物理卷·2017届江苏省扬州中学高三下学期期中考试（2017-04）

物理卷·2017届江苏省扬州中学高三下学期期中考试（2017-04）

江苏省扬州中学2016—2017学年第二学期期中考试 高三物理 2017.4‎ 第Ⅰ卷(选择题共31分)‎ 一、单项选择题:本大题共5小题,每小题3分,共15分.每小题只有一个选项符合题意.‎ ‎1．一个质量为m的运动物体共受到三个共点力F1、F2、F3的作用，这三个力的大小和方向构成如图所示的三角形，则这个物体的加速度是( )‎ A．0 B．‎ C． D．‎ ‎2．某课外兴趣小组设计了一种不需要电池供电的防触电“警示牌”，把它放在高压输电线附近时，其上面的文字“小心触电”就会自动发亮，对防止触电起到警示作用，关于这种“警示牌”，下列说法中正确的是( )‎ ‎ A．警示牌内没有电源，却能够使“小心触电”发亮，违背了能量转化与守恒定律 ‎ B．警示牌内部一定隐藏有太阳能电池为其供电，从而使“小心触电”发亮 ‎ C．警示牌放在交变电流流过的输电线附近时，“小心触电”能发亮 ‎ D．警示牌放在稳恒电流流过的输电线附近时，“小心触电”能发亮 踏板 压力传感器 ‎3．有一种测量物体重量的电子秤，其电路原理图如图中的虚线部分所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(实际上是一个阻值可随压力变化的变阻器)、显示体重的仪表G(实际上是电流表)．不计踏板的质量，已知电流表的量程为0～2 A，内阻为Rg＝1 Ω，电源电动势为E＝12 V，内阻为r＝1 Ω，电阻R随压力F变化的函数式为R＝30－0.01F(F和R的单位分别为N和Ω)．下列说法中正确的是( )‎ A．该秤能测量的最大体重是3 000 N B．该秤的零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘的0.375 A处 C．该秤显示重量的刻度是均匀标注的 D．该秤显示的重量F与通过电路中的电流I满足F＝3 200＋‎ ‎4．如图所示，一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动（小球可视为质点），飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。O为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为R，OB与水平方向夹角为60°，重力加速度为g，则小球抛出时的初速度为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎5．某星球由于自转使处于赤道上的物体对星球表面压力恰好为零，设该物体的线速度为v1，该星球的第一宇宙速度为v2，该星球同步卫星的线速度为v3，三者的大小关系为（　　）‎ A．v1=v2=v3 B．v1=v3＜v2 C．v1=v2＞v3 D．v1＜v3＜v2‎ 二．多项选择题：本大题共4小题，每题4分，共16分，每小题有多个选项符合题意．全部选对得4分,选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．‎ ‎6．如图所示，虚线框内为漏电保护开关的原理示意图，变压器A处用火线和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器，B处有一个输电线圈，一旦线圈B中有电流，经过大后便能推动继电器切断电源，如果甲、乙、丙、丁四人分别以图示方式接触电线（裸露部分），甲、乙、丙站在木凳上，则下列说法正确的是（　）‎ A．甲不会发生触电事故，继电器不会切断电源 B．乙会发生触电事故，继电器不会切断电源 C．丙会发生触电事故，继电器会切断电源 D．丁会发生触电事故，继电器会切断电源 ‎7．将四根完全相同的表面涂有绝缘层的金属丝首尾连接，扭成如图所示四种形状的闭合线圈，图中大圆半径均为小圆半径的两倍，将线圈先后完全置于同一匀强磁场中，线圈平面均与磁场方向垂直．若磁感应强度从B增大到2B，则线圈中通过的电量最少的是（　　）‎ A B C D ‎8．如图所示，斜面体B静置于水平桌面上．一质量为m的木块A从斜面底端开始以初速度v0沿斜面上滑，然后又返回出发点，此时速度为v，且v＜v0．在木块运动的过程中斜面体始终保持静止．则下列说法中正确的是( )‎ A．A上滑过程中桌面对B的支持力比下滑过程中大 B．A上滑过程中桌面对B的静摩擦力比下滑过程中大 C．A上滑时机械能的减小量等于克服重力做功与产生的内能之和 D．在A上滑与下滑的过程中，A、B系统损失的机械能相等 ‎9．如图所示，边长ab＝d、bc＝l的矩形线圈abcd与阻值为R的电阻组成闭合回路，线圈的匝数为n、总电阻为r，匀强磁场的左边界OO′恰好经过ab、cd的中点，磁感应强度大小为B．从图示位置开始计时，线圈绕垂直于磁场的OO′轴以角速度ω匀速转动，则下列说法中正确的是( )‎ A．回路中感应电动势的瞬时表达式e＝nBωdlsin ωt B．在t＝时刻，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大 C．从t＝0到t＝的时间内，电阻R产生的焦耳热为Q＝‎ D．从t＝0到t＝的时间内，通过电阻R的电荷量q＝‎ 第Ⅱ卷 (非选择题共89分)‎ ‎10．(10分)如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.‎ ‎（1）验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F为横轴，以加速度a 为纵轴，画出a－F图象，图象是一条过原点的直线．(每空2分)‎ ‎①a－F图象斜率的物理意义是_______________________________________________．‎ ‎②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理？‎ 答：________.(填“合理”或“不合理”)‎ ‎③本次实验中，是否应该满足M≫m这样的条件？‎ 答：________(填“是”或“否”)；‎ 理由是_________________________________________________________．‎ ‎（2）验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以______的倒数为横轴．‎ ‎11．(8分)某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R0(约为2 kΩ)，二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7 V，允许最大放电电流为100 mA)．在操作台上还准备了如下实验器材：‎ A．电压表V(量程4 V，电阻RV约为4.0 kΩ)‎ B．电流表A1(量程100 mA，电阻RA1约为5 Ω)‎ C．电流表A2(量程2 mA，电阻RA2约为50 Ω)‎ D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，额定电流1 A)‎ E．电阻箱R2(0～999.9 Ω，最小分度值0.1 Ω)‎ F．开关S一只、导线若干 ‎（1）为了测定电阻R0的阻值，小组的一位成员设计了如图所示的电路原理图并选取了相应的器材(电源用待测的锂电池)，其设计或器材选取中有不妥之处，你认为应该怎样调整？_______________________________________________________________________________________________‎ ‎（2）在实验操作过程中，发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r.‎ ‎①请在下面的方框中画出实验电路图(标注所用器材符号)．‎ ‎②‎ 为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式________________________．‎ ‎12.【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中的两小题，并在相应区域内作答.若多做则按照A、B两小题评分 A.(选修模块3-3 略去)‎ B．（选修模块3-4）（12分）‎ ‎（1）(4分)一兴趣小组的同学们观察到湖面上一点O上下振动，振幅为0.2 m，以O点为圆心形成圆形水波，如图所示，A、B、O三点在一条直线上，OA间距离为4.0 m，OB间距离为2.4 m。某时刻O点处在波峰位置，观察发现2s后此波峰传到A点，此时O点正通过平衡位置向下运动，OA间还有一个波峰。将水波近似为简谐波。则以下说法正确的是 A．此水波的传播速度是2 m/s B．此水波的周期是2 s C．此水波的波长是4 m ‎ D．当O点处在波峰位置时，B点正通过平衡位置向下运动 ‎（2）(4分)麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波。一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图象如图1所示，由图上的信息可得该光波的波长为 ，该光波的频率为。‎ ‎（3）(4分)图2表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上，ab是其中的两条平行光线。光线a在玻璃砖中的光路已给出。画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数。‎ C.( 选修模块3-5) (12分)‎ ‎（1）(4分)如图所示为氢原子光谱中的三条谱线，对这三条谱线的描述中正确的是. ‎ A.乙谱线光子能量最大 B.甲谱线是电子由基态向激发态跃迁发出的 C.丙谱线可能是电子在两个激发态间跃迁发出的 D.每条谱线对应核外电子绕核旋转的一条轨道，任一谱线的频率等于电子做圆周运动的频率 ‎（2）(4分)人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则：①人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是________(保留两位有效数字)．②用这种波长的绿色光照射下列五种材料，能产生光电效应的材料有________种.‎ 材料 铯 钙 镁 铍 钛 逸出功(×10－19 J)‎ ‎3.0‎ ‎4.3‎ ‎5.9‎ ‎6.2‎ ‎6.6‎ ‎（3）(4分)如所示，质量M＝4 kg的滑板B静止放在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，弹簧的自由端C到滑板左端的距离L＝0.5 m，这段滑板与木块A(可视为质点)之间的动摩擦因数μ＝0.2，而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑．小木块A 以速度v0＝10 m/s由滑板B左端开始沿滑板B表面向右运动．已知木块A的质量m ＝1 kg，g取10 m/s2.求：‎ ‎①弹簧被压缩到最短时木块A的速度；‎ ‎②木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能．‎ 四、本题共3小题,共计47分,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确学出数值和单位.‎ ‎13．（15分）某高速公路的一个出口段如图所示，情景简化：轿车从出口A进入匝道，先匀减速直线通过下坡路段至B点（通过B点前后速率不变），再匀速率通过水平圆弧路段至C点，最后从C点沿平直路段匀减速到D点停下。已知轿车在A点的速度v0=72 km/h，AB长L1=l50 m；BC为四分之一水平圆弧段，限速（允许通过的最大速度）v=36 km/h，轮胎与BC段路面间的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，CD段为平直路段长L2=50 m，重力加速度g取l0 m/s2。‎ ‎（1）若轿车到达B点速度刚好为v=36 km/h，求轿车在AB下坡段加速度的大小；‎ ‎（2）为保证行车安全，车轮不打滑，求水平圆弧段BC半径R的最小值；‎ ‎（3）轿车从A点到D点全程的最短时间。‎ ‎14.（16‎ 分）扫描电子显微镜在研究微观世界里有广泛的应用，通过磁聚焦之后的高能电子轰击物质表面，被撞击的样品会产生各种电磁辐射，通过分析这些电磁波就能获取被测样品的各种信息。早期这种仪器其核心部件如图甲所示。其原理如下：电子枪发出的电子束，进入磁场聚焦室（如图甲），聚焦磁场由通电直导线产生，磁场通过“释放磁场的细缝”释放而出，通过控制“释放磁场细缝”的宽度、磁场的强弱和方向使电子进行偏转，让聚焦之后的电子集中打在样品上。‎ ‎（1）要使射入聚焦室的电子发生图乙的偏转,请说明图甲中左侧和右侧通电直导线的电流方向（只要回答“向上”或者“向下”）；‎ ‎（2）图乙为聚焦磁场的剖面图，要产生图示的聚焦效果，请说明该平面中磁场的分布情况：‎ ‎（3）研究人员往往要估测聚焦磁场区域中各处磁感应强度大小，为了研究方便假设电子运动经过的磁场为匀强磁场，若其中一个电子从A点射入（如图丙所示），从A点正下方的A′点射出，入射方向与OA的夹角等于出射方向与O′A′的夹角，电子最终射向放置样品的M点，求该磁感应强度的大小？已知OA=O′A′=d，AA′=L，O′M=h，电子速度大小为v，质量为m，电量为e．‎ ‎15.（16分）如图甲所示，P、Q为水平面内平行放置的金属长直导轨，间距为d，处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。一根质量为m、电阻为r的导体棒ef垂直放在P、Q导轨上，导体棒ef与P、Q导轨间的动摩擦因数为μ。质量为M的正方形金属框abcd的边长为L，每边电阻均为r，用细线悬挂在竖直平面内，ab边水平，金属框a、b两点通过细导线与导轨相连，金属框的上半部分处在磁感应强度大小为B、方向垂直框面向里的匀强磁场中，下半部分处在大小也为B、方向垂直框面向外的匀强磁场中，不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。现用一电动机以恒定功率沿导轨方向水平牵引导体棒ef向左运动，从导体棒开始运动时计时，悬挂金属框的细线的拉力T随时间t的变化如图乙所示，求：‎ ‎(1)t0时刻以后通过ab边的电流；‎ ‎(2)t0时刻以后电动机牵引力的功率P；‎ ‎(3)求0到t0时刻导体棒ef受到的平均合外力。‎ 乙 江苏省扬州中学2016—2017学年第二学期期中考试 高三物理答案 第Ⅰ卷(选择题 共31分)‎ 一、单项选择题 二、多项选择题 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ 答案 C C B B A AD BC BD BCD 第Ⅱ卷 (非选择题 共89分)‎ 三、简答题 ‎10． (1)①　②合理　③否　因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg (2)M＋m ‎11．(1)用A2替换A1‎ ‎(2)①电路图见解析　②＝＋· ‎12．(3-4)B(1) AD (2) 4×10-7 f=5×1014Hz （2）光路如图所示 ‎(3-5)C (1) C (2)2.3×10－18 W　 1 ‎ ‎(3) 木块A的速度v＝2 m/s, 最大弹性势能Ep＝39 J.‎ 四、计算题 ‎13．（1）AB段 （1分） 解得 （1分）‎ ‎（2）BC段，静摩擦力提供向心力 （1分）‎ 安全须 （1分），解得 （1分）‎ ‎（3）设AB时间t1,BC时间t2，CD时间t3，全程时间为t，则：‎ ‎ （1分） （1分）‎ ‎ （1分） 解得 （1分）‎ ‎14．解析 ‎（1）左侧的通电直导线的电流方向向下；---------------------------------------------2分 右侧的通电直导线的电流方向向下．--------------------------------------------2分 ‎（2）要产生图示的聚焦效果，该平面中磁场的分布情况是越靠近中心线处的磁感应强度越小，左右对称；所以归纳为：‎ 右侧区域：磁场方向垂直纸面向内； -----------------------------------------------2分 中间分界线上：磁感应强度为零。----------------------------------------------------2分 左侧区域：磁场方向垂直纸面向外； ------------------------------------------2分 ‎（3）设则可得： ----------------------------------------1分 由几何关系可知： ---------------------------------1分 解得 ---------------------------------------------------1分 由带电粒子在磁场中的受力关系可知： -------------------1分 该磁感应强度的大小是 ------------------------------2分 ‎15．解析 ‎（1）以金属框为研究对象，从t0时刻开始拉力恒定，故电路中电流恒定，设ab边中电流为I1，cd边中电流为I2‎ 由受力平衡：BI1L+T=Mg+BI2L ----------------------------------------2分 由图象知T=‎ ad、dc、cb三边电阻串联后再与ab边电阻并联，‎ 所以I1：I2=3：1 I1=3I2 -------------------------------------------2分 由以上各式解得：I1= -----------------------------------------------1分 ‎（2）设总电流为I，由闭合路欧姆定律得：‎ ‎ ------------------------------------------1分 E=Bdv ------------------------------2分 解得：v= ------------------------------------------1分 由电动机的牵引功率恒定   P=F•v ‎ 对导体棒：F=μmg+BId -----------------------------------2分 解得：P= -------------------------------------1分 ‎(3)从0到t0时刻，导体棒的速度从0增大到v=‎ 由动量定理可知：----------------------------------2分 ‎ ----------------------------------2分