2017南昌一模理综物理

江西省南昌市2017年高三年级第一次模拟考试理科综合(物理部分)本试卷分第一部分(选择题)和第二部分(非选择题)两部分。满分110分。第一部分(选择题共48分)一、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，有选错的得0分。14.如图所示，1887年德国物理学家赫兹利用紫外线照射锌板后，发现与锌板连接的验电器箔片张开。关于这一现象，下列说法中正确的是()A．验电器箔片张开，是因为箔片带负电B．验电器箔片张开，是因为锌板得到了正电荷C．紫外线灯功率增大，箔片张角也增大D．换用红外线灯照射锌板，箔片也一定张开答案C解析紫外线灯照射锌板，发生光电效应现象，有电子从锌板逸出，锌板带正电，验电器箔片带上正电荷而张开，A、B错误；若增大紫外线功率，逸出的电子数增多，验电器与锌板所带正电荷增多，箔片张角增大，C正确；换用红外线照射锌板，不会发生光电效应，箔片不张开，D错误。15.如图所示，在固定的斜面上，A、B两物体通过跨过光滑的定滑轮的细线相连，物体A静止在斜面上。已知斜面倾角30°，A、B两物体质量分别为2m和m。现在B物体下加挂另一物体C(图中未画出)，物体A仍静止在斜面上，则加挂物体C后()A．斜面对物体A的弹力增大B．细线对物体A的拉力不变C．斜面对物体A的摩擦力保持不变D．斜面对物体A的作用力增大答案D解析加挂物体C前后，斜面对物体A的弹力一直为2mgcos30°，A错误；细线对物体A的拉力大小等于B与C的总重力大小，可知拉力增大，B错误；开始时设A的摩擦力大小为f1，方向斜向上，对物体A有2mgsin30°＝T1＋f1，T1＝mg，f1＝0，加挂物体C后，设A受到摩擦力大小为f2，方向向上，C的质量为mC，对A有2mgsin30°＝T2＋f2，T2＝(m＋mC)g，得f2＝－mCg，可判断物体A所受摩擦力增大，C错误；物体A受重力、拉力、支持力和摩擦力四个力作用，加挂物体C后，A所受支持力不变，所受摩擦力增大，由力的合成可知斜面对物体A的作用力增大，D正确。16．如图甲所示是一台交流发电机的构造示意图，线圈转动产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示。发电机线圈电阻为1Ω，外接负载电阻为4Ω，则()A．线圈转速为50r/sB．电压表的示数是4VC．负载电阻的电功率为2WD．线圈转速加倍，电压表读数变为原来的4倍答案C解析由题中乙图可读出交变电压周期为0.4s，转速为n＝1T＝2.5r/s，A错误；电动势峰值Em＝5V，有效值为E＝Em2＝522V，电压表示数为U＝RR＋rE＝22V，B错误；负载电阻的电功率为PR＝U2R＝2W，C正确；若线圈转速加倍，由Em＝NBSω，ω＝2πn可知Em加倍，电压表读数变为原来的2倍，D错误。17．火星表面很接近地球，是将来人类可能的居住地。已知火星的质量约为地球质量的19，火星的半径约为地球半径的12，火星的自转周期约为24h。已知地球表面重力加速度为9.8m/s2，由此可估算出()A．火星表面的重力加速度约为9.8m/s2B．环绕火星运动的卫星的最大速度约为3.7km/sC．火星的平均密度约为地球平均密度的一半D．火星同步卫星的运动半径等于地球同步卫星运动的半径答案B解析在行星表面，有GMmR2＝mg，g＝GMR2∝MR2，可判断火星表面重力加速度为地球表面的49，A错误；贴近行星表面环绕的卫星速度最大，由万有引力提供向心力有GMmR2＝mg＝mv2R，则最大速度v＝gR，可知火星表面环绕速度为地球表面的23倍，即为23×7.9km/s≈3.7km/s，B正确；由ρ＝MV，V＝43πR3可知火星平均密度为地球的89，C错误；对于行星的同步卫星，有GMmr2＝m4π2T2r，r＝3GMT24π2，由于火星与地球同步卫星的周期均为24h，可判断火星同步卫星的半径为地球同步卫星的319倍，D错误。18．一质量为m的质点以速度v0匀速直线运动，在t＝0时开始受到恒力F作用，速度大小先减小后增大，其最小值为v＝0.5v0。由此可判断()A．质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动B．质点受力F作用后可能做圆周运动C．t＝0时恒力F与速度v0方向间的夹角为60°D．t＝3mv02F时，质点速度最小答案AD解析由质点的最小速度不为零可判断力F方向与v0夹角为钝角，质点做曲线运动，又因F恒定不变，加速度不变，A正确；圆周运动的合力方向时刻变化，B错误；把初速度v0沿F反方向与垂直F方向分解，分别为vy、vx，当v＝0.5v0时，vy′＝0。设v0与F所夹锐角为θ，sinθ＝vxv0＝12，θ＝30°，可得t＝0时，恒力F与v0方向夹角为150°，C错误；由力的独立作用原理可知沿F负方向质点做匀减速直线运动，当质点速度最小时，vy′＝0，a＝Fm，vy＝at，t＝vya＝3mv02F，D正确。19.已知均匀带电球壳内部电场强度处处为零，电势处处相等。如图所示，正电荷均匀分布在半球面上，Ox为通过半球顶点与球心O的轴线，A、B为轴上的点，且AO＝OB，则下列判断正确的是()A．A、B两点的电势相等B．A、B两点的电场强度相同C．点电荷从A点移动到B点，电场力一定做正功D．同一个负电荷放在B点比放在A点的电势能大答案BD解析将题中半球壳补成一个完整的球壳，且带电均匀，分别设左、右半球在A点产生的场强大小为E1和E2，由题意可知E1＝E2，由对称性可知，左、右半球在B点产生的场强大小分别为E2和E1，且E1＝E2，同此可判断左半球在A点场强为E1，在B点场强为E2，方向均向右，且E1＝E2，B正确；在x轴上电场方向水平向右，沿电场方向电势降低，可知φAφB，A错误；若把负电荷从A点移到B点，电场力方向向左，做负功，电势能增大，EpBEpA，C错误，D正确。20．如图所示，质量为m＝0.04kg、边长l＝0.4m的正方形导体线框abcd放置在一光滑绝缘斜面上，线框用一平行斜面的细线系于O点，斜面倾角为θ＝30°。线框的一半处于磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化关系为B＝2＋0.5t(T)，方向垂直于斜面。已知线框电阻为R＝0.5Ω，重力加速度为g＝10m/s2。()A．线框中的感应电流方向为abcdaB．t＝0时，细线拉力大小F＝0.2NC．线框中感应电流大小为I＝80mAD．经过一段时间t，线框可能沿斜面向上运动答案CD解析由B­t表达式可知穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流方向为adcba，A错误；感应电动势E＝NΔΦΔt＝NΔBΔt×l22＝0.04V，电流I＝ER＝0.08A，C正确；细线拉力F＝mgsinθ－F安，F安＝BIl＝0.064N，则F＝0.136N，B错误；随着磁感应强度B的增大，安培力逐渐增大，当F安mgsin30°后线框沿斜面向上运动，D正确。21．如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度v0向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x；现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B(如图乙所示)，物体A以2v0的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x，则()A．A物体的质量为3mB．A物体的质量为2mC．弹簧压缩最大时的弹性势能为32mv20D．弹簧压缩最大时的弹性势能为mv20答案AC解析设物体A的质量为mA，根据题甲图中的能量守恒有12mAv20＝Epm，Epm为弹簧压缩量为x时的弹性势能，当物体A以初速度2v0压缩弹簧到最短过程中，A、B和弹簧组成的系统动量与能量均守恒，则有2mAv0＝(mA＋m)v，12×mA(2v0)2＝Epm＋12(mA＋m)v2，得mA＝3m，A正确，B错误；可求得Epm＝12×3mv20＝32mv20，C正确，D错误。第二部分(非选择题共62分)二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22～25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33、34题为选考题，考生根据要求作答。(一)必考题：共47分。22．(5分)某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度。实验器材有：电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板，小车、纸带、细线、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸片等。(1)该同学在实验桌上安装好所需的器材后(如图所示)准备进行实验，下面操作必须要的是()A．把附有滑轮的长木板固定打点计时器的那端适当垫高，以平衡小车运动过程中所受的摩擦力B．调节拉小车的细线使细线与长木板板面平行C．拉小车运动的钩码的质量远小于小车的质量D．实验时，先释放小车，再接通电源(2)该同学在得到的纸带上选取七个计数点(相邻两个计数点之间还有四个点未画出)，如图所示，图中s1＝4.81cm，s2＝5.29cm，s3＝5.76cm，s4＝6.25cm，s5＝6.71cm，s6＝7.21cm。已知电源频率为50Hz，则加速度的大小为________m/s2(结果保留两位有效数字)。答案(1)B(2分)(2)0.48(3分)解析(1)本实验是通过匀变速直线运动测量加速度，只需保证小车做匀变速直线运动即可，因此不需要平衡摩擦力，A错误；调节细线与长木板板面平行以保证小车所受合力恒定不变，B正确；钩码的质量以打出合适的点迹为宜，不需保证钩码质量远小于小车质量，C错误；实验时应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，D错误。(2)根据打出的点迹，由逐差法可求得a＝s4＋s5＋s6－s1－s2－s39T2，T＝5f＝0.1s，得a≈0.48m/s2。23．(10分)(1)在“测定金属丝的电阻率”实验中，某同学在一次用螺旋测微器测量金属丝的直径时，测微器计数如图甲所示，则金属丝的直径为________mm。(2)用多用电表测量金属丝的电阻Rx，选择“×1Ω”欧姆挡，并按正确步骤操作后，指针的位置如图乙所示，则Rx＝________Ω。(3)为提高精度，现要用以下仪器再次测量金属丝的电阻Rx，实验室提供器材如下：①电流表A1(量程150mA，内阻约为10Ω)②电压表V(量程15V，内阻1kΩ)③电流表A2(量程20mA，内阻r2＝30Ω)④定值电阻R0＝100Ω⑤滑动变阻器R，最大阻值8Ω⑥电源E，电动势E＝6V(内阻不计)⑦电键S及导线若干Ⅰ.根据上述器材完成此实验，测量时要求电表计数不得小于其量程的13，请你在虚线框内画出测量Rx的一种实验原理图(图中元件使用题中相应英文字母符号标注)。Ⅱ.实验时电流表A1的读数记为I1，电压表V的计数记为V，电流表A2的计数记为I2，用已知的和你所用的仪器测得的物理量表示Rx＝________。(用字母表示)答案(1)0.154(0.152～0.155均可)(2分)(2)22(2分)(3)Ⅰ.如图所示(4分)Ⅱ.I2R0＋r2I1－I2(2分)解析(1)主尺读数为0mm，可动刻度读数为15.4×0.01mm，则金属丝直径为0mm＋15.4×0.01mm＝0.154mm。(2)指针所指刻度为22.0，则Rx＝22.0×1Ω＝22.0Ω＝22Ω。(3)所给实验器材中，电压表V的量程太大，不可用，因此可用电流表A2与定值电阻R0串联改装成电压表，改装后的量程为I2g(r2＋R0)＝2.6V，内阻为R2g＝130Ω，由RxRA1R2gRx，故电流表A1采用外接法，为提高精度且由于滑动变阻器最大阻值仅为8Ω，可判断滑动变阻器采用分压式连接，原理图见答案。由串并联关系可知Rx两端电压为I2(R0＋r2)，流过Rx支路的电流为I1－I2，由欧姆定律可得Rx＝I2R0＋r2I1－I2。24．(14分)在倾角θ＝37°的粗糙斜面上有一质量m＝2kg的物块，受如图甲所示的水平方向恒力F的作用，t＝0时刻物块以某一速度从斜面上A点沿斜面下滑，在t＝4s时滑到水平面上，此时撤去F，在这以后的一段时间内物块运动的速度随时间变化关系v­t图象如图乙所示。已知A点到斜面底端的距离x＝18m，物块与各接触面之间的动摩擦因数相同，不考虑转角处机械能损失，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求