2017届河南省实验中学高三第一次模拟考试物理试题（解析版）

河南省实验中学2017届高三第一次模拟考试物理试题（解析版）

二、多项选择题

1. 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. 【答案】D

【解析】小球下滑过程中机械能守恒，则有：

,解得：vB＝

，到达B点后小球做平抛运动，

H=gt2，解得：t=则有：

， ，水平方向x=vBt，根据几何关系有：，解得：，

故D正确，ABC错误。

2. 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

A. B.

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C. D.

【答案】D

【解析】水平的推力F=kt，力随着时间不断变大，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，所以动能与位移间不是线性关系，故A错误；重力做正功，故重力势能不断减小，故B错误；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。所以D正确，ABC错误。

3. 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

，则加速度a1和a2的大小关系为

A. a1< a2 B. a1= a2 C. a1> a2 D. 条件不足，无法确定 【答案】A

【解析】两个过程中的位移相同，所以

，即

，故

，A正确．

4. 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Ta

【解析】由于粒子运动的周期T=

及t=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；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

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速度方向不相同，故C错误；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=m，可得：r=

，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。所以D正确，ABC错误。

5. 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. 【答案】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：

解得： m2=

，故D正确，ABC错误。

B.

C.

D.

6. 如图所示，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真空中以O点为圆心、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 【答案】BD

【解析】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；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；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；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。所以BD正确，AC错误。

7. 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

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（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 【答案】AD

【解析】试题分析：根据洛伦兹力不做功，电场力可以做功分析解题

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；若带电粒子以与电场线平行的速度射入，粒子返回速率不变，故B错误；如果是电场，只要MN是等势面即可，故C错误；由

知，粒子在磁场中运动的时间与速率无关，D正确．

8. 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2Ω。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4W B. 线圈中感应电流的有效值为2A C. 任意时刻线圈中的感应电动势为D. 任意时刻穿过线圈的磁通量为【答案】AC 【解析】

从垂直中性面开始其瞬时表达式为势的最大值为

，则电流的最大值为

，B错误；感应电动

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，任意时刻线圈中的感应电动势为

为

，C正确；线圈消耗的电功率

，根据公式

，A正确；任意时刻穿过线圈的磁通量为

可得,故，D错误；

三．非选择题

9. 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0.4cm，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：

2

（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． 【答案】 (1). 正 (2). 反 (3).

【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， 2、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，3、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，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）x与L、S、F之间存在一定量的比例关系，x＝k由以上结论，可以归纳出，设这个比值为k，那么有：根据图表提供数据代入解得：

杆M承受最大拉力时，其伸长量为原来的10?3＝×10?10×的公式可得：5×

，

，由题意知：待测金属

10-3m；此时S=0.4cm2=4×10-5m2，L=5m；代入上面，即5×

103N。 解得：F=5×

10. 如图所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2Ω的电阻R0，通过改变滑

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动变阻器，得到几组电表的实验数据：

（1）R0的作用是_____________________________________； （2）用作图法在坐标系内作出U-I图线___；

（3）利用图线，测得电动势E=________V，内阻r =______ Ω。

（4）某同学测另一串联电池组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如图所示。由所得图线可知，被测电池组电动势E＝________V，电池组的内阻r＝_______Ω。

【答案】 (1). 保护电源、电表，防止短路。 (2). (3). 1.5 (4). 1.0

(5). 30 (6). 5

【解析】（1）一节干电池的电流不宜长时间超出0.6A，否则会损坏电池；电流表也有量程，不能超过；故答案为：保护电源、电表，防止短路．

（2）先描点，然后用一条直线连接起来，如果不能通过所有点，使曲线两侧的点数大致相同，如图所示；

（3）电源的U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势，故E=1.5V；斜率表示内电阻，

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即 ，故

得路端电压为

,所以电动势为

（4）当内外电阻相等时电源的输出功率最大，结合图像

,电池组的内阻为

11. 如图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达小A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2m，θ=60°，小球质量为m=0.5kg，D点与小孔A的水平距离s=2m，g取10m/s2。试求：

（1）求摆线能承受的最大拉力为多大？

（2）要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求粗糙水平面摩擦因数μ的范围？ 【答案】(1) 10N (2)0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125

2

【解析】试题分析：（1）当摆球由C到D运动机械能守恒：mg(L-Lcosθ)=mvD(1分)

由牛顿第二定律可得：Fm-mg=m可得：Fm=2mg=10N (1分)

(1分)

（2）小球不脱圆轨道分两种情况：

①要保证小球能达到A孔，设小球到达A孔的速度恰好为零，

2

由动能定理可得：-μmgs=0-mvD(1分)

可得：μ=0.5(1分)

若进入A孔的速度较小，那么将会在圆心以下做等幅摆动，不脱离轨道.其临界情况为到

2

达圆心等高处速度为零，由机械能守恒可得：mvA=mgR (1分) 22

由动能定理可得：-μmgs=mvA-mvD(2分)

可求得：μ=\分)

②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道，在圆周的最高点由牛顿第二定律可得： mg=m

(1分)

22

由动能定理可得：-μmgs-2mgR=mv-mvD(2分)

解得：μ=0.125(1分)

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综上所以动摩擦因数μ的范围为：0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125(1分)

12. 如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d，左端MN用阻值不计的导线相连，金属棒ab可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r0，金属棒ab的电阻不计。整个装置处于竖直向下的均匀磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增加，B=kt，其中k为常数。金属棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动，t=0时，金属棒ab与MN相距非常近。求：

(1)当t=t0时，水平外力的大小F；

(2)同学们在求t=t0时刻闭合回路消耗的功率时，有两种不同的求法： v 方法一：P=F·方法二：

，

，

（其中R为回路总电阻）

这两种方法哪一种正确?请你做出判断，并简述理由。 【答案】（1）

（2）方法一错，方法二对, 方法一认为闭合回路所消耗的能量全部来自于外力所

做的功，而实际上磁场的变化也对闭合回路提供能量．方法二算出的I是电路的总电流，求出的是闭合回路消耗的总功率。

【解析】(1)回路中的磁场变化和导体切割磁感线都产生感应电动势 据题意，有B=kt，则得△B/△t=k

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