理综物理卷·2017届黑龙江省哈尔滨市第九中学高三二模考试（2017-03）

理综物理卷·2017届黑龙江省哈尔滨市第九中学高三二模考试（2017-03）

黑龙江省哈尔滨市第九中学2017届高三第二次模拟考试 理科综合物理试题 ‎14-17为单选，18-21为多选 ‎14.下列说法中正确的是（　　）‎ A． 原子核结合能越大，原子核越稳定 B．对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动 C．核泄漏事故污染物Cs137能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断x为正电子 ‎ D．一个氢原子处在n=4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出6种频率的光子 ‎15.将图甲所示的正弦交流电压输入理想变压器的原线圈，变压器副线圈上接入阻值为10Ω的白炽灯（认为其电阻恒定），如图乙所示．若变压器原副线圈匝数比为10：1，则下列说法正确的是（　　）‎ A．该交流电的频率为50Hz B．灯泡消耗的功率为250W C．变压器原线圈中电流表的读数为0.5A D．流过灯泡的电流方向每秒钟改变50次 ‎16.如图所示，在光滑绝缘的水平直轨道上有两个带电小球a和b，a球质量为2m、带电量为+q，b球质量为m、带电量为+2q，两球相距较远且相向运动．某时刻a、b球的速度大小依次为v和1.5v，由于静电斥力的作用，它们不会相碰．则下列叙述正确的是（　　）‎ A．两球相距最近时，速度大小相等、方向相反 B．a球和b球所受的静电斥力对两球始终做负功 C．a球一直沿原方向运动，b球要反向运动 D．a、b两球都要反向运动，但b球先反向 ‎17.如图，粗糙水平面上a、b、c、d 四个相同小物块用四根完全相同的轻弹簧连接，正好组成一个等腰梯形，系统静止．ab之间、ac之间以及bd之间的弹簧长度相同且等于cd之间弹簧长度的一半，ab之间弹簧弹力大小为cd之间弹簧弹力大小的一半．若a受到的摩擦力大小为f，则下列说法不正确的是（　　）‎ A． ab之间的弹簧一定是压缩的 ‎ B．b受到的摩擦力大小为f C．d受到的摩擦力大小为2f D．c受到的摩擦力大小为f ‎18.月球自转周期T与它绕地球匀速圆周运动的公转周期相同，假如“嫦娥四号”卫星在近月轨道（轨道半径近似为月球半径）做匀速圆周运动的周期为T0，如图所示，PQ为月球直径，某时刻Q点离地心O最近，且P、Q、O共线，月球表面的重力加速度为g0，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）‎ A．月球质量 B．月球的第一宇宙速度 C．要使“嫦娥四号”卫星在月球的背面P点着陆，需提前减速 D．再经时，P点离地心O最近 ‎19.如图所示，空间同时存在竖直向上的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为E．一质量为m，电量为q的带正电小球恰好处于静止状态，现在将磁场方向顺时针旋转30°，同时给小球一个垂直磁场方向斜向下的速度v，则关于小球的运动，下列说法正确的是（ 　　）‎ A．小球做匀速圆周运动 B．小球运动过程中机械能守恒 C．小球运动到最低点时电势能增加了 D．小球第一次运动到最低点历时 ‎ ‎20.倾角为37°的光滑斜面上固定一个槽，劲度系数k=20N/m、原长l 0 =0.6m的轻弹簧下端与轻杆相连，开始时杆在槽外的长度l =0.3m，且杆可在槽内移动，杆与槽间的滑动摩擦力大小Ff=6N，杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．质量m=1kg的小车从距弹簧上端L=0.6m处由静止释放沿斜面向下运动．已知弹性势能，式中x为弹簧的形变量．g=10m/s2，sin37°=0.6．关于小车和杆的运动情况，下列说法正确的是（ 　）‎ A．小车先做匀加速运动，然后做加速度逐渐减小的变加速运动，最后做匀速直线运动 B．小车先做匀加速运动，后做加速度逐渐减小的变加速运动 C．杆刚要滑动时小车已通过的位移为0.9m D．杆从开始运动到完全进入槽内所用时间为0.1s ‎21.如图（甲）所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L=0.4m，导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连，导轨电阻不计．导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度B随位置x变化如图（乙）所示．一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变．下列说法中正确的是（　　）‎ A．金属棒向右做匀减速直线运动 B．金属棒在x=1 m处的速度大小为0.5m/s C．金属棒从x=0运动到x=1m过程中，外力F所做的功为﹣0.175 J D．金属棒从x=0运动到x=2m过程中，流过金属棒的电量为5C ‎22.（7分）为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，A、B同学设计了如图甲所示的实验装置．其中小车的质量为M，砂和砂桶的质量为m，与小车相连的滑轮的质量为m0．力传感器可测出轻绳中的拉力大小，重力加速度为g．实验时先平衡摩擦力．‎ （1） A同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为 ‎　 　m/s2（结果保留三位有效数字）．‎ ‎（2）A同学以力传感器的示数F为纵坐标，加速度a为横坐标，画出的F﹣a图象如图丙所示，求得图线的斜率为k，则小车的质量M=　 　（用所给物理量的符号表示）．‎ ‎（3）B同学也以力传感器的示数F为纵坐标，加速度a为横坐标，画出的F﹣a图象如图丁所示，图线不过原点的原因可能是　 　．（答一条即可）‎ ‎23.（8分）某物理实验小组的同学利用实验室提供的器材测量一待测电阻的阻值．可选用的器材（代号）与规格如下：‎ 电流表A1（量程250mA，内阻r1为5Ω）；‎ 标准电流表A2（量程300mA，内阻r2约为5Ω）；‎ 待测电阻R1（阻值约为100Ω）；‎ 滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）；‎ 电源E（电动势约为6V，内阻r约为1Ω）；‎ 单刀单掷开关S，导线若干．‎ ‎（1）要求方法简捷，并能测多组数据，请在如图的方框中画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号．‎ ‎（2）需要直接测量的物理量是　 　，用测的量表示待测电阻R1的计算公式是R1=　 　．‎ ‎24.（14分）如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，电容器板长l =10cm，板间距离d =10cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L=10cm，在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示．（每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的）‎ 求：（1）在t=0.06s时刻，电子打在荧光屏上的何处；‎ ‎（2）荧光屏上有电子打到的区间有多长？‎ ‎25．（18分）光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。由狭义相对论可知，一定的质量m与一定的能量E相对应：，其中c 为真空中光速。‎ ‎（1）已知某单色光的频率为ν，波长为λ，该单色光光子的能量，其中h为普朗克常量。试借用质子、电子等粒子动量的定义：动量=质量×速度，推导该单色光光子的动量 ‎ 。‎ ‎（2）光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I 表示。一台发光功率为P0的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S，当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，试写出其在物体表面引起的光压的表达式。‎ ‎（3）设想利用太阳光的“光压”为探测器提供动力，将太阳系中的探测器送到太阳系以外，这就需要为探测器制作一个很大的光帆，以使太阳光对光帆的压力超过太阳对探测器的引力，不考虑行星对探测器的引力。一个质量为m的探测器，正在朝远离太阳的方向运动。已知引力常量为G，太阳的质量为M，太阳辐射的总功率为P0，设帆面始终与太阳光垂直，且光帆能将太阳光全部吸收。试估算该探测器光帆的面积应满足的条件。‎ ‎ ‎ ‎3-3（15分）（1）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。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．竖直玻璃管里的水银面不是平面，而是“上凸”的，这是表面张力所致 B．相对湿度是空气里水蒸气的压强与大气压强的比值 C．某气体的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该气体的分子体积为 D．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关．‎ E．气缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时，单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少 ‎（2）如图所示，一内壁光滑的圆柱形导热气缸，其顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞．气缸内密封有体积为V，温度为2.4T0，压强为1.2P0的理想气体．已知：大气的压强和温度分别为P0和T0，气体内能U与温度T的关系为U=αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：‎ ‎①气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；‎ ‎②在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q．‎ ‎3-4.（1）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v=200m/s，已知t=0时，波刚好传播到x=40m处，如图所示．在x=400m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（　　）（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。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．波源开始振动时方向沿y轴负方向 B．从t=0开始经0.15s，x=40m的质点运动的路程为0.6m C．接收器在t=2s时才能接收到此波 D．若波源向x轴正方向运动，接收器接收到波的频率可能为9Hz E．若该波与另一列频率为5Hz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 ‎（2）如图，有一玻璃圆柱体，横截面半径为R=10cm，长为L=100cm．一点光源在玻璃圆柱体中心轴线上的A点，与玻璃圆柱体左端面距离d=4cm，点光源向各个方向发射单色光，其中射向玻璃圆柱体从左端面中央半径为r=8cm圆面内射入的光线恰好不会从柱体侧面射出．光速为c=3×108m/s；求：‎ ‎（i）玻璃对该单色光的折射率；‎ ‎（ii）该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间．‎ 答案：‎ ‎14B 15A 16D 17C 18BC 19AD 20ACD 21BC ‎22. （1）1.80 2分 （2） 3分 （3）平衡摩擦力过度 2分 ‎23.‎ （1） 电路图如图所示 3分 （2）两电流表A1、A2的读数为I1、I2， ‎ ‎ ‎ ‎ 2分 3分 ‎24.解：（1）设电子经电压U0加速后的速度为v，根据动能定理得：eU0=mv2 2´‎ 设偏转电场的场强为E，则有： 1´‎ 设电子经时间t通过偏转电场，偏离轴线的侧向位移为y，则有：‎ 在中心轴线方向上： 1´ 在轴线侧向有： 1´‎ ‎ 2´‎ 设电子通过偏转电场过程中产生的侧向速度为vy，偏转角为，则电子通过偏转电场时有： 1´ 1´‎ 电子在荧光屏上偏离O点的距离为 3´ ‎ 由题图知t=0.06 s时刻U=1.8U0，代入数据解得Y=13.5 cm． 1´‎ (2) 由题知电子偏移量y的最大值为d/2，所以当偏转电压超过2U0时，电子就打不到荧光屏上了． 代入上式得：Y=3l /2 1´‎ 所以荧光屏上电子能打到的区间长为：2Y=3l =30 cm． 2´‎ ‎25.光子的能量 1´   2´    ‎ 光子的动量   1´  可得   1´‎ ‎（2）一小段时间t内激光器发射的光子数为n    2´‎ ‎  光照射物体表面，由动量定理 2´‎ ‎  产生的光压    1´ 解得   2´‎ （2） 距太阳为r处光帆受到的光压 2´   ‎ 太阳光对光帆的压力需超过太阳对探测器的引力      2´ ‎ ‎ 解得  2´ ‎ ‎3-3.ADE 解：①由理想气体状态方程得 （2分）‎ 解得：V1=V； （1分）‎ ‎②在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为W=P0（V﹣V1）， （2分）‎ 活塞刚要下降时 由理想气体状态方程得 （2分） 解得：T1=2T0； （1分）‎ 在这一过程中，气体内能的变化量为△U=α（T0﹣T1）， （1分）‎ 由热力学第一定律得，△U=W+Q， （1分）‎ 解得：Q=p0V+αT0； （1分）‎ ‎3-4.ABE 解：（i）由题意可知，光线AB从圆柱体左端面射入，其折射光BD射到柱面D点恰好发生全反射． 设光线在B点的入射角为i． 则sini==‎ 由折射定律得： n= sinC=‎ 根据几何知识得：sinθ=cosC= 得：n=‎ ‎（ii） 折射光BD在玻璃柱体内传播路程最长，因而传播时间最长．最长的路程为：S==nL 光在玻璃中传播的速度为：v=‎ 则该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间为：t===6×10﹣9s