理综物理卷·2018届广东省佛山市高三下学期综合能力测试（二）（2018-03）

理综物理卷·2018届广东省佛山市高三下学期综合能力测试（二）（2018-03）

广东省佛山市 2018 届高三下学期综合能力测试（二）物理试题 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 题~第 18 题 只有一项符合题目要求。第 19 题~第 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.首次提出“微观粒子的能量是量子化的”这一观念，与下列物理常量相关的是 A.引力常量 G B.普朗克常量 h C.静电力常量 k D.阿伏加德罗常数 NA 15.一热气球在地面附近匀速上升，某时刻从热气球上掉下一沙袋，不计空气阻力。则此后 A.沙袋重力的功率逐渐增大 B.沙袋的机械能先减小后增大 C.在相等时间内沙袋动量的变化相等 D.在相等时间内沙袋动能的变化相等 16.在静电场中由静止释放一电子，该电子仅在电场力作用下沿直线运动，其加速度 a 随时 间 t 的变化规律如图所示。则 A.该电场可能为匀强电场 B.电子的运动轨迹与该电场的等势面垂直 C.电子运动过程中途经各点的电势逐渐降低 D.电子具有的电势能逐渐增大 17.来自太阳的带电粒子会在地球的两极引起极光。带电粒子与地球大气层中的原子相遇， 原子吸收带电粒子的一部分能量后，立即将能量释放出来就会产生奇异的光芒，形成极光。 极光的光谐线波长范围约为 3100 o A～6700 o A（1 o A-10-10m）。据此推断以下说法不正确．．．的是 A.极光光谐线频率的数量级约为 1014Hz B.极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关 C.原子在从高能级向低能级跃迁时辐射出极光 D.对极光进行光谱分析可以鉴别太阳物质的组成成分 18.如图，理想变压器的原线圈与二极管一起接在 u=220 2 sin 50πt（V）交流电源上，副线 圈接有 R=55Ω的电阻，原、副线圈匝数比为 2:1。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻 为无穷大，电流表为理想电表。则 A.副线圈的输出功率为 110w B.原线圈的输入功率为 110 2 w C.电流表的读数为 lA D.副线圈输出的电流方向不变 19.2017 年 4 月 7 日出现了“木星冲日”的天文奇观，木星离地球最近最亮。当地球位于太 阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时，天文学称之为“木星冲日”。本星与地球几乎在 同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动。不考虑木星与地球的自转，相关数据见 下表。则 质量 半径 与太阳间距离 地球 m R r 木星 约 320m 约 11R 约 5r A.木星运行的加速度比地球运行的加速度大 B.木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大 C.下一次“木星冲日”的时间大约在 2018 年 5 月份 D.在本星表面附近发射飞行器的速度至少为 7.9km/s 20.如图，是磁电式转速传感器的结构简图。该装置主要由测量齿轮、软铁、永久磁铁、线 圈等原件组成。测量齿轮为磁性材料，等距离地安装在被测旋转体的一个圆周上（圆心在旋 转体的轴线上），齿轮转动时线圈内就会产生感应电流。设感应电流的变化频率为 f，测量齿 轮的齿数为 N，旋转体转速为 n。则 A.f=nN 旋转体测量齿轮线圈软失永久磁铁 B.f= n N C.线圈中的感应电流方向不会变化 D.旋转体转速越高线圈中的感应电流越强 21.如图，质量均为 m 的两光滑小环 A 和 B 用轻绳连接，分别套在水平和竖直的固定直杆上。 在绳上 O 点施一水平力 F 拉紧轻绳，设法使整个系统处于静止状态。随后使力 F 缓慢增大， 则在此过程中 A.OA 段绳中的张力始终大于 mg，且逐渐增大 B.杆对 A 环的作用力始终大于 2mg，且逐渐增大 C.OB 段绳中的张力始终大于 mg，且逐渐增大 D.OB 段绳与竖直方向的夹角逐渐增大 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.（5 分） 如图甲，利用恒速滴液瓶（每隔相同时间从玻璃管口滴下一个液滴)和频闪光源来研究自由 落体运动。实验时，调节频闪光源的频率和恒速液滴的频率，使两者恰好相等，屏幕上就会 出现“液滴不动”的影点，设此时频闪光源的频率为 f。某次实验的影点位置如图乙所示， 三个影点间的距离分别为 h1、h2 和 h3。 （1)若图乙中最上边一个影点的初速度恰好为零，则 h1:h2:h3=________，液滴下落加速度的 表达式为 a=_________ （2）图乙中自上而下第二个影点瞬时速度的表达式为 v=______________ 23.(10 分） 某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻。 （1）现备有下列器材： A.待测的干电池一节 B.电流表○G （量程 0-150mA，内阻 Rg=3.0Ω） C.电压表○v （量程 0~3V，内阻 Rv，约 lkΩ） D.滑动变阻器 R0（0-20Ω，l.0A） E.电阻箱 R0（0-99.99） F.开关和若干导线 该同学发现上述器材中电流表的量程较小，他想利用现有的电流表和电阻箱改装成一块量程 为 0~0.6A 的电流表，则电阻箱 R0 的阻值应取_____Ω。请在图甲的虚线框内画出利用上述器 材测量干电池电动势和内阻的实验电路图。 （2）图乙为该同学根据合理电路所绘出的 U-I 图像（U、I 分别为电压表○v 和电流表○G 的 示数）。根据该图像可得被测电池的电动势 E=_________V，内阻 r=_________Ω。 （3）该同学完成实验后又尝试用以下方案测定一节干电池的电动势。如图丙，Ex 为待测干 电池，Es 为电动势已知的标准电池，AB 为一根粗细均匀的直线电阻丝，R1 为保护电阻。该 同学的操作步骤如下： ①闭合开关 S1，粗调滑动变阻器 R，使直线电阻 AB 两端的电压约为 2.0V（可用电压表粗测）； ②将开关 S2 拨到位置“1”，调节滑动触头 C 至 C1 点时灵敏电流计○G 的读数为零，测出 AC1 的长度为 L1； ③将开关 S2 拨到位置“2”，调节滑动触头 C 至 C2 点时灵敏电流计○G 的读数再次为零，测出 AC2 的长度为 L2 则待测电池电动势的表达式为 Ex=_________。 24.（12 分） 如图，是游乐场的一项娱乐设备。一环形座检套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高 处，然后让座验自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时精好停下。已知座舱 开始下落的高度为 H=75m，当落到腐地面 h=30m 的位置时开始制动，座准均匀减速。在一 次娱乐中，某同学把质量 m=6kg 的书包放在自己的腿上。g 取 10m/s2，不计座舱与柱子间 的摩擦力及空气阻力。 （1）当座舱落到离地面 h1=60m 和 h2=20m 的位置时，求书包对该同学腿部的压力各是多大； （2）若环形座舱的质量 M=4×103kg，求制动过程中机器输出的平均功率。 25.(20 分） 如图甲所示，一光滑绝缘的水平轨道固定在离地面一定高度处，整个空间存在着水平向右的 匀强电场。一质量为 2m、不带电的弹性小球 A 以速度 v0 沿水平轨道向右运动。轨道边缘处 锁定一大小与 A 相同、质量为 m、电荷量为-q 的弹性小球 B。两球碰前瞬间解除对小球 B 的锁定。已知该电场的场强为 q mgE  ，重力加速度为 g，两球碰撞过程中电荷不发生转移， 空气阻力不计。 （1）求两球再次碰撞前相距的最大距离Δx，并分析说明为确保两球能够再次碰撞，水平轨 道离地面的高度 h 应当满足的条件； （2）为缩短两球再次碰撞的时间间隔，某同学设计了两种方案，一种方案是仅增大弹性小 球入的质量；另一种方案是仅增加该电场的场强。请你对这两种方案的可行性进行分析评价； （3）若在两球第一次碰后瞬间，迅速撤去电场并同时在整个空间加一磁感应强度大小为 0v2 3 q mgB  、方向垂直纸面向外的匀强磁场，请在图乙中定性画出小球 B 此后的运动轨迹。 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 l 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错一个扣 3 分，最低得分为 0 分） A.物体吸收热量时内能就会增加 B.内能不同的物体，其分子热运动的平均动能可能相同 C.气体分子热运动的平均动能减小，其压强不一定减小 D.分子间的相互作用力随分子间距离的减小而增大 E.两铅柱压紧后悬挂起来而不脱落，主要是由于分子引力的作用 （2）（10 分）如图，一粗细均匀的细长玻璃管，上端开口、下端封闭，上部有高 h1=44cm 的水银柱，水银面恰好与管口平齐，中部封有长 l=6.0cm 的理想气体，下部有高 h2=60cm 的 水银柱。现使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢转动到开口向下的位置。已知大气压强为 P0=76cmHg，转动过程中无漏气现象。 （i）请分析玻璃管转动到水平位置时，开口端的水银是否会有一部分流出。若不会流出， 请说明理由；若会流出，请求出剩余部分的长度。 （ii）求转动到开口向下的位置时玻璃管中空气柱的长度。 34.[物理——选修 3-4]（15 分） （1）（5 分)周期为 4.0s 的简谐横波沿 x 轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点 P 沿 y 轴负方向运动。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 l 个扣 3 分，最低得分为 0 分） A.该波沿 x 轴正方向传播 B.该波的波速为 v=10m/s C.质点 P 此刻的速度为 v=5m/s D.当波源向着观测者运动时，观测者接受到该波的频率将大于波源的实际频率 E.当遇到直径为 20m 的圆形障碍物时，该波能够发生较明显的衍射现象 （2）（10 分）如图，是一个用折射率为 n 的透明介质做成的三棱镜的截面示意图，其中∠ A=90°，∠B=∠C=45°。一细光束从 D 点垂直入射到 BC 面上，已知 BD：DC=1：3。 （i）若该细光束在 AB 面和 AC 面外侧均无出射光，求 n 的取值范围； （i i）若 n 取（i)问中的最小值，不计入射光在镜内经过三次或三次以上的反射光线。使该 细光束绕 D 点顺时针转过θ=30°人射，如图中虚线所示，请分析说明该细光束在 AB 面和 AC 面外侧是否有出射光。 物理部分参考答案与评分标准 题号 14 15 16 17 18 19 20 21 答案 B C B D A BC AD CD 22．（5 分） （1）1:3:5 （1 分） 2 3 1) 2 h h f（ （其它结果表示正确也同样得分） （2 分） （2） 1 2+ ) 2 h h f（ （2 分） 23．（10 分） （1）1.0；电路如图所示 （5分） （2）1.48（1.46~1.49 之间）；0.84（0.82~0.87 之间） （2 分） （3） 2 1 =x s LE EL （3 分） 24．（12 分） 解：（1）当座舱距地面h1=60m时，书包处于完全失重状态。 故书包对该同学的压力F1=0。 座舱自由下落高度为H-h=(75-30)m=45m时，座舱开始制动，设此时的速度为v， 由运动学公式得 2 2 ( )v g H h  ① 座舱制动过程做匀减速直线运动，设其加速度大小为a，则有 2 2v ah ② R G R0V 联立①②式并代入数据可得 a=15m/s2，方向竖直向上。 设此过程中书包受到腿的支持力为F2，根据牛顿第二定律，对书包有 2F mg ma  代入数据可得 2 =150NF 根据牛顿第三定律有：该同学腿部受到的压力 2 2= =150NF F （6分） （2）设制动过程中座舱所受的制动力为F，经历的时间为t， 由运动学公式得： 21 2h vt at  ③ 根据牛顿第二定律，对座舱有 F Mg Ma  ④ 座舱克服制动力做功 W Fh ⑤ 机器输出的平均功率 WP t  ⑥ 联立①②③④⑤⑥式并代入数据可得P=1.5×106W （6分） 25．（20分） 解：（1）设小球A、B第一次碰撞后的速度分别为v1和v2，两球发生弹性碰撞，根据动量 守恒与能量守恒定律有： 0 1 22 2mv mv mv  2 2 2 0 1 2 1 1 12 22 2 2mv mv mv    联立①②并代入数据可得 1 0 1 3v v ， 2 0 4 3v v A球不带电，所以碰后做平抛运动； B球在竖直方向做自由落体运动，在水平 方向做匀减速直线运动（类竖直上抛运动），所以两球在竖直方向运动情况相同， 始终保持在同一高度。设A、B在时间t内水平方向的位移分别为xA和xB，小球B的加 速度大小为aBx，则 1Ax v t 2 2 1 2B Bxx v t a t  B球在水平方向上的加速度为 2 2Bx mg qEq qa gm m    当小球B的水平分速度减小到与A的水平分速度相等即 0 1 3 v 时，两者相距最远。 对B球有 0 2 1 3 Bxv v a t  解得 0 2 vt g  则 20 0 0 0 4 1 13 3 2 3 4B A v v vx x x t v t g        设两球再次碰撞的时间间隔为Δt，两小球A、B发生的位移分别为 Ax 和 Bx ， 再次相碰有 =B Ax x  其中： 1Ax v t   2 2 1 2B Bxx v t a t     联立以上各式可得： 0= vt g  则水平轨道离地面的高度 21 2h g t  即 2 0 2 vh g  （9分） （2）设小球A、B的质量分别为m1和m2，设两球首次碰后的速度大小分别为 1v 和 2v ， 则有 1 0 1 1 2 2m v m v m v   2 2 2 1 0 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2m v m v m v   联立以上两式可得： 2 1 0v v v   ，即碰后两球的速度之差与A、B小球质量无关。 设两球再次碰撞的时间间隔为Δt´，两小球A、B发生的位移分别为 Ax 和 Bx ，小球B 的加速度大小为 Bxa ，则 再次相碰有 =B Ax x  其中： 1Ax v t    2 2 1 2B Bxx v t a t        =Bx B qEa m  联立以上各式可得： 02 1= = B Bx v mv vt a qE     - 可见，为了缩短两球再次碰撞的时间间隔，仅增大小球A的质量这一方案不行， 仅增加该电场的场强这一方案可行。 （6分） （ 3 ） 此 时 小 球 B 除 了 受 到 重 力 外 ， 还 受 到 竖 直 向 上 的 洛 伦 兹 力 ， 大 小 为 2 0 0 4 3 23 2 mgf qv B q v mgqv      小球B此后的运动可以拆分成两 个分运动：一个是水平向右、速度 大小为 0 2 3 v 的匀速直线运动（对应的洛 伦兹力与重力相平衡）；另一个是在竖 直平面内速度大小为 0 2 3 v 、沿逆时针方向的匀速圆周运动。其轨迹示意图如图所 示。 （5分） 33．[物理——选修 3-3]（15 分） （1）（5分）BCE （2）（10分） 解：（i）取玻璃管开口向上至玻璃管转到水平位置的过程来分析，由于管中气体的压强 逐渐减小，根据玻意耳定律可得，气体的体积会逐渐增大，则开口端的水银必然会有 一部分流出管口。玻璃管开口向下时，封闭端会有部分真空，此时空气柱的压强为 60cmHg ，则 76cmHg 60cmHg=16cmHg- ，即玻璃管中还留有16cm的水银柱。 （4分） （ii）玻璃管开口向上时，空气柱的压强为 11 0 120cmHghp p p   ① 玻璃管开口向下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空。此时空 气柱的压强为 22 60cmHghp p  ② B O x y 设玻璃管横截面积为S，此时空气柱的长度为l´，由玻意耳定律得 1 2( ) ( )p Sl p Sl ③ 联立①②③式并代入相关数据可得 12cml  （6分） 34．[物理——选修 3-4]（15 分） （1）（5 分）ADE （2）（10分） 解：（i）因 AB、AC 面外侧均无出射光，则光路如图甲所示。 设临界角为α，由折射定律得： sin 2= sinn   为确保全反射，则必须α<45° 可得： 2n  （ii）光路如图乙所示。 由于 = 2n ，则临界角为α0=45° 由几何关系可得：   02 180 45 90 1 45 1 45                  故 AB 面外侧无出射光。 同理可得： 03 90 2 45 1 45            故 AC 面外侧有出射光。 45° A B C D 45° 图甲 1 A B θ C D 2 3 图乙