吉林省长春市普通高中2017届高三质量监测（三）理综物理试题

吉林省长春市普通高中2017届高三质量监测（三）理综物理试题

长春市普通高中2017届高三质量监测（三）‎ 理科综合能力测试 二、选择题：本题共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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎14．下列说法正确的是 ‎ A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 C．一束光照射某种金属，其频率低于该金属的截止频率时不能发生光电效应 D．氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，核外电子的动能增大 ‎15．比邻星是离太阳系最近（距离太阳4.2光年）的一颗恒星，据报道：2016年天文学家在比邻星的宜居带发现了一颗岩石行星——比邻星b，理论上在它的表面可以维持水的存在，甚至有可能拥有大气层。若比邻星b绕比邻星的公转半径是地球绕太阳公转半径的p倍，比邻星b绕比邻星的公转周期是地球绕太阳公转周期的q倍，则比邻星与太阳的质量之比为 A． B． ‎ C． D． ‎ ‎16．一物体沿直线运动，用x表示运动位移，用t表示运动时间。从时刻开始计时，- t的图象如图所示，图线斜率为k，则以下说法正确的是 A．物体做匀速直线运动，速度等于k B．物体做变减速直线运动，加速度均匀减小 C．物体做匀减速直线运动，加速度等于k D．物体做匀减速直线运动，加速度等于2k ‎17．如图所示，一个理想变压器原线圈的匝数为50匝，副线圈的匝数为100匝，原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上，导轨的间距为0.4m。导轨上垂直于导轨放置一长度略大于导轨间距的导体棒，导轨与导体棒的电阻忽略不计，副线圈回路中的电阻R1＝5Ω，R2＝15Ω，图中交流电压表为理想电压表，导轨所在空间有垂直于导轨平面、磁感应强度大小为1T的匀强磁场。导体棒在水平外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为：v＝5sin10πt(m/s)，则下列说法中正确的是 ‎ A．R1的功率为0.2W B．电压表的示数为 C．水平外力为恒力 D．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04Wb/s ‎18．如图所示，真空中有一边长为a的等边三角形ABC， P点是三角形的中心，在A点固定一电荷量为q的负点电荷，在B点固定一电荷量为q的正点电荷，已知静电力常量为k，则以下说法正确的是 A．C点的电场强度大小为 B．同一试探电荷在C点与P点所受静电力方向相同 C．C点电势高于P点电势 D．将某一试探电荷从C点沿CP连线方向移动到P点的过程中静电力不做功 ‎19．如图所示，空间存在有界的匀强磁场，磁场的上下边界水平，方向垂直纸面向里，宽度为L。一边长为L的正方形线框自磁场边界上方某处自由下落，线框下落过程中始终保持在同一竖直平面内，且底边保持与磁场边界平行。线框自开始进入磁场区域到全部离开磁场区域的过程中，下列关于线框速度和感应电流大小随时间变化的图象可能正确的是 ‎20．某装置如图所示，两根长度均为l的轻杆OA、OB与小球以及一小滑块通过铰链连接，杆OA的A端与固定在竖直光滑杆上的铰链相连。原长也为l的轻质弹簧一端固定在A点，另一端连接小滑块，弹簧与小滑块都套在竖直杆上。装置静止时，弹簧长度为1.6l，弹簧始终处于弹性限度内，小球与小滑块的质量均为m，重力加速度为g，以下说法正确的是 A．轻杆OA对小球的作用力方向与竖直杆的夹角的正切值为 B．轻杆OB对小滑块的作用力方向沿OB杆向下，大小为 C．轻杆OA与OB对小球的作用力大小之比是 D．弹簧的劲度系数 ‎21．某质点在3s内一直竖直向上运动，其加速度与时间（a-t）图象如图所示，若取竖直向下为正方向，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是 A．质点第1s内发生的位移为5m ‎ B．质点的初速度不小于29m/s C．质点第2s内处于失重状态 D．质点在第3s末的机械能大于第1s末的机械能 第Ⅱ卷 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做答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求做答。‎ ‎（一）必考题（共129分）‎ ‎22．（6分）某活动小组利用图(a)所示装置验证机械能守恒定律。实验开始时，直径为d ‎ 的钢球被电磁铁吸住。断开开关，钢球由静止开始下落。测得钢球静止时球心到光电门中心的距离为h，由数字计时器测出钢球通过光电门的时间为，已知当地的重力加速度大小为g。试完成如下实验内容：‎ ‎（1）利用螺旋测微器测出钢球的直径，读数如图(b)所示，则d＝ mm；‎ ‎（2）钢球通过光电门的速度表达式为v=______（用题中所给物理量的符号表示）；‎ ‎（3）要验证机械能守恒，需要比较________和_________在误差允许范围内是否相等（用题中所给物理量的符号d 、h、、g表示）。‎ ‎23．（9分）某研究小组要测量电压表V1的内阻r1，要求方法简便，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据，现提供如下器材：‎ A．电压表(V1)：量程3V，内阻r1待测（约2000Ω）‎ B．电压表(V2)：量程6V，内阻r2＝4000Ω C．电压表(V3)：量程4V，内阻r3＝10000Ω D．电流表(A1)：量程0.6A，内阻r4＝0.05Ω E．滑动变阻器(R0)：总电阻约50Ω F．电源(E)：电动势15V，内阻很小 G．电键一个(S)、导线若干 ‎（1）请从所给器材中选出适当的器材，设计电路，在虚线方框中画出电路图，标明 所用器材的符号；‎ ‎（2）根据你所设计的电路图，写出待测电压表V1的内阻r1表达式，即r1＝_____，式中各符号的物理意义是：___________________________________。‎ ‎24．（14分）如图所示，在纸面内有一个边长为L的等边三角形abc，有一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从a点以速度v0沿平行于纸面且垂直于bc边的方向进入三角形区域。若在该区域内只存在垂直于纸面的匀强磁场，该粒子恰能从c点离开；若该区域内只存在平行于bc边的匀强电场，该粒子恰好从b点离开（不计粒子重力）‎ ‎（1）判断匀强磁场、匀强电场的方向；‎ ‎（2）计算电场强度与磁感应强度的大小之比。‎ ‎25．（18分）如图所示，水平地面上固定一个半径为R＝0.8m的四分之一光滑圆轨道，圆轨道末端水平并与一个足够长的匀质薄木板的左端等高接触但不连接。薄木板的质量为M＝2kg，其左端有一个处于静止状态的小物块a，质量为ma＝1kg。现将一质量为mb＝3kg的小物块b由圆轨道最高点无初速度释放，并与物块a在圆轨道最低点发生碰撞，碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失（物块a、b可视为质点，重力加速度g取10m/s2）。‎ ‎（1）求碰后瞬间两小物块的速度大小；‎ ‎（2）若两个小物块a、b与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.3，木板与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1，求最终两个小物块a、b间的距离。‎ ‎33.【物理——选修3-3】（15分）‎ ‎（1）（5分）下列说法中正确的是_________________。（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1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．物体从外界吸热，其内能不一定增大 B．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点 C．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均速率不相同 D．用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以估算气体分子的体积 E．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 ‎（2）（10分）如图所示，两竖直且正对放置的导热气缸底部由细管道（体积忽略不计）连通，两活塞a、b用刚性轻杆相连，可在两气缸内无摩擦地移动。上下两活塞 ‎（厚度不计）的横截面积分别为S1＝10cm2、S2＝20cm2，两活塞总质量为M＝5kg，两气缸高度均为H＝10cm。气缸内封闭有一定质量的理想气体，系统平衡时活塞a、b到气缸底部距离均为l＝5cm（图中未标出）。已知大气压强为p0＝1.0×105Pa，环境温度为T0＝300K，重力加速度g取10m/s2。‎ ‎（i）若缓慢升高环境温度，使活塞缓慢移到一侧气缸的底部且恰好不接触，求此时环境温度；‎ ‎（ii）若保持温度不变，用竖直向下的力缓慢推活塞b，在活塞b由开始运动到气缸底部过程中，求向下推力的最大值。‎ ‎34．【物理——选修3-4】（15分）‎ ‎（1）（5分）下列说法中正确的是_________________。（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1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同 B．做简谐运动的质点，经过四分之一周期，所通过的路程一定是一倍振幅 C．根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场 D．双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距将变大 E．声波从空气传入水中时频率不变，波长变长 ‎（2）（10分）如图所示，横截面为半圆形的某种透明柱体介质，截面ABC的半径 R＝10cm，直径AB与水平屏幕MN垂直并与A点接触。一束 由红光和紫光两种单色光组成的复色光沿半径方向射向圆心O，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为、。 ‎ ‎（i）求红光和紫光在介质中传播的速度之比；‎ ‎（ii）若逐渐增大复色光在O点的入射角，使AB面上刚好只有一种单色光射出，求此时入射角的大小及屏幕上两个光斑的距离。‎ ‎ ‎ 长春市普通高中2017届高三质量监测（三）‎ 理综物理参考答案及评分参考 二、选择题：本题共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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎14．【试题答案】C ‎【命题立意】以近代物理的相关内容为命题背景，考查学生的理解能力 ‎【解 析】太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变，选项A错误；贝克勒尔通过对天然放射现象的研究证明了原子核不是最小微粒，还可以再分，选项B错误；光电效应中入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应，选项C正确；氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，电子动能减少，选项D错误.‎ ‎15．【试题答案】B ‎ 【命题立意】以天体运动为命题背景考查学生的推理能力 ‎【解 析】由，可得，即，故比邻星与太阳的质量之比为，选项B正确。‎ ‎16．【试题答案】D ‎ 【命题立意】以运动学图象为命题背景考查学生的推理能力和应用数学处理物理问题的能力 ‎【解 析】设图线与纵坐标的交点坐标为b，由图可知：，整理得：，物体速度，加速度，所以物体做匀减速直线运动，加速度为，故选项D正确。‎ ‎ 17．【试题答案】D ‎【命题立意】以电磁感应和变压器为命题背景考查学生的分析综合能力 ‎ 【解 析】导体棒两端瞬时电动势表达式，其有效值V，对变压器有，所以电压表读输出电压有效值V，选项B错误；输出电流A，电阻R1上消耗的功率W，选项A错误；由导体棒的速度公式可知，导体棒在做往复性运动，故水平外力方向必然发生变化，不可能是恒力，选项C错误；‎ 副线圈电压的最大值为4V，由法拉第电磁感应定律，通过线圈电压的最大值可求出铁芯中磁通量变化率的最大值，选项D正确。 ‎ ‎18．【试题答案】BD ‎【命题立意】以静电场相关知识为命题背景考查学生的理解能力 ‎【解 析】等量异种电荷形成的电场，由矢量合成知识可得，C点的电场强度大小为，选项A错误；CP连线是电场中的等势线，场强方向与等势面处处垂直，所以C、P两点处场强方向相同，同一电荷在C点与P点所受静电力方向相同，选项B正确；C点与P点电势相同，选项C错误，试探电荷由C点移至P点过程中静电力不做功，选项D正确。‎ ‎19．【试题答案】AD ‎ 【命题立意】以电磁感应现象为命题背景考查学生的推理能力 A O B l l θ θ N N θ ‎ 【解 析】设线框质量为m，电阻为R，进入磁场时的速度为，则线框中的电流，所受的安培力，若安培力等于重力，则线框匀速运动，选项A正确；若安培力大于重力，则线框减速运动，由牛顿运动定律可知线框加速度减小，即速度的变化率减小，由可知电流减小，同时电流变化率也减小，故选项C错误；若安培力小于重力，则线框加速运动，由牛顿运动定律可知线框加速度减小，故选项B错误，选项D正确。‎ ‎20．【试题答案】BD ‎【命题立意】以物体的平衡为命题背景考查学生的推理能力 ‎【解 析】以小球为研究对象，对其受力分析如图，由几何关系可知，所以，，轻杆由铰链连接，所以杆上的弹力沿杆方向，故选项A不正确；由图可知轻杆OA与OB对小球的作用力大小相等，其竖直分量大小相等均为，有所以选项B 正确、选项C错误；对滑块受力分析，由胡克定律可知，可得，选项D正确 ‎21．【试题答案】BCD ‎ 【命题立意】以直线运动为命题背景考查学生的分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力 ‎【解 析】由于物体一直上升，以向下为正方向，所以位移一定为负值，且质点初速度不确定，所以无法确定质点的位移大小，选项A错误；由图象面积代表速度变化量，由图象可知，由于物体一直上升，所以初速度应大于或等于29m/s，选项B正确；在第2s内质点加速度方向竖直向下，处于失重状态，选项C正确；第2s内物体受向上的拉力F2作用，由牛顿运动定律，所以 ，第3s内物体受向下的拉力F3作用，由牛顿运动定律，所以 ，由于物体第2s内的位移大于第3s内的位移，所以第2s内拉力做的正功大于第3s内拉力做的负功，物体的机械能增加，选项D正确。‎ 三、必考题（本题共5小题，共47分）（1分）‎ ‎22．【试题答案】（6分）（1）2.707（2.705～2.709） (2分)（2） (2分)‎ ‎（3） （1分）、 （1分）或 （1分）、 （1分）‎ ‎【命题立意】以验证机械能守恒定律为实验命题背景考查学生的实验能力 ‎【解 析】钢球通过光电门的速度表达式为，由机械能守恒定律，可知只需判断和 在误差允许范围内相等即可验证机械能守恒。‎ R0‎ E ‎ V1‎ V2‎ S ‎23．【试题答案】（9分）‎ ‎（1）(4分)‎ ‎（2）；(3分) U1表示电压表V1的电压，U2表示电压表V2的电压，r2表示电压表V2的内阻。(2分) （未说明r2意义不扣分）‎ ‎【命题立意】以电压表内阻的测量为实验命题背景考查学生运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器处理问题和简单设计实验的能力 ‎【解 析】(1)A1表量程过大，V3表的满偏电流过小，所以应将V1表与V2‎ 表串联来测量V1表的内阻；滑动变阻器用限流接法时的最小电压均超表的量程，所以采用分压电路。 (2) (3)问利用串联电路的规律可得。 ‎ ‎24．【试题答案】（14分）（1）匀强磁场方向垂直纸面向外、匀强电场方向平行于bc边由c指向b（4分）；（2） （10分）‎ ‎【命题立意】以带电粒子在电场和磁场中的运动为命题背景考查学生的分析综合能力 ‎【解 析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由a点射入c点射出，由左手定则判断匀强磁场方向垂直纸面向外………………………………（2分）‎ 粒子在电场中做类平抛运动，由a点射入b点射出,可知匀强电场方向平行于bc边由c指向b……………………………………（2分）‎ （2） 粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图甲所示 洛伦兹力充当向心力， ……………………………(2分）‎ O ‎●‎ r b a c v0‎ 图甲 由几何关系可知：………………(2分）‎ ‎ 　 解得 ‎ 粒子在匀强电场中做类平抛运动，运动轨迹如图乙所示 ‎ ………………………………(1分）‎ O ‎300‎ x y b a c v0‎ 图乙 ‎ ………………………………(1分）‎ ‎ …………………………………(2分）‎ 可得： ‎ 所以： ………………………… (2分） ‎ 注：用其他方法得到正确结果，可按步骤酌情给分。‎ ‎25．（18分）‎ ‎【试题答案】(1) (7分) (2) (11分)‎ ‎【命题立意】以“板块运动”问题为命题背景考查学生的分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力 ‎【解 析】（１）对物块b由机械能守恒定律: ……(1分） ‎ 可得 ‎ 两物块相碰撞由动量守恒定律: …(2分）‎ 由能量关系: ………………(2分）‎ 解得: ………………………………………… (1分） ‎ ‎ …………………………………………(1分）‎ ‎（2）物块a、b做匀减速的加速度大小分别为、‎ ‎ ………………………………………(1分） ‎ ‎………………………………………(1分）‎ 木板做匀加速的加速度大小为 ‎………(1分）‎ 物块b与木板共速的速度为，时间设为, ‎ ‎ …………………………………………(1分）‎ ‎ …………………………………………(1分）‎ 解得 ‎ 此后物块b与板相对静止一起减速到与a相对静止的时间为，加速度大小为，三者共速的速度 ‎…………(1分）‎ ‎ ……………………………………………(1分）‎ ‎ ……………………………………… (1分）‎ ‎ 解得：， ‎ 综上，物块a整个过程中的对地位移为，物块b的对地位移为 ‎ ……………………………………… (1分）‎ ‎……………………………………………… (1分）‎ 所以，距离 ………………………………… (1分）‎ ‎（2）解法二：由动量定理计算，由题意可知物块b先与板共速，共速的速度为，时间设为 ，以向右为正方向 对物块b： ………………………………(2分） ‎ 对木板：……(2分）‎ 解得 ‎ 此后物块b与板相对静止一起减速的时间为，三者共速的速度 对b和木板：‎ ‎… (2分）‎ 对a: …………………………………(2分）‎ 解得：， ‎ 综上，物块a整个过程中的对地位移为，物块b的对地位移为 ‎ …………………………………………(1分）‎ ‎…………………………………………………… (1分）‎ 所以，距离 …………………………………(1分）‎ 注：用其他方法得到正确结果，可按步骤酌情给分。‎ ‎33．［物理——选修3-3］（15分）‎ ‎(1) 【试题答案】（5分）ACE ‎【命题立意】以热学基本概念为命题背景考查学生的理解能力 ‎【解 析】物体从外界吸热，同时对外做功，内能可能增大、可能减少、可能不变，所以选项A 正确；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，选项B错误；温度相同，分子平均动能相同，氧气、氢气分子质量不同，所以分子平均速率一定不相同，选项C正确；气体摩尔体积除以阿伏伽德罗常数可以求出每个气体分子的平均占有空间，远大于气体分子体积，所以选项D错误；分子力表现为斥力时，随分子间距离的减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，选项E正确。‎ ‎(2) 【试题答案】（10分） （1）400K（3分）（2）75N（7分）‎ ‎【命题立意】以理想气体状态变化为命题背景考查学生的分析综合能力 ‎【解 析】（1）活塞缓慢移动，可视为平衡状态，大气压强不变，气缸内气体压强也不变，温度升高，气体体积变大，故而活塞向上移动，由盖-吕萨克定律得：‎ ‎ …………………………………………………（2分）‎ 代入数据得：……………………………………………（1分）‎ ‎（2）设初始气体压强为，由平衡条件有 ‎ ………………………………（2分）‎ 代入数据得 ‎ 活塞b刚要到达气缸底部时，向下的推力最大为，此时气体的体积为，压强为 由玻意耳定律， …………………………（2分）‎ 代入数据得 ‎ 由平衡条件有：………（2分）‎ 代入数据得： …………………………………………（1分）‎ ‎34．［物理——选修3-4］（15分）‎ ‎（1）【试题答案】（5分）ACE ‎ ‎【命题立意】以机械振动、机械波和电磁波为命题背景考查学生的理解能力 ‎【解 析】简谐运动的加速度，选项A正确；如果质点不是从特殊位置（平衡位置或最大位移处）开始运动，四分之一周期的路程不是一个振幅，选项B错误；由麦克斯韦的电磁场理论可知变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场，选项C正确；双缝干涉实验中，由条纹间距可知，减小光屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距将变小，选项D错误；声波从空气传入水中时，频率不变，波速变大，所以波长变长，选项E正确。‎ ‎（2）【试题答案】（10分）(3分) (7分)‎ ‎【命题立意】以光的折射、全反射现象为命题背景考查学生的分析综合能力和应用数学解决物理问题能力 ‎【解 析】（1）由折射率 ………………………………………… (2分)‎ 故红光和紫光在介质中传播的速度比…… (1分)‎ ‎（2）增加入射角，紫光先发生全反射，其折射光线消失，‎ 设紫光的临界角C，‎ 有： …………………………………… (2分)‎ 所以 ‎ 此时入射角 ………………………… (1分)‎ 光路如图， ‎ C N B O M θ１‎ P Q r i R Ａ θ２‎ 红光入射角，有………………………(1分)‎ 可得 ‎ 两斑点的间距为d: ………………… (2分)‎ 带入数值得: (cm)………………………… (1分)‎ 注：计算题用其他方法得到正确结果，可按步骤酌情给分。‎