山西省山西大学附属中学2017届高三下学期3月模块诊断理科综合物理试题

山西省山西大学附属中学2017届高三下学期3月模块诊断理科综合物理试题

www.ks5u.com 山西大学附中2016—2017学年高三年级3月模拟考试 理科综合试题物理部分 二、选择题：本题共有8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14题到18题只有一选项符合题目要求，第19题到21 题有多项符合题目要求。全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选得的0分。‎ ‎1. 物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连，如图所示。今对物块A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2，且F1大于F2。则弹簧的示数（ ）‎ A. 一定等于F1+F2；‎ B. 一定等于F1-F2；‎ C. 一定大于F2小于F1；‎ D. 条件不足，无法确定。‎ ‎【答案】C ‎【解析】两个物体一起向左做匀加速直线运动，对两个物体整体运用牛顿第二定律:F1-F2=（M+m）a  再对物体1受力分析，运用牛顿第二定律，得到:F1-F=Ma        由两式解得；由于F1大于F2，故F一定大于F2小于F1,故选C.‎ 点睛：本题关键是首先要认识到该题中的两个物体受力后不能在光滑的水平面上静止，而是一起做匀加速直线运动．能否意识到这一点，与平时的对题目进行受力分析的习惯有关，要注意对大小的题目进行受力分析.‎ ‎2. 如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径等于地球半径），c为地球的同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（ ）‎ A. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为ab>ac>aa B. a、b、c做匀速圆周运动的角速度大小关系为ωa=ωc>ωb C. a、b、c做匀速圆周运动的线速度大小关系为va=vb>vc D. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为Ta>Tc>Tb ‎【答案】A ‎【解析】地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根据a=rω2知，c的向心加速度大于a的向心加速度．根据 得b的向心加速度大于c的向心加速度．由可知 ωb>ωc, 故A正确，B错误．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根据v=rω，c的线速度大于a的线速度．根据 得b的线速度大于c的线速度，故C错误；卫星C为同步卫星，所以Ta=Tc，根据 得c的周期大于b的周期，故D错误；故选A．‎ 点睛：地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，根据v=rω，a=rω2比较线速度的大小和向心加速度的大小，根据万有引力提供向心力比较b、c的线速度、角速度、周期和向心加速度大小．‎ ‎3. 用长度为L的铁丝绕成一个高度为H的等螺距螺旋线圈，将它竖直地固定于水平桌面．穿在铁丝上的一珠子可沿此螺旋线圈无摩擦地下滑．这个小珠子从螺旋线圈最高点无初速滑到桌面经历的时间为（ ）‎ A. B. C. D. L ‎【答案】D ‎【解析】将螺线圈分割为很多小段，每一段近似为一个斜面，由于螺旋线圈等螺距，说明每一小段的斜面倾角相同，设为θ；根据几何关系，有    ① 物体做加速度大小不变的加速运动，根据牛顿第二定律，有mgsinθ=ma ‎ 解得a=gsinθ    ② 由于物体与初速度和加速度大小相同的匀加速直线运动的运动时间完全相同，故根据位移时间关系公式，有L= at2   ③ 由①②③解得，故选D．‎ 点睛：本题关键运用微元法将螺旋线圈分割为很多倾角相同的斜面，然后根据牛顿第二定律求解出加速度，确定物体的运动特点，最后根据运动学公式列式求解.‎ ‎4. 在下列四个核反应方程中，x表示中子的是（ ）‎ A. P®Si＋x B. ‎ C. D. Al＋He®P＋x...‎ ‎【答案】D ‎【解析】A反应中的x表示正电子；B反应中的x表示质子；C反应中的x表示负电子；D反应中的x表示质子；故选D.‎ ‎5. 如图所示为两光滑金属导轨MNQ和GHP，其中MN和GH部分为竖直的半圆形导轨，NQ和HP部分为水平平行导轨，整个装置置于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。有两个长均为、质量均为、电阻均为R的导体棒垂直导轨放置且始终与导轨接触良好，其中导体棒ab在半圆形导轨上，导体棒cd在水平导轨上，当恒力F作用在导体棒cd上使其做匀速运动时，导体棒ab恰好静止，且距离半圆形导轨底部的高度为半圆形导轨半径的一半，已知导轨间距离为，重力加速度为，导轨电阻不计，则（ ）‎ A. 每根导轨对导体棒ab的支持力大小为 B. 导体棒cd两端的电压大小为 C. 作用在导体棒cd上的恒力F的大小为 D. 恒力F的功率为 ‎【答案】CD ‎【解析】试题分析：对ab棒受力分析如图所示：‎ 则：，则：，每根导轨对导体棒ab的支持力大小为，故选项A错误；‎ ‎，则回路中电流为：，导体棒cd两端的电压大小为，故选项B错误；由于金属棒ab匀速运动，则安培力等于拉力F，则，故选项C正确；由于，则金属棒ab的速度为，则恒力F的功率为，故选项D正确。‎ 考点：导体切割磁感线时的感应电动势、焦耳定律 ‎【名师点睛】本题是双杆模型，解决本题的关键能够正确受力分析，结合牛顿定律和动量守恒、能量守恒，进行研究。‎ ‎6. .如图所示，匀强电场场强大小为 E ，方向与水平方向夹角为θ（θ≠45° ) ，场中有一质量为 m ，电荷量为 q 的带电小球，用长为 L 的细线悬挂于O点，当小球静止时，细线恰好水平。现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点，小球电荷量不变，则在此过程中（ ）‎ A. 外力所做的功为mgLcotθ B. 带电小球的电势能增加 qEL ( sinθ＋cosθ)‎ C. 带电小球的电势能增加 2mgLcotθ D. 外力所做的功为mgLtanθ ‎【答案】AB ‎【解析】试题分析：小球在水平位置静止，由共点力的平衡可知，F电sinθ=mg，则 ‎； 小球从最初始位置移到最低点时，电场力所做的功W电=-EqL（cosθ+sinθ），因电场力做负功，故电势能增加，故B正确，C错误；由动能定理可知，W外+W电+WG=0； W外=-（W电+WG）=EqL（cosθ+sinθ）-mgL=mgLcotθ；故A正确，D错误；故选AB。‎ 考点：动能定理；电场力的功 ‎7. 一辆汽车做直线运动，t2s末静止，其v-t图如图。图中α<β，若汽车牵引力做功为W，平均功率为P，汽车加速过程和减速过程中克服摩擦力作功分别为W1和W2、平均功率分别为P1、P2，则 （ ）‎ A. W= W1+ W2。 B. W1> W2。‎ C. P= P1。 D. P1= P2。‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】对全过程由动能定理得，A对。克服摩擦力作功，由图像与横轴包围面积可得，所以，B对。0到t1s末由动能定理知，,C错.，同理,,D对。...‎ ‎8. 如图所示，在I、Ⅱ两个区域内存在磁感应强度均为B的匀强磁场，磁场方向分别垂直于纸面向外和向里，AD、AC边界的夹角∠DAC=30°，边界AC与边界MN平行，Ⅱ区域宽度为d。质量为m、电荷量为+q的粒子可在边界AD上的不同点射入,入射速度垂直AD且垂直磁场，若入射速度大小为，不计粒子重力，则（ ）‎ A. 粒子在磁场中的运动半径为 B. 粒子距A点0.5d处射入，不会进入Ⅱ区 C. 粒子距A点1.5d处射入，在I区内运动的时间为 D. 能够进入Ⅱ区域的粒子，在Ⅱ区域内运动的最短时间为 ‎【答案】CD ‎【解析】根据，得，所以A错误；粒子刚好不能进入区域Ⅱ的运动轨迹如图所示，恰好与AC相切，根据几何关系可求，此时入射点到A的距离为d，即到A点距离大于d的都不能进入区域Ⅱ，运动轨迹为一半圆，时间，所以B错误；C正确；从A点进入的粒子在区域Ⅱ中运动的试卷最短，轨迹如图所示，由几何关系知，轨迹圆心角为60°，最短时间，故D正确。‎ 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题到第32题为必考题，每个人考生都必须做答。第33题到第40题为选考题，考生根据要求做答。‎ ‎（一）必考题（129分）‎ ‎9. 如图甲所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:‎ ‎①为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做____运动。‎ ‎②连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图乙所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为0.2N,小车的质量为0.2kg。请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk,补填表中空格里______(结果保留至小数点后第四位)。‎ O—B O—C O—D O—E O—F W/J ‎0.0432‎ ‎0.0572‎ ‎0.0734‎ ‎0.0915‎ ΔEk/J ‎0.0430‎ ‎0.0570...‎ ‎0.0734‎ ‎0.0907‎ 分析上述数据可知:_____________________________________________。‎ ‎【答案】 (1). （1）匀速直线； (2). W=0.1115J；ΔEk=0.1105J (3). 在实验误差允许的范围内，物体合外力做功等于物体动能的变化。‎ ‎【解析】试题分析：①为保证拉力等于小车受到的合力，需平衡摩擦力，即将长木板左端适当垫高，轻推小车，小车做匀速直线运动；‎ ‎②拉力的功为：W=F•xOF=0．2N×0．5575m=0．1115J；‎ F点的瞬时速度为：；‎ 故F点的动能为：；‎ 分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内，物体合外力做功等于物体动能的变化。‎ 考点：研究合外力做功和动能变化的关系 ‎【名师点睛】此题考查了研究合外力做功和动能变化的关系的实验；要明确平衡摩擦力的方法及结果；同时关键是明确实验原理，会通过纸带求解速度和加速度，不难．‎ ‎10. 某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表（内阻约为3kΩ）、电流表（内阻约为1Ω）、定值电阻等 ‎（1）使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“×1”欧姆档测量，示数如图1a所示，读数为______Ω，据此应选择图1中的_________（填“b”或“c”）电路进行实验。‎ ‎（2）连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐______（填“增大”或者“减小”）；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验。‎ ‎（3）图2（a）是根据实验数据做出的U-I图线，由图可判断元件_________（填“X”或“Y”）是非线性原件。‎ ‎（4）该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21Ω的定值电阻，测量待测电池组的电动势E和内阻r，如图2（b）所示，闭合和，电压表读数为3.00V，断开，读数为1.00V，利用如图2（a）可算出E=_________V，r=__________Ω（结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表）。‎ ‎【答案】 (1). （1）10 (2). b； (3). （2）增大； (4). （3）Y； (5). （4）3.2 (6). ，0.50‎ ‎【解析】（1）使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“×1”欧姆挡测量，示数如图（a）所示，读数为10Ω．元件X的电阻远小于电压表内阻，电流表采用外接法误差较小，因此需要选择图b所示实验电路． （2）连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，并联支路电压增大，电流表的示数逐渐增大； （3）由图象可知，X电阻不变化；而Y所示电阻随电压的变化而变化，则可判断元件Y是非线性元件； （4）根据U-I图线得出元件X的电阻 ； 闭合S1和S2，电压表读数为3.00V；断开S2，读数为1.00V， 根据闭合电路欧姆定律列出等式 ‎ 解得：E=3.2V．r=0.50Ω 点睛：解答本题应知道串联电路中电阻、电流和电压的关系，会正确使用滑动变阻器，会根据欧姆定律判断电压表和电流表示数的变化．同时解题的关键在于能掌握滑动变阻器分压式和限流式的区别，电流表内外接的区别，以及会通过图线求解电源的电动势和内阻.‎ ‎11. 如图所示，ABCD为边长为的正方形，O为正方形中心，正方形区域左、右两对称部分中分别存在方向垂直ABCD平面向里和向外的匀强磁场。一个质量为、电荷量为q的带正电粒子从B点处以速度v垂直磁场方向射入左侧磁场区域，速度方向与BC边夹角为，粒子恰好经过O点，已知，粒子重力不计。‎ ‎（1）求左侧磁场的磁感应强度大小；‎ ‎（2）若粒子从CD边射出，求右侧磁场的磁感应强度大小的取值范围。‎ ‎【答案】（1） ；（2）‎ ‎【解析】试题分析：（1）粒子从B点射入左侧磁场，运动轨迹如图1所示，为等边三角形，由几何关系可得轨迹半径，粒子在左侧磁场中运动，有，得。‎ 由几何关系可知：‎ 得：‎ 粒子在右侧磁场中运动，有：，得：‎ 若粒子从CD边射出，右侧磁场感应强度大小的范围为：。‎ 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，分析清楚粒子运动过程，应用牛顿第二定律与几何知识即可正确解题，该题正确画出右边部分向右移动后，粒子运动的轨迹是解题的关键。‎ ‎12. 如图所示，水平地面上的一辆小车在水平向右的拉力作用下，以速率向右做匀速直线运动，车内底面上紧靠左端面处有一光滑的小球，车的质量是小球质量的2倍，小球到车右端面的距离为L，车所受路面的摩擦阻力大小等于车对水平面压力的0.3倍．某时刻撤去水平拉力，经一段时间小球与车的右端面相撞，小球与车碰撞时间极短且碰撞后不再分离，已知重力加速度．撤去拉力后，求：‎ ‎（1）小车运动时的加速度大小；‎ ‎（2）再经多长时间小球与车右端面相撞；‎ ‎（3）小车向右运动的总路程．‎ ‎【答案】（1）4.5m/s2 ；3m/s2‎ ‎（2） ， ‎ ‎ （3）小球与车相撞时车还未停下，小车向右运动的总路程为 ‎ 小球与车相撞时车已停下，小车向右运动的总路程为 ‎ ‎【解析】试题分析：（1）设小球的质量为，则车的质量为，车所受路面阻力．‎ 车与球相撞前，车在水平方向只受地面的摩擦力， 根据牛顿第二定律：‎ 则车的加速度大小。 车与球相撞后，‎ 车与球作为一个整体， 由牛顿第二定律 则车的加速度大小（3分）（只求出一种情况给2分）‎ ‎（2）分两种情况讨论： （6分）（只求出一种情况给3分）‎ ‎①若小球与车相撞时车还未停下，设相撞经历时间为，则车的位移：‎ 小球的位移：车与球位移的关系：‎ 由以上各式解得：‎ ‎②若小球与车相撞时车已停下，设相撞经历时间为，则车的位移：‎ 小球的位移：又车与球位移的关系：‎ 由以上各式解得：‎ ‎（3）分两种情况讨论： （6分）（只求出一种情况给3分）...‎ ‎①若小球与车相撞时车还未停下，则相撞前车的位移为：‎ 相撞时车的速度为：‎ 相撞后共同速度为，根据动量守恒定律得：带入数据解得：‎ 相撞后共同滑行位移：‎ 小车向右运动的总路程：‎ ‎②若小球与车相撞时车已停下，则相撞前车的位移为：‎ 相撞后共同速度为，根据动量守恒定律得：带入数据解得：‎ 车相撞后位移：‎ 小车向右运动的总路程：‎ 考点：牛顿第二定律、相对运动、动量守恒 ‎【名师点睛】本题是相对运动问题中比较复杂的一个题，要充分考虑到球在与车碰前做匀速直线运动，那么要注意到：球与车碰时分为两种情况：小球与车相撞时车未停下，小球与车相撞时车已停下，再结合牛顿运动定律、运动学公式、位移间的关系，进而求出车的加速度、运动时间、运动的总路程。‎ ‎【物理——选修3-3】‎ ‎13. 下列说法正确是 A. 气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果 B. 物体温度升高，组成物体的所有分子速率均增大 C. 一定质量的理想气体等压膨胀过程中气体一定从外界吸收热量 D. 自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的 E. 饱和汽压与分子密度有关，与温度无关 ‎【答案】ACD ‎【解析】气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果，选项A正确；物体温度升高，组成物体的所有分子的平均速率变大，并非所有分子的速率均增大，选项B错误；一定质量的理想气体等压膨胀过程中，温度升高，内能增大，对外做功，故气体一定从外界吸收热量，选项C正确；根据熵原理，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，选项D正确；饱和汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大．故E错误；故选ACD.‎ ‎14. 有一个导热性能良好的圆柱形容器，顶部由一活塞密封，容器内盛有一定量的水，通过一根细管（体积可忽略）与外界相通，如图所示。当温度为t℃时，细管中水面与容器中水面相平，被封闭空气柱的高度为H，此时水面距细管顶端出口处高度差为h。已知大气压强为P0，水的密度为ρ，重力加速度为g。‎ ‎（1）若用力压活塞，使它缓慢向下移动，整个过程中保持温度不变，要使水从细管顶端流出，活塞移动距离Δh至少多大？‎ ‎（2）若保持活塞在初位置不动，让温度缓慢升高，要使水从细管顶端流出，则温度至少要升高到多少摄氏度？‎ ‎【答案】（1）（2）（℃）‎ ‎【解析】试题分析：‎ 解：（1）圆柱形容器内部横截面积为S，容器内被封闭气体 初态：；；‎ 末态：；；...‎ 气体作等温变化，由玻意耳定律，有 即 得 ‎（2）设温度至少升高到t’℃，气体作等容变化，由查理定律，得 得（℃）‎ 考点：理想气体的状态方程．‎ 点评：考察理想气体状态方程和热力学第一定律，分析好状态参量列式计算即可．‎ ‎【物理——选修3-4】‎ ‎15. 在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速，已知时刻，波刚好传播到处，如图所示，在处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是_______________。‎ A．波源开始振动时方向沿y轴负方向 B．从开始经，处的质点运动的路程为 C．接收器在时才能接收到此波 D．若波源向x轴正方向运动，接受器接收到波的频率可能为 E．若该波与另一列频率为沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，不能产生稳定的干涉图样 ‎【答案】ABE 考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系 ‎【名师点睛】简谐波一个基本特点是介质中各质点的起振方向都与波源的起振方向相同．波源与接收器的距离增大时，接收器接收到的波的频率将变小；波源与接收器的距离减小时，接收器接收到的波的频率将变大。‎ ‎16. 如图所示，MN为竖直放置的光屏，光屏的左侧有半径为R、折射率为的透明半球体，O为球心，轴线OA垂直于光屏，O至光屏的距离，一细束单色光垂直射向半球体的平面，在平面的入射为B，，求：‎ ‎①光线从透明半球体射出时，出射光线偏离原方向的角度；‎ ‎②光线在光屏形成的光斑到A点的距离。‎ ‎【答案】①300 ；②0.5R ‎【解析】分析如图．设入射点B到O的垂直距离：，，折射角为i．‎ 对△OBC，由正弦公式得：‎ 又 联立解得: ...‎ 所以：‎ ‎ ‎ ‎ ‎