰撞过程中动量守恒，需测量两物体的质量和碰撞前后的速度，因此除给定的器材外，还需要的器材为天平。‎ ‎（2）测出一元硬币的质量为，五角硬币的质量为，一元硬币以速度被弹射出去后，由动能定理可得，解得，当一元硬币以速度与五角硬币碰撞后，速度分别为，由动能定理可得，解得一元硬币碰后速度，五角硬币碰后的速度为，若碰撞过程动量守恒则需满足，代入数据可得 ‎23、（1）根据实物图可知，电压表与R并联后与串联接在电源两端，电压表并联在电源的两端。‎ ‎（2）根据串并联电路规律可得电路中电流为，根据欧姆定律可得 ‎（3）根据闭合电路欧姆定律可知，变形可得，由图像可知当时，故有，图像的斜率为，联立解得E=3.0V，r=2.4Ω ‎24、（1）由牛顿第二定律可得 经时间与传送带共速，则 运动位移为 此后工件与传送带一起匀速运动到B点，用时 工件第一次到达B点所用时间 ‎（2）工件上升过程中受到的摩擦力 由牛顿第二定律可得加速度 由运动学公式可得 下降过程加速度不变 由运动学公式可得 工件与传送带的相对位移 因摩擦而产生的热量 ‎25、（1）根据牛顿第二定律可得，根据题意有R=L，解得 ‎（2）粒子从O到N，由运动合成与分解可得：，‎ 由牛顿第二定律可得，解得 由运动学公式可得，由勾股定理可得 ‎（3）粒子在电磁场中运动的总时间包括三段：电场中往返的时间，区域I中的时间，区域II和III中的时间 根据平抛运动规律有 设在区域I中的时间为，则 粒子在区域II和III内的运动半径 则粒子在区域II和III内的运动轨迹如图所示，总时间为个周期T 由周期公式可得，‎ 故总时间 ‎33、（1）BDE：根据理想气体状态方程可知，体积增大时，压强变化的关系未知，故温度变化未知，则内能的变化无法确定，A错误；气体的温度降低，分子平均动能减小，但某个气体分子热运动的动能可能增加，B正确；由于分子的无规则运动，当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中仍然会有水分子飞出水面，C错误；气体的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的一种持续的压力，D正确；将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，体积偏大，则直径偏大，故E正确。‎ ‎（2）①设玻璃管的横街面积为S，研究BC段的气体 初状态：气体体积，压强 末状态：气体体积，压强 根据玻意耳定律，可得 ‎②研究玻璃管底端的气体 初状态：气体体积，压强 末状态：气体体积，压强 根据玻意耳定律，可得 ‎34、（1）CDE：水平方向的弹簧振子的回复力由弹簧的弹力提供，而竖直方向的弹簧振子的回复力由弹簧的弹力和重力的合力提供，A错误；单摆振动的周期取决于驱动力的周期，与固有周期无关，B错误；机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，由可知，如果波速变大，则波长一定变大，C正确；在干涉现象中振动加强指的是振幅增大，振动减弱指的是振幅减小，但加强点和减弱点仍在各自的平衡位置附近做简谐振动，其位移随时间周期性变化，故某时刻加强点的位移可能小于减弱点的位移，D正确；发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并没有变化，只是人接收到的频率发生了变化，不等于波源发出的波的频率，E正确 ‎（2）①设离AB边距离为d的光线折射后刚好射到B点，设此光线的入射角为i，折射角为r，根据几何关系有i=2r 根据光的折射定律有：，即，得r=30°‎ 由几何关系可得 ‎②设折射后折射光线在圆弧面BC上的入射角为，根据几何关系可知，此折射光在CA弧面上的折射角也为，根据光路可逆可知，光线一定会从CB段弧面上射出，不可能发生全反射 ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．‎ 下列说法正确的是______________（选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，没选错一个扣3分，最低得分为0）‎ 计算或论述题：解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位