理综物理卷·2017届湖南省六校（师大附中等）高三下学期联考（2017-04）

理综物理卷·2017届湖南省六校（师大附中等）高三下学期联考（2017-04）

‎2017届湖南省六校（师大附中等）高三下学期联考理综物理 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小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，有选错或不选的得0分。‎ ‎14、关于近代物理，下列说法中不正确的是 A.光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性 B.单个氢原子从n=4向较低能级跃迁时，最多可以向外辐射6种不同频率光子 C.在U 235的裂变反应中（），发生了质量亏损，Ba 144和Kr 89的比结合能比U 235的大，该核反应释放出核能 D.在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强 ‎15、质量相等的两个质点A、B在拉力作用下从同一地点沿同一直线竖直向上运动的v-t图象如图所示，下列说法正确的是 A.0-t2时间内A质点处于失重状态 B.在t1-t2时间内质点B的机械能守恒 C.0-t2时间内两质点的平均速度相等 D.两个质点第一次相遇在t2之后，在第一次相遇之前t2时刻两个质点距离最远 ‎16、如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ，已知万有引力常量G，下列说法正确的是 A.若测得周期和张角，可得到星球的质量 B.若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度 C.若测得周期、轨道半径和张角，可得到星球表面的重力加速度 D.若测得周期、轨道半径和张角，可得到飞行器的向心力 ‎17、如图所示，倾斜的长杆（与水平面成a角）上套有一个质量为M的环，环通过细线吊一个质量为m的小球，环在某拉力的作用下在长杆上滑动时，稳定运动的情景如图所示，其中虚线表示竖直方向，那么以下说法正确的是 A.环一定沿长杆向下加速运动 B.环的加速度一定沿杆向上 C.环的加速度一定大于gsina D.环一定沿杆向上运动 ‎18、某粒子加速器位于竖直平面内，剖面图如图所示，圆筒内、外直径分别为D和2D，O为圆心，水平直径GH以上部分是偏转区，以下是回收区，偏转区存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属板间有匀强电场，上板开有一小孔，大量的质量为m、电荷量为+q的粒子由上板下方处的P点静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v0射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场，偏转后进入回收区，不计粒子重力，设粒子若撞到内外筒壁会被吸收，则 A.电场强度大小为 B.若磁感应强度满足，粒子一定可以进入回收区 C.若磁感应强度满足，粒子一定不可以进入回收区 D.进入回收区的粒子在磁场中的运动时间全都相同 ‎19、总理在十二届五次人大会议上提出了清洁能源问题，某大型光伏电站的功率是500kW，电压为12V，送往外地时，先通过逆变器转化为220V的交流电（转化效率为80%），然后经变压器Ⅰ升压为20000V，通过总电阻为20Ω的输电线路送往某地，再经变压器Ⅱ降为220V电压供用户使用，下列说法正确的是 A.变压器Ⅱ的原副线圈匝数比为1000：11‎ B.变压器Ⅰ的原副线圈匝数比为11：1000‎ C.用户最多可使用的功率为392kW D.用户负载越多，线路上的损耗的功率越小 ‎20、如图所示，小车的上面固定一个光滑弯曲圆管道，整个小车（含管道）的质量为2m，原来静止在光滑的水平面上。今有一个可以看做质点的小球，质量为m，半径略小球管道半径，以水平速度v从左端滑上小车，小球恰好能到达管道的最高点，然后管道左端滑离小车。关于这个过程，下列说法正确的是 A.小球滑离小车时，小车回到原来位置 B.小球滑离小车时相对小车的速度为v C.车上管道中心线最高点的竖直高度为 ‎ D.小球在滑上曲面到滑到最高点的过程中，小车的动量变化大小是 ‎21、如图所示，a、b、c、d四个带电小球恰好构成“三星拱月”之形并保持静止，其中a、b、c质量均为m，套在轻质光滑绝缘圆环上后放在光滑水平桌面上，d球质量为3m，已知a、b、c三小球的电荷量大小均为q，圆环半径为R，d球距圆环圆心的高度h=R，重力加速度为g，静电力常量为k。则 A.四个小球一定都带同种电荷 B.a球所受圆环弹力方向指向圆环圆心 C.水平桌面对c球支持力大小为 D.小球d的电荷量大小为 第Ⅱ卷 三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎（一）必考题（共129分）‎ ‎22、（6分）如图为“验证动能定理”的实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力F的大小，在长木板上相距适当距离的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车通过A、B时的速率。要求拉力传感器的示数即为小车所受的合外力。‎ ‎（1）为了完成实验，除了测量小车受到拉力的大小F、小车通过A、B时的速率vA和v0外，还需要测量 （写出物理量的名称和符号）；需要验证的物理关系式为 。‎ ‎（2）与本实验有关的下列说法正确的是 。‎ A.要调整长木板的倾斜角度，平衡小车受到的摩擦力 B.应先释放小车，再接通速度传感器的电源 C.改变所挂钩码的数量时，要使所挂钩码的质量远小于小车质量 D.该实验装置也可以用来验证牛顿第二定律 ‎23、（8分）为了测定一组干电池的电动势和内电阻，提供了下列器材：‎ A.待测的干电池E B.电流表A1‎ C.电流表A2 D.滑动变阻器R（0～20Ω，2A）‎ E.定值电阻R0(2kΩ) F.开关和导线若干 某同学发现上述器材中没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验。‎ ‎（1）在实验操作过程中，如将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则电流表A1的示数将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。‎ ‎（2）图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的两个电流变化图线，其中IA、IB分别代表两电流表的示数，但不清楚分别代表哪个电流表的示数。请你由图线计算被测电池的电动势E= V，内阻r= Ω。‎ ‎（3）用上述方法测出的电池电动势E和内电阻r与真实值相比 。‎ A.E偏大，r偏小 B.E偏小，r偏大 C.E偏大，r偏大 D.E偏小，r偏小 ‎24、（14分）如图所示为水上游乐园的设施，由弯曲滑道、竖直平面内的圆形滑道、水平滑道及水池组成，桶形圆形滑道外侧半径R=2m，圆形滑道的最低点的水平入口B和水平出口B＇相互错开，为保证安全，在圆形滑道内运动时，要求紧贴外侧滑行。水面离水平轨道高度h=5m。现游客从滑道A点由静止滑下，游客可视为质点，不计一切阻力，重力加速度g取10m/s2，求：‎ ‎（1）起滑点A至少离水平滑道多高？‎ ‎（2）为了保证游客安全，在水池中放有长度为L=5m的安全气垫MN，其厚度不计，满足（1）的游客恰落在M端，要使游客能安全落到气垫上，安全滑下点A距水平滑道的高度取值范围为多少？‎ ‎25、（19分）如图所示，dc与ef是无电阻的导轨，相距为l，固定在水平面内，同时存在图示方向的匀强磁场。de端接有一个阻值为R的定值电阻，cf端接有一个电容为C的电容器。距d为x0处的P点有个小缺口，两导轨P点左侧无摩擦，右侧的动摩擦因数为μ，距P不远处导轨中央O点有一个质量为m的粘性物体。将金属轻杆ab（不计质量，没有电阻）紧挨de放置，在水平拉力F作用下向右运动，拉力F与杆往右运动的位移x成正比，即：F=kx，当杆ab到达P点时的速度为v0。试求：（不考虑感应电流的磁场，其中“F=kx”的k=）‎ ‎（1）从杆开始运动至到达P点F所做的功和电阻R上放出的热量；‎ ‎（2）磁感应强度B的大小；‎ ‎（3）越过P点后杆粘上物体（物体离开水平面）成为一体，并让ab杆维持速度v0匀速运动一段足够长的时间后撤去外力，那么撤去外力后杆运动多长时间才能停止运动？撤去外力后杆运动了多长的距离？‎ ‎（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并将所选题目的题号写在相应位置上。注意所做题目的题号必须与所选题号一致，在答题卡自动选答区域指定位置答题。如果多做，则每按所做的第一题计分。‎ ‎33、【物理-选修3-3】（15分）‎ ‎（1）（5分）下列说法正确的是 （填写正确答案标号。选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错一个扣3分，最低分为0分）‎ A.液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 B.晶体的各向异性是指晶体沿不同方向的导热性能、导电性能和光学性质等各个性质都不一样 C.缝衣针放在棉纸上，用手托着棉纸，放入水中。棉纸浸湿下沉，而缝衣针会停在水面。这是由于水的表面张力使针没有下沉 D.潮湿的天气里，洗了衣服不容易晾干，是因为空气的相对湿度大 E.未饱和汽的压强一定小于饱和汽压 ‎（2）（10分）如图所示，除右侧侧壁导热良好外，其余部分均绝热的气缸水平放置，MN为气缸右侧壁。气缸的总长度为L=80cm，一厚度不计的绝热活塞将一定质量的氮气和氧气分别封闭在左右两侧（活塞不漏气）。在汽缸内距左侧壁d=30cm处设有卡环AB，使活塞只能向右滑动，开始时活塞在AB右侧紧挨AB，缸内左侧氮所的压强p1=0.8×105Pa，右侧氧气的压强p2=1.0×105Pa，两边气体和环境的湿度均为t1=27℃。现通过左侧气缸内的电热丝缓慢加热，使氮气湿度缓慢升高，设外界环境温度不变。求：‎ ‎①活塞恰好要离开卡环时氮气的温度；‎ ‎②继续缓慢加热气缸内左侧氮气，使氮气温度升高到227℃，求活塞移动的距离。‎ ‎34、【物理-选修3-4】（15分）‎ ‎（1）（5分）弹性介质中波源O沿竖直方向振动产生的振幅为0.1m的简谐横波以速度v=10m/s传播，M、N为与O在同一直线上的两质点，它们到O的距离分别为OM=12m，ON=6m。波源O开始振动一段时间后在直线MN上形成的波形如图所示，波刚好传到M点，不计波传播过程中的能量损失。下列说法正确的是 （填写正确答案标号。选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错一个扣3分，最低分为0分）‎ A.此时O点的振动方向向上 B.波源的振动频率为2.5Hz C.波传播到N时，N先向下振动 D.M与N的速度方向始终相同 E.从O开始振动到此时N质点运动的路程为0.6m ‎（2）（10分）如图所示，单色细光束射到一半径为R的透明球表面，光束在过球心的平面内，入射角i=60°。该光束经折射进入球内后又经其内表面反射一次，再经球表面折射后射出。已知真空中光速为c，出射光线相对于入射光线偏转了120°（图上已画出入射光线，sin15°=，结果可带根号）。‎ ‎①求透明球的折射率；‎ ‎②求光在透明球中传播的时间。‎ 湖南省2017届高三六校联考试题 理科综合参考答案 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小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，有选错或不选的得0分。‎ 题号 ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ ‎17‎ ‎18‎ ‎19‎ ‎20‎ ‎21‎ 答案 B D C B B BC BC ABD ‎14、B【解析】单个氢原子从n=4向较低能级跃迁时，最多可以向外辐射3种不同频率光子。‎ ‎15、D【解析】0-t2时间内A质点处于超重状态；在t1-t2时间内质点B的动能不变，高度上升，机械能增大；0-t2时间内B质点的位移更大，平均速度大。‎ ‎16、C【解析】设星球质量为M，半径为R，平均密度为ρ，张角为θ，飞行器的质量为m，轨道半径为r，周期为T。对于飞行器，根据万有引力提供向心力得：，由几何关系有：，星球的平均密度，‎ ‎，由以上各式知测得周期和轨道半径，得不到星球的平均密度，故B错误；测得周期、轨道半径和张角，可得到星球表面的重力加速度，故C正确。‎ ‎17、B【解析】以小球为研究对象可看出，小球有向右的加速度，即环必然有沿杆向上的加速度，因此 环是加速沿杆向上运动或减速沿杆向下运动，由于不知道细线与竖直方向的夹角大小，加速度大小不可求。‎ ‎18、B【解析】加速过程运用动能定理可得：，可得，故A错误；进入回收区的粒子在磁场中的半径范围或，根据洛伦兹力提供向心力，粒子进入回收区的磁场感应强度范围为或，故B正确、C错误；与，T随B变化，所有粒子均在磁场中经半个周期进入回收区，故D错误。‎ ‎19、BC【解析】根据，可得变压器Ⅰ的原副线圈匝数比为11：1000，由于输电线路上的电阻分压，变压器Ⅱ的原副线圈匝数比并不等于1000：11，A错误。光伏电站的功率通过逆变器后输送的总功率为P总=500×80%=400kW，输电线路上的电流A=20A，P耗=I2R=8×103w，P用=P总-P耗=392kW。用户负载越多，线路上损耗的功率越大，所以答案选BC。‎ ‎20、BC【解析】全过程同时满足水平方向动量守恒和机械能守恒，联立方程可以解得小球滑离小车时小球速度为，方向向左，小车速度为，方向向右，故小球相对小车速度为v。小车一直向右运动，小球滑离小车时，小车没有回到原来位置。当小球恰好通过管道最高点时，小球和小车速度相等，由水平方向动量守恒可求得此时速度为，方向向右，则小车的动量变化为。此时系统动能损失最大，转化为小球重力势能，可算出小球高度为。‎ ‎21、ABD【解析】d球和a、b、c球之间都应该为斥力，故四个球应该带有同种电荷。a球受b、c、d三球库仑斥力作用，还受重力、桌面支持力、圆环弹力作用。根据力的平衡条件可判断圆环对a球弹力方向指向轨道圆心。对四个球和圆环整体受力分析，水平桌面对c球支持力为总重力的三分之一。小球d受到a、b、c三球库仑斥力作用，三力竖直向上分量之和为3mg重力平衡。故选ABD。‎ 三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎（一）必考题（共129分）‎ ‎22、（6分）（1）A、B两点之间的距离x，小车和车上的拉力传感器的总质量m （2分）‎ ‎ （2分）‎ ‎（2）AD （2分，只选对一项得1分，有选错或不选得0分）‎ ‎23、（8分）（1）变小 （2分） （2）3 （2分） 2 （2分） （3）D （2分）‎ ‎24、（14分）【解析】（1）沿圆形外侧滑道恰好滑过最高点，有：‎ ‎ ① ………………………………………………………………………………（2分）‎ 从A到最高点，由机械能守恒 ‎ ② ………………………………………………………………（2分）‎ 联立①②： ③ ………………………………………………………………（1分）‎ ‎（2）落水最近点抛出速度最小，从A到C由机械能守恒 ‎ ④ …………………………………………………………………………（2分）‎ ‎ ⑤ ……………………………………………………………………（1分）‎ 水平抛出，由平抛运动可知 ‎ ⑥ ……………………………………………………………………………………（2分）‎ ‎ ⑦ ……………………………………………………………………………………（2分）‎ 将v1=10m/s代入⑥⑦，得s1=10m 将s2=s1+L=15m代入⑥⑦两式，得：v2=15m/s ⑧ …………………………………………（1分）‎ 由④同理得： ‎ 滑下点A距水平滑道高度最多在5m～11.25m之间 ⑨ ……………………………………（1分）‎ ‎25、（19分）【解析】（1）由于F正比于位移x，可用平均力求解。‎ ‎ …………………………………………………………………………（3分）‎ R放出的热量等于F做的功 …………………………………………（3分）‎ ‎（2）因为杆无质量，所以有拉力必然时刻等于安培力，则：‎ 得： ………………………………………………（4分）‎ ‎（3）越过P后，C两端的电压U=Blv0，所带电荷量q0=CBlv0 …………………………（2分）‎ 撤去外力后由于摩擦，杆会减速运动，而电容器放电，取向右为正，根据动量定理：（设t时刻的速度为v，此时电容器所带电荷量为q=CBlv）‎ ‎（-μmg+Bli）Δt=mΔv =>-μmg∑Δt+Bli∑Δt=m∑Δv ‎-μmgt+Bl(q0-q)=m(v-v0) =>-umgt+CB2l2(v0-v)=-m(v0-v)‎ ‎ …………………………………………………………………………（3分）‎ 可见，杆做加速度为的匀减速运动，当v=0时停止运动，所以 ‎ …………………………………………………………………………………………（2分）‎ ‎ ………………………………………………………………………………（2分）‎ ‎（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并将所选题目的题号写在相应位置上。注意所做题目的题号必须与所选题号一致，在答题卡自动选答区域指定位置答题。如果多做，则每按所做的第一题计分。‎ ‎33、【物理-选修3-3】（15分）‎ ‎（1）（5分）ACD ‎（2）（10分）【解析】①经分析恰好离开，即气缸内氮气压强与氧气压强相等，取封闭的氮气为研究对象：‎ 初状态：p1=0.8×105Pa T1=300K V1=dS 末状态：p2=1.0×105Pa T2 V2=V1 …………………………………………………………（1分）‎ 由理想气体状态方程 ………………………………………………………………（2分）‎ 代入数据解得：T2=375K ……………………………………………………………………（1分）‎ ‎②继续缓慢加热气缸内气体，使氮气温度升高到T3，设活塞移动距离为x 取氮气为研究对象：‎ 初状态：p1=0.8×105Pa T1=300K V1=dS 末状态：p3 T3=500K V3=dS+xS 由理想气体状态方程 …………………………………………………………（2分）‎ 取氧气为研究对象：‎ 初状态：p4=1.0×105Pa T4 =300K V4=(L-d)S 末状态：p5=p3 T5=300K V5=LS-V3 …………………………………………………………（1分）‎ 由玻意耳定律：p4V4=p5V5 ……………………………………………………………………（2分）‎ 代入数据解得：‎ 向右移动的距离 x≈5.6cm ……………………………………………………………………（1分）‎ ‎34、（15分）（1）（5分）BCE ‎【解析】此时O点的振动方向向下，故A错误。由图知，ON=1.5λ，得，所以波源的振动周期为，所以频率为2.5Hz，故B正确。由图知，波上各质点的起振方向向下，所以波传播到N时，N先向下振动，故C正确。由于ON=1.5λ，所以N点与O点的振动情况总是相反。OM=3λ，所以M点与O点振动情况总是相同，所以M点与N点振动情况总是相反，M与N的速度方向始终相反，故D错误。波从O点传播到N点需要0.6s，到此时N点振动了1.5个周期，所以运动的路程为6A，故E正确。故选：BCE。‎ ‎（2）（10分）【解析】①出射光线顺时针方向偏转时，如图：‎ 由几何关系及对称性，有：，其中a=60°‎ 解得：r=45°，由折射定律得： …………（2分）‎ 出射光线逆时针方向偏转时，如图：‎ 有： 解得：r=15°‎ 由折射定律得： ……………………（2分）‎ ‎②第一种情况，由几何关系得：AC=BC=2Rcosr=R 光在透明球中传播路程为：L=2R ……………………（1分）‎ 传播速度为：‎ 传播时间为： ………………………………（2分）‎ 同理可得第二种情况，光在透明球中传播路程为：‎ L=2R ………………………………………………（1分）‎ 传播速度为 传播时间为： …………（2分）‎