吉林省吉林大学附属中学2017届高三第五次摸底考试物理试卷

吉林省吉林大学附属中学2017届高三第五次摸底考试物理试卷

吉林省吉林大学附属中学2017届高三第五次摸底考试物理试卷（解析版）‎ 一、选择题 ‎1．下列说法正确的是 A. 自然界的电荷只有两种，库仑把它们命名为正电荷和负电荷 B. β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 C. 使用多用电表测电阻时，如果发现指针偏转很小，应选择倍率较大的欧姆挡重新测量 D. 一群氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，最多能辐射2种不同频率的光子 ‎【答案】C ‎【解析】自然界的电荷只有两种，富兰克林把它们命名为正电荷和负电荷，故A错误；β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故B错误；使用欧姆表测电阻应选择适当的档位，使指针指在中央刻度盘附近，如果指针偏转角度较小，说明被测电阻过大，应选择倍率较大的欧姆挡重新测量，C正确；根据可得最多能辐射3种不同频率的光子，D错误．‎ ‎2．从t＝0时刻开始，甲沿光滑水平面做直线运动，速度随时间变化如图甲；乙静止于光滑水平地面，从t＝0时刻开始受到如图乙所示的水平拉力作用。则在0～4 s的时间内 A. 甲物体所受合力不断变化 B. 甲物体的速度不断减小 C. 2 s末乙物体改变运动方向 D. 2 s末乙物体速度达到最大 ‎【答案】D ‎【解析】速度时间图像的斜率表示加速度，从图甲中可知甲运动的速度时间图像的斜率不变，即加速度恒定，所以合力恒定，A错误；从图甲中可知甲的速度先减小后反向增大，B错误；由乙图知：乙所受的拉力先沿正向后沿负向，说明乙在0-2s内做加速度减小的加速运动，2-4s 内沿原方向做加速度增大的减速运动，2s运动方向没有改变，2s末乙物体速度达到最大，C错误D正确。‎ ‎【点睛】抓住图象斜率与加速度的关系是分析的关键．对于乙是常规问题，不能认为力一反向，运动方向就反向．‎ ‎3．如图所示，空间中存在与等边三角形ABC所在平面平行的匀强电场。其中电势φA＝φB＝0，φC＝φ.保持该电场的大小和方向不变，让等边三角形以AB为轴转过60°，则此时C点的电势为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：运用匀强电场U=Ed求解即可，关键明确d为沿电场方向的距离．‎ 因为AB点等势，所以电场方向水平向左，设等边三角形的边长为L，则C点到AB的垂线长度为，所以匀强电场，让等边三角形以AB为轴转过，则C点在平面上的投影点到AB的距离为，故此时C点的电势为，B正确；‎ ‎4．如图为某同学建立的一个测量动摩擦因数的模型。物块自左侧斜面上A点由静止滑下，滑过下面一段平面后，最高冲至右侧斜面上的B点。实验中测量出了三个角度，左右斜面的倾角α和β及 AB连线与水平面的夹角为θ。物块与各接触面动摩擦因数相同且为μ，忽略物块在拐角处的能量损失，以下结论正确的是 A. μ＝tanα B. μ＝tanβ C. μ＝tanθ D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：对全过程运用动能定理，结合摩擦力做功的大小，求出动摩擦因数大小．‎ 设AB的水平长度为x，竖直高度差为h，对A到B的过程运用动能定理得，因为，则有，解得，故C正确．‎ ‎5．小型登月器连接在航天站上，一起绕月球做圆周运动，其轨道半径为月球半径的5倍，某时刻，航天站使登月器减速分离，登月器沿如图所示的椭圆轨道登月，在月球表面逗留一段时间完成科考工作后，经快速启动仍沿原椭圆轨道返回，当第一次回到分离点时恰与航天站对接，登月器快速启动时间可以忽略不计，整个过程中航天站保持原轨道绕月运行。已知月球表面的重力加速度为g，月球半径为R，不考虑月球自转的影响，则登月器可以在月球上停留的最短时间约为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：设登月器和航天飞机在半径为3R的轨道上运行时的周期为T，‎ 由牛顿第二定律有：其中 r=3R 解得：‎ 在月球表面的物体所受重力近似等于万有引力:解得：GM=gR2‎ 所以，设登月器在小椭圆轨道运行的周期是T1‎ ‎，航天飞机在大圆轨道运行的周期是T2．‎ 对登月器和航天飞机依据开普勒第三定律分别有：，解得，为使登月器仍沿原椭圆轨道回到分离点与航天飞机实现对接，登月器可以在月球表面逗留的时间t应满足:t=nT2﹣T1（其中，n=1、2、3、…）…由以上可得：（其中，n=1、2、3、…），‎ 当n=1时，登月器可以在月球上停留的时间最短，即t=4．7π，故选A．所以选A正确。‎ 考点：万有引力定律及其应用、开普勒第三定律 ‎【名师点睛】此题考查了万有引力定律在航天问题中的应用问题；关键是首先知道卫星做圆周运动的向心力由万有引力来提供，即牢记，知道线速度、周期与轨道半径的关系，知道轨道半径越大，线速度越小，周期越大．应用开普勒第三定律求出椭圆轨道的周期，再结合周期间的关系即可解题。‎ ‎6．如图所示电路中，电流表A和电压表V均可视为理想电表．现闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动，下列说法正确的是（ ）‎ A. 电流表A的示数变小，电压表V的示数变大 B. 小灯泡L变亮 C. 电容器C上电荷量减少 D. 电源的总功率变大 ‎【答案】A ‎【解析】解：‎ A、B闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流I减小，则小灯泡L变暗，电流表A的示数变小．电压表的示数U=E﹣I（RL+r），I减小，其他量不变，则U增大，即电压表V的示数变大．故A正确，B错误．‎ C、电容器的电压等于变阻器两端的电压，即等于电压表的示数，U增大，由Q=CU，知电容器C上的电荷量增大．故C错误．‎ D、电源的总功率P=EI，I减小，则电源的总功率变小．故D错误．‎ 故选：A ‎【点评】本题是电路动态变化分析问题，电容器所在电路相当于开关断开，根据欧姆定律进行分析．‎ ‎7．如图所示，光滑轨道ABCD中BC为圆弧，圆弧半径为R，CD部分水平，末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接。传送带表面粗糙，以恒定速度v逆时针转动。现将一质量为m的小滑块从轨道上A点由静止释放，A到C的竖直高度为H，重力加速度g，则 A. 滑块在传动带上向右运动的最大距离与传送带速度v无关 B. 小滑块不可能返回A点 C. 若H＝4R，滑块经过C点时对轨道压力大小为8mg D. 若H＝4R，皮带速度，则物块第一次在传送带上滑动过程中，由于摩擦而产生的内能为9mgR ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：由于传送带逆时针方向运动，可知滑块在向右运动的过程中一直做减速运动，当滑块恰好速度等于0时，向右运动的距离最大，该距离与传送带的速度无关．故A正确；滑块在传送带上先向右减速，然后在传送带上向左做加速运动，如果传送带的速度足够大，则滑块向左一直做加速运动时，由运动的对称性可知，滑块离开传送带的速度与滑上传送带的速度大小相等，可以达到A点．故B错误；若H=4R，滑块经过C点时的速度：,滑块受到的支持力与重力的合力提供向心力，所以：得：FN ‎=9mg；根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道压力大小为9mg．故C错误；选择向右为正方向，设滑块与传送带之间的动摩擦因数是μ，则滑块的加速度：a＝−μg 滑块的速度为-时，使用的时间：‎ 滑块的位移：x1＝vt+at2‎ 代入数据得：‎ 这段时间内传送带的位移：‎ 滑块与传送带之间的相对位移：△x＝x1−x2＝‎ 由于摩擦而产生的内能为：Q=f△x=μmg•=9mgR，故D正确．故选AD。‎ 考点：动能定理及牛顿定律的综合应用 ‎【名师点睛】本题综合考查了动能定理、机械能守恒定律和牛顿第二定律，解决本题的关键理清物体的运动过程，知道物体的运动规律，结合动能定理、牛顿第二定律和运动学公式进行求解。‎ ‎8．如图所示，在Ⅰ、Ⅱ两个区域内存在磁感应强度均为B的匀强磁场。磁场方向分别垂直于纸面向外和向里，AD、AC边界的夹角∠DAC＝30°，边界AC与边界MN平行，Ⅱ区域宽度为d，长度无限大。质量为m、电荷量为＋q的粒子可在边界AD上的不同点射入。入射速度垂直于AD且垂直于磁场，若入射速度大小为，不计粒子重力，不考虑Ⅰ区磁场右边界，则 A. 粒子距A点0.5d处射入，不会进入Ⅱ区 B. 粒子距A点1.5d处射入，在磁场区域内运动的时间为 C. 粒子在磁场区域内运动的最短时间为 D. 从MN边界出射粒子的区域长为 ‎【答案】CD ‎【解析】试题分析：粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：其中：；解得：r=d，故A错误；画出恰好不进入Ⅱ区的临界轨迹，如图所示：‎ 结合几何关系，有：；故从距A点0．5d处射入，会进入Ⅱ区，故B错误；粒子距A点1．5d处射入，在Ⅰ区内运动的轨迹为半个圆周，故时间为：，故C正确；从A点进入的粒子在磁场中运动的轨迹最短（弦长也最短），时间最短，轨迹如图所示：‎ 轨迹对应的圆心角为60°，故时间为：，故D正确．故选CD。‎ 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】本题是常见的带电粒子在磁场中运动的问题，画出轨迹，运用几何关系和牛顿第二定律等知识进行求解。‎ 二、多选题 ‎9．下列说法中正确的是________。‎ A. 一定质量的理想气体在等压膨胀过程中温度一定升高 B. 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零 C. 分子间的距离r存在某一值r0，当r大于r0时，分子间斥力大于引力；当r小于r0时，分子间斥力小于引力 D. 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体表面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势 E. 晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度 ‎【答案】ADE ‎【解析】气体等压膨胀过程中，由知，气体温度一定升高，故A正确；在完全失重的情况下，气体分子运动不停止，对容器壁的压强不为零，故B错误；当时，分子间引力大于斥力，当时，分子间斥力大于引力，C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体表面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，D正确；晶体有固定的熔点，非晶体没有，E正确；‎ ‎10．下列说法正确的是________。‎ A. 光的偏振现象说明光是一种横波 B. 某玻璃对a光的折射率大于b光，则在该玻璃中传播速度a光大于b光 C. 当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的波长大于声源发出的波长 D. 变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场 E. 狭义相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的 ‎【答案】ADE ‎【解析】纵波没有偏振现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故A正确；根据可得在该玻璃中传播速度a光小于b光，B错误；根据多普勒效应，当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的频率大于声源发出的频率，结合可知，接收到的声音的波长小于声源发出的波长，故C错误；根据麦克斯韦电磁理论可知变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，D正确；狭义相对论认为真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，故E正确．‎ 三、实验题 ‎11．某实验小组用如图所示的实验装置和实验器材做“探究动能定理”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力。‎ ‎(1)为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是______。‎ A．实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作 B．实验操作时要先放小车，后接通电源 C．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好 D．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 ‎(2)除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有______________________________。‎ ‎(3)如图为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究“动能定理”。已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g。图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m。请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来________。‎ ‎【答案】（1）AD ，（2）刻度尺、天平，（3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力，故A正确；实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故B错误；在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近测量误差越大，故C错误；在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，这样才能使得砂和砂桶的总重力近似等于细绳对小车的拉力，故D正确．‎ ‎（2）由于实验需要测量小车速度，速度是使用打点计时器打的纸带计算得出的，故要测量点距，需要刻度尺；本实验还要测量质量，故选要天平．‎ ‎（3）小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，M远大于m．则对小车的作用力等于砂和砂桶的总重力mg，所以恒力对小车做的功可表示为：．由得：，所以小车动能的改变量为，本实验就是要验证减少的重力势能是否等于增加的动能，即 考点：“探究动能定理”实验 ‎【名师点睛】明确“探究恒力做功与动能改变的关系”实验的实验原理及方法是求解本题的关键．对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．这样问题我们要从实验原理和减少实验误差方面去解决．‎ ‎12．在“测定2节干电池组成的电池组的电动势和内阻”的实验中，备有下列器材：‎ A．待测的干电池组(电动势约为3.0 V，内阻小于2.0 Ω)‎ B．电流表A1(量程为0～3 mA，内阻RA1＝10Ω)‎ C．电流表A2(量程为0～0.6 A，内阻RA2＝0.1Ω)‎ D．滑动变阻器R1(0～50 Ω，允许通过的最大电流为10A)‎ E．滑动变阻器R2(0～200 Ω，允许通过的最大电流为1A)‎ F．定值电阻R0(990 Ω)‎ G．开关和导线若干 ‎(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示实验电路，在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________（填写器材前的字母代号）。‎ ‎(2)按照图甲所示的电路进行实验，I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数。记录的5 组实验数据如下：‎ 根据表中的实验数据，在图乙所示的坐标纸上画出I1－I2图线。‎ ‎(3)根据你绘出的I1－I2图线，可得被测电池组的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。‎ ‎（所有结果保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 D ‎ 3 .0V 1.5Ω ‎【解析】试题分析：通过估算电路中需要的最大电阻来选择变阻器；将电流表A1及串联的定值电阻作为电压表使用，则可得出对应的U-I图象，由图象的意义可求得电动势和内阻．‎ ‎（1）由于电源电压为1.5V，电阻较小；为了操作方使，滑动变阻器选择小电阻D即可；‎ ‎（2）根据描点法可得 ‎（2）电流表A1的示数与等效电压表的内阻乘积为电源的路端的电压；由U=E-Ir可得：电源的电动势；内阻 四、简答题 ‎13．如图，质量为m的b球静置在水平固定轨道BC的左端C处。质量为2m的a球从距水平轨道BC高度为h的A处由静止释放，沿ABC光滑轨道滑下。a球滑到C处与b球发生正碰，并与b球粘合在一起沿水平方向飞出，最后落在地面上的D 点。已知水平轨道BC距地面的高度为H，重力加速度g。求：‎ ‎(1)a球与b球碰前瞬间，a球的速度大小；‎ ‎(2)C、D两点之间的水平距离和碰撞过程中损失的机械能。‎ ‎【答案】(1) 　(2) , ‎ ‎【解析】试题分析：以a球为研究对象，由动能定理可以求出a与b两球碰撞前a球的速度．a与b碰撞过程中动量守恒，由动量守恒定律求出碰后的共同速度．碰撞后它们做平抛运动，由分位移公式求出水平距离．由能量守恒定律求碰撞过程中损失的机械能．‎ ‎（1）设a球与b球碰前瞬间的速度大小为vC，则机械能守恒定律有，‎ 解得 ‎ ‎（2）设a球与b球碰后的速度大小为v，由动量守恒定律有，‎ 得， ‎ 设C、D两点间的水平距离为L，两球粘合在一起做平抛运动，有， ‎ 联立解得，‎ 碰撞过程中损失的机械能 ‎14．如图甲所示，弯折成90°角的两根足够长金属导轨竖直放置，两折点连线垂直每根导轨所在竖直面，形成左右两导轨平面，左导轨平面与水平面成53°角，右导轨平面与水平面成37°角，两导轨相距L=0.4 m，电阻不计。质量均为m=0.2 kg，接入导轨间的电阻均为R=0.2 Ω的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，两金属杆与导轨间的动摩擦因数相同，整个装置处于磁感应强度大小为B=1.0 T，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中。t=0时刻，ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑。t=l s时，对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F，使ab开始作匀加速直线运动。cd杆运动的v-t图象如图乙所示，其中第1 s内图线为直线，虚线为t=2 s时图线的切线，与时间轴交于t=3 s ‎。若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，g取10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：‎ ‎(1)金属杆与导轨间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)ab杆的初速度v1；‎ ‎(3)若第2 s内力F所做的功为18.1 J，求第2 s内cd杆所产生的焦耳热。‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）。‎ ‎【解析】试题分析：（1）ab杆沿左侧导轨下滑，根据右手定则可知ab杆中感应电流由a到b，则cd杆中电流由d到c，根据左手定则可知cd杆受到的安培力垂直于右侧导轨向下。‎ 根据v﹣t图象可知，c d杆在第1s内的加速度 对cd杆受力分析，根据牛顿第二定律，有：‎ 安培力 ‎（2）对cd杆：安培力 回路中电流 对ab杆：感应电动势 根据法拉第电磁感应定律 解得：ab杆的初速度 ‎（3）根据v﹣t图象可知，c d杆在第3s内做匀减速运动，加速度 对cd杆受力分析，根据牛顿第二定律，有：‎ 解得安培力 由可得 ‎2s时ab杆的速度 第2s内ab杆做匀加速运动，ab杆的位移 对ab杆，根据动能定理，有：‎ 解得安培力做功 回路中产生的焦耳热 解得：第2s内cd杆所产生的焦耳热 考点：法拉第电磁感应定律的综合应用，牛顿运动定律 ‎15．一定质量的理想气体，其状态变化过程如图中箭头顺序所示，AB平行于纵轴，BC平行于横轴，CA段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分。已知气体在A状态的压强、体积、热力学温度分别为PA、VA、TA，且气体在A状态的压强是B状态压强的3倍。试求：‎ ‎①气体在B状态的热力学温度和C状态的体积。‎ ‎②从B到C过程中，是气体对外做功还是外界对气体做功?做了多少功？‎ ‎【答案】① ②‎ ‎【解析】试题分析：由图示图象判断出气体状态变化过程，然后应用查理定律求出温度，由盖吕萨克定律求出气体的体积；根据气体体积的变化判断气体对外做功还是外界对气体做功，然后求出做功多少．‎ ‎①从A到B是等容过程，‎ 有： ‎ 由题知： ‎ 可得： ‎ 从B到C，是等压变化过程，固有： ‎ 又A到C是等温变化过程，故 解得： ‎ ‎②从B到C等压过程中，气体的体积在增大，故知是气体对外界做功，‎ 做功为： ‎ ‎16．如图所示，折射率为、半径为的圆形玻璃砖，AB为玻璃砖直径。一束光线平行于直径AB射向玻璃砖左侧界面，且光束到AB的距离d可以随意调整，已知光在真空中速度为c＝3.0×108 m/s，求：‎ ‎①光线在玻璃砖中传播的最长时间；‎ ‎②当光线经玻璃砖折射后由B点射出时，光线在玻璃砖中传播的时间。‎ ‎【答案】①t＝8×10－10 s ② ‎ ‎【解析】①光线在介质中的传播速度 ‎ 光线沿直径传播时时间最长，为 ‎ ‎②如图所示，‎ 由折射定律得 ‎ 由几何关系可得 ‎ 光线在玻璃砖中传播的距离为, ‎ 联立③④⑤式解得 ‎【点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式 ‎、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题．‎ ‎ ‎