2017-西城高三一模物理试题及答案
西 城 区 高 三 统 一 测 试
物 理 2017.4
13．下列说确的是
A ．液体分子的无规则运动称为布朗运动
B ．两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都减小
C ．热力学温度T 与摄氏温度t 的关系是T = t + 273.15K
D ．物体对外做功，其能一定减小 14．下列核反应方程中，属于核聚变的是
A ．23411120H H He n +→+
B ．234
234
9091
1Th Pa e -→
+
C ．238234
492902U Th He →+ D ．2351144891
92056360U n Ba Kr 3n +→++
15．一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波，波速为2.0m/s 。某时刻的波形如图所示，下列说确的是 A ．这列波的周期为2.0s B ．这列波的振幅为10cm
C ．此时x = 4m 处的质点加速度最大
D ．此时x = 6m 处的质点沿y 轴正方向运动
16．2016年9月15日，天宫二号空间实验室发射成功。之后，航天飞行控制中心成功进行了两次轨道控
制，将天宫二号调整至距地球表面393km 的圆形轨道，其周期约为1.5h 。关于天宫二号在此轨道上运行的情况，下列说确的是
A ．其线速度大于地球第一宇宙速度
B ．其角速度小于地球自转角速度
C ．其高度小于地球同步卫星的高度
D ．其向心加速度大于地球表面的重力加速度
17．在粒子物理学的研究中，经常应用“气泡室”装置。粒子通过气泡室中的液体 时能量降低，在它的周围有气泡形成，显示出它的径迹。如图所示为带电粒子在 气泡室运动径迹的照片，气泡室处于垂直纸面向里的匀强磁场中。下列有关甲、 乙两粒子的判断正确的是
A ．甲粒子带正电
B ．乙粒子带负电
C ．甲粒子从b 向a 运动
D ．乙粒子从c 向d 运动
h
18．冲击摆是用来测量子弹速度的一种简单装置。如图所示，将一个质量很大的砂箱用轻绳悬挂起来，一
颗子弹水平射入砂箱，砂箱发生摆动。若子弹射击砂箱时的速度为v ，测得冲击摆的最大摆角为θ，砂箱上升的最大高度为h ，则当子弹射击砂箱时的速度变为2v 时，下列说确的是 A ．冲击摆的最大摆角将变为2θ
B ．冲击摆的最大摆角的正切值将变为2tan θ
C ．砂箱上升的最大高度将变为2h
D ．砂箱上升的最大高度将变为4h
19．在探究变压器的两个线圈的电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图
所示。线圈a 作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b 接小灯泡。他所用的线圈电阻忽略不计。当闭合学生电源的开关时，他发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）。如果仅从解决电源过载问题的角度考虑，下列采取的措施中，最可能有效的是 A ．增大电源电压 B ．适当增加原线圈a 的匝数
C ．换一个电阻更小的灯泡
D ．将线圈a 改接在学生电源直流输出端
20．通电雾化玻璃是将液晶膜固化在两片玻璃之间，经过特殊工艺胶合一体成型的新型光电玻璃产品，被
广泛应用于高档办公室、计算机机房、医疗机构、商业展示等领域，能够实现玻璃的通透性和保护隐私的双重要求。我们将其工作原理简化为如图所示的模型，在自然条件下，液晶层中的液晶分子无规则排列，玻璃呈乳白色，即不透明，像一块毛玻璃；通电以后，弥散分布的液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列，整个液晶层相当于一块普通的透明玻璃。结合以上容和你所学知识，关于通电雾化玻璃，你认为下列叙述中比较合理的是
A ．不通电时，入射光在液晶层发生了全反射，导致光线无法通过
B ．不通电时，入射光在液晶层发生了干涉，导致光线无法通过
C ．通电时，入射光在通过液晶层后方向发生了改变
D ．通电时，入射光在通过液晶层后按原有方向传播
a
b
θ
v
h
S
～
玻璃
聚合物液晶
液晶分子 S
～
透明电极
21．（18分）（1）如图1所示为示波器的面板，将衰减旋钮旋至“ ”时，在屏上显示出一个完整的波形。但波形亮度低。若要增大波形的亮度，应调节_______旋钮；若要使波形在竖直方向的幅度增大，应调节_______旋钮（填图中旋钮旁标注的数字）。
（2）利用如图2所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验。
① 除了图中所给的器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是____________ 。
A ．秒表
B ．天平（含砝码）
C ．弹簧测力计
D ．刻度尺
② 甲同学实验时这样平衡摩擦力。按图2装置把实验器材安装好，先不挂重物，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初
③ 甲同学利用v-t 图像求出每条纸带对应的加速度。 他在处理其中一条纸带时，求出每个计数点对应的速 度，并将各点的速度都标在了如图3所示的坐标系中。 请在坐标系中作出小车运动的v -t 图像，并利用图像求 出小车此次运动的加速度a = __________m/s 2。
④ 乙同学在验证小车加速度a 与所受拉力F 的关系时， 根据实验数据作出的a -F 图像如图4所示。发现图线 不过原点，原因可能是_________。
A ．木板一端垫得过高
B ．木板一端垫得过低
C ．盘和砝码的总质量太大了
D ．盘和砝码的总质量太小了 ⑤ 丙同学作出的a-F 图像如图5所示。发现图线有一段是曲线，他认为这 是系统误差造成的。他将实验方法做了如下改进：他先将一些砝码放在小 车上；之后每次从小车上取下一些砝码移到牵引小车的盘上；重复多次实 验，直到将砝码全部移到盘中；根据测得的数据，绘制出小车加速度a 随 着盘和盘中的砝码所受重力F 变化的关系图线，得到的是一条过原点的直
线。已知盘和所有砝码的总质量为m ，小车的质量为M 。请你分析说明图线 为直线的原因，并说明图线斜率的物理意义。
图5
图1
图2
图3
22．（16分）如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为l =0.40m，电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R=0.40Ω的定值电阻，导体杆ab的质量为m=0.10kg、电阻r=0.10Ω，并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为
B=0.50T的匀强磁场中。导体杆ab在水平向右的拉力F作用下，沿导轨做速度v=2.0m/s的匀速直线运动。求：Array（1）通过电阻R的电流I的大小及方向；
（2）拉力F的大小；
（3）撤去拉力F后，电阻R上产生的焦耳热Q R。
23. （18分）静电场有很多性质，其中之一就是电场力做功只与电荷运动的初末位置有关，与运动的路径
无关。
（1）如图1所示，电子以初速度v 0沿平行于板面的方向从A 点射入偏转电场，并从另一侧的C 点射出。已知电子质量为m ，电荷量为e 。偏转电场可以看作匀强电场，极板间电压为U ，极板长度为L ，板间距为d 。忽略电子所受重力，求电子通过偏转电场的过程中，沿垂直板面方向偏移的距离y 和电场力对电子所做的功W ；
（2）在原有电场区域加一个垂直纸面方向的匀强磁场，如图2所示。使另一电子以初速度v 0'沿平行于板
面的方向也从A 点射入，在电场和磁场的共同作用下，电子经过一段复杂的路径后仍从另一侧的C 点射出。求此过程中电场力对电子所做的功W ' 和电子经过C 点时的速度大小v c ；
（3）某同学认为在两个带电导体之间可以存在如图3所示的静电场，它的电场线相互平行，但间距不等。请你结合静电场的基本性质，判断这种电场是否存在，并分析论证。
图3
E
图2
图1
图1
24.（20分）在长期的科学实践中，人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法，其中一种能量势能、分子势能、电势能等。
（1）如图1所示，壁光滑、半径为R 的半圆形碗固定在水平面上，
将一个质量为m 的小球（可视为质点）放在碗底的中心位置 C 处。现给小球一个水平初速度v 0（gR v 20 ），使小球在 碗中一定围来回运动。已知重力加速度为g 。
a. 若以AB 为零势能参考平面，写出小球在最低位置C 处的机械能E 的表达式；
b. 求小球能到达的最大高度h ；说明小球在碗中的运动围，并在图1中标出。
（2）如图2所示，a 、b 为某种物质的两个分子，以a 为原点，沿两分子连线建立x 轴。如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零，则作出的两个分子之间的势能E p 与它们之间距离x 的E p -x 关系图线如图3所示。
a ．假设分子a 固定不动，分子
b 只在ab 间分子力的作用下运动（在x 轴上）。当两分子间距离为r 0
时，b 分子的动能为E k0（E k0 < E p0）。求a 、b 分子间的最大势能E pm ；并利用图3，结合画图说明分子b 在x 轴上的运动围；
b
．若某固体由大量这种分子组成，当温度升高时，物体体积膨胀。试结合图3所示的E p -x 关系图线，分析说明这种物体受热后体积膨胀的原因。
图2
参考答案
13．C 14．A 15．C 16．C 17．C 18．D 19．B 20．D 21．（18分）
（1）1，8 （4分）
（2）① BD ② 匀速直线 ③ 作图略，0.95-1.05 ④A （10分） ⑤ 根据牛顿第二定律，可得m
M F
a +=
，其中M +m 为定值，所以a-F 图像为过原点的直线，斜率为1
M m
+。 （4分） 22．（16分）
（1）（6分）ab 杆切割磁感线产生感应电动势 E = Blv
根据全电路欧姆定律 r
R E
I +=
代入数据解得 I =0.80A ，方向从M 到P （2）（4分）杆做匀速直线运动，拉力等于安培力
根据安培力公式有 F = BIl 代入数据解得 F = 0.16N （3）（6分）撤去拉力后，根据能量守恒
电路中产生的焦耳热 2
10.2J 2
Q mv =
= 根据焦耳定律Q =I 2R 总t 可知 R R
Q Q R r
=
+ 代入数据解得 Q R = 0.16J 23．（18分）
（1）（8分）电子在垂直于板面方向做匀加速直线运动 22
1at y =
平行板面方向做匀速直线运动 L = v 0t 根据牛顿第二定律 Ee = ma 在匀强电场中 U = Ed
联立以上各式解得 2
20
12UeL y dmv = 根据功的定义 W Eey =
解得 22222
02U e L W d mv =
（2）（5分）电场力做功与路径无关，所以 2222
2
02U e L W Eey d mv '==
根据动能定理 22c 011
22
W mv mv ''=
- 解得
c v =
（3）（5分）这种电场不可能存在。
如图1所示，粒子沿两个不同的路径，从a →b ，和从a →c →d →b ，电场力做功不相同，即电场力做功与路径有关，违背了静电场的基本性质，所以这样的电场不可能存在。
或：如果存在这样的电场，根据等势面的特点，它的等势面ac 、bd 应该如图2所示，a 、b 两点的电势差U ab 应该等于c 、d 两点的电势差U cd ，即U ab =U cd 。从图中可以看出，a 、b 两点的距离等于c 、d 两点的距离，ab 处的场
强大于cd 处的场强。根据U =Ed ，可得U ab >U cd 。所以这样的电场不可能存在。
24.（20分）
（1）a. （3分）小球的机械能mgR
mv E -212
0=
b. （5分）以水平面为零势能参考平面
根据机械能守恒定律
mgh mv =2
021
解得 g v h 22
0=
小球在碗中的M 与N 之间来回运动，M 与N 等高，如图所示。
（2）a. （7分）当b 分子速度为零时，此时两分子间势
能最大根据能量守恒，有E pm =E k0-E p0
由E p -x 图线可知，当两分子间势能为E pm 时， b 分子对应x 1 和 x 2两个位置坐标，b 分子 的活动围△x = x 2 - x 1，如图所示。
b. （5分）当物体温度升高时，分子在x =r 0处的平均动能增大，分子的活动围△x 将增大。
图1
图
2
由E p-x图线可以看出，曲线两边不对称，x < r0时曲线较陡，x > r0时曲线较缓，导致分子的活动围△x主要向x >r0方向偏移，即分子运动过程中的中间位置向右偏移，从宏观看物体的体积膨胀。（或：当温度升高时，△x增大，x >r0方向增大的多；或两分子间的平均距离（x1+x2 ）/2增大等。只要观点合理均可给分）