物理（B）卷·2018届北京人大附中高三上学期期末考试仿真卷（2018-01）

物理（B）卷·2018届北京人大附中高三上学期期末考试仿真卷（2018-01）

此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 ‎ ‎2017-2018学年上学期高三期末考试仿真测试卷 物 理 （B）‎ 注意事项：‎ ‎1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。‎ ‎2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。‎ 一、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1～5题只有一项符合题目要求，第6～8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)‎ ‎1．下列说法中正确的是(　　)‎ A．用能量等于氘核结合能的光子照射静止的氘核，可使氘核分解为一个质子和一个中子 B．质子和中子结合成原子核时不一定有质量亏损，但一定释放出能量 C．原子核的结合能越大，原子核越稳定 D．重核裂变前后质量数守恒，但质量一定减小 ‎2．有人设想在遥远的宇宙探测时，给探测器安上面积极大、反射率极高(可认为100%)的薄膜，并让它正对太阳，用光压为动力推动探测器加速．已知探测器在某轨道上运行时，每秒每平方米面积获得的太阳光能为E＝1.5×104 J，薄膜面积为S＝6.0×102 m2，若探测器总质量为M＝60 kg，光速c＝3.0×108 m/s，那么下列最接近探测器得到的加速度大小的是(根据量子理论，光子不但有能量，而且有动量．光子动量的计算式为p＝，其中h是普朗克常量，λ是光子的波长)(　　)‎ A．1.0×10－3 m/s2　　 B．1.0×10－2 m/s2‎ C．1.0×10－1 m/s2　　 D．1 m/s2‎ ‎3．如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，上端固定，下端连一质量为m的物块A，A放在质量也为m的托盘B上，以FN表示B对A的作用力，x表示弹簧的伸长量．初始时，在竖直向上的力F作用下系统静止，且弹簧处于自然状态(x＝0)．现改变力F的大小，使B以的加速度匀加速向下运动(g为重力加速度，空气阻力不计)，此过程中FN或F随x变化的图象正确的是(　　)‎ ‎4．如图所示，由中山大学发起的空间引力波探测工程“天琴计划”于2015年启动，拟采用三颗全同的卫星(SC1、SC2、SC3)构成一个边长约为地球半径27倍的等边三角形阵列，地球恰好处于三角形中心，卫星将在以地球为中心、高度约10万公里的轨道上运行，对一个周期仅有5.4分钟的超紧凑双白矮星系统RX10 806.3＋1 527产生的引力波进行探测，若地球近地卫星的运行周期为T0，则三颗全同卫星的运行周期最接近(　　)‎ A．6T0　　 B．30T0　　‎ C．60T0　　 D．140T0‎ ‎5．如图所示为某变压器对称铁芯的示意图，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一线圈，另一半通过中间的臂．已知此时原线圈ab两端输入交流电压u＝220sin 100πt (V)，原线圈匝数n1＝44匝，副线圈匝数n2＝12匝，若副线圈cd端接入一电阻R，且R＝10 Ω，则副线圈cd端输出电压的有效值和原线圈中的电流分别为(　　)‎ A．30 V　 B．60 V　　‎ C． A　　 D． A ‎6．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，在磁场正上方有两个边长相等、质量不等的相同材料制成的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ．线圈Ⅰ粗细均匀，线圈Ⅱ 粗细不均匀，两线圈从同一高处由静止开始自由下落，进入磁场后最后落到地面．运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．整个运动过程中通过线圈Ⅰ和Ⅱ导线的横截面的电荷量分别为q1、q2，运动的时间分别为t1、t2.不计空气阻力，则(　　)‎ A．q1与q2可能相等　　‎ B．q1一定大于q2‎ C．t1与t2可能相等　　‎ D．t1一定大于t2‎ ‎7．如图所示，在竖直平面内xOy坐标系中分布着与水平方向成45°角的匀强电场，将一质量为m、带电荷量为q的小球，以某一初速度从O点竖直向上抛出，它的轨迹恰好满足抛物线方程：y＝kx2，且小球通过点P.已知重力加速度为g，则(　　)‎ A．电场强度的大小为 B．小球初速度的大小为 C．小球通过点P时的动能为 D．小球从O点运动到P点的过程中，电势能减少 ‎8．如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高H，上端套着一个细环．棒和环的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，大小为kmg(k>1)．断开轻绳，棒和环自由下落．假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失．棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计．则(　　)‎ A．从断开轻绳到棒和环都静止的过程中，环相对于棒有往复运动，但总位移向下 B．棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，棒和环都做匀减速运动 C．从断开轻绳到棒和环都静止的过程中，环相对于地面始终向下运动 D．从断开轻绳到棒和环都静止，摩擦力做的总功为－ 二、非选择题(包括必考题和选考题两部分．第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作答．第13题～第14题为选考题，考生根据要求做答)‎ ‎(一)必考题(共47分)‎ ‎9．(6分)将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起，看做一根新弹簧，设原粗弹簧(记为A)劲度系数为k1，原细弹簧(记为B)劲度系数为k2，套成的新弹簧(记为C)劲度系数为k3.关于k1、k2、k3的大小关系，同学们做出了如下猜想：‎ 甲同学：和电阻并联相似，可能是＝＋ 乙同学：和电阻串联相似，可能是k3＝k1＋k2‎ 丙同学：可能是k3＝ ‎(1)为了验证猜想，同学们设计了相应的实验．(装置见图甲)‎ ‎(2)简要实验步骤如下，请完成相应填空．‎ ‎①将弹簧A悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧A的自然长度L0；‎ ‎②在弹簧A的下端挂上钩码，记下钩码的个数n、每个钩码的质量m和当地的重力加速度大小g，并用刻度尺测量弹簧的长度L1；‎ ‎③由F＝__ __计算弹簧的弹力，由x＝L1－L0计算弹簧的伸长量，由k＝计算弹簧的劲度系数；‎ ‎④改变__ __，重复实验步骤②、③，并求出弹簧A的劲度系数的平均值k1；‎ ‎⑤仅将弹簧分别换为B、C，重复上述操作步骤，求出弹簧B、C的劲度系数的平均值k2、k3.比较k1、k2、k3并得出结论．‎ ‎(3)图乙是实验得到的图线，由此可以判断__ __同学的猜想正确．‎ ‎10．(9分)电压表改装前需要测量其内阻，测量电压表内阻的电路如图甲，所用电源为内阻可以忽略的干电池，定值电阻R1＝8 000 Ω，R2＝4 000 Ω.‎ ‎(1)闭合S1，断开S2，调节电阻箱R，记下多组R的大小及其对应的电压表示数U；‎ ‎(2)闭合S1，__ __，同样调节电阻箱R，记下多组R的大小及其对应的电压表示数U；将以上两次测得的多组数据，分别在坐标纸上描点连线，得到如图乙中所示两条图线；‎ ‎(3)利用图线数据得出电源电动势E＝__ __，求出电压表内阻Rv＝__ __.两图线的交点的横坐标设为R0，还可用物理量符号R0、R1、R2表示Rv＝　 　.判断断开S2时，所得数据描绘的是图线__ __.(选填“AB”或“CD”)‎ ‎(4)为了将该电压表的量程由0～3 V扩大到0～15 V，需要在电压表内__ __(选填“串”或“并”)联一个阻值为__ __的定值电阻．‎ ‎11．(12分)如图所示，质量为m3＝2 kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R＝0.3 m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧．滑道除CD部分粗糙外其他部分均光滑．质量为m2＝3 kg的物体2(可视为质点)放在滑道的B点，现让质量为m1＝1 kg的物体1(可视为质点)自A点由静止释放．两物体在滑道上的C点相碰后黏为一体(g＝10 m/s2)．求：‎ ‎(1)物体1从释放到与物体2相碰的过程中，滑道向左运动的距离；‎ ‎(2)若CD＝0.2 m，两物体与滑道的CD部分的动摩擦因数都为μ＝0.15，求在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；‎ ‎(3)物体1、2最终停在何处．‎ ‎12．(20分)一半径为R的薄圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴线平行，筒的横截面如图所示．图中直径MN的两端分别开有小孔，筒可绕其中心轴线转动，圆筒的转动方向和角速度大小可以通过控制装置改变．一不计重力的带负电粒子从小孔M沿着MN方向射入磁场，当筒以大小为ω0的角速度转过90°时，该粒子恰好从某一小孔飞出圆筒．‎ ‎(1)若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，求该粒子的比荷和速率分别是多大？‎ ‎(2)若粒子速率不变，入射方向在该截面内且与MN方向成30°角，则要让粒子与圆筒无碰撞地离开圆筒，圆筒角速度应为多大？‎ ‎ (二)选考题(共15分．请考生从给出的2道物理题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分)‎ ‎13．[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．液体中悬浮的微粒越大，布朗运动越显著 B．当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而减小 C．同种物质要么是晶体，要么是非晶体，不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现 D．一定质量气体压强不变，温度升高时，吸收的热量一定大于内能的增加量 E．在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强不变 ‎(2)(10分)如图所示，一连通器与贮有水银的瓶M用软管相连，连通器的两直管A和B竖直放置，两管粗细相同且上端封闭，直管A和B内充有水银，当气体的温度为T0时，水银面的高度差h＝10 cm，两管空气柱长均为h1＝10 cm，A管中气体的压强p1＝20 cmHg.现使两管中的气体的温度都升高到2.4T0，同时调节M的高度，使B管中的水银面的高度不变，求流入A管的水银柱的长度．‎ ‎14．[物理——选修3－4](15分)‎ ‎(1)(5分)如图所示为一列向右传播的简谐横波传到质点a点时的波形，波速为v＝6‎ ‎ m/s，质点b、c的坐标分别为xb＝96 m，xc＝36 m．以图示时刻为计时起点，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．该波的振动周期为4 s B．该波传播到质点c时，质点a通过的路程为6 m C．质点b开始振动时，振动方向沿y轴负方向 D．t＝12 s时质点b第一次到达波谷，此时质点a经过平衡位置向y轴负方向振动 E．质点b到达波峰时，质点c经过平衡位置向y轴正方向振动 ‎(2)(10分)如图所示，一束截面为圆形(半径R＝1 m)的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区．屏幕S至球心距离为D＝(＋1) m，不考虑光的干涉和衍射，试问：‎ ‎①若玻璃半球对紫色光的折射率为n＝，请你求出圆形亮区的半径；‎ ‎②若将题干中紫光改为白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色．‎ ‎2017-2018学年上学期高三年级期末考试仿真测试卷 物 理（B）答 案 一、选择题 ‎1．D 2．A 3．D 4．C 5．C 6．AC 7．BC 8．BCD ‎ 二、非选择题 ‎9．（2）③nmg　 ④钩码的个数 （3）乙 ‎10．（2）闭合S2 （3）3.0 V 5000 Ω AB （4）串 20 kΩ(或4RV)‎ ‎11．(1)m1从释放到与m2相碰撞过程中，m1、m3组成的系统水平方向动量守恒，设m1水平位移大小s1，m3水平位移大小s3，有0＝m1s1－m3s3，s1＋s3＝R，‎ 可以求得s3＝＝0.10 m.‎ ‎(2)设m1、m2刚要相碰时物体1的速度v1，滑道的速度为v3，由机械能守恒定律有 m1gR＝m1v＋m3v，‎ 由动量守恒定律有0＝m1v1－m3v3，‎ 物体1和物体2相碰后的共同速度设为v2，由动量守恒定律有m1v1＝(m1＋m2)v2，‎ 弹簧第一次压缩最短时由动量守恒定律可知物体1、2和滑道速度为零，此时弹性势能最大，设为Epm.从物体1、2碰撞后到弹簧第一次压缩最短的过程中，由能量守恒有 (m1＋m2)v＋m3v－μ(m1＋m2)g＝Epm，‎ 联立以上方程，代入数据可以求得Epm＝0.3 J.‎ ‎(3)分析可知物体1、2和滑到最终将静止，设物体1、2相对滑道CD部分运动的路程为s，‎ 由能量守恒有(m1＋m2)v＋m3v＝μ(m1＋m2)gs 代入数据可得s＝0.25 m，‎ 所以m1、m2最终停在D点左端离D点距离为0.05 m处．‎ ‎12．(1)若粒子沿MN方向入射，当筒转过90°时，粒子从M孔(筒逆时针转动)或N孔(筒顺时针转动)射出，由轨迹可知半径r＝R.‎ 由qvB＝m，粒子运动周期T＝＝，‎ 筒转过90°的时间t＝＝，‎ 又t＝＝，‎ 联立以上各式得，荷质比＝，‎ 粒子速率v＝ω0R.‎ ‎(2)若粒子与MN方向成30°入射，速率不变半径仍为R，作粒子轨迹如图，轨迹圆心为O′，则四边形MO′PO为菱形，可得∠MO′P＝∠MOP＝，所以∠NOP＝.‎ 则粒子偏转的时间t′＝T＝，‎ 又T＝，得t′＝.‎ 由于转动方向与射出孔不确定，讨论如下 ‎(i)当圆筒顺时针转动时，设筒转动的角速度变为ω1若从N点离开，则筒转动时间满足t′＝，‎ 得ω1＝ω0，其中k＝0,1,2,3，……‎ 若从M点离开，则筒转动时间满足t′＝，‎ 得ω1＝ω0，其中k＝0,1,2,3，……‎ 综上可得ω1＝ω0，其中n＝0,1,2,3，……‎ ‎(ii)当圆筒逆时针转动时，设筒转动的角速度变为ω2，若从M点离开，则筒转动时间满足t′＝，‎ 得ω2＝(3k＋1)ω0，其中k＝0,1,2,3，……‎ 若从N点离开，则筒转动时间满足t′＝，‎ 得ω2＝ω0，其中k＝0,1,2,3，……‎ 综上可得ω2＝ω0，其中n＝0,1,2,3，……‎ 综上所述，圆筒角速度大小应为ω1＝ω0或者ω2＝ω0，其中n ‎＝0,1,2,3，……‎ ‎13．（1）BDE ‎（2）由题意可知，当温度为T0时B管中气体的压强pB1＝30 cmHg，当温度为2.4 T0时，B管中气体体积不变，设其压强为pB2，B中气体状态变化为等容过程，由查理定律有 ＝，‎ 解得pB2＝72 cmHg.‎ 当温度为T0时A管中气体的压强pA1＝20 cmHg，体积为VA1＝h1S，‎ 设流入A管的水银柱的长度为x，则 pA2＝pB2－ρ(h＋x)g＝(62－x) cmHg，‎ VA2＝(h1－x)S.‎ A中气体状态变化符合理想气体状态方程，则＝，‎ 代入数据整理得x2－72x＋140＝0，‎ 解得x＝2 cm.‎ ‎14．（1）ACD ‎（2）①紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的点E到亮区中心G的距离r就是所求最大半径．‎ 设紫光临界角为C，由全反射的知识得sin C＝.‎ 又由几何知识可知AB＝Rsin C＝，‎ OB＝Rcos C＝R，‎ BF＝ABtan C＝，‎ GF＝D－(OB＋BF)＝D－，‎ 得r＝GE＝·AB＝D－nR＝(＋1) m－×1 m＝1 m.‎ ‎②紫色．当白光从玻璃中射向空气时，由于紫光的折射率最大，则临界角最小，所以首先发生全反射，因此出射光线与屏幕的交点最远，故圆形亮区的最外侧是紫光．‎