理综物理卷·2017届北京市西城区高三4月统一测试（一模）（2017-04）

理综物理卷·2017届北京市西城区高三4月统一测试（一模）（2017-04）

西 城 区 高 三 统 一 测 试 ‎ 物 理 2017.4‎ ‎13．下列说法正确的是 A．液体分子的无规则运动称为布朗运动 ‎ B．两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都减小 C．热力学温度T与摄氏温度t的关系是T = t + 273.15K ‎ D．物体对外做功，其内能一定减小 ‎14．下列核反应方程中，属于核聚变的是 A． B．‎ C． D．‎ ‎-5 ‎ ‎6 ‎ x/m ‎ y/cm ‎ ‎2 ‎ ‎4 ‎ ‎10 ‎ v ‎0‎ ‎5 ‎ ‎8 ‎ ‎15．一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为2.0m/s。某时刻的波形如图所示，下列说法正确的是 ‎ A．这列波的周期为2.0s ‎ B．这列波的振幅为10cm ‎ C．此时x = 4m处的质点加速度最大 ‎ D．此时x = 6m处的质点沿y轴正方向运动 ‎16．2016年9月15日，天宫二号空间实验室发射成功。之后，北京航天飞行控制中心成功进行了两次轨道控制，将天宫二号调整至距地球表面393km的圆形轨道，其周期约为1.5h。关于天宫二号在此轨道上运行的情况，下列说法正确的是 A．其线速度大于地球第一宇宙速度 B．其角速度小于地球自转角速度 C．其高度小于地球同步卫星的高度 D．其向心加速度大于地球表面的重力加速度 ‎17．在粒子物理学的研究中，经常应用“气泡室”装置。粒子通过 ‎ 气泡室中的液体时能量降低，在它的周围有气泡形成，显示出 它的径迹。如图所示为带电粒子在气泡室运动径迹的照片，气 泡室处于垂直纸面向里的匀强磁场中。下列有关甲、乙两粒子 的判断正确的是 A．甲粒子带正电 B．乙粒子带负电 ‎ C．甲粒子从b向a运动 D．乙粒子从c向d运动 v h ‎18．冲击摆是用来测量子弹速度的一种简单装置。如图所示，将一个质量很大的砂箱用轻绳悬挂起来，一颗子弹水平射入砂箱，砂箱发生摆动。若子弹射击砂箱时的速度为v ‎，测得冲击摆的最大摆角为q，砂箱上升的最大高度为h，则当子弹射击砂箱时的速度变为2v时，下列说法正确的是 θθ A．冲击摆的最大摆角将变为2q ‎ B．冲击摆的最大摆角的正切值将变为2tanq ‎ h ‎ C．砂箱上升的最大高度将变为2h D．砂箱上升的最大高度将变为4h ‎19．在探究变压器的两个线圈的电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图所示。线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b接小灯泡。他所用的线圈电阻忽略不计。当闭合学生电源的开关时，他发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）。如果仅从解决电源过载问题的角度考虑，下列采取的措施中，最可能有效的是 a ‎ b ‎ A．增大电源电压 ‎ B．适当增加原线圈a的匝数 C．换一个电阻更小的灯泡 ‎ D．将线圈a改接在学生电源直流输出端 S ‎ ‎～ ‎ 玻璃 ‎ 玻璃 ‎ 聚合物液晶 液晶分子 S ‎ ‎～ ‎ 透明电极 ‎ 透明电极 ‎ ‎20．通电雾化玻璃是将液晶膜固化在两片玻璃之间，经过特殊工艺胶合一体成型的新型光电玻璃产品，被广泛应用于高档办公室、计算机机房、医疗机构、商业展示等领域，能够实现玻璃的通透性和保护隐私的双重要求。我们将其工作原理简化为如图所示的模型，在自然条件下，液晶层中的液晶分子无规则排列，玻璃呈乳白色，即不透明，像一块毛玻璃；通电以后，弥散分布的液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列，整个液晶层相当于一块普通的透明玻璃。结合以上内容和你所学知识，关于通电雾化玻璃，你认为下列叙述中比较合理的是 A．不通电时，入射光在液晶层发生了全反射，导致光线无法通过 B．不通电时，入射光在液晶层发生了干涉，导致光线无法通过 C．通电时，入射光在通过液晶层后方向发生了改变 D．通电时，入射光在通过液晶层后按原有方向传播 ‎21．（18分）‎ 图1‎ ‎（1）如图1所示为示波器的面板，将衰减旋钮旋至“ ”时，‎ 在屏上显示出一个完整的波形。但波形亮度低。若要增大波 形的亮度，应调节_______旋钮；若要使波形在竖直方向的幅 度增大，应调节_______旋钮（填图中旋钮旁标注的数字）。（2）利用如图2所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验。‎ ‎① 除了图中所给的器材以及交流电源和导线外，在下列器材 ‎ 中，还必须使用的两种器材是____________ 。‎ 图2‎ A．秒表 ‎ B．天平（含砝码） ‎ C．弹簧测力计 ‎ D．刻度尺 ‎ 图2‎ 盘和砝码 ② 甲同学实验时这样平衡摩擦力。按图2装置把实验器材安装好，先不挂重物，将小车 放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高，接 通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直 图3‎ t/s v/(m·s-1)‎ ‎0‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.5‎ ‎1.0‎ ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎0.6‎ ‎0.8‎ 到小车拖动纸带沿木板做_______运动。‎ ③ 甲同学利用v-t图像求出每条纸带 对应的加速度。他在处理其中一 条纸带时，求出每个计数点对应 的速度，并将各点的速度都标在 了如图3所示的坐标系中。请在 坐标系中作出小车运动的v-t图 像，并利用图像求出小车此次运 动的加速度a = __________m/s2。 ‎ 图4‎ a F O ④ 乙同学在验证小车加速度a与所受拉力F的关系时，根据实验 数据作出的a-F图像如图4所示。发现图线不过原点，原因可 能是_________。‎ A．木板一端垫得过高 B．木板一端垫得过低 ‎ C．盘和砝码的总质量太大了 D．盘和砝码的总质量太小了 ‎ ‎ ⑤ 丙同学作出的a-F图像如图5所示。发现图线有一段是曲线，‎ F O a 图5‎ 他认为这是系统误差造成的。他将实验方法做了如下改进：他 先将一些砝码放在小车上；之后每次从小车上取下一些砝码移 到牵引小车的盘上；重复多次实验，直到将砝码全部移到盘中；‎ 根据测得的数据，绘制出小车加速度a随着盘和盘中的砝码所 受重力F变化的关系图线，得到的是一条过原点的直线。已知 盘和所有砝码的总质量为m，小车的质量为M。请你分析说明 图线为直线的原因，并说明图线斜率的物理意义。‎ ‎22．（16分）‎ F B M R P a b N Q 如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为l =0.40m，电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R = 0.40Ω的定值电阻，导体杆ab的质量为m=0.10kg、电阻r = 0.10Ω，并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为 B = 0.50T的匀强磁场中。导体杆ab在水平向右的拉力F作用下，沿导轨做速度v = 2.0m/s的匀速直线运动。求：‎ ‎（1）通过电阻R的电流I的大小及方向； ‎ ‎（2）拉力F的大小； ‎ ‎（3）撤去拉力F后，电阻R上产生的焦耳热QR。‎ ‎23. （18分）‎ 静电场有很多性质，其中之一就是电场力做功只与电荷运动的初末位置有关，与运动的 ‎+ + + + + + +‎ E ‎ 图2‎ m ‎- - - - - - - ‎ ‎ B ‎ C A 图1‎ ‎+ + + + + + +‎ E ‎ m ‎- - - - - - - ‎ ‎ A ‎ C ‎ ‎ y ‎ y 路径无关。‎ ‎（1）如图1所示，电子以初速度v0沿平行于板面的方向从A点射入偏转电场，并从另一侧的 C点射出。已知电子质量为m，电荷量为e。偏转电场可以看作匀强电场，极板间电压 为U，极板长度为L，板间距为d。忽略电子所受重力，求电子通过偏转电场的过程中，沿垂直板面方向偏移的距离y和电场力对电子所做的功W；‎ ‎（2）在原有电场区域加一个垂直纸面方向的匀强磁场，如图2所示。使另一电子以初速度v0¢沿平行于板面的方向也从A点射入，在电场和磁场的共同作用下，电子经过一段复杂的路径后仍从另一侧的C点射出。求此过程中电场力对电子所做的功W¢ 和电子经过C点时的速度大小vc； ‎ ‎（3）某同学认为在两个带电导体之间可以存在如图3所示的静电场，它的电场线相互平行，‎ 但间距不等。请你结合静电场的基本性质，判断这种电场是否存在，并分析论证。‎ 图3‎ E ‎24.（20分）‎ ‎ h ‎ 图1‎ B A R v0‎ C O 在长期的科学实践中，人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法，其中一种能量是势能。势能是由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能。如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等。‎ ‎（1）如图1所示，内壁光滑、半径为R的半圆形碗固定在水平面上，‎ 将一个质量为m的小球（可视为质点）放在碗底的中心位置 C处。现给小球一个水平初速度v0（），使小球在 碗中一定范围内来回运动。已知重力加速度为g。‎ a. 若以AB为零势能参考平面，写出小球在最低位置C处的机械能E的表达式；‎ b. 求小球能到达的最大高度h；说明小球在碗中的运动范围，并在图1中标出。‎ ‎（2）如图2所示，a、b为某种物质的两个分子，以a为原点，沿两分子连线建立x轴。如果 选取两个分子相距无穷远时的势能为零，则作出的两个分子之间的势能Ep与它们之间距 离x的Ep-x关系图线如图3所示。‎ x ‎ ‎ 图2‎ O ‎ a ‎ b ‎ a．假设分子a固定不动，分子b只在ab间分子力的作用下运动（在x轴上）。当两分子间距离为r0时，b分子的动能为Ek0（Ek0 < Ep0）。求a、b分子间的最大势能Epm；并利用图3，结合画图说明分子b在x轴上的运动范围； ‎ b．若某固体由大量这种分子组成，当温度升高时，物体体积膨胀。试结合图3所示的Ep-x关系图线，分析说明这种物体受热后体积膨胀的原因。‎ 参考答案 ‎13．C 14．A 15．C 16．C 17．C 18．D 19．B 20．D ‎ ‎21．（18分） ‎ ‎（1）1，8 （4分）‎ ‎（2）① BD ② 匀速直线 ③ 作图略，0.95-1.05 ④A （10分）‎ ⑤ 根据牛顿第二定律，可得，其中M+m为定值，所以a-F图像为过原点的直线，斜率为。 （4分）‎ ‎22．（16分） ‎ ‎（1）（6分）ab杆切割磁感线产生感应电动势 E = Blv ‎ 根据全电路欧姆定律 ‎ 代入数据解得 I=0.80A ，方向从M到P ‎ ‎（2）（4分）杆做匀速直线运动，拉力等于安培力 根据安培力公式有 F = BIl ‎ 代入数据解得 F = 0.16N ‎ ‎（3）（6分）撤去拉力后，根据能量守恒 电路中产生的焦耳热 ‎ 根据焦耳定律Q=I2R总t可知 ‎ 代入数据解得 Q R = 0.16J ‎ ‎23．（18分） ‎ ‎（1）（8分）电子在垂直于板面方向做匀加速直线运动 ‎ 平行板面方向做匀速直线运动 L = v0t ‎ 根据牛顿第二定律 Ee = ma ‎ 在匀强电场中 U = Ed ‎ 联立以上各式解得 ‎ 根据功的定义 ‎ 解得 ‎ ‎（2）（5分）电场力做功与路径无关，所以 ‎ 根据动能定理 ‎ 解得 ‎ 图1‎ E a b c d ‎（3）（5分）这种电场不可能存在。 ‎ 如图1所示，粒子沿两个不同的路径，从a→b，和从a→c→d→b，‎ 电场力做功不相同，即电场力做功与路径有关，违背了静电场的基本性质，所以这样的电场不可能存在。 ‎ 图2‎ E a b c d 或：如果存在这样的电场，根据等势面的特点，它的等势面ac、bd应该如图2所示，a、b两点的电势差Uab应该等于c、d两点的电势差Ucd，即Uab=Ucd。从图中可以看出，a、b两点的距离等于c、d两点的距离，ab处的场强大于cd处的场强。根据U=Ed，可得Uab>Ucd。所以这样的电场不可能存在。‎ ‎24.（20分）‎ O ‎ （1）a. （3分）小球的机械能 ‎ B A ‎ b. （5分）以水平面为零势能参考平面 ‎ h ‎ ‎ h ‎ N M ‎ v0‎ 根据机械能守恒定律 ‎ C 解得 ‎ 小球在碗中的M与N之间来回运动，M与N等高，如图所示。 ‎ Epm ‎ ‎△x x1‎ x2‎ ‎-Ep0 ‎ ‎ （2）a. （7分）当b分子速度为零时，此时两分子间势能最大根据能量守恒，有Epm =Ek0-Ep0 ‎ ‎ 由Ep-x图线可知，当两分子间势能为Epm时，‎ b分子对应x1 和 x2两个位置坐标，b分子 的活动范围△x = x2 - x1，如图所示。‎ b. （5分）当物体温度升高时，分子在x=r0处的平均动能增大，分子的活动范围△x将增大。 ‎ 由Ep-x图线可以看出，曲线两边不对称，x < r0时曲线较陡，x > r0时曲线较缓，导致分子的活动范围△x主要向x >r0方向偏移，即分子运动过程中的中间位置向右偏移，从宏观看物体的体积膨胀。（或：当温度升高时，△x增大，x >r0方向增大的多；或两分子间的平均距离（x1+x2 ）/2增大等。只要观点合理均可给分） ‎