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山东济南市2016届高三(3月)第一次模拟考试理综物理


高三物理试题
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 中只有一项符合题目要求,第 19~21 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。 14.2016 年 2 月 11 日,LIGO 科学合作组织宣布他们利用高级 LIGO 探测器,首次探 测到了来自宇宙中双黑洞合并所产生的引力波。在物理学的发展过程中,最先预言了引 力波的科学家是 A. 伽利略 B. 牛顿 C.法拉第 D.爱因斯坦

15.平行导轨固定在水平桌面上,左侧接有阻值为 R 的电阻,导体棒 ab 与导轨垂直且 接触良好,ab 棒在导轨间的阻值为 r。 输出功率恒为 P 的电动机通过水平绳向 右拉动 ab 棒。整个区域存在竖直向上的 匀强磁场。若导轨足够长,且不计其电 阻和摩擦。则电阻 R 消耗的最大功率为 A. P B. b
R

B

a
电动机

R P R?r

C.

r P R?r

D. (

R 2 ) P R?r

16.嫦娥五号探测器预计2017年在中国文昌卫星发射中心发射升空,自动完成月面样品

采集,并从月球起飞,返回地球,带回约2 kg月球样品。某同学从网上得到一些信息, 如表格中所示。根据表格中数据,可以计算出地球和月球的密度之比为

A.3︰2

B.2︰3

C.4︰1

D.6︰1

17.如图所示,由光滑细管组成的轨道,AB 段和 BC 段是半径为 R 的四分之一圆弧,CD 段 为平滑的弯管,轨道固定在竖直平面内。一小球从管口 D 处由静止释放,最后能够从 A 端 水平抛出落到地面上。 关于管口 D 距离地面的高度必须满足 的条件是 A. 等于 2R C. 大于 2R 且小于 R B. 大于 2R D. 大于 R
1

18 .质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的 重要工具,它的构造原理如图所示。粒子源 S 发出两种 带正电的同位素粒子甲和乙,两种粒子从 S 出来时速度 很小,可忽略不计,粒子经过加速电场加速后垂直进 入有界匀强磁场 ( 图中线框所示 ) ,最终打到照相底片 上。测得甲、乙两种粒子打在照相底片上的点到入口 的距离之比为 5︰4,则它们在磁场中运动的时间之比 是 A.5︰4 B.4︰5 C.25︰16 D.16︰25

19.如图所示,三个带电小球 A、B、C 可视为点电荷,所带电量分别为+Q、─Q、+q。 A、B 固定在绝缘水平桌面上,C 带有小孔,穿在粗糙的绝缘直杆上。绝缘杆竖直放置 在 A、B 连线的中点处,将 C 从杆上某一位置由静止释 放,下落至桌面时速度恰好为零。C 沿杆下滑时带电量 保持不变。那么 C 在下落过程中,以下判断正确的是 A.所受摩擦力变大 B. 电场力做正功 C. 电势能不变 D.下落一半高度时速度一定最大 A B C

20.如图所示,M 为理想变压器,原线圈接稳定的正弦式交流电源。当变阻器滑片 P 向上移动时,读数发生变化的电表是 A.A1 B.A2 C.V1 D.V2

21.如图所示,固定坡道倾角为 θ,顶端距光滑水平面的高 度为 h,一可视为质点的小物块质量为 m,从坡道顶端由静止滑下,经过底端 O 点进入水 平面时无机械能损失,为使小物块制动,将 轻弹簧的一端固定在水平面左侧 M 处的竖直 墙上 , 弹簧自由伸长时右侧一端恰好位于 O 点。已知小物块与坡道间的动摩擦因数为 μ, 重力加速度为 g,则下列说法正确的是 A.弹簧弹性势能的最大值为 m gh B.小物块在倾斜轨道上运动时,下滑的加速度比上滑的加速度小
2

h M
θ

O

C.小物块往返运动的总路程为

h ? cos?

D.小物块返回倾斜轨道时所能达到的最大高度为

1 ? ? cot? h 1 ? ? cot?

22.(6 分)某同学利用“验证牛顿第二定律”的实验器材,测量滑块和长木板之间的动摩 擦因数。如图所示,带滑轮的长木板水平放置,力传感器固定在墙上,轻绳分别跨过固定在 滑块上和固定在长木板末端的滑轮,一端与力传感器连接,另一端竖直悬挂一沙桶,沙桶距 地面足够远。调节两滑轮的位置使轻绳与长木板平行。

(1)实验时,一定要进行的操作是 A.将长木板右端垫高以平衡摩擦力

(填选项前的字母).

B.使沙和沙桶的总质量远小于滑块质量 C.将打点计时器接交流电源 D.用天平测沙和沙桶的总质量 (2)实验时,记录力传感器的示数 F,用天平测出滑块质量 m,根据纸带的数据求出加速 度 a。根据这些数据,可以得出滑块和木板间的动摩擦因数的表达式 μ=____________.(重力 加速度为 g)

23.(9 分)国标(GB/T)规定自来水在 15℃时电阻率应大于 13 Ω·m。某同学利用图甲电 路测量 15℃自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有 阀门 K 以控制管内自来水的水量,玻璃管两端 接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右活塞固 定,左活塞可自由移动。实验器材还有:电源 (电动势约为 3 V,内阻可忽略);电压表 V1 (量程为 3 V,内阻很大);电压表 V2(量程 为 3 V,内阻很大);定值电阻 R1(阻值 4 kΩ);定值电阻 R2(阻值 2 kΩ);电阻箱 R (最大阻值 9 999 Ω) ;单刀双掷开关 S;导线
3

若干;游标卡尺;刻度尺。 实验步骤如下: A.用游标卡尺测量玻璃管的内径 d; B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度 L; C.把 S 拨到 1 位置,记录电压表 V1 示数; D .把 S 拨到 2 位置,调整电阻箱阻值,使电压表 V2 示数与电压表 V1 示数相同,记录 电阻箱的阻值 R; E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤 C、D,记录每一次水柱长度 L 和电阻箱阻 值 R; F.断开 S,整理好器材。

(1)测玻璃管内径 d 时游标卡尺示数如图乙, 则 d= mm。 (用 R1、R2、R 表示)。

(2)玻璃管内水柱的电阻 Rx 的表达式为: Rx=

(3)利用记录的多组水柱长度 L 和对应的电阻箱阻值 R 的数据,绘制出如图丙所示的

R?

1 关系图象。自来水的电阻率 ρ= L

Ω·m(保留两位有效数 字)。 (填“偏

(4)本实验中若电压表 V1 内阻不是很大, 则自来水电阻率测量结果将 大”“不变”或“偏小”) 。

24.(12 分)如图所示为利用静电除烟尘的通道示意图,前、后两面为绝缘板,上、下两 面为分别与高压电源的负极和正极相连的金属板,在上下两面间产生的电场可视为匀强电 场,通道长 L ? 1m ,进烟尘口的截面为边长 d ? 0.5m 的正方形。分布均匀的带负电烟尘 颗粒均以水平速度 v0 ? 2m/s 连续进入通道,碰到下金属板后其所带电荷会被中和并被收 集,但不影响电场分布。已知每立方米体积内颗粒数 n ? 10
13

个,每个烟尘颗粒带电量为

q ? ?1.0 ?10?17 C ,质量为 m ? 2.0 ?10?15 kg ,忽略颗粒的重力、颗粒之间的相互作用力和
空气阻力。

4

(1) 高压电源电压 U0 ? 300V 时, 求被除去的烟尘颗粒数与总进入烟 尘颗粒数的比值 (2)若烟尘颗粒恰好能全部被除 去,求高压电源电压 U1 (3)装置在(2)中电压 U1 作用下 稳定工作时,1s 内进入的烟尘颗粒 从刚进入通道到被全部除去的过程 中,求电场对这些烟尘颗粒所做的 总功

25.(20 分)如图所示,固定斜面上放一木板 PQ,木板的 Q 端放置一可视为质点的小物 块,现用轻细线的一端连接木板的 Q 端,保持与斜面平行,绕过定滑轮后,另一端可悬挂 钩码,钩码距离地面足够高。已知斜面倾角 ? ? 30? ,木板长为 L,Q 端距斜面顶端距离也 为 L,物块和木板的质量均为 m,两者之间的动摩擦因数为 ?1 ?

3 。当所挂钩码质量为 2

2m 时,物块和木板恰能一起上滑;当改变所挂钩码的质量时,物块和木板有可能发生相对 滑动。重力加速度为 g,不计细线与滑轮之间的摩擦,设接触面间最大静摩擦力等于滑动摩 擦力。

(1)求木板与斜面间的动摩擦因数 ?2 (2)物块和木板发生相对滑动时,所挂钩码质量 m? 应满足什么条件? (3)试讨论木板 Q 端到达斜面顶端所用时间 t 与钩码质量 m? 之间的关系
5

33.【物理—选修 3-3】(15 分) (1)(6 分)堵住打气筒的出气口,缓慢向下压活塞使气体体积减小,你会感到越来 越费力,温度保持不变。对这一现象的解释正确的是___________(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 6 分,每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.气体的密度增大,使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多 B.分子间没有可压缩的间隙 C.压缩气体要克服分子力做功 D.分子间相互作用力表现为引力 E.在压缩过程中,气体分子势能减小 (2)(9 分)如图所示,足够长的导热性能良好的气缸竖直放置,底部与一打气装置相连,
5 ?5 3 每次均可打入压强 P 0 ? 1.0 ?10 Pa ,体积 V0 ? 1.0 ?10 m 的空气。在距气缸底部

h ? 0.25m 处用销钉固定一活塞,封闭一部分压强也
5 为P 0 ? 1.0 ?10 Pa 的空气,活塞可在气缸内无摩擦的
?4 2 滑动,质量 m ? 2kg ,横截面积 S ? 4.0 ?10 m 。

现向气缸内打气 2 次后,拔掉销钉,活塞缓慢移动, 最终停在某个位置,整个过程中保持外界环境的大气 压强和温度不变,重力加速度 g ? 10m/s ,求最终活
2

塞与气缸底部的距离。

34. 【物理-选修 3-4】 (15 分) (1) (6 分)以下说法正确的有 (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 6 分,每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分)

A.做简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度和速度 B.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期 C.一束光由介质斜射向空气,界面上可能只发生反射现象而没有折射现象 D.水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象,这说明了光是一种波 E.在电场周围不一定存在磁场,在磁场周围不一定存在电场
6

(2) (9 分)如图所示是一个透明圆柱的横截面,其半径为 R,折射率是 3 ,AB 是一条直 径.今有一束平行光沿 AB 方向射向圆柱体.若一条入射光线经折射后 恰经过 B 点,则这条入射光线到 AB 的距离是多少?

35. 【物理—选修 3-5】 (15 分) (1) (6 分)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 6 分,每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.β 射线与 γ 射线一样都是电磁波,但 β 射线的穿透本领远比 γ 射线弱 B.玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征 C.氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量 减少 D.在原子核中,比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
206 E. 238 92 U 衰变成 82 Pb 要经过 6 次 β 衰变和 8 次 α 衰变

(2)如图所示,光滑水平地面上固定一个半径 R=0.2m 的光滑四分之一圆轨道,圆轨道末 端与紧靠着的两个长为 L=0.2m 的长木块 A、B 的上表面齐平,一可视为质点的滑块 C 从圆 轨道顶端由静止释放,滑下后依次滑上长木块 A、B,已知 A、B、C 的质量均为 m=1kg,C 与 A 上表面的动摩擦因数 μ=0.5,g 取 10m/s2。求滑 块 C 从 A 刚滑上 B 时三者的速度。

7

物理答案
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 题号 答案 14 D 15 B 16 A 17 B 18 C 19 AC 20 AB 21 BD

中只有一项符合题目要求,第 19~21 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。

22.(6 分)(1)C (3 分)

(2)

2F ? m a (3 分) mg
R1 R2 (3 分) (3)14(2 分) R
(4)偏大(2 分)

23.(9 分)(1)30.00(2 分)

(2)

24.(12 分)

参考解答:(1)

qU 0 ? ma d

…………………(1 分)

L ? v0t
y? 1 2 at 2

…………………(1 分)

…………………(1 分)

解得: y ? 0.375m

所占比例为? ?

y 3 ? d 4

…………………(2 分)

8

(2) d ?

1 2 a1t 2

…………………(1 分)

qU 1 ? ma1 d
解得 U1 ? 400V

…………………(1 分)

…………………(1 分) …………………(1 分)

(3)1s 内的总个数: N ? nd 2v0t1

电场力对每个颗粒所做的功与其到下金属板的偏移量 y 成正比, 则对所有颗粒做 功的平均值等于电场对距离下金属板 其他类似表达也给分)

d 处的颗粒所做的功, …………………(2 分, 2

所以 W ? N

qU1 d ? ? 0.01J d 2

…………………(1 分)

25.(20 分) 参考解答:(1)整个系统匀速时

2m g ? T

…………………(1 分) …………………(1 分)

T ? 2mg sin ? ? ?2 2mg cos?
解得 ? 2 ?

3 3

…………………(2 分)

(2)要使二者发生相对滑动,保证木板的加速度 a1 大于物块的加速度 a2 对物块: ?1mg cos? ? mg sin ? ? ma2 …………………(2 分)

可得

a2 ?

1 g 4
9

对木板: T ? ? mg sin ? ? ?1mg cos? ? ?2 2mg cos? ? ma1 对钩码: m?g ? T ? ? m?a1 …………………(1 分)

……(2 分)

9 m? ? m 4 g 解得: a1 ? m? ? m
联立解得: m? ?

…………………(1 分)

10 m 3

…………………(2 分)

(3)若 m? ?

10 m ,二者相对滑动, 3

木板的位移: L ?

1 2 a1t 2 1 2 a2t 2

…………………(1 分)

物块的位移: s ?

…………………(1 分)

由于 L ? s ? L ,当 Q 端到达斜面顶端时,物块未从木板上滑下 分)

………(1

所以有 t 2 ?

2 L 2 L ? m? ? m ? ? a1 ? ? 9 ? ? m ? m? g 4 ? ?

…………………(1 分)

若 2 m ? m? ?

10 m ,物块和木板一起加速运动 3
…………………(1 分) …………………(1

对钩码: m?g ? T ?? ? m?a3

对二者整体: T ?? ? 2mg sin ? ? ?2 2mg cos? ? 2ma3 分)

解得: a3 ?

m? ? 2m g m? ? 2m
10

L?

1 2 a3t 2

…………………(1 分)

所以有:

t2 ?

2L 2L ? m? ? 2m ? ? a3 (m? ? 2m) g

…………………(1 分)

3. 【物理-选修 3-3】 (15 分)

(1)(6 分)ADE (选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 6 分,每选错 1 个扣 3 分,最低得分 为 0 分) (2)参考解答:(9 分) P 0 ( Sh ? 2V0 ) ? PSh …………………(2 分)

P?S ? P0 S ? mg
PSh ? P?Sh?
解得: h? ? 0.2m

…………………(3 分) …………………(2 分) …………………(2 分)

34. 【物理-选修 3-4】 (15 分) (1) (6 分)CDE

(选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 6 分,每选错 1 个扣 3 分,最 低得分为 0 分)

(2) (9 分)参考解答:根据折射定律 n= 在△OBC 中,

sin? = 3 sin?
(3 分)

(3 分)

sin? sin(180? ? ?) sin? = ? R BC 2R ?cos?

α

A D
β

可得 β=30° ,α=60° ,

(2 分)

C

3 R. 所以 CD=Rsin?= 2

(1 分)

O

B
11

35. 【物理-选修 3-5】(15 分) (1)(6 分)BCE (选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 6 分,每选错 1 个扣 3 分, 最低得分为 0 分) (2)(9 分)参考解答:滑块 C 从圆轨道滑下过程,由机械能守恒定律

mgR ?

1 2 mv 0 2 --------------------------------2 分

可得 v0 ? 2m/s 滑块滑上 A 过程,对 A、B、C 整体,由动量守恒定律

mv0 ? 2mvA ? mvC -------------------------------2 分
又由能量转化与守恒

1 1 1 2 2 2 ? ?mgL ? ( ? 2mv A ? mv C ) ? mv 0 2 2 2 -------------------------3 分
联立可得: v A ? v B ?

1 m/s 3 ------------------------1 分

vC ?

4 m/s 3 ----------------------------1 分

12


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