理综物理卷·2018届安徽省江南十校高三3月综合素质检测（2018-03）

理综物理卷·2018届安徽省江南十校高三3月综合素质检测（2018-03）

安徽省江南十校2018届高三3月综合素质检测 理综物理试题 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项正确，第19～21题有多个选项正确。全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分。‎ ‎14.我国正在自主研发新型聚变—裂变混合反应堆项目。如果此项目得以研究开发并付诸实现，有可能使核资源寿命延长数倍。关于聚变和裂变，下列看法正确的是 A.H+HHe+n是裂变反应 B.聚变和裂变反应中都存在质量亏损 C.裂变反应以释放核能为主，聚变反应以吸收核能为主 D.核越重，比结合能越大 ‎15.如图所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直。两个磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽。现有一个菱形导线框abcd，ac长为2a，从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向，在线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图像中正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎16.如图所示，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与光滑水平桌面相切，小滑块B静止在圆弧轨道的最低点。现将小滑块A 从圆弧轨道的最高点无初速度释放。已知圆弧轨道半径R=1.8m，小滑块的质量关系是mB=2mA，重力加速度g=10m/s2。则碰后小滑块B的速度大小不可能是 A.5m/s B.4m/s C.3m/s D.2m/s ‎17.“天琴计划”是中山大学发起的探测研究引力波的科研计划。据介绍，“天琴计划”实验本身将由三颗全同卫星(SC1，SC2，SC3)组成一个等边三角形阵列，卫星本身作高精度无拖曳控制以抑制太阳风、太阳光压等外部干扰，卫星之间以激光精确测量由引力波造成的距离变化。下图是天琴计划示意图。设同步卫星的运行轨道半径为R，三个全同卫星组成等边三角形的边长约为4.4R。对于这三颗地球卫星的认识，正确的是 A.全同卫星平面一定与地球赤道平面重合 B.全同卫星轨道半径大于月球轨道半径 C.全同卫星周期约4天 D.全同卫星周期约9天 ‎18.如图所示，水平地面上有一倾角为θ的三角形斜面体，其质量为M，上表面粗糙，下表面光滑。滑块质量m，放在斜面上能保持静止。现用从零开始缓慢增大、方向水平向右的外力F作用在斜面体上，直到滑块与斜面体发生相对运动为止。在该过程中滑块受到的各力的分析，正确的是 A.斜面对滑块的支持力一直不做功 B.滑块受到的摩擦力一直做负功 C.斜面对滑块的支持力始终等于mgcosθ D.当F大于(M+m)gtanθ之后，支持力大于 ‎ ‎19.图1所示是调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，总匝数为1000匝。AB间加上如图2所示的正弦交流电压，移动滑动触头P 的位置，就可以调节输出电压。在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q。已知开始时滑动触头位于变阻器的最下端，且BP间线圈匝数刚好是500匝，变阻器的最大阻值等于72欧姆。则下列判断中正确的是 A.开始时，安培表示数为A B.开始时，流过R的交流电频率25Hz C.保持P的位置不动，将Q向上移动时，R消耗的功率变大 D.保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向转动少许，R消耗的功率变大 ‎20.质量m=2kg的物体原来静止在粗糙水平地面上，现在第1,、3、5、奇数秒内给物体施加方向向北、大小为6N的水平推力，在第2、4、6、偶数秒内，给物体施加方向仍向北，但大小等于2N的水平推力。已知物体与地面间的动摩擦因数为0.1，取g=10m/s2，下列判断正确的有 A.物体在t=9s末的速度是10m/s B.物体在前9s内平均速度是5m/s C.推力在前9s内做功为150J D.推力在前9s内平均功率为30W ‎21.半径为R的光滑绝缘竖直圆形轨道的最低点，有一个电量为+q的介质小球，以初速度向右冲上轨道。下面四种情形中，A图圆心处放置正点电荷，B图加上竖直向下的匀强电场，场强，C图加上水平向右的匀强电场，场强，D图加上垂直纸面向外的匀强磁场。则小球一定能够在圆轨道内做完整的圆周运动是 第II卷 非选择题 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作答。第33题~第38题为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎【一】必考题(11题，共129分)‎ ‎22.(6分)某同学设计如图所示装置来探究动能定理。带有水平部分的斜槽固定在地面上(固定部分没有画出)，斜槽面倾角为θ，在E点与水平部分平滑连接。水平部分高度为H，末端F点在水平地面上的投影点记为O点。O点右侧铺一张白纸，上面铺上复写纸以记录落点位置。先让可视为质点的滑块从斜槽面上的某一点释放，恰好运动到F点，该释放点记为M点。在斜槽上作出N、P、Q点，且MN=NP=PQ。然后分别让滑块从N点、P点、Q点由静止释放落到水平地面白纸上的A1、A2、A3点。已知斜槽面各处粗糙程度相同。则 ‎(1)利用“倍增法”来探究动能定理的过程中，斜槽面的倾角θ，斜槽水平部分的高度H是否必须测量 (填“是”或“否”)？在实验误差允许的范围内，满足OA1：OA2：OA3= ，动能定理得到验证。 ‎ ‎(2)若斜槽的倾角θ，桌面高度H在实验前已被测定。有人想借助该装置测定斜槽面与滑块间的动摩擦因数μ，必须要测定的物理量 A.滑块质量 B.当地的重力加速度g C.释放点到M点的距离x1 D.滑块落地点到O点的距离x2‎ ‎23.(10分) 如右图所示，该电路在测量电源电动势和内阻的同时也能完成对未知电阻Rx的测量。实验室提供的器材如下：‎ A.待测电阻Rx (约10欧姆)‎ B.电源(四节干电池)‎ C.电阻箱(0~99.9欧姆) ‎ D.伏特表V1(量程6V，内阻约8千欧姆) ‎ E.伏特表V2(量程3V，内阻约4千欧姆)‎ ‎(1)闭合开关，调节电阻箱的阻值，让电压表V2接近满偏，并读出两个电压表的读数。逐渐增加电阻箱的阻值，并分别读出两只电压表读数。则随着电阻箱阻值的增加，电压表V1读数 ，电压表V2读数 。(填“增加”或“减小”)‎ ‎(2)如果纵坐标表示两个电压表读数之比，横坐标表示电阻箱的阻值R，实验结果的图像如图一。则待测电阻Rx = Ω。‎ ‎(3)如果纵坐标表示某电压表读数U，横坐标表示两个电压表读数之差与电阻箱阻值的比值，实验结果的图像如图二。其中能读出电源电动势和内电阻的是 (填“Ⅰ图线”或“Ⅱ图线”)。两图线交点的横坐标为 A，纵坐标为 V(结果均保留两位有效数字)。‎ ‎24.(12分)如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一带电的粒子(不计重力)从P点沿x轴正方向以初速度V0射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，最后从Q点射出。‎ ‎(1)求电场强度的大小和方向。‎ ‎(2)若仅撤去电场，带电粒子仍从P点以相同的初速度V0射入，恰从圆形区域的边界M点射出。已知OM与x轴正向的夹角为θ=60°，求粒子比荷。‎ ‎(3)若仅撤去磁场，带电粒子仍从P点沿x轴正向射入，要使粒子从圆形区域的边界N点(N点与M点关于x轴对称)射出，求粒子运动初速度的大小变为多大？‎ ‎ 25.(19分)如图所示，粗糙的水平地面上有一块长为3m的木板，小滑块放置于长木板上的某一位置。现将一个水平向右，且随时间均匀变化的力F=0.2t作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动。已知：滑块质量m与长木板质量M相等，且m=M=1kg，滑块与木板间动摩擦系数为μ1=0.1，木板与地面间动摩擦系数μ2=0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10m/s2).‎ ‎(1)经过多长时间，长木板开始运动。‎ ‎(2)经过多长时间，滑块与长木板恰要发生相对运动。此时滑块的速度为多大？‎ ‎(3)如果t = 0时锁定外力F = 6.75N，一段时间后撤去外力，发现小滑块恰好既不从左端滑出，也恰好不从右端滑出木板。求小滑块放置的初始位置与长木板左端的距离？‎ ‎【二】选考题：共45分。‎ 请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每按所做的第一题计分。‎ ‎33.[物理——选修3—3](15分)‎ ‎(1)(5分)对分子动理论的认识，下列说法正确的有 。(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，每选错一个扣3分，最低得分为0分)‎ A.布朗运动就是液体分子的无规则热运动 B.摩尔数相同且视为理想气体的氧气和氦气，如果升高相同的温度，内能增加量相同 C.当一个物体加速运动时，其内能不一定增加 D.随着高科技的发展，第二类永动机可能被发明，因为这不违背能的转化及守恒定律 E.当二个分子间的分子力减小时，分子势能可能减少也可能增加 ‎(2)(10分) 如图所示，玻璃管长为l0 = 1m，一端开口，另一端封闭。内有一段长度h=20cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体。当玻璃管开口向下竖直放置时，气柱长l1=72cm。这时气体温度为t=27℃。问：‎ ‎①先保持温度不变，将玻璃管缓慢转动到开口向上，这时气柱长为多少？‎ ‎②在玻璃管开口向上时对气体加热，温度升到多少摄氏度，玻璃管中水银恰好不溢出。‎ ‎③在②的基础上继续对气体加热，温度知识升到多少摄氏度，玻璃管中水银将会全部自动溢出。‎ ‎34.[物理—选修3—4](15分) ‎ ‎(1)(5分)如图所示，甲为一列简谐波在t=2.0s时刻波的图像，Q为x=4m的质点，乙为甲图中P质点的振动图像，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，每选错一个扣3分，最低得分为0分)‎ A.此波沿x轴负方向传播 B.t=2.0s时，Q点位移为cm C.s时，Q点到达正的最大位移处 D.s时，Q点回到平衡位置且向y轴负方向运动 E.质点P的振动方程为cm ‎(2)(10分)如图所示，扇形BAC为透明柱状介质的横截面，半径为R，圆心角A为30°。现有一细束单色光MN平行于AC由N点从AB面射入介质。已知光束MN到AC的距离，且此光束从AB面射入介质后恰好在BC面上的P点发生全反射。求该介质的折射率。‎ 参考答案 一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项正确，第19～21题有多个选项正确。全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分。‎ 题号 ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ ‎17‎ ‎18‎ ‎19‎ ‎20‎ ‎21‎ 答案 B C A C D CD AB AD ‎14.解析：H+HHe+n属于小质量的原子核聚变成中等质量的原子核，是聚变反应，A错。裂变反应、聚变反应都存在质量亏损，释放核能。所以B对，C错。中等质量的原子核的比结合能最大，所以D错。‎ ‎15.解析：根据楞次定律，刚进入磁场时感应电流沿逆时针方向，为正方向，而将出磁场时，感应电流同样也沿逆时针方向，为正方向，B错误；而在线框从第1个磁场进入第2个磁场的过程中，导线框中的磁通量变化得越来越快，感应电动势大小逐渐增大，刚要完全进入到磁场中时恰好达到正向最大，当线框运动2a时由楞次定律和法拉第电磁感应定律可知线框中电流为顺时针，且为运动a时电流的两倍。故选C。‎ ‎16.滑块A从圆弧最高点滑到最低点的过程中，根据机械能守恒定律，有得m/s当滑块A与B发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和无动能损失，得m/s；当滑块A与B发生完全非弹性碰撞则，得m/s。故选A ‎17.解析：全同卫星不是地球同步卫星，所以不一定与地球赤道平面重合，A错。三个全同卫星组成的等边三角形的半径约为4.4R，三角形中心是地球，所以由数学知识可以算出全同卫星到地球的半径约为2.5R。根据开普勒第三定律及同步卫星的周期，可以算出全同卫星的周期约4天，小于月球绕地运动的周期27天。故B错，D错，C正确。‎ ‎18.解析：支持力一直垂直斜面向上，与滑块的位移的夹角小于90°，支持力始终做正功，A错。当F等于(M+m)gtanθ时，滑块受到的静摩擦力等于零。当F大于(M+m)gtanθ之后，滑块受到的静摩擦力沿斜面向下，此后过程中静摩擦力一直做正功。B错。当F不等于零之后，整体有水平加速度，在垂直斜面向上的方向上有分加速度，支持力始终大于mgcosθ。C错。当F等于(M+m)gtanθ时，滑块恰好只受到重力、支持力而向右做匀加速直线运动，支持力的竖直分力等于mg。当F大于(M+m)gtanθ之后，滑块还受到沿着斜面向下的摩擦力，故支持力的竖直分力必须大于mg，所以支持力始终大于mg/cosθ。D正确。‎ ‎19.解析：开始时，原副线圈的匝数比为2:1，所以副线圈上的输出电压的有效值为18伏特，安培表读数为0.25A。A错。变压器不变频，所以周期为0.02秒，频率等于50Hz。B错。保持P的位置不动，副线圈上的输出电压不变。将Q向下移动时，R上的有效阻值减小，故消耗的功率变大。C正确。保持Q的位置不动，R上的有效阻值不变，将Q沿逆时针方向移动少许时，副线圈的匝数增大，输出电压增大，故R消耗的功率变大。D正确。‎ ‎20.解析：物体在奇数秒内做匀加速直线运动，加速度；在偶数秒内做匀速运动 ‎。给出物体运动的v-t图像，如图所示，可以求得：A、B答案正确，推力做功190J，平均功率21.1W。C和D错误。‎ ‎21.解析：A图电场力与D图洛伦兹力都不做功，根据机械能守恒，来到最高点时的速度的平方都为gR。在最高点A图电场力与D图洛伦兹力都向上，故圆形轨道必须对小球有压力。A、D正确。B图中，匀强电场力大小等于mg/2与重力可以合成等效重力，其大小等于3mg/2.显然，根据动能定理，来到最高点时速度的平方小于gR，而等效重力变大，故在最高点等效重力超过所需的向心力，故不能够做完整的圆周运动。所以B错误。C图中，要做完整的圆周运动，必须要过等效最高点，位置在最高点的左边。当小球从最低点来到最高点时，根据动能定理，求出最高点的速度的平方为gR，故来到等效最高点时候，速度减小，而等效重力增大，不能够做完整的圆周运动。C错误。‎ 二、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作答。第33题~第38题为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎22. (1) 否 (2) C、D ‎ ‎ 解析：(1)小球每次平抛运动的时间相等，初速度之比等于落地点到O点的水平距离之比。故不用测量斜槽水平部分的高度H。‎ 根据动能定理，三次释放的合力做功之比为1:2:3，因此平抛的初速度的平方之比为1:2:3。平抛运动的水平位移 ‎ ‎ (2)对全过程列动能定理：(mgsinθ-μmgcosθ)x1=mv2/2，且平抛中：v2=gx22/2H。等式两边可以消去m。‎ 故答案选C、D。‎ ‎23.(1)增加 减小 (2)9欧姆 (3)Ⅰ图线 0.40 A 3.6 V ‎ 解析：(1)根据串联电路的分压原理可知：电压表V1读数增加，电压表V2读数减小 ‎ (2)根据串联电路的分压原理可知：U2/Rx=U1/(Rx+R)，故U2/U1=(Rx+R)/Rx=1+R/Rx ‎ 所以：根据图像斜率的倒数可以求出：Rx=9欧姆 ‎ (3)Ⅰ图线反应的是电源的特性，电动势6伏特，内电阻6欧姆。Ⅱ 图线反应的是9欧姆定值电阻U-I关系。两图线交点反应的是电源与定值电阻直接串联时的情况。横坐标反应串联电路的电流及纵坐标反应串联电路。根据全电路欧姆定律及部分电路欧姆定律可以算出。‎ ‎24.解析：(1)由左手定则可知，粒子进入圆形区域时所受洛伦兹力的方向为竖直向上，根据物体的运动可知。电场力方向应竖直向下 (1分)‎ ‎ 且：qv0B=qE 得E=v0B (2分)‎ ‎(2) 若撤去电场。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动。由几何关系可知带电粒子在磁场中运动的轨道半径满足： (2分) ‎ ‎ 再由 可得 (2分)‎ ‎(3)仅有电场时，带电粒子做类平抛运动，由平抛运动的规律可知 (1分) (1分)‎ ‎ 再由几何关系可得：x=R+Rcos60° (1分) y=Rsin60° (1分) 求得 (1分)‎ ‎ 25.解析： (1) 设经过t1时间木板开始运动，此时F=μ2(m+M)g (1分)‎ ‎ 且F1=0.2t1， 联立可得：t1=20(s) (2分)‎ ‎ (2) 设经过t2时间，滑块与长木板发生相对运动时加速度为a 对滑块列：μ1mg=ma 得： a=μ1g=1(m/s2) (1分) ‎ 对木板列牛顿第二定律：F2-μ1mg-μ2(M+m)g=Ma 且：F2=0.2t1 联立可得：t2=30s (2分) ‎ ‎ 滑块到达电场区的速度为v1 ，对滑块和木板的整体，在运动过程中，列动量定理：‎ ‎(F1+F2)(t2-t1)/2-μ2(M+m)g(t2-t1)=(M+m)v1-0 解得：v1=5(m/s) (2分)‎ ‎ (3) 设小滑块放置的初始位置与长木板左端的距离为x，外力作用时间为t1，撤去外力前，木板与木板滑块各自匀加速运大小动，加速度大小为a1，滑块加速度大小仍为a。为根据牛顿第二定律列出：‎ ‎ F-μ2(M+m)g-μ1mg=Ma1 解得：a1=1.75m/s2(大于滑块加速度a=μ1g=1m/s2) (1分)‎ ‎ 撤去外力后，速度相等之前，木板匀减速，加速度大小为a2，滑块加速度大小仍为a，根据牛顿第二定律列出： μ2(M+m)g+μ1mg=Ma2 解得：a2=5m/s2 (1分) ‎ 速度相等之后，二者各自匀减速运动，木板加速度大小为a3，滑块加速度大小仍为a。‎ 根据牛顿第二定律列出：μ2(M+m)g-μ1mg=Ma3 解得：a3=3m/s2 (2分)‎ 设滑块与木板速度相等时的速度为v0，因小滑块既不从左端滑出，也恰好不从右端滑出木板。‎ 所以： (1分) 板长L=3m代入：v0=3m/s (1分)‎ ‎ 设滑块从启动到与木板速度相等经历的时间为t2，因为加速与减速的加速度大小相等，所以速度相等到滑块停止的时间也为t2，显然： ，得：s (1分)‎ ‎ 速度相等之前，研究木板，可知： 代入可得 s (2分)‎ ‎ 所以， 代入得：x=3m (2分)‎ ‎ 如图所示的v-t图像中，粗线表示滑块的v-t关系，细线表示木板的v-t关系 ‎33.【物理——选修3-3】(15分)‎ ‎(1) B、C、E ‎(2)解析：被封闭的气体原来体积为 ，压强为 (1分)‎ ‎ 开口向上时，压强为，设气柱长为 (1分)‎ ‎ 由玻意耳定律 求得cm (2分)‎ ‎ 加热过程为等压变化，当气柱长为cm时玻璃管中水银恰好不溢出。(1分)‎ ‎ 由盖-吕萨克定律 求得 (2分)‎ ‎ 继续加热，被封闭的气体的体积增加而压强减小，设剩余水银柱高为x时对应温度最高，这时体积为 ‎ ，压强为 ，设温度为 (1分)‎ ‎ 由气态方程 求得当x=12cm时，对应最高温度为T4=576.2K ‎34.【物理——选修3-4】（15分）‎ ‎(1) ADE ‎(2)解析：根据题意作出光路图如下图所示，‎ 可知AN=2R/3，AP=R，∠α=60°，在△ANP中，由正弦定理得，‎ ‎ ① (2分) ‎ ‎ ② (2分)‎ ‎ ③ (2分)‎ ‎ ④ (2分)‎ ‎ 联立①②③④式，得 (2分)‎