河北省衡水中学2017届高三下学期第三次摸底考试理综物理试题

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 河北衡水中学2016～2017学年度高三下学期理综第三次摸底考试二、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14～18题只有一项符合题目要求，第19～21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，有选错或不答的得0分。1. 一个氡核 衰变成钋核 ，其核反应方程为,氡核的半衰期为3.8天。下列说法正确的是A. 方程式中的X是氚核B. 该核反应前后的质量数和质量都守恒C. 钋核 的比结合能大于氡核 的比结合能D. 十个氡核 经过3.8天一定还剩五个氡核【答案】C2. 如图所示，两个固定的等量异种电荷相距为4L，其连线中点为O，以O为圆心、L为半径的圆与两点电荷间的连线及连线的中垂线分别交于a、b和c、d。则A. a、b两点的电场强度大小相等，方向相反B. c、d两点的电场强度大小相等，方向相同C. 将一带正电的试探电荷从a点沿直线移到b点，其电势能先减小后增大D. 将一带正电的试探电荷从c点沿直线移到d点，其电势能先增大后减小【答案】B【解析】根据两等量异种点电荷电场特点，a、b两点的电场强度大小相同，方向相同，故A错误，B正确；将一带正电的试探电荷从a点沿直线移到b点，电场力一直做正功，故其电势能一直减小，选项C错误；cd连线上电势均为零，故 将一带正电的试探电荷从c点沿直线移到d点，其电势能不变，选项D错误；故选B.点睛：本题关键是要明确两个等量异种电荷连线以及中垂线上的场强分布情况和电势分布情况，关键在于掌握电场线的物理意义：电场线的疏密表示电场强度的大小，电场线的方向表示电势的高低，作出电场线，就能判断电势的高低.3. 如图所示，a、b两小球通过轻质细绳连接跨在定滑轮上。开始时，a球放在水平地面上，连接b球的细线伸直并水平。现由静止释放b球，当连接b球的细线摆到竖直位置时，a球对地面的压力恰好为0。则a、b两球的质量之比为（    ） A. 3:1    B. 2:1    C. 3：2    D. 1:1【答案】A【解析】连接b球的细线摆到竖直位置时，由机械能守恒定律： ，对小球b： ；对球a：T=mAg；联立解得： ，故选A.4. L形的光滑金属轨道AOC，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是如图所示地放在导轨上的一根金属直杆，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上。空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是A. 感应电流的方向始终是由P→Q，PQ所受安培力的方向垂直杆向左B. 感应电流的方向先是由P→Q，后是由Q→P，PQ所受安培力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右C. 感应电流的方向始终是由Q→P，PQ所受安培力的方向垂直杆向右D. 感应电流的方向先是由Q→P，后是由P→Q，PQ所受安培力的方向先垂直于杆向右，后垂直于杆向左【答案】B【解析】在PQ杆滑动的过程中，△POQ的面积先增大，后减小，穿过△POQ磁通量先增大，后减小，根据楞次定律可知：感应电流的方向先是由P→Q，后是由Q→P；由左手定则判断得到：PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右．故B正确，ACD错误．故选B.点睛：本题是楞次定律和左手定则的应用，应用楞次定律的关键明确磁通量的变化情况，本题要注意明确由于PQ滑动过程中三角形的面积先增大后减小，当夹角为45°时面积达最大值．5. 一质点在0～10 s内，其v-t图象的图线恰好是与两坐标轴相切的圆弧，则（    ） A. 0时刻，质点的加速度等于0B. 10 s内质点的位移约为21.5 mC. 质点的加速度大小等于1m/s2时的速度等于4.5 m/sD. 质点的加速度随时间均匀减小【答案】B【解析】0时刻，切线的斜率最大，故质点的加速度不等于0，选项A错误；图像与坐标轴围成的面积等于位移，则 10 s内质点的位移约为，选项B正确；质点的加速度大小等于1m／s2时，此时圆弧的切线的斜率等于1,切点在圆弧的中点，由几何知识可知，选项C错误；圆弧切线的斜率等于加速度，由几何知识可知， 质点的加速度随时间不是均匀减小，开始减小的快，以后逐渐变慢，选项D错误；故选B.6. 2017年2月24日，美国宇航局宣布，在距离地球39光年外的水瓶座，发现了围绕恒星“Trappist - 1“运行的7个类地行星，其中排列第5的行星“f”（可视为均力球体，且不考虑其白转运动）被认为最适宜人类居住。假设该行星绕恒星做匀速圆周运动，他到恒星巾心的距离为r，该行星的质量为m，半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是A. 该行星的公转周期为B. 该行星表面的重力加速度为C. 该行星的第一宇宙速度为D. 该行星绕恒星做匀速圆周运动的线速度大小为 【答案】BC点睛：此题关键是搞清楚在所说的问题中哪个是中心天体，哪个是卫星；结合万有引力定律即可进行相关的计算.7. 如图甲所示，理想变压器原线圈电路中接有理想电压表和理想电流表，副线圈电路中接有理想二极管和两电阻值均为6 Ω的灯泡。当原线圈中输入的交变电压如图乙所示时，电流表的示数为1A。则(   ) A. 电压表的示数为70.7 V    B. 变压器原、副线圈的匝数比为5:2C. 灯泡a消耗的电功率为50/3W    D. 灯泡b 消耗的电功率为25/3W【答案】BD【解析】原线圈接交流电的有效值为： ，故电压表读数为50V，选项A错误；设次级电压有效值为U2，则在一个周期内：，解得U2=20V，可得变压器原、副线圈的匝数比为,选项B正确；灯泡b消耗的电功率为，选项D正确；灯泡a消耗的电功率为，选项C错误；8. 如图所示，固定于竖直面内的粗糙斜杆长为1m，杆与水平方向的夹角为30°，质量为1 kg的小球套在杆上，小球与杆间的动摩擦因数为，小球在恒定拉力F作用下，沿杆由底端匀速运动到顶端。已知拉力F的方向与杆在同一竖直平面内，且与水平方向的夹角大于30°，重力加速度g=10 m／s2。则A. 拉力F与杆之间的夹角为30。时，F的值最小B. 拉力F的最小值为5NC. 拉力F的大小可能为15 ND. 拉力F做功的最小值为5J【答案】ABCD【解析】小球匀速运动，根据平衡条件，在沿杆方向上有： Fcosα=mgsin30°+μ（mgcos30°-Fsinα）
整理得：Fcosα+μFsinα=10，即 由数学知识知当cosα+μsinα最大值为 ；此时arctan=60°  则α=90°-60°=30°； ，选项AB正确；当F=15N时，设力F与杆之间的夹角为θ，小球匀速运动，根据平衡条件，在沿杆方向上有：Fcosθ=mgsin30°+μ（mgcos30°﹣Fsinθ）整理得：Fcosθ+μFsinθ=mg代入数据得：cosθ=0.092可知F=15N是可能的。故C正确；当拉力F做功的最小时，摩擦力为零，即mgcos30°-Fsinα=0，Fcosα=mgsin30°，解得F=mg，α=600；拉力的最小功为：W=Flsin300=5J，选项D正确；故选ABCD.三、非选择题： （一）必考题9. 林玲同学利用图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。(1)下列做法正确的是_______。（填字母代号）  A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行  B．在调节木板的倾斜度来平衡木块所受的摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上  C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源  D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度(2)林玲、洪红两同学在同一实验室，各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到如图乙中I、Ⅱ两条直线。设两同学用的木块质量分别为mI、mⅡ，用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μI、μⅡ，则由图可知，m I ________mⅡ，μI ________μⅡ。  （填“大于”“小于”或“等于”）【答案】    (1). AD    (2). 小于    (3). 大于【解析】（1）调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故A正确；在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上，故B错误；  实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块，故C错误； 根据平衡条件可知，与质量大小无关，当通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，故D正确；选择AD；
（2）当没有平衡摩擦力时有：T-f=ma，故，即图线斜率为，纵轴截距的大小为μg．观察图线可知m1小于m2，μⅠ大于μⅡ；
点睛：本题主要考察“验证牛顿第二定律”的实验，要明确实验原理，特别是要明确系统误差的来源，知道减小系统误差的方法．10. 在电子线路制作中常用到覆铜板，覆铜板是将补强材料（加入橡胶中可以显著提高其力学性能的材料）浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板，它是做印制电路板的基本材料，常叫基材。小明同学是电子制作爱好者，他想应用所学的物理知识来测量覆铜板的导电铜膜厚度。于是他从资料上查得导电铜膜的电阻率ρ=1. 75×l0-8Ω·m，并利用下列器材完成了这个实验：A．电源E(电动势为6V，内阻不计)；B．取待测长方形覆铜板一块，将两个粗铜条A、B平行压置在覆铜板的两端，与覆铜板接触良好，用作电极，如此就制成了待测电阻R（阻值约为2 Ω）；C．滑动变阻器（总阻值约为10 Ω）；D．定值电阻R2（电阻值R2 =6 Ω）；E．毫米刻度尺和游标卡尺；F．电压表（量程为0～6 V，内阻很大）；G．电流表（量程为0～0.6 A，内阻约为5 Ω）；H．开关K，导线若干。(1)请在图甲的实物图中完成实物连线，要求实验测量精度高__________。(2)小明在接通电路之前，先用游标卡尺测得覆铜板宽度d如图乙所示，则游标卡尺的读数为__ mm。(3)小明用毫米刻度尺测两电极A、B间的距离L=1. 001 m。(4)图丙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，请完成作图_____，若所得图线的斜率用k表示，则导电铜膜的电阻R=   ______（用k及题中所给字母表示），根据实验数据及I-U图线求出导电铜膜的电阻R= _____ Ω（计算结果保留两位有效数字）。(5)计算导电膜厚度h的值为____ mm(计算结果保留两位有效数字)。【答案】    (1).     (2).     (3).     (4).     (5).     (6). （在范围内均正确）【解析】（1）电压表内阻很大，则电流表外接；定值电阻与待测电阻串联；滑动变阻器用分压电路，则实物图如图甲所示：  （2）游标卡尺的读数为：0.8cm+0.02mm×1=8.02mm；（4）做出U-I图像如图：因： ，则；由图线可知： 解得：Rx=2.3Ω；（5）根据 ，解得： 11. 如图所示，在y轴的右方有一磁感应强度大小为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场，在x轴的下方有一方向平行x轴向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速，并从y轴的A点垂直y轴进入第一象限，而后从x轴上的P处以与x轴正方向夹角为60°的方向进入第四象限，最后到达y轴上的Q点（图中未画出）。已知电场的电场强度大小，不考虑粒子受到的重力。求：(1)A点的坐标。(2)粒子到达Q点时的速度大小。【答案】（1） （2） 【解析】（1）粒子在加速电场中做加速运动，有： 粒子在第一象限的磁场中做匀速圆周运动，有： 由几何关系可知，A点的纵坐标： 解得： 即A点的坐标为：（0， ）（2）粒子从P点到Q只有电场力做功，由动能定理： 式中：，由几何关系可知： 解得：12. 如图甲所示，长木板A静止在水平地面上，其右端叠放着物块B，左端恰好在O点，水平面以O点为界，左侧光滑、右侧粗糙。物块C(可以看作质点)和D间夹着一根被压缩的弹簧，并用细线锁住，两者以共同速度v0=8 m/s向右运动，某时刻细线突然断开，C和弹簧分离后，撤去D，C与A碰撞并与A粘连（碰撞时间极短），此后，AC及B的速度一时间图象如图乙所示。已知A、B、C、D的质量均为m=l kg，木板A的长度l= 5m，A、C与粗糙面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10 m／s2。求：  (1)长木板A与桌面间的动摩擦因数及B与A间的动摩擦因数。  (2)烧断细线之前弹簧的弹性势能。  (3)最终物块B离长木板A左端的距离。【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）设A与地面间的动摩擦因数为μ，B与A上表面的动摩擦因数为μ/，由图乙可知：0-1s，AC整体做匀减速运动的加速度aA1=3.5m/s2，B做匀加速运动的加速度aB1=1m/s2，对AC整体： 对B有：解得：μ/=0.1；μ=0.2（2）C与A碰撞过程中动量守恒：mvC=2mvA，其中vA=4.5m/s  解得vC=9m/s弹簧弹开过程中，CD系统动量守恒，由动量守恒定律： 解得：vD=7m/s弹簧弹开过程中，CD及弹簧组成的系统的机械能守恒，则有： 解得：EP=1J
（3）由图乙可知：0-1s内B相对A向左运动的位移： AB速度相等后，B的加速度： AC整体的加速度： 因 ，所以AC整体先停止运动，AC整体的运动时间为： ，在0.4s内B相对A向右运动的位移： A停止时B的速度： 然后B在A上面做匀减速运动直到停止，B的加速度B相对A向右运动的位移： 所以最终B离长木板A左端的距离 （二）选考题：  13. 关于热现象，下列说法中正确的是       。A. 高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故B. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大C. 布朗运动是由悬浮在液体巾的小颗粒之间的相互碰撞引起的D. 水的饱和汽压与水面的大气压强无关，只与水的温度有关E. 非晶体和多晶体都是各向同性的【答案】BDE【解析】高原地区水的沸点较低，这是高原地区气压较低的缘故，选项A错误； 当分子间作用力表现为斥力时，分子距离减小时，分子力做负功，则分子势能随分子间距离的减小而增大，选项B正确； 布朗运动是由悬浮在液体中的小颗粒受到液体分子的碰撞引起的，选项C错误；水的饱和汽压与水面的大气压强无关，只与水的温度有关，选项D正确； 非晶体和多晶体都是各向同性的，选项E正确；故选BDE.14. 如图所示，用销钉固定的绝热轻质活塞把绝热汽缸分隔成A、B两部分，两部分装有质量相同的同种理想气体，温度均为27℃，A部分气体的体积为1m3，压强为1×105 Pa，B部分气体的体积为2m3。  ①求B部分气体的压强。  ②若拔出销钉，平衡时A部分气体的温度为7℃，求B部分气体的压强。【答案】① ②【解析】①由于两部分气体是同种气体，且质量相等，则： 解得： ②拔去销钉后，A部分气体对B部分气体做功，A部分气体温度降低20℃,则B部分气体温度上升20℃，且两部分气体压强相等，对AB两部分气体，根据盖吕萨克定律： 其中 解得：对B部分气体，由理想气体状态方程： 解得：  15. 简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距为16 m的两个质点，波先传到P点， 从波传到Q点开始计时，P、Q两质点的振动图象如图所示。下列说法正确的是    。A. 质点P开始振动的方向沿y轴正方向B. 该波从P传到Q的时间可能为10 sC. 该波的波长可能为16 mD. 该波的传播速度可能为1 m/sE. 在一个周期内，P、Q两点振动方向相同的时间为1s【答案】ABD【解析】根据振动图象的斜率表示速度，可知质点Q的起振方向，即t=0时刻的速度方向沿y轴正方向，则质点P开始振动的方向沿y轴正方向．故A正确．由题可知，简谐横波的传播方向从P到Q，由图可知，周期为 T=6s，质点    Q的振动图象向左4s、后与P点的振动重合，意味着Q点比P点振动滞后了4s，即P传到Q的时间△t可能为4s，同时由周期性可知，从P传到Q的时间△t=（4+nT）s=（4+6n），n=0、1、2、3…，即△t=4s，10s，16s…，选项B正确．波的传播速度，当n=2时，v=1m/s．选项D正确；由λ=vT可知，波长为  ，n是整数，λ不可能是16m，故C错误．由振动图像可知，在一个周期内，P、Q两点振动方向相同的时间为2s，选项E错误；故选ABD.点睛：本题中机械波的多解问题，是高考中的热门考点，也是学生学习机械波时的难点所在．其主要表现在无法正确判断多解问题的原因，从而造成错解，多解为题主要分为以下几种情况：1、传播方向导致的多解问题．2、波长大小导致的多解问题．3、波形周期导致的多解问题．4、质点振动方向导致的多解问题．5、传播时间导致的多解问题．6、质点振动图象导致的多解问题.16. 可见光通信是利用LED灯的光线实现上网的新型高速数据传输技术。如图所示，LED闪光灯的圆柱形封装玻璃体横截面的直径AB=d，玻璃体的长度AC= l0d，LED灯（可视为点光源）固定在玻璃体内底面的圆心O处，玻璃体对LED灯发出的光的折射率n=2，LED灯能向各个方向均匀发光，且发光功率为P。真空中光速为c。求：①能从AB面射出的光在玻璃体中传播的最短时间。②能从AB面射出的光的功率。【答案】① ② 【解析】①根据可得： 光从O点沿直线射到AB面上的圆心O/用时最短 ②设光线射到侧面D处时恰好发生全反射，则在D处的入射角α满足： 解得α=300由几何关系可知： 由对称知识可知LED发出的光有三分之一可以从AB面射出，所以从AB面射出的光的功率为P/3.