2017届高三一模物理试题 含答案

2017 年南开区高考模拟理科综合测试（一） 物理试卷 本试卷分为第 I 卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共 120 分。 注意事项；答卷前，考生务必用黑水笔将自己的姓名、准考证号、考试科目填涂在答题卡和答题题上 相应位置；答题时，务必将 I 卷答案用 2B 铅笔凃写在答题卡上，答在试卷上无效；将 II 卷答案用黑水笔填 写在答题卷上相应位置。考后请将答题卡和答题纸交回。 第 I 卷 一、单项选择题（每小题 6 分，共 30 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。 1. 有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是 A. 卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析提出原子核是可再分的 B. 核反应方程 中的 X 表示中子 C. 原子核的比结合能越大，原子核越稳定 D. 放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态和外部条件有关 2. 如图所示，两列简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于 x= -0. 2m 和 x=1. 2cm 处， 两列波的速度均为 v=0. 4m/s，两列波的振幅均为 2cm。如图所示为 t=0 时刻两列波的图像（传播方向如图 所示），此刻平衡位置处于和 x=0. 2m 和 x=0. 8m 的 P、Q 两质点刚开始振动。质点 M 的平衡位置处于 x= 0. 5m，处。下列说法正确的是 A. 在 t=0. 75s 时刻，质点 P、Q 都运动到 M 点 B. 质点 M 的起振方向沿 y 轴正方向 C. 在 t=2s 时刻，质点 M 的纵坐标为-2cm D. 在 0～2S 这段时间内质点 M 通过的路程为 20cm 3. 如图所示，横截面为直角三角形的斜劈 P，靠在粗糙的竖直墙面上，力 F 通过球心水平作用在光滑球 Q 上，系统处于静止状态。当力 F 增大时，系统仍保持静止，下列说法正确的是 234 234 90 91Th Pa X→ +A. 斜劈 P 所受合外力增大 B. 斜劈 P 对竖直墙壁的压力不变 C. 墙面对斜劈 P 的摩擦力可能增大 D. 球 Q 对地面的压力不变 4. 如图甲所示，在匀强磁场中有一个 n=10 匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴 O1O2 垂直于磁场方向， 线圈电阻为 5 。从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象如图乙所示。则 A. 线圈从图示位置转过 90°时穿过线圈的磁通量变化最快 B. 在 t=0. 2s 时，线圈中的磁应电动势为零，且电流改变一次方向 C. 所产生的交变电流感应电动势的瞬时表达式为 V D. 线圈转动过程中消耗的电功率为 W 5. 如图所示是“嫦娥三号”着陆器携“玉兔号”奔月过程中某阶段的运动示意图，关闭动力的“嫦娥三号” 着陆器在月球引力作用下向月球靠近，并将沿椭圆轨道在 P 处轨进入圆轨道。已知着陆器绕月做圆周运动 的轨道半径为 r，周期为 T，引力常量为 G，下列说法中正确的是 A. “嫦娥三号”经椭圆轨道到 P 处时的线速度大于经圆形轨道到 P 处时的线速度 B. “嫦娥三号”经椭圆轨道到 P 处时的加速度和经圆形轨道到 P 处时的加速度不等 C. “嫦娥三号”携“玉兔号”绕月球做圆周运动的过程中，“玉兔号”所受重力为零 D. 图中“嫦娥三号”着陆器在 P 处由椭圆轨道进入圆轨道前后机械能守恒 二、不定项选择题：（每小题 6 分，共 18 分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选 对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，选错或不答的得 0 分。） 6. 如图所示，真空中有一正方形 ABCD，M、N 分别是 AB 和 CD 的中点，现在 A、B 两点分别固定电荷量 Ω 10 sin(5 )e tπ π= 210π为+Q、-Q 的等量异种点电荷，下列说法中正确的是 A. 将试探电荷-q 从 C 点移到 D 点，电场力做正功，试探电荷-q 的电势能减少 B. 将试探电荷+q 从 M 点移到 N 点，电场力不做功，试探电荷+q 的电势能不变 C. N 点的电场强度方向平行于 AB 且跟 MN 垂直 D. C、D 两点的电场强度相同 7. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其 v—t 图象如图所示。已知两车在 t=3s 时并排行驶，则 A. 在 t=1s 时，甲车在乙车后 B. 在 t=0 时，甲车在乙车前 7. 5m C. 两车另一次并排行驶的时刻是 t=2s D. 甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为 40m 8. 如图所示，“旋转秋千”装置中的两个座椅 A、B 质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上的不 同位置。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是 A. 悬挂 A、B 的缆绳与竖直方向的夹角不等 B. A 的线速度比 B 的小 C. A 的向心加速度比 B 的大D. 悬挂 A 的缆绳所受的拉力比悬挂 B 的小 第 II 卷 9. （18 分）（1）在测量单色光的波长实验中，已知双缝到光屏之间的距离 L=600mm，双缝之间的距离 d= 0. 60mm，单缝到双缝之间的距离 s=100mm，照射得到的 8 条亮条纹中心之间的距离为 5. 18mm，则相邻条 纹间距△x=___________mm；入射光的波长λ=___________m。 （2）在用传感器“探究小车加速度与力、质量的关系”实验中， ①甲、乙两组分别用如图甲、乙所示的实验装置做实验，钩码通过细线跨过滑轮拉相同质量的小车，位移 传感器（B）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（A）固定在轨道一端。甲组实验中把钩码的重力作 为拉力 F，乙组直接用力传感器测得拉力 F。改变拉力重复实验多次，记录多组数据，并画出 a-F 图象，如 图丙所示。 甲组实验把钩码的重力作为拉力 F 的条作是_________________________________。图丙中符合甲组同学做 出的实验图象是___________，符合乙组同学做出的实验图象是___________。 ②在研究“加速度与质量的关系”时，某同学用图乙实验装置做了实验，并作出如图丁的图象，横坐标 m 为小车上配重片的质量。若力传感器测出小车受到的拉力为 F，已知小车的质量为 M，则图中直线的斜率 为___________，纵轴上的截距为___________。 （3）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测电阻丝阻值约为 6 。 ①用螺旋测微器测量电阻丝的直径 d。其中一次测量结果如图所示，图中读数为 d=___________mm。 Ω②为了测量电阻丝的电阻 R，除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择： 电压表 V1，量程 3V，内阻约 3k 电压表 V2，量程 15V，内阻约 10 电流表 A1，量程 0. 6A，内阻约 0. 2 电流表 A2，量程 100 A，内阻约 2000 滑动变阻器 R1，0～1750 ，额定电源 0. 3A 滑动变阻器 R2，0～50 ，额定电流 1A 电源 E1，（电动势为 1. 5V，内阻约为 0. 5 ） 电源 E2，（电动势为 3V，内阻约为 1. 2 ） 为了调节方便，测量准确，请选用适当的实验器材，在方框图中画出测量电阻丝电阻应采用的电路图，并 在图中标明所选器材的符号。 ③已用刻度尺测量出接入电路中的金属导线的有效长度为 L，请用测量值表示计算材料电阻率的公式 _____________________（注明测量值所用符号）。 10. （16 分）如图所示，光滑冰面上固定一表面粗糙的斜面体，斜面与水平方向的夹角θ=37°，斜面体右 侧—蹲在滑板上的男孩推着一冰块向斜面体以 的速度滑来，某时刻男孩将冰块以相对于冰面 5m/s 的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体（斜面体足够高）。已知男孩与滑板的总质量 kg，冰块的质量 kg，男孩与滑板始终无相对运动，冰块与斜面体的动摩擦因数 ， （sin37°=0. 6，cos37°=0. 8，g=10m/s2）。求： Ω Ω Ω µ Ω Ω Ω Ω Ω ρ = 0 1 /v m s= 1 40m = 2 20m = 0.25µ =（1）男孩将冰块推出后获得的速度大小和方向； （2）通过计算判断，冰块与男孩是否还会相撞。 11. （10 分）如图甲所示，一光滑的平行金属导轨 ABCD 竖直放置，AB、CD 相距 L，在 A、C 之间放一 个阻值为 R 的电阻；在两导轨间的 abcd 矩形区域内有垂直导轨平面向里、高度为 5h 的有界匀强磁场，磁 感应强度为 B。一质量为 m、电阻为 r、长度也为 L 的导体棒放磁场下边界 ab 上（与 ab 边重合）。先用一 个竖直向上的力 F 拉导体棒，使它由静止开始向上运动，导体棒刚要离开磁场时恰好做匀速直线运动，导 体棒与导轨始终垂直且保持良好接触，导轨电阻不计。F 随导体棒与初始位置的距离 x 变化的情况如图乙所 示。求： （1）导体棒离开磁场时的速度大小 v 和导体棒两端电压 U； （2）导体棒经过磁场的过程中，通过电阻 R 的电荷量； （3）导体棒经过磁场的过程中，电阻 R 上产生焦耳热 QR。 12. （20 分）在水平地面上方足够大的真空室内存在着匀强电场和匀强磁场共存的区域，且电场与磁场的 方向始终平行，在距离水平地面的某一高度处，有一带电量为 q、质量为 m 的带负电质点，以垂直于电场 方向的水平初速度 v0 进入该真空室内，取重力加速度为 g，求： （1）若要使带电质点进入真空室后做半径为 R 的匀速圆周运动，求此时的电场强度 E1 和磁感应强度 B1 的 大小及所有可能的方向； （2）为保证带电质点进入真空室内做匀速直线运动，调整磁场和电场的大小和方向，仍保证电场与磁场的 方向平行，当磁感应强度的大小变为 B2 时，求此时电强强度 E2 的大小和方向应满足的条件； （3）若带电质点在满足第（2）问条件下运动到空中某一位置 M 点时立即撤去磁场，此后运动到空中另一 位置 N 点时的速度大小为 v，求 M、N 两点间的竖直高度 H 及经过 N 点时重力做功的功率。 2017 年南开区高考模拟理科综合测试（一） 物理答案1 2 3 4 5 6 7 8 C D C D A ABC BD ABD 9.（1）0.74，7.4×10-7（各 2 分） （2）①钩码的总质量应远小于小车的总质量，②，①。（各 1 分） ② ， 。（各 1 分） （3）0.856（±0.002）（1 分） ②电路如图，（共 7 分，其中所选器材为 V1，A1，R2，E2 各 1 分，电路图 3 分，其中滑动变阻器限流 1 分， 伏安法 1 分，安培表外接 1 分） ③ （1 分） 10.（16 分） 解：（1）设向左为速度正方向。小孩推出冰块后的速度为 v1，冰块获得的速度 v2=5m/s， 由动量守恒定律有(m1+m2)v0=m1v1+m2v2 （3 分） 得 v1=-1m/s 即 v1 方向向右 （2+2 分） （2）设冰块沿斜面体上滑到最高点时的位移为 x，由动能定理有 （3 分） 设冰块沿斜面体下滑回到冰面时的速度为 v3，由动能定理有 （3 分） 得 （2 分） 因为 v3>v1 所以冰块会追上男孩，与男孩还会相撞。 （1 分） （18 分） （1）导体棒离开磁场时的感应电动势 E1=BLv （1 分） 形成的感应电流 （1 分） 导体棒受到向下的安培力 F 安=BI1L （1 分） 1 F M F 2 4 Ud Il π 2 2 2 2 2 1sin cos 0 2m gx m gx m vθ µ θ− − = − 2 2 2 2 3 1sin cos 2m gx m gx m vθ µ θ− = 3 5 2 /2v m s= 1 1 EI R r = +由平衡条件得：F=F 安+mg，由图乙知：F=3mg （1+1 分） 联立解得： （1 分） 离开磁场时，由 F=BI1L+mg 得： （1 分） 或 代入 v 得 导体棒两端电压为： （1+1 分） （2）导体棒经过磁场的过程中，感应电动势的平均值 （2 分） 感应电流的平均值 （1 分）. 通过电阻 R 的电荷量 q=I2△t （1 分） 得 （1 分） （3）导体棒经过磁场的过程中，设回路产生的总焦耳热为 Q 根据功能关系可得： （1 分） 而拉力做功为： （1 分） 电阻 R 产生焦耳热为： （1 分） 则 （1 分） 12.（20 分） 解：（1）由于带电质点在重力场、匀强电场 E1 和匀强磁场 B1 共存的区域做匀速圆周运动， 所以受到的电场力必定与重力平衡，即：qE1=mg （2 分） 解得 ，由质点带负电可知 E1 方向竖直向下 （1+1 分） 根据牛顿第二定律和向心力公式： （2 分） 解得： （1 分） 磁感应强度 B1 可能为竖直向上或竖直向下 （1 分） （2）磁场 B2 和电场 E2 及方向相同时，如图甲所示；磁场 B 和电场 E 方向相反时，如图乙所示。 由于带电质点做匀速直线运动，由平衡条件和几何关系可知： ( ) 2 2 2mg R rv B L += 1 2mgI BL = 1 BLvI R r = + 1 2mgI BL = 1 2mgRU I R BL = = 1 2 5BLIB SE t t t φ∆ ∆= = =∆ ∆ ∆ 2 2 EI R r = + 5BLhq R r R r φ∆= =+ + 215 2FQ W mgh mv= − − 2 3 4 14FW mgh mg h mgh= + = R RQ QR r = + ( ) ( ) 24 4 3 2 4 4 9 2 R mghRB L m g R R rQ B L R r − += + 1= mgE q 2 0 0 1 vqv B m R = 0 1 mvB qR =（2 分） 解得： （1 分） 图中的 角由 （1 分） 得： （1 分） 即 电 场 E2 的 方 向 为 与 竖 直 方 向 夹 角 ， 且 斜 向 下 的 一 切 方 向 ， 或 ： ，且斜向下方的一切方向。（1 分） （3）当撤去磁场后，带电质点只受电场力和重力作用，这两个力的合力大小为 qv0B2，方向既垂直初速度 v0 的方向也垂直电场 E2 的方向。设空中 M、N 两点间的竖直高度为 H，因为带电质点始终在垂直电场力的平 面内运动，故电场力在这个过程中不做功。 则由机械能守恒定律得： （2 分） 解得： （1 分） 因带电质点做类平抛运动，由速度的分解可求得带电质点到达 N 点时沿合力方向的分速度大小为： （1 分） 又因电场力在这个过程中不做功，只有重力做功，带电质点到达 N 点时，重力做功的功率等于合外力在此 时的瞬时功率， 解得： （1+1 分） ( ) ( ) ( )2 2 2 0 2 2qv B qE mg+ = 2 2 2 2 2 2 0 2 1E m g q v Bq = − θ 0 2sin qv B mg θ = 0 2arcsin qv B mg θ = 0 2arcsin qv B mg θ = 0 2 0 2 2 2 2 2 2 2 0 2 arctan arctanqv B qv B qE m g q v B θ = = − 2 2 0 1 1 2 2mv mgH mv= + 2 2 0 2 v vH g −= 2 2 0Nv v v= − 2 2 0 2 0 2 0N NP qv B v qv B v v= = −