理综物理卷·2017届河北省衡水中学高三下学期期中考试（2017-04）

理综物理卷·2017届河北省衡水中学高三下学期期中考试（2017-04）

‎2016－2017学年高三下学期期中考试 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14～17题只有一项符合题目要求，第18～21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。‎ ‎14．2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数粒子发生核反应的过程中都伴着中微子的产生，例如核裂变、核聚变、β衰变等。下列关于核反应的说法正确的是 A．Th衰变为Rn，经过3次α衰变，2次β衰变 B．H+H→He+n是α衰变方程，Th→Pa+e是β衰变方程 C．U+n→Xe+Sr+10n是重核裂变方程，也是氢弹的核反应方程 D．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为He+N→O+n ‎15．如图所示的装置可以通过静电计指针偏转角度的变化检测电容器电容的变化，进而检测导电液体是增多还是减少。图中芯柱、导电液体、绝缘管组成一个电容器，电源通过电极A、电极B给电容器充电，充电完毕后移去电源，由此可以判断 A．若静电计指针偏角变小，说明电容器两极板间的电压增大 B．若静电计指针偏角变小，说明导电液体增多 C．若静电计指针偏角变大，说明电容器电容增大 D．若静电计指针偏角变大，说明导电液面升高 ‎16．甲、乙两车从某时刻开始从相距67km的两地，相向做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的速度－时间图象如图所示，则下列说法正确的是 A．乙车在第1h末改变运动方向 B．甲、乙车两车在第2h末相距40km C．乙车在前4h内运动的加速度大小总比甲车的大 D．甲、乙两车在第4h末相遇 ‎17．如图所示，在边长为L的正方形区域里有垂直纸面向里的匀强磁场，有a、b、c三个带电粒子（不计重力）依次从P点沿PQ方向射入磁场，其运动轨迹分别如图所示。带电粒子a从PM边中点O射出，b从M点射出，c从N点射出，则下列判断正确的是 A．三个粒子都带正电 B．三个粒子在磁场中的运动时间之比一定为2：2：1‎ C．若三个粒子的比荷相等，则三个粒子的速率之比为1：4：16 ‎ D．若三个粒子和射入时动量相等，则三个粒子所带电荷量之比为4：2：1‎ ‎18．如图甲所示，两根粗糙且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同事绝缘水平面上，两导轨间距d=2m，导轨电阻忽略不计，M、P端连接一阻值R=0.75Ω的电阻；现有一质量m=0.8kg、电阻r=0.25Ω的金属棒ab垂直于导轨放在两导轨上，棒与电阻R的距离L=2.5m，棒与导轨接触良好。整个装置处于一竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。已知棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，下列说法正确的是 A．棒相对于导轨静止时，回路中产生的感应电动势为2V B．棒相对于导轨静止时，回路中产生的感应电流为2A C．棒经过2.0s开始运动 D．在0～2.0s时间内通过R的电荷量q为4C ‎19．2017年1月23日，我国首颗1米分辨率C频段多极化合成孔径雷达（SAR）卫星“高分三号”正式投入使用。某天文爱好者观测该卫星绕地球做匀速圆周运动时，发现该卫星每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度，已知引力常量为G，则 A．卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为 B．卫星绕地球匀速圆周运动的角速度为 C．地球的质量为 D．卫星的质量为 ‎20．如图甲所示，一理想变压器的原线圈匝数n1=5000匝，副线圈匝数n2=900匝，变压器输入端的正弦交变电压如图乙所示，定值电阻R=11Ω，总阻值为22Ω的滑动变阻器滑片为P。下列说法中正确的是 A．变压器副线圈输出电压的频率为100Hz B．滑片P向右滑动时，电阻R两端的电压变大 C．滑片P滑到最右端时，通过电阻R的电流为8.45A D．滑片P滑到最左端时，变压器的输入功率为132W ‎21．如图所示，某生产厂家为了测定该厂所生产的玩具车的性能，将两个完全相同的玩具车并排放在两平行且水平的轨道上，分别通过挂钩接着另一个等质量的货车（无牵引力），控制两车以相同的速度v0做匀速直线运动。某时刻，通过控制器使两车的挂钩断开与货车分离，玩具车A保持原来的牵引力不变前进，玩具车B保持原来的输出功率不变前进，当玩具车A的速度为2v0时，玩具车B的速度为1.5v0，则 A．两车的位移之比为12：11 B．玩具车A的功率变为原来的4倍 C．两车克服阻力做功的比值为12：11 D．两车牵引力做功的比值为5：1‎ 第二部分（非选择题 共174分）‎ 三、非选择题：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（11题，共129分）‎ ‎22．（7分）某同学在实验室测定某金属丝的电阻率。‎ ‎（1）他用螺旋测微器测出金属丝的直径d，测量情况如图甲所示，则金属丝的直径d= mm；‎ ‎（2）他再用欧姆表对金属丝的电阻粗略测量，选择开关打到“×1”挡，指针偏转情况如图乙所示，则所测量约为 Ω。‎ ‎（3）他最后采用伏安法精确地测定金属丝的电阻R，实验室提供了以下器材：‎ A．电压表（0～3V～15V，内阻约为10kΩ或50kΩ）；‎ B．电流表（0～0.6A～3A，内阻约为0.5Ω或0.1Ω）；‎ C．滑动变阻器（0～5Ω）；‎ D．两节干电池；‎ E．开关及导线若干。‎ 本实验电压表的量程应该选 V，电流表的量程应该选 A；为使实验过程中电池能量损耗较小，合适的电路图应该选择丙图中的 。‎ ‎（4）电表连接问题导致电阻率的测量值 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。‎ ‎23．（8分）某同学用图甲所示的装置进行“验证牛顿第二定律”的实验。‎ ‎（1）图甲中打点计时器应该使用频率为50Hz，电压为 V的交流电。‎ ‎（2）图乙为某次实验得到的纸带，由此可以计算出小车此次的加速度大小为 m/s2。（保留两位有效数字）‎ ‎（3）在保持小车质量一定的情况下，通过实验得到加速度α随砂桶和沙的总质量m变化的图线如图丙所示，则该图线不通过原点的原因可能是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角 （填“偏大”或“偏小”）。‎ ‎（4）该同学在正确平衡摩擦力后，再保持小车质量一定，根据实验数据描绘了小车加速度α 与砂桶和沙的总质量m之间的实验关系如图丁所示，若牛顿第二定律成立，则小车的质量M= kg。‎ ‎24．（14分）如图所示，单匝圆形线圈与匀强磁场垂直，匀强磁场的磁感应强度为B，圆形线圈的电阻不计。导体棒α绕圆心O沿逆时针方向匀速转动，以角速度ω旋转切割磁感线，导体棒α的长度为l（等于圆形线圈的半径），电阻为r，定值电阻R1=3r、R2=2r和线圈构成闭合回路，P、Q是两个竖直正对的平行金属板，两极板间的距离为d，金属板的长度L=2d。在金属板的上边缘，有一重力不计的带电粒子以初速度v0竖直向下射入极板间，粒子进入电场的位置到P板的距离为，离开电场的位置到Q板的距离为。求：‎ ‎（1）定值电阻R2两端的电压及P、Q两板间电场强度的大小。‎ ‎（2）带电粒子的比荷。‎ ‎25．（18分）如图所示，在光滑的水平地面的左端连接一光滑的半径为R的圆形固定轨道，并且水平面与圆形轨道相切，在水平面内有一质量M=3m的小球Q连接着轻质弹簧，处于静止状态，现有一质量为m的小球P从B点正上方h=R高处由静止释放，小球P和小球Q大小相同，均可视为质点，重力加速度为g。‎ ‎（1）求小球P到达圆形轨道最低点C时的速度大小和对轨道的压力。‎ ‎（2）求小球P压缩弹簧的过程中，弹簧具有的最大弹性势能。‎ ‎（3）若小球P从B点上方高H处释放，恰好使P球经弹簧反弹后能够回到B点，求高度H的大小。‎ ‎（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道生物题中每科选一题作答。如果多答，则每按所答的第一题计分。‎ ‎33．【物理－选修3－3】（15分）‎ ‎（1）（5分）关于热现象，下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分0分）‎ A．在静稳的雾霾天气中，PM2.5浓度会保持稳定，故PM2.5在空气中做布朗运动 B．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律 C．对于一定量的理想气体，若气体的压强和体积都不变，则其内能也一定不变 D．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体 E．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力 ‎（2）（10分）如图甲所示，玻璃管竖直放置，AB段和CD段分别是两段长25cm的水银柱。BC段是长10cm的理想气体，D到玻璃管底端是长12cm的理想气体。已知大气压强是75cmHg，玻璃管的导热性能良好，环境的温度不变。将玻璃管旋转180°倒置，经过足够长时间后，水银未从玻璃管流出。试求玻璃管倒置后：‎ ‎①BC段气体的长度。‎ ‎②D到玻璃管底端封闭气体的长度。‎ ‎34．【物理－选修3－4】（15分）‎ ‎（1）（5分）一列简谐波沿x轴的负方向传播，在t=0时刻的波形图如图所示，已知这列波的波速为10m/s，下列说法中正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分0分）‎ A．这列波的波长是6m，频率是0.4Hz B．在t=1.0s时刻，质点E的加速度最大，方向沿y轴正方向 C．在t=0时刻，质点F的方向沿y轴正方向 D．在2s时间内，质量E的运动的路程为210cm E．在4s时间内，波形沿x轴负方向传播40m ‎（2）（10分）如图所示，某种透明物质制成的直角三棱镜ABC，∠ABC=60°‎ ‎，透明物质的折射率n=，一束光线在纸面内与BC面成θ=30°角的光线射向BC面。求：‎ ‎①这种透明物质对于空气的临界角的大小。（结果可以用三角函数表示）‎ ‎②最终的出射光线与最初的入射光线之间的偏转角。‎ ‎2016－2017学年高三下学期期中考试 物理试题参考答案 题号 ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ ‎17‎ ‎18‎ ‎19‎ ‎20‎ ‎21‎ 答案 A B C D ABD AC BD AC ‎22． （1）1.700（2分） （2）6（或6.0）(1分) ‎ ‎（3）3（或0～3） 0.6（或0～0.6） A（每空一分） （4）小于 （1分）‎ ‎23．（1）220 （1分） （2）3.2 （3分） （3）偏大 （1分） （4）0.08 （3分）‎ ‎24．解：（1）由法拉第电磁感应定律得感应电动势大小 ………………（2分）‎ 由闭合电路欧姆定律得回路中感应电流 …………………………（2分）‎ 由欧姆定律可知，定值电阻R2两端的电压UPQ=IR2 ………………………………（1分）‎ 联立可得：UPQ= ………………………………………………（1分）‎ 故PQ间匀强电场的电场强度大小E= …………………………………………（1分）‎ 联立解得：E= ……………………………………………………………………（2分）‎ ‎（2）带电粒子在极板间做类平抛运动 竖直方向有：2d=v0t ……………………………………………………………………（1分）‎ 水平方向有： ………………………………………………………………（1分）‎ 带电粒子在水平方向的加速度 ………………………………………………（1分）‎ 联立解得带电粒子的比荷 ………………………………………………（2分）‎ ‎25．解：（1）小球P从A运动到C的过程 根据机械能守恒，有： …………………………………………（2分）‎ 将h=R代入，解得 …………………………………………………………（1分）‎ 小球P在最低点C处 根据牛顿第二定律，有： …………………………………………（2分）‎ 解得轨道对小球P的支持力FN=5mg ………………………………………………（1分）‎ 根据牛顿第三定律知小球P对轨道压力大小为5mg，方向竖直向下。 …………（1分）‎ ‎（2）弹簧被压缩的过程中，当两球速度相等时，弹簧具有最大弹性势能 根据系统动量守恒，有：mvC=(m+M)v ………………………………………………（2分）‎ 根据机械能守恒定律有： ………………………………（2分）‎ 联立解得： ………………………………………………………………（1分）‎ ‎（3）设小球P从B点上方高H处释放，小球到达水平面的速度为v0‎ 根据机械能守恒定律，有： ……………………………………（1分）‎ 弹簧被压缩后再次恢复到原长时，设小球P和Q的速度大小分别为v1和v2‎ 根据动量守恒，有：mv0=－mv1+Mv2 ………………………………………………（1分）‎ 根据机械能守恒，有： ……………………………………（1分）‎ 要使小球P经弹簧反弹后恰好回到B点，则有mgR= ……………………（1分）‎ 联立解得：H=3R …………………………………………………………………………（2分）‎ ‎33．【物理－选修3－3】‎ ‎（1）ACE （5分）‎ ‎（2）①设玻璃管的横截面积为S，研究BC段的气体 初状态，气体体积V1=hBCS，压强p1=75cmHg+25cmHg=100cmHg ………………（1分）‎ 末状态，气体体积V2=hBC＇S，压强p2=75cmHg－25cmHg=50cmHg ………………（1分）‎ 根据玻意耳定律p1V1=p2V2 ………………………………………………………………（2分）‎ 可得：hBC＇=20cm …………………………………………………………………………（1分）‎ ‎②研究玻璃管底端的气体 初状态，气体体积V3=hDS，压强p3=75cmHg+25cmHg+25cmHg=125cmHg ……（1分）‎ 末状态，气体体积V4=hD＇S，压强p4=75cmHg－25cmHg－25cmHg=25cmHg ……（1分）‎ 根据玻意耳定律p3V3=p4V4 ………………………………………………………………（2分）‎ 可得：hD＇=60cm …………………………………………………………………………（1分）‎ ‎34．【物理－选修3－4】‎ ‎（1）BCE （5分）‎ ‎（2）①根据临界角的公式有：sinC= ………………………………………………（1分）‎ 解得：sinC= …………………………………………………………………………（2分）‎ ‎②在BC面上，根据折射定律有sin60°=sinγ ……………………………………（2分）‎ 解得：γ=30° …………………………………………………………………………（1分）‎ 由三角函数关系可知：30°C ………………（1分）‎ 故光线在AC界面发生全反射，在AC面下方不能观察到折射光线 ………………（1分）‎ 如图所示，由几何关系可知 最终的出射光线与最初的入射光线之间的偏转角为60° ………………………………（2分）‎