1、2017年河北省张家口市五个一联盟高考二模试卷物理 二、多项选择题 (本题共 8小题，每小题 6分，共 48 分 。 在每小题给出的四个选项中，第 14题只有一项符合题目要求，第 5 8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，选错或不答的得 0分 ) 1.(6分 )一带负电的粒子只在电场力作用下沿 x轴正向运动，其电势能 Ep随位移 x变化的关系如图所示，其中 0 x2段是关于直线 x=x1对称的曲线， x2 x3段是直线，则下列说法正确的是 ( ) A.x1处电场强度最小，但不为零 B.粒子在 0 x2段做匀变速运动， x2 x3段做匀速直线运动 C.在 0、 x
2、1、 x2、 x3处电势 0、 1， 2， 3，的关系为 3 2= 0 1 D.x2 x3段的电场强度大小方向均不变 解析： A、根据电势能与电势的关系： Ep=q ，场强与电势的关系： E= ，得： E= ，由数学知识可知 Ep x 图像 切线的斜率等于 ， x1处切线斜率为零，则知 x1处电场强度为零，故 A错误 。 BD、由图看出在 0 x1段 图像 切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动 。 x1 x2段 图像 切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动 。 x2 x3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不
3、变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故 B错误， D正确 。 C、根据电势能与电势的关系： Ep=q ，粒子带负电， q 0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有： 1 2= 0 3.故 C错误 。 答案： D 2.(6分 )如图，固定斜面， CD段光滑， DE 段粗糙， A、 B两物体叠放在一起从 C点由静止下滑，下滑过程中 A、 B 保持相对静止，则 ( ) A.在 CD 段时， A受三个力作用 B.在 DE 段时， A可能受三个力作用 C.在 DE 段时， A受摩擦力方向一定沿斜面向上 D.整个下滑过程中， A、 B均处于失重状态 解析： A、在 CD段，整
4、体的加速度为： a= =gsin ，隔离对 A分析，有：mAgsin +fA=mAa，解得： fA=0，可知 A受重力和支持力两个力作用 。 故 A错误 。 B、设 DE段物块与斜面间的动摩擦因数为 ，在 DE 段， 整体的加速度为： a= =gsin gcos ， 隔离对 A分析，有： mAgsin +fA=mAa，解得： fA= m Agcos ，方向沿斜面向上 。 若匀速运动， A受到静摩擦力也是沿斜面向上，所以 A一定受三个力 。 故 B错误， C正确 。 D、整体下滑的过程中， CD 段加速度沿斜面向下， A、 B均处于失重状态 。 在 DE段，可能做匀速直线运动，不处于失重状态 。
5、 故 D错误 。 答案： C 3.(6分 )研究表明，地球自转在逐渐变慢， 3亿年前地球自转的周期约为 22 小时 。 假设这种趋势会持续下去，地球的其它条件都不变，则未来与现在相比 ( ) A.地球的第一宇宙速度变小 B.地球赤道处的重力加速度变小 C.地球同步卫星距地面的高度变小 D.地球同步卫星的线速度变小 解析： A、地球的第一宇宙速度，就是近地卫星的运行速度， 根据引力提供向心力： = ，得 v= ，故地球的第一宇宙速度不变 。 故 A错误 。 B、赤道上的物体受到的重力等于万有引力减去向心力， ，因为 T变大，向心力变小，故重力变大，即地球赤道处的重力加速度变大，故 B错误 。 C
6、、地球同步卫星由万有引力提供圆周运动向心力，据 ，得 ，由此可知，地球自转在逐渐变慢，即同步卫星的周期 T增大，轨 道半径 r增大，距地面的高度变大，故 C错误 。 D、万有引力提供圆周运动向心力 ，得 ，由此可知，轨道半径 r变大，卫星的线速度变小，故 D正确 。 答案： D 4.(6分 )如图，一小球从一半圆轨道左端 A点正上方某处开始做平抛运动 (小球可视为质点 )，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于 B点 。 O为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为 R， OB与水平方向夹角为 60 ，重力加速度为 g，则小球抛出时的初速度为 ( ) A. B. C. D. 解析： 小球做平抛运动，在飞行过程中恰
7、好与半圆轨道相切于 B点，则知速度与水平方向的夹角为 30 ，则有： vy=v0tan30 又 vy=gt，则得： v0tan30=gt ， t= 水平方向上小球做匀速直线运动，则有： R+Rcos60=v 0t 联立 解得： v0= 。 答案： C 5.(6分 )下列说法中正确的是 ( ) A.光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量 B.原子核结合能越大，原子核越稳定 C.核泄漏事故污染物 Cs137 能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为Cs Ba+x 可以判断 x为电子 D.一个氢原子处在 n=4 的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出 3种频率的光子 解析： A、光子像其他
8、粒子一样，不但具有能量，也具有动量，故 A正确； B、原子核比结合能越大，原子核越稳定，故 B错误； C、根据电荷数守恒、质量数守恒知， x的电荷数为 1，质量数为 0，可知 x为电子 。 故 C正确； D、一个氢原子处在 n=4的能级，由较高能级跃迁到较低能级时，最多可以发出 43 ， 32 ，和 21 三种种频率的光 。 故 D正确 。 答案： ACD 6.(6分 )如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头 Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻 R0和滑动变阻器 R， P为滑动变阻器的滑动触头 。 在原线圈上加一电压为 U的正弦交流电，则 ( ) A.
9、保持 Q的位置不动，将 P向上滑动时，电流表读数变大 B.保持 Q的位置不动，将 P向上滑动时，电流表读数变小 C.保持 P的位置不动，将 Q向上滑动时，电流表读数变大 D.保持 P的位置不动，将 Q向上滑动时，电流表读数变小 解析： AB、在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定 。 因此，当 Q位置不变时，输出电压不变，此时 P向上滑动，负载电阻值增大，则输出电流减小，电流表的读数 I变小，故 A错误， B正确； CD、 P位置不变，将 Q 向上滑动，则输出电压变大，输出电流变大，则电流表的读数变大，故 C正确， D错误 。 答案： BC 7.(6分 )放在粗糙水平地
10、面上的物体受到水平拉力的作用，在 0 6s内其速度与时间的 图像和该拉力的功率与时间的 图像 分别如图所示 。 下列说法正确的是 ( ) A.0 6s 内物体的位移大小为 30m B.2 6s 内拉力做的功为 40J C.合外力在 0 6s内做的功与 0 2s内做的功相等 D.滑动摩擦力的大小为 5N 解析： A、 0 6s 内物体的位移大小 x= 6m=30m。 故 A正确 。 B、在 0 2s内，物体的加速度 a= =3m/s2，由图，当 P=30W时， v=6m/s，得到牵引力 F= =5N。在 0 2s内物体的位移为 x1=6m， 则拉力做功为 W1=Fx1=5 6J=30J.2 6s
11、 内拉力做的功 W2=Pt=10 4J=40J。 所以 0 6s内拉力做的功为 W=W1+W2=70J.故 B正确 。 C、在 2 6s 内，物体做匀速运动，合力做零，则合外力在 0 6s内做的功与 0 2s内做的功相等 。 故 C正确 。 D、在 2 6s 内， v=6m/s， P=10W，物体做匀速运动，摩擦力 f=F，得到 f=F= = N= N。故 D错误 。 答案： ABC 8.(6分 )如图所示，两块平行金属板，两板间电压可从零开始逐渐升高到最大值，开始静止的带电粒子带电荷量为 +q，质量为 m (不计重力 )，从点 P经电场加速后，从小孔 Q进入右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小
12、为 B，方向垂直于纸面向外， CD为磁场边界，它与极板的夹角为 =30 ，小孔 Q到板的下端 C的距离为 L，当两板间电压取最大值时，粒子恰好垂直 CD 边射出，则 ( ) A.两板间电压的最大值 Um= B.两板间电压的最大值 Um= C.能够从 CD 边射出的粒子在磁场中运动的最长时间 tm= D.能够从 CD 边射出的粒子在磁场中运动的最长时间 tm= 解析： M、 N两板间电压取最大值时，粒子恰好垂直打在 CD 板上，所以圆心在 C 点， CH=CQ=L，故半径 R1=L 洛伦兹力提供向心力可得： qvB=m 根据动能定理可得： qUm= 联立 可得： Um= 故 A错误， B正确，
13、分析可知， T= 联立 可得 T= 能够从 CD边射出的粒子在磁场中运动的最长时间最长的粒子，其轨迹与 CD边相切与 K点 最长时间 tm= T 联立 式得 tm= 故 D错误， C正确 。 答案： BC 三 。 非选择题 (共 174 分，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 40 题为选考题，考生根据要求作答 。 ) (一 )必考题 9.(6分 )如图 (甲 )所示，一位同学利用光电计时器等器材做 “ 验证机械能守恒定律 ” 的实验 。 有一直径为 d、质量为 m的金属小球由 A处从静止释放，下落过程中能通过 A处正下方、
14、固定于 B处的光电门，测得 A、 B间的距离为 H(H d)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为 t，当地的重力加速度为 g。 则： 如图 (乙 )所示，用游标卡尺测得小球的直径 d= mm。 小球经过光电门 B时的速度表达式为 。 多次改变高度 H，重复上述实验，作出 随 H的变化 图像 如图 (丙 )所示，当图中已知量 t0、H0和重力加速度 g及小球的直径 d满足以下表达式： 时，可判断小球下落过程中机械能守恒 。 解析： 游标卡尺的主尺读数为 7mm，游标读数为 0.05 5mm=0.25mm，则小球的直径 d=7.25mm。 根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在 B处的
15、瞬时速度 ； 小球下落过程中重力势能的减小量为 mgH0，动能的增加量 ，若机械能守恒，有： ，即 。 答案： 7.25； ； 。 10.(9分 )在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： A.待测的干电池 (电动势约为 1.5V，内电阻小于 1.0 ) B.电流表 A1(量程 0 3mA，内阻 Rg1=10 ) C.电流表 A2(量程 0 0.6A，内阻 Rg2=0.1 ) D.滑动变阻器 R1(0 20 ， 10A) E.滑动变阻器 R2(0 200 ， 1A) F.定值电阻 R0(990 ) G.开关和导线若干 (1)某同学设计了如图甲所示的 (a)、 (b)两个实验电路
16、，其中合理的是 图；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 (填写器材名称前的字母序号 )，这是因为若选另一个变阻器， 。 解析：上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表 G串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表。 (a)、 (b)两个参考实验电路，其中合理的是 b， 因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小。滑动变阻器应选 D；若选择大电阻，则在变阻器滑片调节的大部分范围内，电流表 A2读数太小，电流表 A1读数变化不明显 答案： b， D；在变 阻器滑片调节的大部分范围内，电流表 A2读数太小，电流表 A1读数
17、变化不明显 。 (2)图乙为该同学根据 (1)中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的 I1 I2图线 (I1为电流表 A1的示数， I2为电流表 A2的示数 )，为了简化计算，该同学认为 I1远远小于 I2，则由图线可得电动势 E= V，内阻 r= 。 (结果保留 2位有效数字 ) 解析： 根据欧姆定律和串联的知识得 电源两端电压 U=I1(990+10)=1000I1， 根据 图像 与纵轴的交点得电动势 E=1.47mA 1000= 1.47V=1.5V； 由图可知当电流为 0.45A时，电压为 1.1V，则由闭合电路欧姆定律可知： r= =0.8 。 答案： 1.5， 0.8。 11
18、.(12 分 )如图所示， MN、 PQ两平行光滑水平导轨分别与半径 r=0.5m的相同竖直半圆导轨在 N、 Q 端平滑连接， M、 P端连接定值电阻 R，质量 M=2kg的 cd绝缘杆垂直静止在水平导轨上，在其右侧至 N、 Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场 。 现有质量 m=1kg的 ab金属杆以初速度 v0=12m/s水平向右与 cd绝缘杆发生正碰后，进入磁场并最终未滑出， cd 绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点，不计其它电阻和摩擦， ab 金属杆始终与导轨垂直且接触良好，取 g=10m/s2，求： (1)cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小 v； 解析： cd绝缘杆通过半圆导轨最高
19、点时，由牛顿第二定律有： Mg=M 解得： v= = m/s。 答案： cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小 v是 m/s。 (2)电阻 R产生的焦耳热 Q。 解析： 碰撞后 cd 绝缘杆滑至最高点的过程中，由动能定理有： Mg2r= 解得碰撞后 cd绝缘杆的速度： v2=5m/s 两杆碰撞过程，动量守恒，取向右为正方向，则有： mv0=mv1+Mv2 解得碰撞后 ab金属杆的速度： v1=2m/s ab金属杆进入磁场后，由能量守恒定律有： =Q 解得： Q=2J。 答案： 电阻 R产生的焦耳热 Q是 2J。 12.(20 分 )轻质弹簧原长为 2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质
20、量为 5m 的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为 l。 现将该弹簧水平放置，一端固定在 A点，另一端与物块 P接触但不连接 。 AB是长度为 5l 的水平轨道， B端与半径为 l的光滑半圆轨道 BCD相切，半圆的直径 BD 竖直，如图所示 。 物块 P与 AB 间的动摩擦因数 = 0.5。用外力推动物块 P，将弹簧压缩至长度 l，然后释放， P开始沿轨道运动，重力加速度大小为 g。 (1)若 P的质量为 m，求 P到达 B点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到 AB上的位置与 B点间的距离； 解析：将弹簧竖直放置在地面上，物体下落压缩弹簧时，由系统的机械能守恒得 Ep=5mgl
21、 如图，根据能量守恒定律得 Ep=mg4l + 联立解得 vB= 物体 P从 B到 D的过程，由机械能守恒定律得 mg2l+ = 解得 vD= 所以物体 P能到达 D点，且物体 P离开 D点后做平抛运动，则有 2l= x=vDt 解得 x=2 l 即落地点与 B点间的距离为 2 l。 答案： P到达 B点时速度的大小是 ，它离开圆轨道后落回到 AB上的位置与 B点间的距离是 2 l。 (2)若 P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求 P的质量的取值范围 。 解析： P刚好过 B点，有： Ep=m 1g4l，解得 m1= m P最多到 C而不脱轨，则有 Ep=m 2g4l+m2gl，解得 m2=
22、 m 所以满足条件的 P的质量的取值范围为： m mP m。 答案： P的质量的取值范围为： m mP m。 【物理 -选修 3-3】 (15分 ) 13.(5分 )一定量的理想气体从状态 a开始，经历三个过程 ab、 bc、 ca 回到原状态，其 p T图像 如图所示，下列判断正确的是 ( ) A.过程 bc中气体既不吸热也不放热 B.过程 ab中气体一定吸热 C.过程 ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热 D.a、 b和 c三个状态中，状态 a分子的平均动能最小 E.b和 c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同 解析： A、由图示 图像 可知， bc 过程气体
23、发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律 U=Q+W可知，气体吸热，故 A错误； B、由图示可知， ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故 B正确； C、由 图像 可知， ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体 做功， W 0，气体温度降低，内能减少， U 0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程 ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故 C错误； D、由 图像 可知， a、 b
24、和 c三个状态中 a状态温度最低，分子平均动能最小，故 D正确； E、由 图像 可知， bc 过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大， b、 c状态气体的分子数密度不同， b和 c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，故 E正确 。 答案： BDE 14.(10 分 )如图所示，固定的绝热气缸内有一质量为 m的 “T” 型绝热活塞 (体积可忽略 )，距气缸底部 h0处连接一 U形管 (管内气体的体积忽略不计 )。 初始时，封闭气体温度为 T0，活塞距离气缸底部为 1.5h0，两边水银柱存在高度差 。 已知水银的密度为 ，大气压强为 p
25、0，气缸横截面积为 S，活塞竖直部分长为 1.2h0，重力加速度为 gg.试问：初始时，水银柱两液面高度差多大？缓慢降低气缸内封闭气体的温度，当 U形管两水银面相平时封闭气体的温度是多少？ 解析： 被封闭气体压强： p=p0+ =p0+gh ， 初始时，液面高度差为： h= ； 降低温度直至液面相平的过程中，气体先等压变化，后等容变化 。 初状态： p1=p0+ ， V1=1.5h0 s， T1=T02分 末状态： p2=p0， V2=1.2h0 s， T2=？ 根据理想气体状态方程得： = ， 解得： T2= ； 答案： 初始时，水银柱两液面高度差是 ； 缓慢降低气缸内封闭气体的温度，当 U
26、形管两水银面相平时封闭气体的温度是 。 物理 -选修 3-4(15 分 ) 15.下列说法中正确的是 ( ) A.军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象 B.机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定 C.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响 D.假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客在变矮 E.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在 解析： A、军队士兵过桥时使用便步，防止行走的频率与桥的频率相同，桥发生共振现象，故 A正确 。 B、机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，
27、故 B错误 。 C、加偏振片的作用是减弱反射光的强度，从而增大透射光的强度；故 C正确； D、根据尺缩效应，沿物体运动的方向上的长度将变短，火车以接近光束通过站台时，车上乘客观察到站在站台上旅客变瘦，而不是变矮；故 D错误； E、麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故 E正确 。 答案： ACE 16.如图，有一玻璃圆柱体，横截面半径为 R=10cm，长为 L=100cm。 一点光源在玻璃圆柱体中心轴线上的 A点，与玻璃圆柱体左端面距离 d=4cm，点光源向各个方向发射单色光，其中射向玻璃圆柱体从左端面中央半径为 r=8cm圆面内射入的光线恰好不会从柱体侧面射出
28、。 光速为 c=3 108m/s；求： (1)玻璃对该单色光的折射率； 解析：由题意可知，光线 AB 从圆柱体左端面射入，其折射光 BD射到柱面 D点恰好发生全反射。 设光线在 B点的入射角为 I。 则 sini= = 由折射定律得： n= sinC= 根据几何知识得： sin=cosC= 得： n= 答案：玻璃对该单色光的折射率是 。 (2)该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间 。 解析： 折射光 BD 在玻璃柱体内传播路程最长，因而传播时间最长 。 最长的路程为： S= =nL 光在玻璃中传播的速度为： v= 则该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间为： t= = =6 10 9s。 答案： 该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间是 6 10 9s。
