物理卷·2017届浙江省“超级全能生”高三3月联考（2017-03）

物理卷·2017届浙江省“超级全能生”高三3月联考（2017-03）

一、选择题Ⅰ ‎1.有关物理学史与科学家的贡献的说法正确的是（ ）‎ A.库仑最早用实验测得了元电荷e的数值 B.牛顿用实验测出了万有引力常量 C.法拉第创造性地用“场线”形象地描述“场”‎ D.安培发现了电流的磁效应 ‎2.下列所列的物理量与其国际单位制（SI）单位相符的是（ ）‎ A.质量 B.速度 C.动能W D.时间h ‎3.关于物理定律的适用条件与应用，下列说法正确的是（ ）‎ A.牛顿第三定律只能应用在做匀速直线运动的物体间 B.机械能守恒定律只能应用于动能和重力势能的相互转化 C.能量守恒定律只适用于物体的内能与机械能的转化 D.库仑定律只适用于真空中静止点电荷间的相互作用 ‎4.如图所示，O点水平地面的高度为H，A点位于O点正下方处，某物体从O点由静止释放，做自由落体运动，落于地面点，则物体（ ）‎ A.在空中的运动时间为 ‎ B.在空中的运动时间为 C.从A点到点的运动时间为 D.从O点到A点的运动时间为 ‎5.如图甲所示，“滑滑梯”是小朋友喜爱的游戏活动，可以将小朋友在室内“滑滑梯”的运动简化成小物体从静止出发，先沿斜板下滑，再进入室内水平木板的过程，如图乙所示，假设斜板长度一定，斜板与水平木板的倾角可调，且房间高度足够，斜板最高点在地板的垂点到房间右侧墙面的长度为斜板长度的2倍。某次游戏中，一位小朋友（可视为质点）从斜板顶端静止出发后在到达房间右侧墙面时刚好停下，已知小朋友与斜板及水平木板间的动摩擦因数均为，不计小朋友从斜板进入水平木板时的能量损失，则与间应满足（ ）‎ A. B. C. D.‎ ‎6.吊坠是日常生活中极为常见的饰品，深受人们喜爱，现将一“心形”金属吊坠穿在一根细线上，吊坠可沿细线自由滑动。在佩戴过程中，某人手持细线两端，让吊坠静止在空中，如图所示，现保持其中一只手不动，另一只手捏住细线缓慢竖直下移，不计吊坠与细线间的摩擦，则在此过程中，细线中张力大小变化情况为（ ）‎ A.保持不变 B.逐渐减小 C.逐渐增大 D.无法确定 ‎7.下列运动物体和人处于超重状态的是（ ）‎ ‎8.在影片《红番区》中，成龙在右边楼顶上遭遇围攻，情急之下向左急奔后跳出，落在左侧大楼顶层的阳台上，得以逃生，假设右边楼顶与左侧大楼顶层的阳台的高度差为，水平距离为，将上述“跳出”动作看成水平跳出，不考虑空气阻力，则成龙起跳速度大小约为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎9.2016年8月以来，我国先后发射了量子科学实验卫星、“天宫二号”“风云四号A”、全球二氧化碳检测科学实验卫星等许多卫星和航天器，其中量子科学实验卫星运行与距地面500千米的极地轨道，“天宫二号”运行距距地393千米的轨道，“风云四号A”‎ 是中国新一代静止气象卫星，运行在地球同步轨道上，全球二氧化碳监测科学实验卫星运行于距地700千米的极地轨道上，这些卫星或航天器对我国与国际的科学研究做出了重大贡献，下列关于这些卫星和航天器在天体物理中的说法正确的是（ ） ‎ A.量子科学实验卫星的轨道在赤道上空 B.“天宫二号”的运行速度最小 C.“风云四号A”的运行轨道距地球的高度是最高的 D.全球二氧化碳监测科学实验卫星运行周期为24小时 ‎10.如图所示，我国“玉兔号”月球车已从原定的冬眠计划中“苏醒”，并能正常接收信号，它利用太阳光照射太阳能电池板产生的电能，使电动机带动月球车前进，已知总质量为的“玉兔号”中所安装的太阳能电池板的电动势为，内阻为，正常工作时电池板的输出功率为。“玉兔号”在某一次正常工作时，在平直的月球表面上从静止出发沿直线加速行驶，经过时间速度达到最大值，假设这一过程中“玉兔号”所受阻力恒定，且电池输出功率的转化为用于牵引月球车前进的机械功率，根据题意可知（ ）‎ A.“玉兔号”中太阳能电池板的短路电流为 ‎ B.“玉兔号”在运动过程中所受阻力大小为 ‎ C.“玉兔号”在上述运动过程中所受合外力做功为 ‎ D.“玉兔号”在上述运动过程中所前进的距离约为 ‎ ‎11.如图所示，在真空中xoy平面上，有半径为的圆周，A、B、C、D为圆周上的四个点，若将电荷量均为的两个点电荷分别固定在A、B两点，已知静电力常量，则（ ）‎ A.两点电荷间的库仑力大小为 ‎ B.C点的电场强度的大小为 ‎ C.C点的场强E的方向沿y轴负方向 D.将一正电荷从C点移到D点，电场力做负功 ‎13.下表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清），电热水器内部电路可简化为如图所示电路，和均为电热丝，则下列说法中不正确的是（ ）‎ A.低温当正常工作时的额定功率是 ‎ B.中温当档正常工作1分钟产生的热量是 ‎ C.高温档正常工作时的额定电流是 ‎ D.电热丝的电阻是 ‎ 二.选择题Ⅱ ‎14.【加试题】2016年11月22日新疆首条连接南北疆的电力高速通道伊犁—库车750千伏输电线路工程正式投入使用，标志着我国超高压输电技术已达到世界领先水平，目前输电线路给库车变电站传输的功率是30万千瓦，新疆电网也由之前的220千伏直接升级为750千伏。若此线路远距离输电时，首先要将伊犁风力发电机组750V的电压通过升压变压器升高到750千伏（输送端电压），通过远距离输电后在库车变电站通过降压变压器降低到各级用户所需电压，远距离输电各电压等级的功率线损率（输电过程损失的功率）如下表中所示，下列选项正确的有（ ） ‎ A.新疆750千伏库伊一线的输送电流是 ‎ B.此线路输送交流电的表达式可表示为 ‎ C.伊犁变电站的升压变压器原.副线圈匝数之比为 ‎ D.通过此次升级库伊线能节省输电线上的功率损耗为 ‎ ‎15.【加试题】小明在实验室做单摆实验时得到如图甲所示的单摆振动情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的左右最远位置，小明通过实验测得当地重力加速度为 ‎，并且根据实验情况绘制了单摆的振动图像如图乙所示，设图中单摆向右摆动为正方向，，则下列选项正确的是（ ）‎ A.此单摆的振动频率是 ‎ B.根据图乙可知开始计时摆球在C点 C.图中P电向正方向振动 D.根据已知数据可以求得此单摆的摆长为 ‎ ‎16.【加试题】云室能显示射线的径迹，把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向和半径大小就能判断粒子的属性，放射性元素A的原子核静止放在磁感应强度的匀强磁场中发生衰变，放射出粒子并变成新原子核B，放射出的粒子与新核运动轨迹如图所示，测得两圆的半径之比，且，已知粒子质量，粒子质量，普朗克常量取，下列说法正确的是（ ）‎ A.新原子核B的核电荷数为84‎ B.放射性元素A原子核发生的是衰变 C.衰变放射出的粒子的速度大小为 ‎ D.如果A原子核衰变时释放出一种频率为的光子，那么这种光子能使逸出功为的金属钨发生光电效应 ‎17.（1）小明用打点计时器做“探究加速度与力.质量的关系”实验时得到一条清晰的纸带，如图甲所示是截取了某一段纸带用刻度尺（单位：）测量纸带时的情景，其中取了A、B、C三个计数点，在相邻两计数点之间还有一个打点，已知打点计时器所用频率为，则小车在B点时瞬时速度为 ，小车加速度为 （结果均保留2位有效数字）。‎ ‎（2）小红认为小明的实验方案不过精确，于是她利用滑块替代小车来做此实验，装置如图乙所示，请你说出小红实验方案的两条优点： ， 。已知滑块上安装了宽度为L的挡光片，滑块在重物牵引下，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了通过第一个光电门的时间，通过第二个光电门的时间，测得两光电门间距为x，则滑块的加速度为 。‎ ‎18.小华要描绘标有“ ”小灯泡的伏安特性曲线，实验室有如下器材：‎ A.直流电源（内阻可不计）‎ B.直流电流表（内阻）‎ C.直流电流表（内阻约）‎ D.直流电压表（内阻约）‎ E.直流电压表（内阻约）‎ F.滑动变阻器（）‎ G.滑动变阻器（）‎ H.开关S，导线若干 ‎（1）请你帮助小华选取本次实验所需的实验器材 （填序号）；‎ ‎（2）小华连接实验电路图如图甲所示，请指出你认为不恰当的地方 ；‎ ‎（3）正确实验操作后，小华描绘的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，请读出图丙中电表的读数 ，并计算出此时小灯泡的电阻 。‎ ‎19.小张同学在物理数字化实验室研究物体与受力关系，采用如图甲装置，开始时将一已知质量为m的物体置于水平桌面上，使物体获得水平向右的初速度，同时对物体施加一个水平向右的恒定拉力F，经过时间时，速度达到，撤去拉力，物体继续运动，在时刻物体停下，通过放在物体右前方的速度传感器得到物体在时间内物体的速度—时间图线如图乙所示（向右为速度正方向），求：‎ ‎（1）从0到内物体前进的位移大小和方向；‎ ‎（2）物体与水平桌面间的动摩擦因数为多大；‎ ‎（3）若物体从静止开始受到与前面完全相同的恒力作用，并且作用时间也为，则物体撤去外力后还能滑行多长时间？‎ ‎20.某同学设计出如图所示实验装置，将一质量为的小球（可视为质点）放置于水平弹射器内，压缩弹簧并锁定，此时小球恰好在弹射口，弹射口与水平面AB相切于A点，AB为粗糙水平面，小球与水平面间动摩擦因数，弹射器可沿水平方向左右移动，BC为一段光滑圆弧轨道，为圆心，半径，与之间夹角为，以C为原点，在C点右侧空间建立竖直平面内的坐标xoy，在该平面内有一水平放置开口向左且直径稍大于小球的接收器D，，。‎ ‎（1）某次实验中该同学使弹射口距离B处处固定，解开锁定释放小球，小球刚好到达C处，求弹射器释放的弹性势能；‎ ‎（2）把小球放回弹射器原处并锁定，将弹射器水平向右移动至离B处处固定弹射器并解开锁定释放小球，小球将从C处射出，恰好水平进入接收器D，求D处坐标；‎ ‎（3）每次小球放回弹射器原处并锁定，水平移动弹射器固定于不同位置释放小球，要求小球从C处飞出恰好水平进入接收器D，求D位置坐标y与x的函数关系式。‎ ‎21.【加试题】（1）图甲是双缝干涉实验装置图，光源发出的光经过一系列实验器材后在右边的遮光筒内空间发生干涉，遮光筒的一端装有毛玻璃屏，我们将在这个屏上观察干涉条纹，图中A、B、C分别是滤光片.单缝和 。‎ ‎（2）乙图装置可以用来验证动量守恒定律，具体操作步骤如下：‎ ‎①将打点计时器固定在长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面，此步骤操作时 （填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。‎ ‎②让小车A运动，小车B静止，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥把两小车粘合成一体，需要按此步骤操作的理由是 。‎ ‎③根据打点计时器的纸带计算出两小车碰撞前和完成碰撞后的速度分别为、，请写出需要验证动量守恒的的表达式 （已知A车的质量为，B的质量为）。‎ ‎22.【加试题】如图甲所示，间距为的两条足够长的平行金属导轨所在平面与水平面的夹角，导轨上端接有一个的电阻，导轨所在平面可划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，两导轨间长度为的矩形区域Ⅰ中存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，其磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示，长度为的区域Ⅱ中无磁场，区域Ⅲ中存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，其磁感应强度的大小。在时刻，质量且与导轨垂直的金属棒ab从区域Ⅰ和区域Ⅱ的交界处静止滑下，当金属棒到达区域Ⅱ和区域Ⅲ的交界处CD时，区域Ⅰ中的磁场突然撤去，此后金属棒恰好保持匀速运动，边界CD上方的导轨光滑，边界CD下方的导轨粗糙，不计金属棒与导轨的电阻，金属棒在下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好，已知，，求：‎ ‎（1）金属棒在到达边界CD前的运动过程中，回路中产生的感应电流大小I；‎ ‎（2）金属棒在区域Ⅱ中运动的过程中，电阻产生的焦耳热Q；‎ ‎（3）金属棒与区域Ⅲ中的两导轨之间的动摩擦因数。‎ ‎23.【加试题】位于竖直平面内的粒子探测器如图所示，C、G两点位于x轴上，A、D两点位于y轴上，，AO的长度为d，区域内有垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），矩形ODFG区域内有与y轴平行的匀强电场（图中未画出），其电场强度的大小及方向均可调节，已知DF的长度为2d，FG的长度为，在匀强电场右侧有一长度为的粒子接收器，它与y轴平行放置，与FG的距离为d，且上边缘恰好在DF的延长线上，一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子以速度v垂直x轴射入磁场，且离开磁场时速度与y轴垂直，其运动轨迹与AC边相切，不计粒子重力。‎ ‎（1）判断区域内的磁场方向并求出磁感强度的大小B；‎ ‎（2）若粒子最终打在接收器的上边缘，求粒子从射入磁场到打在接收器上所用的时间，并求出在这种情况下矩形ODFG区域内电场强度的大小；‎ ‎（3）若粒子刚进入电场时，将电场强度大小调节为E，方向沿y轴正方向，当粒子的横坐标为d时，电场强度突然反向，大小变为原来的一半，要使粒子打在接收器上，求电场强度E的大小范围。‎ 参考答案 ‎1、C 2、A 3、D 4、D 5、B 6、A 7、C 8、B 9、C 10、D 11、B 12、D 13、C ‎14、CD 15、AD 16、ACD ‎17、（1） ‎ ‎（2）减小阻力， 瞬时速度的测量更精确 ‎ ‎18、（1）ACDFH ‎（2）滑动变阻器要用分压式连接 电流表应该外接 ‎（3） ‎ ‎19、（1），方向向右。‎ ‎（2）到时间内物体做匀减速运动，其加速度 ‎ 根据牛顿第二定律：，可得，得： ‎ ‎（3）物体从静止开始受完全相同的力作用，其加速度相同，撤去外力时速度为 ‎ 物体减速滑行时加速度为，撤去外力后滑行时间为：‎ ‎20、（1）从A到C过程，由动能定理可以得到： ‎ 根据能量守恒定律得到：‎ ‎（2）设小球从C处飞出速度为，则：，得到：‎ 方向与水平方向成角，由于小球刚好被D接收，其在空中运动可看成从D点平抛运动的逆过程。‎ 将分解，， ‎ 则D处坐标：，，即D处坐标为。‎ ‎（3）由于小球每次从C处射出方向一定与水平面成，则 ‎ 则根据平抛运动规律得到，抛出点D与落地点C连线与x方向夹角在正切值：‎ 故D位置坐标y与x函数关系式。‎ ‎21、（1）双缝 ‎（2）①需要 ‎②根据一条纸带只能计算出碰撞前和碰撞后各一个速度值 ‎③ ‎ ‎22、（1）由图像可知，区域Ⅰ中的磁感应强度，金属棒在区域Ⅱ中运动时，由法拉第电磁感应定律得到回路中产生的感应电动势为，所以感应电流为：。‎ ‎（2）金属棒在区域Ⅱ中运动过程中，对其进行受力分析，由牛顿第二定律得到：‎ ‎，解得：，由，得到： ‎ 因此，电阻产生的焦耳热。‎ ‎（3）金属棒到达区域Ⅱ和区域Ⅲ交界处时的速度大小，此后以该速度匀速运动，金属棒所受安培力大小方向沿导轨向上，金属棒在区域Ⅲ中匀速运动时，对其进行受力分析，有，解得：。‎ ‎23、（1）由于粒子带正电，由左手定则可知磁场方向为垂直纸面向外，粒子在磁场中运动时，由几何关系可得，粒子运动的半径为，由洛伦兹力和牛顿第二定律得到： ‎ 联立可以得到：。‎ ‎（2）粒子的运动轨迹如图所示，设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T，则 联立可以得到： ‎ 所以，粒子在磁场区域运动的时间，粒子从进入电场到打在接收器的整个过程中，在x轴方向上始终以速度v做匀速直线运动，因此，在电场中粒子的运动时间为 粒子运动总时间 ‎ 设线段OD、FG的中点为M、N粒子刚离开电场区域时的速度与x轴的夹角为，其反向延长线与MN的交点为P，粒子在电场中的偏转位移为，粒子刚离开电场区域时速度在y轴方向的分量为，设 有：，，，且，联立可以得到： ‎ 由相似三角形可以得到：，联立可以得到：。‎ ‎（3）粒子在电场区域运动过程中，电场强度发生突变前后，粒子运动时间均为 电场强度发生突变前，粒子在y轴方向上的位移为： ‎ 电场强度发生突变时，粒子在y轴上的分速度： ‎ 电场强度发生突变后，粒子在y轴方向上的位移 ‎ 粒子刚出电场区域时的速度在y轴方向的分量：‎ 粒子离开电场后在y轴方向上发生的位移： ‎ 所以，粒子从进入电场到打在接收器上的过程中，在y轴上发生的总位移 ‎ 若粒子打在接收器下边缘，有：，则 ‎ 若粒子打在接收器上边缘，有：，则 综上所述，电场强度E的大小范围为。‎