河北省石家庄市第二中学2017届高三上学期第四期考试理综物理试题 17页

www.ks5u.com 第Ⅰ卷　选择题 一、选择题（本题共8小题，每题6分。第14-17题有一个选项符合题目要求，第18-21题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）‎ ‎14．如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是（ ）‎ A．卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的核式结构模型 B．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最强 C．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关 D．链式反应属于重核的裂变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 考点：α粒子散射实验、链式反应、光电效应 ‎【名师点睛】本题主要考查了α粒子散射实验、链式反应、光电效应。卢瑟福通过α粒子散射实验否定了 原子的“枣糕模型”结构，提出了原子的“核式结构模型”；没有偏转的为γ粒子，穿透能力最强，电离能 力最弱；核电站就是利用重核的裂变释放的能量来发电的，是属于链式反应；光照越强，光电流越大，但 遏止电压与光的强度无关。‎ ‎15.如图所示电路中，L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻（光照越强，阻值越小）．闭合电键S后，随着光照强度逐渐增强（　　）‎ A．L1逐渐变暗，L2逐渐变亮 B．L1逐渐变亮，L2逐渐变暗 C．电源内电路消耗的功率逐渐减小 D．光敏电阻R和灯泡L1消耗的总功率逐渐增大 ‎【答案】A 【解析】 ‎ 考点：闭合电路欧姆定律、功率 ‎【名师点睛】本题主要考查了闭合电路欧姆定律、功率。当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，再分析总电阻的变化，由欧姆定律即可得出电路中电流及路端电压的变化；再分析并联部分电路，可得出R1的电流变化，从而判断出两个灯泡亮度的变化．由功率公式可得出功率的变化。‎ ‎16.如图所示，有A、B两颗卫星绕地心O做圆周运动，旋转方向相同．A卫星的周期为T1，B卫星的周期为T2，在某一时刻两卫星相距最近，则（引力常量为G）（　　）‎ A．两卫星经过时间t=T1+T2再次相距最近 B．两颗卫星的轨道半径之比 C．若己知两颗卫星相距最近时的距离，可求出地球的密度 D．若己知两颗卫星相距最近时的距离，可求出地球表面的重力加速度 ‎【答案】B 【解析】 ‎ 考点：万有引力定律的应用 ‎【名师点睛】本题主要考查了万有引力定律的应用。两行星相距最近时，两行星应该在同一半径方向上，两行星相距最远时，两行星应该在同一直径上，由于A的周期小，故A转得较快，当A比B多转一圈时两行星再次相距最近。‎ ‎17.如图所示，导体直导轨OM和PN平行且OM与x轴重合，两导轨间距d,两导轨间垂直纸面向里的匀强磁场沿y轴方向的宽度y按的规律分布，两金属圆环固定在同一绝缘平面内，内、外圆环与两导轨接触良好，与两导轨接触良好的导体棒从OP 开始始终垂直导轨沿x轴正方向以速度v匀速运动，规定内圆环a端电势高于b端时，ab间的电压uab为正，下列uab-x图象可能正确的是：（ ）‎ ‎【答案】D 【解析】 ‎ 考点：感应电动势、楞次定律 ‎【名师点睛】本题主要考查了感应电动势、楞次定律。先求出切割磁感线的有效长度，在求出感应电动势表达式，由此可知在第一个磁场区域里面，在导体棒从O点开始到磁场达最大值过程中，在大环内产生顺时针且在增大的电流，由楞次定律可知在小环内产生逆时针的电流，即uab大于零且在减小，接下来导体棒产生的感应电流在减小，在小环内产生顺时针的电流即有uab小于零，即可解题。‎ ‎18. 如图所示在两个等量同种负点电荷连线的中垂面上以连线中点O为圆心的两个同心圆，两圆上有a、b、c、d四个点，Oac三点共线，则（　　）‎ ‎ ‎ A．a、c两点的电场强度方向相同，大小不可能相等 B．a、b两点的电势相同 C．将带正电的试探电荷在平面内从b移到d点，电场力不做功 D．带正电的试探电荷仅在电场力作用下在此平面内可能做匀速圆周运动 ‎【答案】BD 【解析】‎ 试题分析：a、c两点不在同一圆上，电场线的疏密不同，两处电场强度不等，故A错误；根据两种电场的对称性可得，a、b两点电势相等．故B正确；b、d两点电势不等，Ubd≠0，将带正电的试探电荷从b在平面内移动到d点，电场力做功，故C错误；仅在电场的作用下，带正电的试探电荷在等量负电荷的电场中，由于受到的电场力的方向指向中心O，所以正电荷可能做匀速圆周运动．故D正确．所以BD正确，AC错误。‎ 考点： 等量负电荷的电场、电势分布规律 ‎【名师点睛】本题主要考查了等量负电荷的电场、电势分布规律。电场线的疏密反映电场的强弱，沿电场线的方向电势降低．根据两个等量负电荷的电场线的特点即可解答．合外力全部提供向心力，物体才能做匀速圆周运动．‎ ‎19.1879年美国物理学家霍尔观察到，在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，如图所示，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差，后来大家把这个现象称为霍尔效应，所产生的电势差叫霍尔电压．下列关于霍尔效应的说法正确的是（　　）‎ A．如果是电子导电，则导体上表面电势比下表面低 B．如果载流导体是电解质溶液，现象更为明显 C．载流导体上下表面的距离越大，霍尔电压越小 D．载流导体前后（沿B方向）表面的距离越大，霍尔电压越小 ‎【答案】AD ‎ 考点：霍尔效应 ‎【名师点睛】本题主要考查了霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体时，产生横向电位差的物理现象．霍尔效应在新课标教材中作为课题研究材料，解答此题所需的知识都是考生应该掌握的． 金属导体中移动的是自由电子，根据左手定则判断洛伦兹力的方向，从而得出电子的偏转方向，比较出电势的高低．最终电子受洛伦兹力和电场力平衡，根据平衡得出电势差的大小表达式．‎ ‎20.研究表明，弹簧的弹性势能EP的表达式为，其中k为劲度系数，x为弹簧的形变量。如图所示，质量均为m的两物体A、B用轻绳相连，将A用一轻弹簧悬挂在天花板上，系统处于静止状态。弹簧一直在弹性限度内，重力加速度为g，现将A、B间的轻绳剪断，则下列说法正确的是（ ）‎ A．轻质绳子剪断瞬间A的加速度为g B．轻质绳子剪断后物体A最大动能出现在弹簧原长时 C．轻质绳子剪断后A的动能最大时，弹簧弹力做的功为 D．轻质绳子剪断后A能上升的最大高度为 ‎【答案】CD ‎ 【解析】 ‎ 考点：瞬时加速度、机械能守恒 ‎【名师点睛】本题主要考查了瞬时加速度、机械能守恒。剪断线的瞬间弹力保持不变，线的拉力为零，根据牛顿第二定律解出A的加速度。间断后物体A做加速度减小的加速运动，当a等于零时速度最大，此时动能最大，由机械能守恒即可解得弹力做的功及上升的高度。‎ ‎21.如图所示，S处有一粒子源，可向纸面内任意方向不断地均匀发射质量为,带电量,速度的带电粒子，有一垂直纸面的感光板，其在纸面内的长度为0.4m,中点O与S连线垂直板，OS距离为0.2m，板下表面和上表面被粒子击中会把粒子吸收，整个平面充满方向垂直于直面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度为B=0.1T,不考虑粒子间的相互作用，则 A．粒子打板前均逆时针做匀速圆周运动 B．所有粒子都可以打到板上 C．所有打中板的粒子中运动时间最长的粒子时间为 D．稳定后某时刻，击中上、下板面粒子之比为1:1‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎,由几何关系（图2所示）可得最长时间为打在坐标原点的粒子且圆心角为3000，即，故C错误；由几何关系(如图3所示)得打到上板的粒子所对应的角度为α=90°，打到下板的粒子所对应的角度为β=90°由于粒子源在平面内向各个方向均匀射出带电粒子，所以击中上、下板面的粒子数之比为1：1,故D正确。所以AD正确，BC错误。‎ 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动菁 ‎【名师点睛】本题主要考查了带电粒子在匀强磁场中的运动. 带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为：定圆心、画轨迹、求半径，画出轨迹后，往往要根据几何知识求解轨迹半径和轨迹对应的圆心，先求出带电粒子在磁场中圆周运动的周期．确定出轨迹对应的圆心角最大值，从而求出最长时间,由几何关系得到打到上板的粒子所对应的角度，即可求得击中上、下板面的粒子数之比．‎ 第Ⅱ卷 （非选择题）‎ （一） 必考题：‎ ‎22.（6分）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过光滑理想定滑轮的轻质细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B 点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．‎ ‎（1）用游标卡尺测出遮光片的宽度b，结果如图乙所示，由此读出b= mm.‎ ‎（2）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek ，系统的重力势能减少量可表示为△Ep 。在误差允许的范围内，若△Ek=△Ep，则可认为系统的机械能守恒。‎ ‎【答案】（1） 3.85mm （2） 【解析】 ‎ 考点：游标卡尺的读数、验证机械能守恒定律 ‎【名师点睛】本题主要考查了游标卡尺的读数、验证机械能守恒定律。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．根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量，根据起末点的速度可以求出动能的增加量；根据功能关系得重力做功的数值等于重力势能减小量。‎ ‎23.在某次实验大赛中，需要设计一电路来测量“金属丝的电阻率”，提供的器材如下表所示：若实验要求方法简捷，有尽可能高的测量精度。‎ 序号 器材 说明 ‎①‎ 金属丝（L）‎ 长度为L0，直径为D，阻值约10Ω ‎②‎ 电流表（A1）‎ 量程10mA，内阻r1=30Ω ‎③‎ 电流表（A2）‎ 量程500μA 　内阻r2=800Ω ‎④‎ 电压表V 量程为10V，内阻为10kΩ ‎⑤‎ 电阻（R1）‎ 阻值为100Ω，起保护作用 ‎⑥‎ 滑动变阻器（R2）‎ 总阻值约10Ω ‎⑦‎ 电源（E）‎ 电动势1.5V，内阻很小 ‎⑧‎ 开关（S）‎ ‎⑨‎ 导线若干 ‎（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图a所示，读数为 mm.‎ ‎（2）该同学设计了如图b所示的电路，并且得出了实验原理如下：测得金属丝直径D,长度为L0，接入电路后，电压表示数为U,电流表示数为I,则该金属丝的电阻率的表达式为：= .‎ ‎（3）实验时，该同学发现自己设计的电路无法实现要求，请你帮他设计电路，除了序号为①⑥⑦⑧⑨的器材外，还需要的器材为 （填写序号），请在方框中画出你所设计的实验电路图。‎ ‎【答案】（1） 0.400mm （2） ②③⑤ 电路图如图所示 ‎【解析】 ‎ 考点：螺旋测微器的读数、测量金属丝的电阻率 ‎【名师点睛】本题主要考查了螺旋测微器的读数、测量金属丝的电阻率。螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数．根据实验原理与实验选择示意图器材，根据题意与实验器材确定电流表与滑动变阻器的接法，然后作出电路图。‎ ‎24.（14分）如图所示为足够大光滑绝缘固定水平面，O点到P点的距离为1m，O点到墙的距离为1.5m，P点左侧存在水平向左的足够大匀强电场，场强大小为E=2.0×103V/m，质量为2kg不带电的绝缘物块B静止在O点，带电量为q=+1.0×10-4C,质量为1kg的滑块在PO之间以大小为v0=3m/s的速度水平向右运动与物块B发生碰撞，两物块均可视为质点，碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，可忽略，整个过程无电荷转移。求：‎ ‎（1）物块A、B在O点碰撞后各自的速度大小和方向；‎ ‎（2）物块AB能否发生第二次碰撞？是通过计算说明。‎ ‎【答案】（1）vA＝1m/s 方向向左 vB＝2m/s 方向向右 （2）会发生第二次碰撞 ‎【解析】 ‎ B碰后先向右运动，在返回到P的时间： （1分） 代入数据解得: ‎ ‎ 那么时间差为： （1分）‎ ‎ 由牛顿第二定律： 代入数据解得A的加速度为： （1分） ‎ ‎ 设A加速至与B共速的时间为t： 代入数据解得: （1分） ‎ ‎ 那么A的位移为： 代入数据解得: （1分） ‎ 那么B的位移为： 代入数据解得: （1分）‎ ‎ 因为, 所以会发生第二次碰撞 （1分）‎ 考点：动量守恒定律、牛顿第二定律、位移与时间关系 ‎【名师点睛】本题主要考查了动量守恒定律、牛顿第二定律、位移与时间关系。碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，可以把A、B看成一个系统动量守恒，在列能量守恒联立即可解题。碰撞后A向左运动，B碰墙后再返回，计算出位移关系，即可解题。‎ ‎25.（18分）在生产线框的流水线上，为了检测出个别不合格的未闭合线框，让线框随传送带通过一固定匀强磁场区域（磁场方向垂直于传送带平面向下），观察线框进入磁场后是否相对传送带滑动就能够检测出未闭合的不合格线框．其物理情景简化如下：如图所示，通过绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝纯电阻铜线框，传送带与水平方向夹角为α，以恒定速度v0斜向上运动．已知磁场边界MN、PQ与传送带运动方向垂直，MN与PQ间的距离为d，磁场的磁感应强度为B．线框质量为m，电阻为R，边长为L（d＞2L ‎），线框与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．闭合线框上边在进入磁场前线框相对传送带静止，线框刚进入磁场的瞬间，和传送带发生相对滑动，线框运动过程中上边始终平行于MN，当闭合线框的上边经过边界PQ时又恰好与传送带的速度相同．设传送带足够长．求 ‎（1）闭合线框的上边刚进入磁场时上边所受安培力F安的大小；‎ ‎（2）从闭合线框上边刚进入磁场到上边刚要出磁场所用的时间t；‎ ‎（3）从闭合线框上边刚进入磁场到下边穿出磁场后又相对传送带静止的过程中，电动机多消耗的电能E.‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】 ‎ ‎（说明：若用微元法，正确情况下给分）‎ 考点：感应电动势、据闭合电路欧姆定律、功能关系 ‎【名师点睛】本题主要考查了 感应电动势、据闭合电路欧姆定律、功能关系。根据法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小，根据安培力的公式计算安培力的大小；框刚进入磁场至线框刚要出磁场的过程重力和安培力做功，根据动量定理计算时间的大小；线框刚进入磁场至线框刚要出磁场的过程，根据动能定理计算电动机多消耗的电能。‎ ‎33.（18分）如图所示，两长为L的平行金属板M、N倾斜放置且与水平方向间的夹角为，两板间有垂直板的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的带正电小球（可看做质点）从y轴上的A点以某初速度水平抛出，恰好能垂直于M板从其中心孔P及进入两板间并在板间恰好做匀速直线运动。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，求 ‎（1）带电小球抛出点A的纵坐标y，及小球抛出时的初速度v0；‎ ‎（2）平行金属板M、N间匀强电场的场强E的大小.‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】 ‎ 考点：平抛运动、物体的平衡 ‎【名师点睛】本题主要考查了平抛运动、物体的平衡。根据平抛运动水平方向和竖直方向上的运动规律，结合进入两板间的速度方向，通过运动学公式求出初速度的大小以及竖直位移，从而得出A点的坐标，在对小球受力分析，列平衡方程即可求解。‎ ‎ ‎