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2017哈三中三模理综物理

时间:2017-10-22


2017 哈三中三模理综物理 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 14~17 题只有一项符合题目要求, 第 18~21 题有多项符合题目要求。 全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。 14.下列关于科学家在物理学发展过程中的贡献,说法正确的是( A.麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在,指出光是一种电磁波 B.安培提出在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流 C.奥斯特发现了利用磁场产生电流的条件和规律 D.玻尔提出任何物体都有波动性,宏观物体表现不明显,微观物体则表现 很明显 答案 解析 B 是赫兹用实验证实了电磁波的存在,A 错;奥斯特发现了电流周围存 )

在磁场,C 错;是德布罗意提出的物质的波动性,D 错;B 说法正确。选 B。

15.如图所示,带正电的粒子以一定的初速度 v0 沿两板的中线进入水平放 置的已经充满电的平行板电容器内, 仅在电场力的作用下, 恰好沿下板的边缘飞 出,已知平行板间距离为 d,板间电压为 U,带电粒子的电荷量为 q,粒子通过 平行板的时间为 t,则( )

t 1 A.在后2时间内,电场力对粒子做的功为2qU d d B.粒子在竖直方向下落前4和后4的过程中,电场力做功之比为 1∶2 C.在整个 t 时间内,电场力对粒子做功为 qU t t D.在前2和后2时间内,粒子的动能增量之比为 1∶3 答案 解析 D 带电粒子在平行板电容器内做类平抛运动,竖直方向是初速度为 0

t 的匀变速运动,在前后2内竖直方向的位移之比为 1∶3,板间电场为匀强电场,

t U 3 3 电势均匀降低,所以后2时间内,电场力对粒子做功 q 2 ×4=8qU,A 错;在前 d U 后4过程中, 电场力做功之比为 1∶1, B 错; 在整个 t 时间内, 电场力做功为 q 2 , t C 错;粒子动能增量之比等于电场力做功之比,在前后2内,做功之比为 1∶3, D 对。选 D。 16.银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体 S1 和 S2 构成,两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点 O 做匀速圆 周运动。由天文观察测得其运动周期为 T,S1 与 O 点的距离为 r1,S1 与 S2 间的 距离为 r,已知引力常量为 G。由此可求出 S1 的质量为( 4π2r3 4π2r2r1 A. GT2 B. GT2
3 4π2r2?r-r1? 4π2r1 C. D. GT2 GT2

)

答案 解析

C S2 星绕 O 点做圆周运动的向心力由 S1、S2 间的万有引力提供,有

4π2r2?r-r1? Gm1m2 ?2π?2 ? ? ,只有 C 对。选 C。 r2 =m2? T ? (r-r1)?m1= GT2

17.水平光滑地面上静置一个物体,若同时受到两个水平方向的外力 F1、 F2 的作用,F1、F2 与时间 t 的关系如图所示,则下列说法错误的是 A.全程物体所受合力冲量的最大值是 25 N· s B.物体的末速度为 0 C.10 s 时物体回到原出发点 D.5 s 时该物体具有最大速度 答案 解析 C 分析物体的运动,物体在 0~5 s 时间内做加速度减小的加速运动, ( )

当 t=5 s 时合外力为 0,加速度为 0,速度达到最大,D 对;5~10 s 时间内,物 体做加速度增大的减速运动,到 10 s 时反向加速度最大,速度为 0,离出发点最

远,B 对、C 错;t=5 s 时物体所受合外力的冲量最大为 N· s=25 N· s,A 对。选错误的为 C。

10+5 5+0 × 5 N· s - 2 2 ×5

18.电压互感器、电流互感器是将大电压、大电流降为小电压、小电流并进 行测量的变压器。如图所示,两个互感器在测量某输电电路中的电压和电流,在 图中圆圈内 a、b 表示电压表或电流表,电压互感器的电压比为 1000,电流互感 器的电流比为 10,电压表的示数为 38 V,电流表的示数为 5 A,则( A.线路输送电功率是 1.9×104 W B.线路输送电功率是 1.9×106 W C.a 为电流表,b 为电压表 D.a 为电压表,b 为电流表 答案 解析 BD 电压互感器要并联接入电路,所以 a 是电压表,电流互感器要串联接 )

入电路,所以 b 是电流表,C 错、D 对;电压表示数 38 V,电压互感器的电压 比为 1000,所以线路电压 U=38×103 V,电流表示数 5 A,电流互感器的电流 比 为 10 , 所 以 线 路 中 电 流 I = 5×10 A , 线 路 的 输 送 电 功 率 P = UI = 38×103×5×10 W=1.9×106 W,A 错、B 对。选 B、D。

19.如图所示,初始时 A、B 两木块在水平方向的外力作用下被挤压在竖直 墙面上处于静止状态,A 与 B、B 与墙面之间的动摩擦因数都为 μ=0.1,且最大 静摩擦力等于滑动摩擦力。两木块质量相等,都为 1 kg,当外力 F 变为下列不 同值时,关于 A、B 之间的摩擦力 f1,B 与墙壁之间的摩擦力 f2 的大小,下列说 法中正确的是(g=10 m/s2)( )

A.当 F=100 N 时,f1=5 N,f2=10 N

B.当 F=300 N 时,f1=10 N,f2=20 N C.当 F=0 时,f1=f2=0 D.当 F=50 N 时,f1=0,f2=5 N 答案 解析 ABC 当 F=100 N 时,A、B 相对静止沿墙面下滑,此时 f2=μF=0.1×100 2mg-f2 2 2m =5 m/s ,再隔离分析 A 物体的受

N=10 N,A、B 整体向下的加速度 a= 力有 a=

mg-f1 ?f1=5 N,方向向上,A 对;当 F=300 N 时,A、B 静止,墙面 m

对 B 的摩擦力等于 A、 B 的重力之和 f2=20 N, A 静止, A、 B 间摩擦力 f1=10 N, B 对;当 F=0 时,A、B 均做自由落体运动,A 与 B、B 与墙之间均无摩擦力, C 对;当 F=50 N 时,A、B 相对静止下滑,此时 f2=μF=5 N,A、B 整体的加 速度 a= 2mg-f2 mg-f1 2 2m =7.5 m/s ,再分析 A 的受力有 a= m ?f1=2.5 N,D 错。选

A、B、C。

20.如图所示,直角斜面体 P 的边长关系为 BC=2AB,C 端与地面上固定 障碍物 E 的距离 s=s1,P 在水平推力 F=F1 作用下与小球 Q 一起向右运动,此 时 Q 与 AD 和 AC 边均接触。 当 P 撞到 E 时瞬间停止运动, 之后 Q 做平抛运动, 直接落到斜面上(或是水平地面上)时速度与水平方向成 45° 角(不计一切摩擦), 以 下说法正确的是( )

A.当 F=F2>F1 时,AC 边对小球 Q 的作用力增大 B.当 F=F2>F1 时,AD 边对小球 Q 的作用力增大 C.当 F=F1 时,Q 一定是直接落在斜面上 D.当 s=s2<s1 时,重复上述过程,Q 会平抛直接落在 E 的右侧 答案 解析 BC 小球 Q 与 P 一起向右运动,Q 所受 AC 边的支持力与 AC 垂直,竖直

方向上的分力等于 Q 的重力不变, AC 边的支持力不变, 与推力大小无关, A 错; 当 F=F2>F1 时,小球随 P 向右的加速度变大,AD 边对小球 Q 向右的作用力增

大,B 对;当 F=F1 时,小球的速度与水平方向的夹角 α=45° ,tanα=1,而斜 1 面的倾角满足 tanθ=2,两者间满足 tanα=2tanθ,这是小球平抛落到斜面上时速 度与水平夹角与位移与水平夹角之间的关系,说明小球落到斜面上,C 对;当 s =s2<s1 时,其他条件不变,小球加速时间减小,小球平抛的速度也减小,小球 会落到斜面上,不会落到 E 的右侧,D 错。选 B、C。

21.如图所示,直角支架固定于地面放置,通过轻绳连有两个滑环 A、B, 已知它们的质量 mA=1 kg,mB=9 kg,水平杆粗糙,竖直杆光滑,轻绳长 L=25 cm,整个装置初始时静止,现用水平恒力 F 将 A 球向右拉动,使 θ 角由 37° 增 大到 53° ,A 环的速度达到 1 m/s,则在拉动过程中(g=10 m/s2)( A.拉力 F 一定大于 260 N B.绳对 B 做的功为 8 J C.系统机械能共增加了 9.5 J D.A 球的机械能增加 0.5 J 答案 解析 AD 1 A 环速度由 0 达到 1 m/s, 重力势能没变, 所以机械能增加 ΔEA=2mv2 )

vAcos37° 1 =2×1×12 J=0.5 J,D 对;当 A 的速度 vA=1 m/s 时,B 环的速度 vB= sin37° 4 =3 m/s, B 环上升的高度为 Δh=Lcos37° -Lcos53° =0.25×(0.8-0.6) m=0.05 m, 1 1 ?4? 2 由功能原理知绳对 B 做的功为 W=2mBvB +mBgΔh=2×9×?3?2 J+9×10×0.05 J ? ? =12.5 J, B 错; 系统的机械能共增加 ΔE=ΔEB+ΔEA=12.5 J+0.5 J=13 J, C 错; ΔE 13 J 如果没有摩擦, 由功能原理知 F·Δh=ΔE?F= Δh =0.05 m=260 N, 现在有摩擦, 所以拉力 F 一定大于 260 N,A 对。选 A、D。 三、非选择题:共 174 分。第 22~32 题为必考题,每个试题考生都必须作 答。第 33~38 题为选考题,考生根据要求作答。

(一)必考题:共 129 分。

22.(6 分)如图装置可验证动量守恒定律,实验中使用两个半径相等的刚性 小球 1 和 2(它们的碰撞可近似认为弹性碰撞)。 (1) 实验中为了使碰撞后两个小球均向右飞出 , 则两个小球质量关系为: ________。 A.入射小球质量 m1 等于被撞小球质量 m2 B.入射小球质量 m1 小于被撞小球质量 m2 C.入射小球质量 m1 大于被撞小球质量 m2 (2)实验中,直接测量小球的速度是很困难的 ,可以通过仅测量小球平抛运 动的水平位移来间接的解决这一问题。 为了使小球飞出后的水平位移可代替小球 碰前、碰后的速度,为此需要满足:________。 A.小球 m1 每次可以不由静止从 S 释放 B.斜槽 SA 右端切线方向要水平 C.斜槽 SA 要光滑 (3)图中 O 点为小球抛出点在地面上的垂直投影,实验前用天平测量两个小 球质量分别为 m1 和 m2。实验时先让入射小球 m1 多次从斜槽上 S 位置由静止释 放,找到其平均落点为 P,测出平抛水平位移 OP。再分别找出两球碰后的平均 落点 M、N,测出 OM 和 ON。若两球碰撞前后动量守恒,则其表达式可表示为 ______________(用题中测量的物理量表示)。 答案 (1)C(2 分) (2)B(2 分)

(3)m1· OP=m1· OM+m2· ON(2 分) 解析 (1)由碰撞中两刚性小球动量守恒、能量守恒知 m1=m2,速度交换;

m1<m2,m1 反弹;m1>m2,两者均向右方向运动,所以 A、B 错,C 对。选 C。 (2)这个实验是利用平抛运动在水平方向上为匀速直线运动规律,所以可用 水平位移代替小球速度,为了保证小球飞出轨道做平抛运动,SA 右端切线应水 平,B 对;A 做法错误,C 做法不必要。

OP OM ON (3)据动量守恒,m1v=m1v1+m2v2,m1· t =m1· t +m2· t ,表达式可表示 为 m1· OP=m1· OM+m2· ON。 23.(9 分)某同学想要描绘标有“3 V,1.8 W”小灯泡 L 的伏安特性曲线,要求 测量数据尽量准确,绘制曲线完整,可供该同学选用的器材除开关、导线外,还 有: 电源(电动势 4.5 V,内阻约为 1 Ω) 电压表 V(量程 0~3 V,内阻约为 3 kΩ) 电流表 A(量程 0~200 mA,内阻等于 20 Ω) 滑动变阻器 R1(0~10 Ω,额定电流为 2 A) 定值电阻 R2(阻值为 2 kΩ) 定值电阻 R3(阻值为 10 Ω)

(1)请从上面电路图中选择符合本实验的电路图:________。 (2)上问中电路图里的定值电阻 R, 需要从所给器材中选择定值电阻________。 (3)该同学描绘的小灯泡伏安特性曲线如图所示 ,若将两只相同的灯泡并联 后与电动势为 3 V,内阻为 2.5 Ω 的电源组成闭合回路,则每只小灯泡实际消耗 的功率为________W(结果保留三位有效数字)。

答案

(1)D(3 分)

(2)R3(3 分)

(3)0.400~0.450(3 分) 解析 (1)小灯泡内阻较小,所以电流表用外接法,由于小灯泡额定电流 I=

P 1.8 W U= 3 V =0.6 A,而电流表量程为 0~200 mA,所以要用分流电阻与电流表并 联,综上所述只有 D 对。选 D。 (2)由于分流电流是电流表电流的 2 倍,所以选用阻值为电流表内阻(20 Ω) 一半的定值电阻 R3(阻值 10 Ω)。 (3)设每只灯泡流过的电流为 I,则电源路端电压 U=E-2×I×r=3-5I,在 题图象上做出 U=3-5I 的图象与灯泡的伏安特性曲线交于(0.34 A,1.3 V)点,所 以每只小灯泡的功率 P=1.3×0.34 W=0.442 W。

24.(14 分)如图所示,在一竖直的光滑管道中的地面上固定一轻质弹簧,上 端拴接一质量为 m1=2.0 kg 的物体 A, 将 A 物体下端与管道底端用细线连接, 此 时弹簧被压缩了 0.20 m、 弹簧的弹性势能 Ep 为 54 J。 质量为 m2=1.0 kg 的物体 B 从距 A 正上方 H0=1.8 m 处自由下落并与 A 相碰,碰撞时间极短,碰后 A、B 一 起运动但不粘连;碰撞发生的同时将细线烧断。 (g=10 m/s2) (1)求 A、B 碰后瞬间的速度大小; (2)求碰后 B 相对 A 的初始位置能够上升的最大高度。 解析 (1)B 下降 H0 过程中:v2 0=2gH0①

A 和 B 碰撞瞬间动量守恒: m2v0=(m1+m2)v1② 则 A 和 B 碰后瞬间速度大小为: m2v0 v1= ③ m1+m2 得到:v1=2 m/s④

(2)A 和 B 碰后一起向下运动压缩弹簧再反弹,A、B 分离时弹簧处于原长, 设此时 A、B 速度大小为 v2, A、B 系统能量守恒得: 1 1 2 2 2(m1+m2)v1+Ep=(m1+m2)gH1+2(m1+m2)v2⑤ 其中 H1=0.2 m,之后 B 竖直上抛到最高点,设上升的最大高度为 H2,v2 2= 2gH2⑥ 得 H2=1.8 m 所以 B 相对 A 的初始位置能够上升的最大高度为 H=H1+H2=2.0 m⑦ (其中①②④⑥⑦各 2 分,③1 分,⑤3 分,共计 14 分) 25.(18 分)如下图所示,两根无限长的光滑导轨 M、N 水平放置,间距为 L =0.5 m;所在空间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度 B1=0.8 T;导轨上放置 一质量为 m1=0.12 kg 的金属棒,金属棒及导轨电阻不计;左端接有一电阻 R=2 Ω,R 的两端通过导线与一对水平放置的金属板 P、Q 相连,如图左侧所示。水 平放置的金属板 P、Q 间距 d=0.5 m,板间有磁感应强度大小为 B2、方向为垂直 纸面向里的匀强磁场。现给金属棒 m1 一个水平向右的恒力 F,使棒由静止开始 水平运动,一段时间后,棒开始做匀速直线运动,这段时间内通过电阻 R 的电 荷量为 q=4 C, 此后在左侧 P 板的小孔 S1 正上方 h=0.2 m 处由静止释放一比荷 为 1.25 C/kg 的带电微粒(大小忽略不计),微粒进入 P、Q 两板间后,恰能做匀速 圆周运动,与上方 P 板相碰时没有机械能损失且不会碰到下方的 Q 板。求:(不 计空气阻力,g=10 m/s2)

(1)金属棒 m1 匀速直线运动后 P、Q 两板间的电压以及金属棒匀速运动时速 度的大小; (2)金属棒 m1 从静止到刚好匀速时, 电阻 R 产生的焦耳热; (不计左侧金属板 P、Q 间储存的电磁能)

(3)若带电微粒恰能到达 P 板的小孔 S2 正上方 h 处的 C 点,S1、S2 两孔间距 为 2 m,求磁感应强度 B2 的大小必须满足的条件。 解析 (1)带电微粒进入 PQ 板间, 恰能做匀速圆周运动, 说明粒子受到的重

力和电场力平衡: qU d =mg① mgd 得 U= q =4 V② 金属棒 m1 匀速运动时:E=U=B1Lv0③ 得 v0=10 m/s④ (2)m1 从静止到匀速运动时,由能量守恒定律得: 1 2 Fs=QR+2m1v0 ⑤ 当 m1 匀速时 F=F 安=B1ImL⑥ Em B1Lv0 Im= R = R ⑦ m1 从静止到匀速运动时, E q= I t= R · t⑧ B1Ls E= t ⑨ qR s=B L⑩ 1 解得:QR=10 J? (3)带电微粒自由下落过程中: 1 2 mgh=2mv1 ? 微粒在磁场 B2 中做匀速圆周运动: mv2 1 qB2v1= r ? 由题意得:2nr=Ls1s2? 且满足 r<d? 解得:B2=1.6n

其中 n=(3,4,5,6…)? (⑤?各 2 分,其余各 1 分,共计 18 分) (二)选考题:共 45 分。请考生从 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每 科任选一题作答。如果多做,则每科按所做的第一题计分。 33.[物理——选修 3-3](15 分) (1)(5 分)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。每错选 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.人类的大脑,视网膜等组织中都含有液晶结构,它同时具有液体和晶体 的某些特征 B.将水滴滴在质量较好的手机屏幕钢化玻璃膜上,水滴会呈现出球形,这 是因为水滴与玻璃膜上的化学涂层不浸润及液体表面张力所导致的 C.水的饱和汽压会随着温度的升高而变小 D.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能不可能相同 E.晶体熔化时从外界吸收热量,但是温度可能不升高

(2)(10 分)如图所示,一矩形玻璃容器内部横截面积为 S=100 cm2,封闭有 一定量的理想气体,气柱长度为 53 cm,上方活塞质量为 m=4 kg,下方汞柱长 度为 19 cm,整个装置处于静止状态。若使容器以 5 m/s2 的加速度向上加速,当 活塞稳定后,求:(容器及其内部物体温度始终不变,不计摩擦,外界大气压强 为 p0=1.0×105 Pa,即 76 厘米汞柱,g 取 10 m/s2) ①活塞相对于玻璃管的位置是上升还是下降?移动的距离是多少? ②玻璃容器底部承受的压力变化了多少? 答案 解析 (1)ABE(5 分) (2)见解析

(1)水的饱和汽压随温度的升高而升高, C 错; 内能是所有分子动能与

分子势能的总和,所以内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同, D 错;其他说法正确。选 A、B、E。 (2)①静止时活塞受力平衡,设此时封闭气体压强为 p1:p1S=p0S+mg①

活塞加速上升时,设气体压强为 p2: p2S-p0S-mg=ma② 封闭气体等温变化:p1L1S=p2L2S③ 解得:L2=52 cm, 则 ΔL=L2-L1=-1 cm 即活塞下降了 1 cm。④ ②平衡时,对活塞、封闭气体及水银柱系统由平衡条件得:N1=p0S+(m+ m0)g⑤ 19p0S 其中 m0= 76g ⑥ 整体向上加速时,对活塞、封闭气体及水银柱系统由牛顿第二定律得: N2-p0S-(m+m0)g=(m+m0)a⑦ 所以:N2-N1=(m+m0)a 得:N2-N1=145 N⑧ (其中③④各 2 分,其余各 1 分,共计 10 分) 34.[物理——选修 3-4](15 分) (1)(5 分)下列选项与多普勒效应有关的是________。(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。每错选 1 个扣 3 分,最低得分 为 0 分) A.科学家用激光测量月球与地球间的距离 B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速 C.技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡 D.交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速 度 E.科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地 球的速度

(2)(10 分)如图,一束单色光射入一玻璃球体,入射角为 60° 。已知光线在玻

璃球内经一次反射后, 再次折射回到空气中时与入射光线平行。 求此玻璃的折射 率是多少? 答案 解析 (1)BDE(5 分) (2) 3

(1)用激光测距离是利用了它的准直性,A 错;超声波探伤是利用反

射回来的能量的大小与交界面两边介质有关来设计的, 与多普勒效应无关, C 错; 其他说法正确。选 B、D、E。 (2)如图,为光线在玻璃球内的光路图。

A、C 为折射点,B 为反射点,作 OD 平行于入射光线,故∠AOD=∠COD sin60° =60° ,所以∠OAB=30° ,玻璃的折射率 n=sin30° = 3。


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