2017年山东省潍坊中学高考一模试卷物理

2017年山东省潍坊中学高考一模试卷物理

2017 年山东省潍坊中学高考一模试卷物理 一、本题共 8 小题，每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中第 1-4 题，只有一项符合题目 要求，第 5-8 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 得零分。 1.如图所示，在竖直面内固定一光滑的硬质杆 ab，杆与水平面的夹角为 θ，在杆的上端 a 处套一质量为 m 的圆环，圆环上系一轻弹簧，弹簧的另一端固定在与 a 处在同一水平线上的 O 点，O、b 两点处在同一竖直线上。由静止释放圆环后，圆环沿杆从 a 运动到 b，在圆环运 动的整个过程中，弹簧一直处于伸长状态，则下列说法正确的是( ) A.圆环的机械能保持不变 B.弹簧对圆环一直做负功 C.弹簧的弹性势能逐渐增大 D.圆环和弹簧组成的系统机械能守恒 解析：A、由几何关系可知，当环与 O 点的连线与杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性 势能最小。所以在环从 a 到 C 的过程中弹簧对环做正功，而从 C 到 b 的过程中弹簧对环做负 功，所以环的机械能是变化的。故 A 错误，B 错误； C、当环与 O 点的连线与杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性势能最小，所以弹簧的弹 性势能先减小后增大。故 C 错误； D、在整个的过程中只有重力和弹簧的弹力做功，所以圆环和弹簧组成的系统机械能守恒。 故 D 正确。 答案：D 2.如图所示，理想变压器为降压变压器，原线圈通过灯泡 L1 与正弦式交流电相连，副线圈 通过导线与两个相同的灯泡 L2 和 L3 相连，开始时开关 S 处于断开状态。当 S 闭合后，所有 灯泡都能发光。下列说法中正确的是( ) A.灯泡 L1 和 L2 中的电流有效值可能相等 B.灯泡 L2 两端的电压变小 C.灯泡 L1 变亮，灯泡 L2 的亮度不变 D.变压器原线圈的输入功率不变 解析：A、当 S 接通后，根据 可知，因为是降压变压器， ，则 ， 等于灯泡 的电流， 是灯泡 和 的电流之和，则灯泡 、 中的有效值可能相 等，故 A 正确； B、当 S 闭合后，电阻变小，输出功率变大，输出电流变大，变压器的输入功率等于输出功 率，所以变压器的输入功率变大，输入电流变大，灯泡 的电压增大，原线圈电压减小， 匝数不变，故副线圈安电压减小，灯泡 两端的电压变小，故 B 正确； C、由 B 可知，灯泡 变亮， 变暗，变压器原线圈的输入功率变大，故 CD 错误。 答案：AB 3.如图所示，匀强电场的方向平行于 xOy 坐标系平面，其中坐标原点 O 处的电势为 2V，a 点的坐标为(0，4)，电势 为 8V，b 点的坐标为(3，0)，电势为 8V，则电场强度的大小为( ) A.250V/m B.200V/m C.150V/m D.120V/m 解析：由题意可得 a、b 两点的电势相等，所以匀强电场的方向垂直于 ab，过 O 点做 ab 的 垂线相交 ab 于 c 点，由几何关系得：tan∠b= ，得∠b=53° Oc=Ob•sin∠b=0.03×sin53°=2.4×10﹣2m cO 间的电势差为：U=8V﹣2V=6V 则电场强度为：E= =250V/m，故 A 正确。 答案：A 4.在地球赤道上进行实验时，用磁传感器测得赤道上 P 点地磁场磁感应强度大小为 B0.将一 条形磁铁固定在 P 点附近的水平面上，让 N 极指向正北方向，如图所示，此时用磁传感器测 得 P 点的磁感应强度大小为 B1；现将条形磁铁以 P 点为轴旋转 90°，使其 N 极指向正东方 向，此时用磁传感器测得 P 点的磁感应强度的大小应为(可认为地磁南、北极与地理北、南 极重合)( ) A.B1﹣B0 B.B1+B0 C. D. 解析：根据题意，赤道上 P 点地磁场磁感应强度大小为 B0； 条形磁铁 N 极指向正北方向，其分磁感应强度也向正东，故条行磁铁在 P 点产生的磁感应强 度为：B=B1﹣B0； 条形磁铁 N 极指向正东方向，其分磁感应强度也向正东方向，此时两个分矢量垂直，故 P 点的合磁感应强度为： B′= 。 答案：D 5.下列说法中正确的是( ) A.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大 B.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能 减小，但原子的能量增大 C.光电子的最大初动能随入射光频率增大而增大 D.在光照条件不变的情况下，对发射出来的光电子加上正向电压对光电子加速，所加电压不 断增大，光电流也不断增大 解析：A、根据爱因斯坦光电效应方程 Ekm=hγ﹣W0，入射光的频率越大，光电子的最大初动 能也越大；不可见光的频率有比可见光大的，也有比可见光小的，故 A 错误； B、按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子能量 增大，根据 k =m 知，电子的动能减小；故 B 正确； C、根据光电效应方程可知光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，故 C 正确； D、在光照条件不变的情况下，对发射出来的光电子加上正向电压对光电子加速，随电压不 断增大，光电流并不是不断增大，当光电流到达最大时，称为饱和光电流。饱和光电流的大 小与光照强度有关，故 D 错误。 答案：BC 6.如图所示，质量为 M 的斜面体放在水平面上，斜面上放一质量为 m 的物块，当给物块一初 速度 v0 时，物块可在斜面上匀速下滑；若在给物块初速度 v0 的同时，在物块上施加一平行 于斜面向下的拉力，物块可沿斜面加速运动。已知两种情况下斜面体都处于静止状态，则后 一种情况和前一种情况相比( ) A.物块对斜面体的压力变大 B.物块对斜面体的摩擦力不变 C.斜面体对地面的压力不变 D.斜面体受地面的摩擦力变大 解析：由题物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑，将滑块等效成恰好保持静止情况，对滑块 和斜面整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡；再对斜面体受力分析，斜面不受地面的 摩擦力作用，此时斜面体受到重力、地面的支持力、物体对斜面的压力和沿斜面向下的滑动 摩擦力， 若沿平行于斜面的方向用力 F 向下推此物体，使物体加速下滑时，物体对斜面的压力没有变 化，则对斜面的滑动摩擦力也没有变化，所以斜面体的受力情况没有改变，则地面对斜面体 仍没有摩擦力，即斜面体受地面的摩擦力为零，斜面体对地面的压力不变，故 BC 正确，AD 错误。 答案：BC 7.静止在水平面上的物体，受到水平拉力 F 的作用，在 F 从 20N 开始逐渐增大到 40N 的过程 中，加速度 a 随拉力 F 变化的图像如图所示，由此可以计算出(g=10m/s2)( ) A.物体的质量 B.物体与水平面间的动摩擦因数 C.物体与水平面间的滑动摩擦力大小 D.加速度为 2m/s2 时物体的速度 解析：ABC、当 F＞20N 时，根据牛顿第二定律：F﹣f=ma，得 a=﹣ + 则由数学知识知图像的斜率 k= 由图得 k= = ，可得物体的质量为 5kG。 将 F=20N 时 a=1m/s2，代入 F﹣f=ma 得： 物体受到的摩擦力 f=15N 由 f=μFN=μmg 可得物体的动摩擦因数 μ，故 ABC 正确。 D、因为图像只给出作用力与加速度的对应关系，且物体做加速度逐渐增大的加速运动，因 没有时间，故无法算得物体的加速度为 2m/s2 时物体的速度，故 D 错误。 答案：ABC 8.如图所示，同一竖直面内的正方形导线框 a、b 的边长均为 l，电阻均为 R，质量分别为 2m 和 m。它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为 2l、磁 感应强度大小为 B、方向垂直竖直面的匀强磁场区域。开始时，线框 b 的上边与匀强磁场的 下边界重合，线框 a 的下边到匀强磁场的上边界的距离为 l。现将系统由静止释放，当线框 b 全部进入磁场时，a、b 两个线框开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力，则( ) A.a、b 两个线框匀速运动的速度大小为 B.线框 a 从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间为 C.从开始运动到线框 a 全部进入磁场的过程中，线框 a 所产生的焦耳热为 mgl D.从开始运动到线框 a 全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做功为 2mgl 解析：A、设两线框刚匀速运动的速度为 v，此时轻绳上的张力为 T，则对 a 有：T=2mg﹣BIl ① 对 b 有：T=mg…② I= …③ E=Blv…④ 则：v= …⑤故 A 错误； B、线框 a 从下边进入磁场后，线框 a 通过磁场时以速度 v 匀速运动，设线框 a 通过磁场的 时间为 t，则：t= = …⑥，故 B 正确。 C、从开始运动到线框 a 全部进入磁场的过程中，线框 a 只在 a 匀速进入磁场的过程中产生 焦耳热，设为 Q，由功能关系可得： 2mgl﹣mgl=Q 所以：Q=mgl。故 C 正确； D、设两线框从开始运动至 a 全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做的功为 W，此 过程中左、右两线框分别向上、向下运动 2l 的距离，对这一过程，由能量守恒定律有： 4mgl=2mgl+ 3mv2+W…⑦ 解⑤⑥得：W=2mgl﹣ 。故 D 错误。 答案：BC 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，考生根据要求作答。 (一)必考题 9.如图甲为测量重力加速度的实验装置，C 为数字毫秒表，A、B 为两个相同的光电门，C 可 以测量铁球两次挡光之间的时间间隔。开始时铁球处于 A 门的上边缘，当断开电磁铁的开关 由静止释放铁球时，A 门开始计时，落到 B 门时停止计时，毫秒表显示时间为铁球通过 A、B 两个光电门的时间间隔 t，测量 A、B 间的距离 x。现将光电门 B 缓慢移动到不同位置，测得 多组 x、t 数值，画出 随 t 变化的图线为直线，如图乙所示，直线的斜率为 k，则由图线 可知，当地重力加速度大小为 g= ；若某次测得小球经过 A、B 门的时间间隔为 t0， 则可知铁球经过 B 门时的速度大小为 ，此时两光电门间的距离为 。 解析：小球做自由落体运动，出发点在 A 点，设小球在 A 点的速度为 0，则小球从 A 到 B 的 过程： x= gt2， 则 = gt，可知 ﹣t 成一次函数，斜率 k= ，解得：g=2k。 依据速度公式，则有：vB=gt0=2kt0； 而两光电门的间距 d= =k ； 答案：2k，2kt0，k 。 10.(9 分)实验室有一破损的双量程电压表，两量程分别是 3V 和 15V，其内部除表头之外的 电路如图所示，因电压表的表头 G 已烧坏，无法知道其电学特性，但两个精密电阻 R1、R2 完 好，测得 R1=2.9kΩ，R2=12.0kΩ。 由此可知原表头 G 满偏电流 I= mA，内阻 r= Ω； 现有两个表头，外形都与原表头 G 相同，已知表头 G1 的满偏电流为 1mA，内阻为 50Ω；表 头 G2 的满偏电流 0.5mA，内阻为 200Ω，又有三个精密定值电阻 r1=100Ω，r2=150Ω， r3=200Ω。若保留 R1、R2 的情况下，用其中一个表头和一个精密电阻对电压表进行修复， 则需选用的表头为 ，精密电阻为 (用符号表示)。用选好的表头和 精密电阻，再加上原表的精密电阻 R1、R2，在右面的方框中画出修复后双量程电压表完整的 电路图。 若用修复后的电压表测量一电阻两端的电压，用 3V 的量程时，表头指示的示数为 0.4mA， 则加在该电阻两端的电压为 V。 解析：设原满偏电流为 I，内阻的 r，则量程为 3V 时：3=I(2900+r) 当量程为 15V 时：15=I(2900+12000+r) 可求得：I=1mA，r=100Ω 所选的表头与电阻联接后要与原表头的满偏电流，内部电阻相同，则由所给的器材选出的组 合为 G2，其并联电阻为 r3=200Ω，则其并联部分的内阻为 100Ω，满偏电流为 1mA，则可电 路图如下图。 改装后的 0.5mA 对应的为 3V，则 0.4mA 的对应电压为 2.4V。 答案：1；100；G2；r3；2.4V。 11.(12 分)如图所示，滑块 A、B 静止于光滑水平桌面上，B 的上表面水平且足够长，其左端 放置一滑块 C，B、C 间的动摩擦因数为 μ(数值较小)，A、B 由不可伸长的轻绳连接，绳子 处于松弛状。现在突然给 C 一个向右的速度 v0，让 C 在 B 上滑动，当 C 的速度为 v0 时，绳 子刚好伸直，接着绳子被瞬间拉断，绳子拉断时 B 的速度为 v0.已知 A、B、C 的质量分别 为 2m、3m、m。求：从 C 获得速度 v0 开始经过多长时间绳子刚好伸直；从 C 获得速度 v0 开始 到细绳被拉断的过程中整个系统损失的机械能。 解析：从 C 获得速度 v0 到绳子拉直的过程中，根据动量定理得： 解得：t= 设绳子刚拉直是 B 的速度为 vB，对 BC 系统，由动量守恒定律得： 解得： 绳子拉断的过程中，AB 组成的系统动量守恒，以向右为正，根据动量守恒定律得： 解得：vA= 整个过程中，根据能量守恒定律得： Q= = 答案：从 C 获得速度 v0 开始经过 时间绳子刚好伸直； 从 C 获得速度 v0 开始到细绳被拉断的过程中整个系统损失的机械能为 。 12.(20 分)如图所示，真空中区域 I 和区域Ⅱ内存在着与纸面垂直的方向相反的匀强磁场， 磁感应强度大小均为 B.在区域 II 的上边界线上的 N 点固定一负的点电荷，并采取措施使之 只对区域 II 以上空间产生影响。一带正电的粒子质量为 m，电荷量为 q，自区域 I 下边界线 上的 O 点以速度 v0 垂直于磁场边界及磁场方向射入磁场，经过一段时间粒子通过区域Ⅱ边 界上的 O'点，最终又从区域 I 下边界上的 P 点射出。图中 N、P 两点均未画出，但已知 N 点 在 O′点的右方，且 N 点与 O′点相距 L。区域 I 和Ⅱ的宽度为 d= ，两区域的长度足够 大。N 点的负电荷所带电荷量的绝对值为 Q= (其中 k 为静电力常量)。不计粒子的重力， 求： (1)粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径； 解析：由 得轨道半径为： 。 答案：粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径 。 (2)粒子在 O 与 O′之间运动轨迹的长度和位移的大小； 解析：由题意知：R=2d， 所以粒子在磁场中偏转角度： 运动轨迹的长度： 位移的大小：x=4Rsin15°=4Rsin(45°﹣30°)= 。 答案：粒子在 O 与 O′之间运动轨迹的长度为 ，位移的大小 。 (3)粒子从 O 点到 P 点所用的时间及 O、P 两点间的距离。 解析：由分析知：正电荷垂直于区域Ⅱ的上边界经过 O′点，即与负粒子产生的电场垂直， 正电荷受到的库仑力为 ，所以正电荷将绕 N 点做匀速圆周运动。 在磁场中运动周期： 在磁场中运动对应的总角度： 在磁场中运动的总时间： 在电场中运动周期： 在电场中运动时间： 正电荷从 O 点到 P 点的时间： 正电荷从 O 点到 O′点的过程中沿平行于边界线方向偏移的距离： 当 L≥x1 时(如图甲所示)，O、P 两点间的距离为： 当 L＜x1 时(如图乙所示)，O、P 两点的距离为： 答案：粒子从 O 点到 P 点所用的时间为 ，O、P 两点间的距离： ①当 L≥x1 时，O、P 两点间的距离为： ； ②当 L＜x1 时，O、P 两点的距离为： 。 (二)选考题【物理选修 3-3】 13.(5 分)下列说法正确的是( ) A.空气的绝对湿度大，相对湿度一定大 B.同一温度下，氮气分子的平均动能一定大于氧气分子的平均动能 C.荷叶上的小水滴呈球形，这是表面张力使液面收缩的结果 D.有一分子 a 从无穷远处靠近固定不动的分子 b，当 a、b 间分子力为零时，它们具有的分 子势能一定最小 E.一定质量的理想气体等温膨胀，一定吸收热量 解析：A、对于不同的温度，饱和蒸汽压不同，故绝对湿度大时相对湿度不一定大，故 A 错 误； B、温度是分子的平均动能的标志，同一温度下，氮气分子的平均动能一定等于氧气分子的 平均动能，故 B 错误； C、荷叶上的小水滴呈球形，这是表面张力使液面收缩的结果，故 C 正确； D、分子 a 从无穷远处靠近固定不动的分子 b，分子间距大于 r0 时分子力表现为引力，没有 达到平衡位置过程中，分子力做正功，则分子势能减小；子间距小于 r0 时，分子力表现为 斥力，距离再减小的过程中分子力做负功 分子势能增大。所以当 a、b 间分子力为零时，它 们具有的分子势能一定最小，故 D 正确； E、一定质量的理想气体等温膨胀，气体对外做功，而内能不变，根据热力学第一定律，气 体一定从外界吸热，故 E 正确。 答案：CDE 14.(10 分)如图所示，玻璃管粗细均匀，两封闭端装有理想气体，上端气柱长 30cm、下端气 柱长 27cm，中间水银柱长 10cm。在竖直管中间接一水平玻璃管，右端开口与大气相通，管 的直径与竖直部分相同，用光滑活塞封闭 5cm 长水银柱。现用外力缓慢推活塞恰好将水平管 中水银全部推入竖直管中，此时上端气柱较原来缩短 2cm，求外界大气压强为多少。 解析：上端封闭气体的压强：p1=p0﹣ph=p0﹣5cmHg， 下端封闭气体的压强：p2=p0+ph=p0+5cmHg， 气体发生等温变化，由玻意耳定律得： 上部分气体：p1L1S=p1′L1′S， 下部分气体：p2L2S=p2′L2′S， 其中：p2′=p1′+3h，L2′=L2﹣3， 解得：p0=75cmHg； 答案：外界大气压强为 75cmHG。