河南省实验中学2017届高三第一次模拟考试物理试题

普通高等学校招生全国统一考试模拟试卷（一）理科综合全卷共300分，考试时间为150分钟。二、多项选择题（共8小题；每小题6分，共48分。14－18题单选，19－21多选。）【题文】14．如图所示，小球从静止开始沿光滑曲面轨道AB滑下，从B端水平飞出，撞击到一个与地面呈的斜面上，撞击点为C．已知斜面上端与曲面末端B相连．若AB的高度差为h，BC间的高度差为H，则h与H的比值等于（不计空气阻力，，）A．B．C．D．【知识点】机械能守恒定律；平抛运动．D2E3【答案解析】D解析：小球下滑过程中机械能守恒，则有：12mvB2=mgh解得：vB＝2gh到达B点后小球做平抛运动，则有：H=12gt2解得：t=2Hgx=vBt根据几何关系有：tan37°=3422BHHvtHghg解得：94hH故选D【思路点拨】小球下滑过程中受重力和支持力，其中支持力不做功，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律列式求出到达B点的速度，到达B点后小球做平抛运动，根据平抛运动的基本公式，即可求解．本题关键是将平抛运动沿着水平和竖直方向正交分解，根据位移时间关系公式和速度时间关系列式，同时对沿斜面加速过程运用机械能守恒定律列式后联立求解【题文】15．把一个重为G的物体，用一个水平的推力F=kt（k为正的常数，t为时间）压在竖直的足够高的平整的墙上，如图所示，从t=0开始计时，物体从静止开始运动，关于此后物体的动能Ek、重力势能Ep、机械能E随着物体位移x变化图像定性来说可能正确的有【知识点】机械能守恒定律．E3【答案解析】D解析：A、水平的推力F=kt，不断变大，物体水平方向受推力和支持力，竖直方向受重力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不断变大，故物体先加速下滑后减速下滑，即动能先增加后减小；但合力为mg-μkt，是变力，故动能与位移间不是线性关系，故A错误；B、重力做正功，故重力势能不断减小，故B错误；C、D、由于克服滑动摩擦力做功，机械能不断减小，故C错误，D正确；故选D．【思路点拨】由题意可知，随着时间的推移，压力不断增大，导致物体从滑动到静止．则物体所受的摩擦力先是滑动摩擦力后是静摩擦力．而滑动摩擦力的大小与推物体的压力大小成正比，故运动过程中滑动摩擦力不断变大；当滑动摩擦力小于重力时，物体加速运动；当滑动摩擦力大于重力时，物体减速运动，直至静止．本题分析清楚物体的运动规律，当滑动摩擦力小于重力时，物体加速运动；当滑动摩擦力大于重力时，物体减速运动，直至静止．【题文】16．一只叫Diamond的宠物狗和主人游戏，宠物狗沿直线奔跑，依次经过A、B、C三个木桩，B为AC的中点，它从木桩A开始以加速度a1匀加速奔跑，到达木桩B时以加速度a2继续匀加速奔跑，若它经过木桩A、B、C时的速度分别为0、vB、vc，且vB=vc/2，则加速度a1和a2的大小关系为A.a1a2B.a1=a2C.a1a2D.条件不中，无法确定【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．A2【答案解析】A解析：设物体AB段和BC段位移均为x，第一段位移中加速度a1，第二段加速度a2对AB段：vB2＝2a1x…①对BC段：vC2−vB2＝2a2x…②由题意有：vB=2Cv…③由以上三式得：a2−a1＝18xvC2因为物体做加速运动x位移为正，解得：a2＞a1．故A正确，B、C、D错误．故选：A．【思路点拨】根据匀变速直线运动的速度位移公式求出两段过程中的加速度，通过作差法比较加速度的大小．解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度位移公式，并能灵活运用，也可以通过速度时间图线，结合图线与时间轴围成的面积相等，通过比较斜率比较加速度的大小．【题文】17.如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是A．它们做圆周运动的周期TaTbTcB．a粒子在磁场中运动时间最短C．三粒子离开磁场时速度方向仍然相同D．c粒子速率最大【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动．K2【答案解析】D解析：A、由于粒子运动的周期T=2mBq及t=2T可知，三粒子运动的周期相同，a在磁场中运动的偏转角最大，运动的时间最长．故AB错误；C、曲线运动的速度的方向沿曲线的切线的方向，所以三粒子离开磁场时速度方向不相同．故C错误；D、粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，根据qvB=m2vr，可得：r=mvBq，则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由图知，a粒子速率最小，c粒子速率最大．故D正确．故选：D．【思路点拨】三个质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率垂直进入匀强磁场中，则运动半径的不同，导致运动轨迹也不同．运动轨迹对应的半径越大，粒子的速率也越大．而运动周期它们均一样，运动时间由圆弧对应的圆心角决定．带电粒子在磁场、质量及电量相同情况下，运动的半径与速率成正比，从而根据运动圆弧来确定速率的大小；运动的周期均相同的情况下，可根据圆弧的对应圆心角来确定运动的时间的长短．【题文】18．我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星.某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知万有引力常量为G.因此可求出S2的质量为A.B.C.D.【知识点】万有引力定律及其应用；向心力．D4D5【答案解析】D解析：设星体S1和S2的质量分别为m1、m2，星体S1做圆周运动的向心力由万有引力提供得：21211224mmGmrrT解得m2=22124rrGT，故D正确、ABC错误．故选：D．【思路点拨】这是一个双星的问题，S1和S2绕C做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，S1和S2有相同的角速度和周期，结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题．双星的特点是两个星体周期相等，星体间的万有引力提供各自所需的向心力．【题文】19.如图所示，真空中以O点为圆心、Oa为半径的圆周上等间距分布a、b、c、d、e、f、g、h八个点，a、e两点放置等量正点电荷，则下列说法正确的是A．b、d、f、h四点的电场强度相同B．b、d、f、h四点的电势相等C．在c点静止释放一个电子，电子将沿cg连线向O点做匀加速直线运动D．将一电子由b点沿bcd圆弧移到d点，电子的电势能先增大后减小【知识点】电势差与电场强度的关系；电场强度．I1【答案解析】BD解析：A、根据场强的叠加和对称性，可知两电荷在b、d、f、h点产生的场强大小相等，方向不同，则场强不同，故A错误．B、等量同种电荷间的电场线是排斥状的，且关于ab中点O对称．b、d、f、h是关于AB的中点O对称的四个点，知电势相等．故B正确．C、在c点由静止释放一个电子，电子所受电场力方向竖直向上，在向上运动的过程中电场力大小会发生变化，所以加速度会发生变化，做非匀加速直线运动．故C错误．D、在电子由b点沿bcd圆弧移到d点的过程中，根据电场线的分布，知电场力先做负功，再做正功．所以电势能先增大后减小．故D正确．故选：BD．【思路点拨】根据场强的叠加判断各点的场强是否相同．根据电场线的分布判断电势的高低．对电子受力分析，判断其合力方向，从而判断它的运动情况．根据电场力做功判断电势能的变化．解决本题的关键知道等量同种电荷之间的电场线分布，以及会通过电场力做功判断电势能的变化．【题文】20．如图所示，MN是纸面内的一条直线，其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场（场区都足够大），现有一重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v0射入场区，下列有关判断正确的是：A．如果粒子回到MN上时速度增大，则该空间存在的一定是电场B．如果粒子回到MN上时速度大小不变，则该空间存在的一定是电场C．若只改变粒子的速度大小发现粒子再回到MN上时与其所成夹角不变，则该空间存在的一定是磁场D．如果只改变粒子的速度大小，发现粒子再回到MN所用的时间不变，则空间存在的一定是磁场【知识点】带电粒子在混合场中的运动．K3K4【答案解析】AD解析：A、洛伦兹力对带电粒子不做功，不能使粒子速度增大，电场力可使带电粒子做功，动能增大，故A正确；B、C、若带电粒子以与电场线平行的速度v0射入，粒子返回速率不变，故B错误，C也错误；D、由T=2mBq知，粒子在磁场中运动的时间与速率无关，故D项正确．故选AD．【思路点拨】洛伦兹力不做功，电场力可以做功；粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，在电场中做类似抛体运动．本题关键是分电场和磁场两种情况进行分析讨论，抓住匀速圆周运动模型和直线运动模型进行分析讨论．【题文】21．如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈（单匝）的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A。那么A.线圈消耗的电功率为4WB.线圈中感应电流的有效值为2AC.任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cosD.任意时刻穿过线圈的磁通量为=sin【知识点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；交流的峰值、有效值以及它们的关系．M1【答案解析】AC解析：从垂直中性面开始其瞬时表达式为i=Imcosθ，则电流的最大值为Im=01coscos60i＝2A感应电动势的最大值为Em=Imr=2×2=4V任意时刻线圈中的感应电动势为e=Emcos2Tt=4cos2T线圈消耗的电功率为P=I2r=(22Im)2r=(22×2)2×2W=4W任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=BSsin2Tt根据公式Em=NBSω=NΦm2T可得42221mmEETNNTT故Φ=22sinTtT故选：AC【思路点拨】绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈中产生正弦或余弦式交流电，由于从垂直中性面开始其瞬时表达式为i=Imcosθ，由已知可求Im=cosi，根据正弦式交变电流有效值和峰值关系可求电流有效值根据P=I2R可求电功率根据Em=Imr可求感应电动势的最大值任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=BSsin2Tt根据Em=NBSω可求本题考察的是有效值计算及有关交变电流的基本知识．三．非选择题：包括必考题和选考题两部分。22－32题为必考题，34－40题为选考题。（一）必考题（共11个题，共129分。）【题文】22．用金属丝制成的线材（如钢丝、钢筋）受到拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现：金属丝或金属杆在弹性限度内它伸长的长度与拉力成正比，这就是著名的胡克定律，这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础．现在一根用新材料制成的金属杆，长为5m，横截面积0.4cm2，设计要求它受到拉力后的伸长的长度不超过原长的1/1000，问最大拉力多大？由于这一拉力很大，杆又较长，直接测量有困难，但可以选用同种材料制成的样品进行测试，通过测试取得数据如下：长度伸长拉力截面积250N500N750N1000N1m0.05cm20.04cm0.08cm0.12cm0.16cm2m0.05cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm1m0.10cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm（1）测试结果表明线材受拉力作用后伸长与材料的长度成比，与材料的横截面积成比．（2）上述金属杆承受的最大拉力为N．【知识点】探究弹力和弹簧伸长的关系．B5【答案解析】（1）正，反（2）5×103N。解析：（1）由表格知：1、当受到的拉力F、横截面积S一定时，伸长量x与样品长度L成正比，①2、当受到的拉力F、样品长度L一定时，伸长量x与横截面积S成反比，②3、当样品长度L、横截面积S一定时，伸长量x与受到的拉力F成正比，③由1、2的结论，线材受拉力作用后伸长与材料的长度成正比，与横截面积成反比．（2）由①②③三个结论，可以归纳出，x与L、S、F之间存在一定量的比例关系，设这个比值为k，那么有：x＝