山东省桓台第二中学2017届高三下学期开学考试理综物理试题含答案

绝密★启用前
高三寒假开学考试试题
理科综合能力测试
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷(选择题）和第Ⅱ卷（非选择题)两部分.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2．回答第I卷时，选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。

写在本试卷上无效。

3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。

4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

可能用到的相对原子质量:C12 O16 Cl 35.5 Fe56 F19 Mn55 Ag108 Ce140
第I卷
二、选择题（本题包括8小题，每小题6分,共48分。

每小题给出的四个选项中，14至18小题，只有一个选项正确，19至21小题，有多个选项正确,全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）
14．物理学家通过实验来探究自然界的物理规律，为人类的科学事业做出了巨大的贡献.下列符合物理史实的是
A．法拉第通过精心设计的实验，发现了电磁感应现象,首先发现电与磁存在联系
B．伽利略最先把科学实验和逻辑推理方法相结合，否认了力是维持物体运动状态的原因
C．卡文迪许利用扭秤实验装置测量出了万有引力常量，牛顿在此基础上提出了万有引力定律
D．开普勒用了20年时间观测记录行星的运动,发现了行星运动的三大定律
15．如图甲，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电流经理想变压器给负载供电.原线圈两端的交变电压随时间变化的图象如图乙。

电压表和电流表均为理想电表,R t 为阻值随温度升高而变小的热敏电阻,R1为定值电阻。

则
A ．t ＝0。

005s 时，电压表读数为0
B ．t ＝0。

005s 时，穿过线框回路的磁通量为零
C ．金属线框的转速为50r/s
D ．R t 温度升高时,变压器的输入功率变小
16．如图所示，斜面体M 的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上。

弹簧的一端固定在墙面
上，另一端与
放在斜面上的物块m 相连,弹簧的轴线与斜面平行，若物块在斜面上做周期性往复运动，斜面体保持静止，则地面对斜面体的摩擦力f 与时间t 的关系图象正确的是
17．放在足够长的木板上的
物体A 和B 由
同种材料制成，且表面粗糙程度一样，现随长木板以速度v 向右做匀速直线运动，如图所示.某时刻木板突然停止运动。

已知m A 〉m B ，下列说法正确的是
A ．若木板光滑，由于A 的惯性较大，所以A 、
B 一定会相撞 B ．若木板粗糙，由于A 的动能较大，所以A 、B 一定会相撞
C ．若木板粗糙,由于A 所受的摩擦力较大，所以A 比B 先停下来。

D ．不论木板是否光滑,A 、B 间的相对距离保持不变
A
B
C
D
18．两点电荷q 1、q 2固定在x 轴上，在+x 轴上每一点的电势ϕ随x 变化的关系如图所示,其中x =x 0处的电势为零,x =x 1处的电势最低。

下列说法正确的是 A ．x 0处的电场强度0
0x E
=
B ．x 0、x 1处的电场强度01x x E E <
C ．q 1带正电，q 2带负电
D ．q 1的电荷量比q 2的大
19。

为了探测X 星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r 1的圆轨道上运动，周期为T 1,总质量为m 1。

随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r 2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m 2。

则
A.登陆舱在1
r 与2
r 轨道上运动时的速度大小之比为1
12
2
21
v
m r v m r =
B. 登陆舱在半径为2
r 轨道上做圆周运动的周期为3
22
1
3
1r T
T r = C 。

X 星球表面的重力加速度为21
214x r g T π=
D 。

X
星球的质量为23
12
1
4r M GT π=
20．如图所示，竖直光滑杆固定不动,轻
弹簧套在杆上，下端固定。

将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至
滑块离地高度h =0。

1m 处，滑块与弹
簧不拴接.现由
静止释放滑块，通过传感
器测量到滑块
的速度和离地高度h ，并作出滑块的E k －h 图象，其中高度从0.2 m
h
k /J
E
h /m
上升到0.35 m范围内图象为直线，其余部分为曲线。

以地面为零势能面，取g=10 m/s2，由图象可知
A．小滑块的质量为0.2 kg
B．轻弹簧原长为0.2 m
C．弹簧最大弹性势能为0.32 J
D．小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.18 J 21．如图，两根电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置。

导轨间存在一宽为3d的有界匀强磁场，方向与导轨平面垂直。

两根完全相同的导体棒M、N，垂直于导轨放置在距磁场左边界为d的同一位置处.先固定N棒，M棒在恒力F作用下由静止开始向右运动,且刚进入磁场时恰开始做匀速运动。

M棒进入磁场时，N棒在相同的恒力F作用下由静止开始运动。

则在棒M、N穿过磁场的过程中
A．M棒离开磁场时的速度是进入磁场时速度Array
的错误!倍
B．N棒离开磁场时的速度等于M棒离开磁场时的速度
C．M棒穿过磁场的过程中，安培力对M棒做功为2Fd
D．N棒穿过磁场的过程中，安培力对N棒做功为2Fd
第II卷
三、非选择题：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做答。

第33题~第40题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题：(共129分)
22．(6分) 某学习小组做“探究向心力与向心加速度关系”的实验。

实验装置如图甲：一轻质细线上端固定在拉力传感器O点，下端悬挂一质量为m的小钢球。

小球从A点静止释放后绕O点在竖直面内沿着圆弧ABC摆动。

已知重力加速度为g,主要实验步骤如下。

（1）用游标卡尺测出小球直径d。

（2)按图甲所示把实验器材安装调节好.当小球静止时，如图乙所示，毫米刻度尺0刻度与悬点O水平对齐（图中未画出），测得悬点O到球心的距离
L=_________m。

(3）利用拉力传感器和计算机，描绘出小球运动过程中细线拉力大小随时间变化的图线，如图丙所示。

（4）利用光电计时器（图中未画出)测出小球经过B点时，其直径的遮光时间为∆t；可得小球经过B点瞬时速度为v =_________（用d、∆t表示）。

（5)若向心力与向心加速度关系遵循牛顿第二定律，则小球通过B点时物理量m、v、L、g、F1(或F2)应满足的关系式为_________。

23．(9分）如图甲所示，一根细长而均匀的合金管线样品，横截面为环形。

此合金管线长度用L表示,外径用D表示，电阻约为5Ω.已知这种合金的电阻率为ρ，且ρ受温度的影响很小，可以忽略。

因管线内中空部分内径太小,无法直接测量.某实验小组设计了一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，可供选择的器材如下：
A．毫米刻度尺B．螺旋测微器
C ．电流表A （300mA,1。

0Ω）
D ．电压表V 1(15V ，约10kΩ）
E ．电压表V 2（3V ，约6kΩ）
F ．滑动变阻器R 1（2KΩ,0。

5A ）
G ．滑动变阻器R 2（10Ω,2A） H ．标准电阻（R 0=5Ω） I ．蓄电池（3V ，约0.05Ω） J ．开关一个，导线若干
（1）用螺旋测微器测量该管线的外径D ，示数如图乙所示,管线的外径等于_________ mm ；
（2）上述器材中，电压表应
选_________，
滑动变阻器应选_________。

（均只填代号字母)
（3）请在方框中将设计方案的实验电路图补充完整，要求电压表与电流表的示数均能过半，并能测量多组数据，合金管线电阻用R x 表示。

（4)将测得的多组U 、I 数据绘制成U —I 图象如图丙所示,并计算出图象的斜率为K ,同时用刻度尺测量出了管线的长度L .计算合金管线内部空间截面积S 0的表达式为_________.（用已知量和所测物理量的符号L 、D 、ρ、K 、R 0表示） 24．如图所示,质量m A =0.4kg,m B =0。

2kg 的弹性小球 A 、B 穿过一绕过定滑轮的轻绳,两绳末端与地面距离均为h 0=1m ，两小球距离绳子末端均为L =7m ，小球A 、B 与轻绳的滑动摩擦力均为重力的0.4倍，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

现由静止同时释放A 、B 两个小球，不计绳子质量，忽略绳与定滑轮之间的摩擦，取g =10m/s 2 ，
甲 乙
丙
U /V
I /A
40
10 0 1 mm
求
（1）将A 、B 两小球同时由静止释放时，A 、B 各自的加速度大小。

(2）A 球落地时的速度大小.
25
．如图所示，竖直平面内的直角坐标系xoy 把空间分成四个区域，
一绝缘带孔弹性挡板放置在x 轴，其一端与坐标系O 点重合,挡板上的小孔M 距O 点距离L 1=9m ，在y 轴上有N 点，N 点距O 点的距离
L 2=3m 。

空间中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ象限存在竖直向上的匀强电场。

小孔M 正上方高h 处有一直径略小于小孔宽度的带正电小球(视为质点），其质量m =1。

0×10—3kg ，电荷量q =1.0×10—3C.某时刻由静止释放带电小球，小球经过小孔M 后进入匀强电场区域，恰好做匀速直线运动。

不计空气阻力，取g =10m/s 2.
(1）求电场强度E 的大小。

（2）若在空间中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ象限再加一垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度B =1T ，其他条件不变，由静止释放小球,小球通过小孔M 后未与挡板碰撞且恰好通过N 点，求h 值.
(3）保持（2）问中的电场、磁场不变，适当改变h 值，小球仍由静止释放，通过小孔后与挡板发生碰撞也恰好通过N 点(小球与挡板相碰以原速率反弹，碰撞时间不计，碰撞后电量不变)，求h 的可能值. （二）选考题:共45分。

请考生从给出的3道物理题、3道化学题、
2道生物题中每科任选一题做答，并用2B 铅笔在答题卡上把所选题目对应题号后的方框涂黑.注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。

如果多做，则每学科按所做的第一题计分.
33．【物理—选修3-3】（15分）
（1）(5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。

若气体温度保持不变，对这一过程，下列说法正确的是_________ （填正确答案的标号。

选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分；每选错1个扣3分,最低得分为0分）。

A．气体的密度增大，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）（10分）有人设计了一种测定液体温度的仪器,其结构如图所示。

在两端封闭、粗细均匀的竖直玻璃管内,有一段长10 cm的水银柱将管内气体分隔成上、下两部分，上部分气柱长20 cm、压强为50cmHg,下部分气柱长5 cm。

今将玻璃管下部插入待测液体中(上部分气体温度始终与环境温度相同，下部分气体温度始终与待测液体温度相同），这时水银柱向上移动了2 cm，已知环境温度为20ºC，求
①此时上部分气体的压强为多少cmHg？
②待测液体的温度是多少ºC？（结果均保留一位小数）
34．【物理—选修3—4】（15分）
（1）（5分)一列持续、稳定地沿x轴正方向传播的简谐横波如图，令图示时刻t = 0，图中质点P的x坐标为0.9 m.已知任意一个振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.2s。

下列说法正确的是_________ （填正确答案的标号。

选对1个得2分，选对2个得4分,选对3个得5分；每选错1个扣3分,最低得分为0分)。

A．波速为3m/s
B．波的频率为5Hz
C．x坐标为4。

5m的质点在t = 0.1s时恰好位于波谷
D．x坐标为12.6m的质点在t = 0.1s时恰好位于波峰
E．当质点P位于波峰时，x坐标为13。

5m的质点恰好位于波谷（2）（10分)如图所示，MNPQ是一块正方体玻璃砖的横截面，其边长为30cm。

与MNPQ在同一平面内的一束单色光AB射到玻璃砖MQ边的中点B后进入玻璃砖，接着在QP边上的F点（图中未画出）发生全反射，再到达NP边上的D点，最后沿DC方向射出玻璃砖。

已知图中∠ABM= 30°，PD=
7.5 cm，∠CDN= 30°。

①画出这束单色光在玻璃砖内的光路图,求QP边上的反射点F到Q点的距离QF。

②求出该玻璃砖对这种单色光的折射率n。

（结果可用根式表示，下同）
③求出这束单色光在玻璃砖内的传播速度v。

(已知真空中光速c = 3×108m/s）
35．【物理—选修3—5】(15分）
（1）（5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5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A．放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律
B．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,并提出了原子核
式结构学说
C．当某种色光照射金属表面时,能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大
D．现已建成的核电站的能量均来自于轻核聚变
E．由玻尔的原子模型可以推知，氢原子处于激发态,量子数越大，核外电子动能越小
（2）(10分)如图，一光滑水平面AB与一
半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点,且两者固定不动。

一长L=0.8m的细绳,一端固定于O点,另一端系一个质量m1=0.2kg的小球.当小球m1在竖直方向静止时，球对水平面的作用力刚好为零.现将小球m1提起,在细绳处于水平位置时无初速释放。

当球m1摆至最低点时,恰与放置在水平面上的质量m2=0.8kg的小铁球正碰，碰后球m1以2m/s的速度弹回，球m2将沿半圆形轨道运动，且恰好能通过半圆形轨道的最高点D.取g=10m/s2,求:
①球m2在半圆形轨道最低点C的速度大小；
②半圆形轨道半径R。

E R 2 S
P
R x
R 0
A V
高三物理答案及评分标准
14．B 15．C 16．A 17．D 18．D 19．BD 20．AB 21． AC 22．(6分）（1）0。

8630 （0.8625—0.8635均
可) (2
分），t
d ∆（2
分）,
L v m
m g F 2
2=- (2分)
23．(9分）（1）1.510mm±0.002 （2分);
（2）E, G (各1分）；
（3)如右图 (2分)；（4)
2
4
D L
K R πρ-
- (3分）
24．（12分）解：（1）将A 、B 两小球同时由静止释放，B 球相对轻绳下滑,A 球相对轻绳静止.
对B 和A,据牛顿第二定律结合题意可得
0.4B B B B m g m g m a -=。

.。

.。

.。

...。

.（1） 0.4A B A A m g m g m a -=...。

.。

..。

.。

.(2)
代入数据解得
26m/s B a =，28m/s A a =....。

.。

..（3)
（2）设经过时间t 小球B 脱离绳子,小球A 下落高度为h 1,获得速度为v 1,落地速度为v 2
根据题意可得
2211
22A B a t a t l +=.。

.....。

.。

.。

.。

..。

.。

(4）
1A v a t =.。

....。

.....。

...。

..。

...。

.。

..。

.。

...。

..（5)
2221012()A v v a l h h -=+-。

.。

（6)
代入数据解得
2=12m/s v 。

.......。

.。

..。

.。

.。

....。

.。

..。

.（7）
(3)(7）式各1分，余式各2分，共12分。

其它解法相应得分。

25．(20分）解：（1）由题意结合平衡知识可得
mg qE =。

.。

.。

...。

..。

.。

.。

.。

.。

.。

.。

.。

...。

.(1）
带入数值得
10N/C E =..。

.。

...。

.。

.。

.。

...。

.。

.....。

.。

（2）
(2）小球进入复合场做匀速圆周运动，不与挡板相碰，恰好通过N 点，小球运动轨迹如图。

设轨道半径
为r ，由几何知识可得
2212
L r r L -=-....。

.。

.。

......。

...。

.。

（3）
又
2v qvB m
r
=...。

.。

.。

.。

..。

.。

.。

.。

...。

.（4）
gh
v 22= ..。

.。

..。

..。

.。

..。

..。

......。

..。

(5） 联立并代入数据得
1.25m h =.。

.。

.。

.。

....。

....。

.。

...。

.。

.。

. (6)
（3)小球进入复合场与挡板相碰.半径R 越小,碰撞次数越多.设
经n 次碰撞后小球达到N 点.则
2R L ≥。

.。

.。

.。

.。

.。

.。

..。

...。

.....。

.（7) 12n R L ⋅≤.。

..。

.。

..。

.。

...。

.。

.....。

..。

（8）
联立得 1.5n ≤,取1n =..。

...。

..。

.。

（9） 小球轨迹如甲、乙图。

对甲图、乙图，由几何知识得
113R L =.。

.。

..。

...。

.。

.。

.。

.。

...。

.。

.。

..。

.(10）
2222122(3)R L L R -+=...。

.。

.。

.。

.。

..。

.（11)
又
2v qvB m
r
=。

.。

..。

..。

..。

.。

.。

.。

..。

.。

.。

..。

.。

（12）
gh
v 22= 。

.。

.....。

...。

.。

.。

..。

..。

.。

..。

...(13) 解得
h 1=0.45m ，h 2=0。

70m..。

..。

.。

.。

.。

.。

.。

(14)
（2）(5）（6）（9）式各1分，（12）（13)不计分，余式各2分，共20分。

33．（15分)[物理-选修3-3］ 解：（1）ADE （5分）
(2）（10分）①上部分气体作等温变化，由波意耳定律得
//1111p V p V =...。

..。

...。

...。

.。

..。

..。

......。

(1)
代入数据得
/155.6cmHg p =。

..。

...。

.。

....。

.。

...。

..。

..。

..。

（2）
②对下部气体，由理想气体状态方程得
//2222/22
p V p V
T T =...。

.。

.。

.。

.。

...。

..。

.。

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.。

.。

（3）
//2110cmHg p p =+。

....。

....。

..。

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...。

（4）
代入数据解得
/2448.5K T =。

..。

.。

...。

..。

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..。

（5）
/2175.5C t ︒=...。

...。

....。

..。

...。

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.。

.（6）
（1）(3)式各3分，余式各1分，共10分. 34．（15分）［物理—选修3-4］ 解：（1）ADE(5分）
（2）（10分）解：①设入射角为i 、折射角为r ，由已知有i = 60°，
BQ = 15 cm ，PD =
BQ 2
1=7.5 cm 。

光路示意图如图所示，反射点为F (1)
由几何关系得
PF
PD QF BQ r =
=tan ……………………
（2)
代入数据得
=
QF 20 cm (3)
②由数学知识得
sin r = 0。

6 (4)
由折射定律得
n = r
i sin sin ………………………（5） n =
6
35 (6)
③ 由
v c
n =
(7)
得激光束在玻璃砖内的传播速度
810m/s v =
(8)
（5)(7)式各2分，余式各1分，共10分。

35。

（15分）【物理-选修3—5】 解:(1）ACE （5分）
（2)（10分）①设球m 1摆至最低点时速度为v 0，由机械能守恒定律，得
2
1012m gl mv =
...。

.。

..。

....。

..。

.。

...。

..。

.（1)
设m 1、m 2碰后的速度分别为v 1、v 2，m 1与m 2碰撞动量守恒
101122m v m v m v =+.。

.。

..。

...。

.。

.。

.。

..。

. (2)
选向右的方向为正方向，代入数据解得
2 1.5m/s v =。

.。

.。

.。

..。

.。

.。

..。

..。

.....。

...。

..(3)
②m 2在CD 轨道上运动时，由机械能守恒有
22
222211222
D m v m v m gR =+..。

.。

...。

..。

.（4) 由小球恰好通过最高点D 点可知，重力提供向心力
2
22
=D
v m R m R。

...。

.。

...。

...。

.。

....。

..。

..。

..。

..（5）
代入数据联立解得
R=0。

045m.。

.。

.。

.。

.。

..。

.。

.。

..。

.。

.。

..。

....。

.（6）
（3）(6）式各1分，余式各2分，共10分.。