1、湖北省武昌实验中学 2017 届 9 月份理综模拟物理试题一、选择题1. 万有引力的发现实现了物理学史上第一次大统一“地上物理学”和“天上物理学”的统一。它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律。牛顿在发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道简化为圆轨道；另外，还应用到了其他的规律和结论。下面的规律和结论没有被用到的是（ ）A. 开普勒的研究成果 B. 卡文迪许通过扭秤实验得出的万有引力常数C. 牛顿第二定律 D. 牛顿第三定律【答案】B2. 甲、乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，其速度随时间的变化关系分别如图所示，图中 t2t 4/2，两段曲线均为 1/4 圆弧(即为乙物体的速度-
2、时间图线)，则（ ）A. 两物体在 t1时刻加速度相同B. 两物体在 t2时刻运动方向均改变C. 0t 4时间内甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度D. 两物体在 t3时刻相距最远，t 4时刻相遇【答案】D【解析】在 时刻，甲的斜率为正，乙的斜率为负，根据速度时间图线的斜率表示加速度，知加速度方向不同，A 错误；甲乙的速度图象都在时间轴的上方，速度都为正，运动方向没有改变，B 错误；速度图线与时间轴围成的面积表示位移，根据几何知识可知两运动图线与坐标轴围成的面积相等，则知 时间内甲物体的位移等于乙物体的位移，时间相等，则平均速度相等，C 错误；根据图象的面积表示位移，可知， 时刻两者位移之差最
3、大，相距最远，时刻位移相等，两者相遇，D 正确【点睛】在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移3. 如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表 V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡 L 和滑动变阻器 R， R 上并联一只理想电压表 V2。下列说法中正确的是（ ）A. 若 F 不动，滑片 P 向下滑动时，V 1示数变大，V 2示数变小B. 若 F 不动，滑片 P 向下滑动时，灯泡
4、消耗的功率变小C. 若 P 不动，滑片 F 向下移动时，V 1、V 2的示数均变小D. 若 P 不动，滑片 F 向下移动时，灯泡消耗的功率变大【答案】B【解析】试题分析：V 1测的是原线圈的输入电压，其示数始终不变，若 F 不动，副线圈的输入电压不变，滑片 P 向下滑动时，变阻器接入电路的阻值变大，又灯泡与变阻器串联，故 V2示数变大，灯泡两端的电压减小，灯泡消耗的功率变小，A 错误 B 正确；若 P 不动，滑片 F向下移动时，副线圈的输入电压减小，加在灯泡和变阻器两端的电压均减小，故灯泡消耗的功率变小，V 2的示数变小，C、D 错误。考点：变压器的原理，电路的动态分析，闭合电路的欧姆定律视频
5、4. 一均匀带正电的半球壳，球心为 O 点， AB 为其对称轴，平面 L 垂直 AB 把半球壳一分为二，且左右两侧球壳的表面积相等， L 与 AB 相交于 M 点。如果左侧部分在 M 点的电场强度为 E1，电势为 1，右侧部分在 M 点的电场强度为 E2，电势为 2。 （已知一均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零。取无穷远处电势为零，一点电荷 q 在距离其为 r 处的电势为 ） ，则（ ）A. E1 E2， 1 2 B. E1 E2， 1 2C. El E2， l= 2 D. E1=E2， l 2【答案】A【解析】试题分析：完整球壳在 M 点场强为零，则 CC1左侧部分电荷在 M 点的场强与
6、CC1右侧部分在 M 点场强等大反向，CC1 和 EE1间部分仅仅是 CC1右侧的一部分，因此 E1E2；CC 1左侧部分与 CC1和 EE1间部分电荷相等，左侧每一个点电荷距离 M 点较近，因此左侧部分在 M点的电势大于右侧部分在 M 点的电势，A 正确。考点：本题考查静电场。5. 如图所示，在边长为 L 的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，有一带正电的电荷，从 D 点以 v0的速度沿 DB 方向射入磁场，恰好从 A 点射出，已知电荷的质量为 m，带电量为 q，不计电荷的重力，则下列说法正确的是（ ）A. 电荷在磁场中运动的时间为B. 若电荷从 CD 边界射出，随着入射速度的减小，电荷
7、在磁场中运动的时间会减小C. 匀强磁场的磁感应强度为D. 若电荷的入射速度变为 2v0，则粒子会从 AB 中点射出【答案】C【解析】由图可以看出粒子圆周运动的半径 ，根据牛顿第二定律 ，得 ，根据 可知粒子在磁场中的运动周期 ，转过的圆心角为 90，则 ，A 错误 C 正确；若电荷从 CD 边界射出，则转过的圆心角均为 180，入射速度减小，周期与速度无关，故电荷在磁场中运动的时间不变，B 错误；若电荷的入射速度变为 ，则半径变为 2L，轨迹如图，设 DF 为 h，由几何知识： ，得，可见 E 不是 AB 的中点，即粒子不会从 AB 中点射出，D 错误6. 如图所示，两个质量相等且为定值的光滑
8、球 A 和 B，沿斜面排列静止放置于光滑斜面上球 A 的半径是 R、球 B 的半径是 r， （斜面倾角为 0） 球 A 的左侧有一垂直于斜面的挡板 P以下说法正确的是（ ）A. 保持 一定，在 Rr 时，若 R 越大r 越小，则 B 对斜面的压力就越小B. 保持 一定，在 R=r 时，两球之间的弹力最小C. 只要 一定，无论 R 和 r 的大小关系如何，A 球对挡板的压力大小都为定值D. 在半径确定时，若逐渐增大 ，并保持两球沿斜面排列方式不变，则 A 球受到挡板 P 的作用力先增大后减小【答案】BC【解析】以 B 球为研究对象，分析受力情况：重力 、斜面的支持力 N 和 A 对 B 的弹力
9、F，由平衡条件得知 N 与 F 的合力与重力 大小相等、方向相反，则此合力保持不变。斜面倾角一定， ， R 越大， r 越小， F 与水平方向的夹角越大，如图，作出 F 在三个不同角度时力的合成图，由图看出，斜面对 B 的支持力 N 越大，由牛顿第三定律得知， B 对斜面的压力越大，A 错误；斜面倾角一定，由图根据几何知识得知，当 N 与 F 垂直时 F 最小，即两球间的弹力最小，此时， 时，B 正确；以两球组成的整体研究得知， A 对挡板的压力，则知斜面倾角一定时，无论半径如何， A 对挡板的压力 一定，C 正确；由上知， A 对挡板的压力 ，半径一定时，随着斜面倾角逐渐增大， A 对挡板的
10、压力增大，D 错误【点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解7. 如图所示，矩形导线框 abcd 的一半处在磁感应强度 B01T 的足够大的匀强磁场中，线框 ab 边长 10cm， bc 边长为 20cm，当线框以 ab 边为轴，以角速度 =20rad/s 匀速转动时，从图示时刻（线圈平面与磁场方向垂直）开始计时，它的磁通量 和线圈中的感应电动势 E 随时间变化的图象可能正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】B
11、D【解析】试题分析：根据磁通量 =BScos 得开始一段时间内垂直于磁场的有效面积不变，所以磁通量不变，角速度 =20rad/s，所以周期 T=0.1s，当 cd 边转到到虚线左侧时，垂直于磁场的有效面积减小，磁通量减小，所以当 t=0.5s 时，磁场垂直于线圈平面，磁通量最大，故 A 错误，B 正确；开始一段时间内垂直于磁场的有效面积不变，所以磁通量不变，感应电动势为 0，当 t=0.5s 时，磁场垂直于线圈平面，磁通量最大，cd 边速度方向平行于磁场方向，所以感应电动势为 0，故 C 错误，D 正确；故选：BD。考点：法拉第电磁感应定律；交流电【名师点睛】解决本题关键要知道 -t 图象的斜
12、率等于磁通量的变化率，并运用法拉第电磁感应定律进行分析。8. 如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道，外圆光滑内圆粗糙。一质量为 m=0.2kg 的小球从轨道的最低点以初速度 v0向右运动，球的直径略小于两圆间距，球运动的轨道半径 R=0.5m，g 取 10m/s2，不计空气阻力，设小球过最低点时重力势能为零，下列说法正确的是（ ）A. 若小球运动到最高点时速度为 0，则小球机械能一定不守恒B. 若小球第一次运动到最高点时速度大小为 0，则 v0一定小于 5m/sC. 若要小球不挤压内轨，则 v0一定不小于 5m/sD. 若小球开始运动时初动能为 1.6J，则足够长时间后小球的机械
13、能为 1J【答案】ABD【解析】试题分析：若小球运动到最高点时受到为 0，则小球在运动过程中一定与内圆接触，受到摩擦力作用，要克服摩擦力做功，机械能不守恒，故 A 正确；小球如果不挤压内轨，则小球到达最高点速度最小时，小球的重力提供向心力，由牛顿第二定律得： ，由于小球不挤压内轨，则小球在整个运动过程中不受摩擦力作用，只有重力做功，机械能守恒，从最低点到最高点过程中，由机械能守恒定律得： mv02= mv2+mg2R，解得：v 0=5m/s，则小球要不挤压内轨，速度应大于等于 5m/s，可知，若小球第一次运动到最高点时速度大小为0，则 v0一定小于 5m/s故 B 正确；若要小球不挤压内轨，存
14、在两种可能的情况：1到达最高点时的速度大于等于 ，则 v05m/s；2小球始终在 O 点以下运动，此时重力的一部分提供向下的加速度，而外出轨道提供指向圆心的向心加速度，此时小球始终没有压内轨道由机械能守恒得： mv02mgR即： 故 C 错误小球的初速度 ，则小球在运动过程中要与内轨接触，要克服摩擦力做功，机械能减少，最终小球将在轨道的下半圆内做往复运动，到达与圆心同高位置处速度为零，则小球的最终机械能 E=mgR=021005=1J，故 D 正确；故选 ABD考点：圆周运动；机械能守恒定律；牛顿第二定律【名师点睛】本题综合考查了动能定理、牛顿第二定律和机械能守恒定律，综合性较强，关键是理清运
15、动过程，抓住临界状态，运用合适的规律进行求解。二、非选择题：9. 为了探究动能定理，一位同学设计了如图所示的实验装置。他先固定并调整斜槽，让末端 O 点的切线水平，再将一木板竖直放置并固定，木板到斜槽末端 O 的距离为 s，使小球从斜槽上某一标记点由静止释放，若小球到达斜槽底端时下落的高度为 H、小球从 O 点做平抛运动击中木板时下落的高度为 y。（1）假定斜槽光滑，小球由静止滑下到击中木板的过程中，满足动能定理的关系式为：_。（2）若斜槽倾角为 ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为 （只考虑滑动摩擦力，且小球与水平槽之间的摩擦不计） ，小球由静止滑下到击中木板的过程中，满足动能定理的关系式是：_。
16、（3）改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，能得到多组关于 H 和 y 的数据，若以H 为横坐标，从（1） 、 （2）中的关系式可知以_为纵坐标，通过描点作图，能得到一条倾斜的直线。【答案】 (1). (2). (3). 【解析】试题分析：（1）由平抛运动规律知 、 ，故可得 ，而此时竖直方向的分速度为 ，故可知 ，根据动能定理可得，代入可得所以满足动能定理的关系式为 ；（2）若存在摩擦力，则有 ，将 代入此式可得满足动能定理的关系式为 ；（3）由（1）中关系式可得 ，由（2）中关系式可得，可以看出，以 为纵坐标作出的图像是一条倾斜的直线；考点：“探究动能定理”实验10. 小汽车仪表台内的
17、鼓风机靠的是一种电动势约为 10V，内阻约为 30 的电池驱动的。为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示电路进行实验，图中电流表的内阻RA=15， R 为电阻箱，阻值范围 0-999.9， R0为定值电阻，对电源起保护作用。（1）该同学接入符合要求的 R0后，闭合开关 S,调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则根据图线可求得该电池的电动势为E=_V， r =_。（2）冬天为了防止汽车仪表玻璃起雾，可用通电电阻加热，用图丙所示 10 根阻值皆为 30的电阻条和上述电池，现在要使整个电路中电阻条上消耗的功率最大，且要求电阻条数最少，请在图丙中画出
18、电路连线_。【答案】 (1). 10 (2). 35 (3). 【解析】试题分析：（1）根据闭合电路的欧姆定律 ，整理得：，故图像的斜率等于 ，可求电动势 E=10V； 代入数据解得：r=35；（2）设外电路的总电阻为 R，则外电路消耗的功率 ，当外电阻 R=r 时，外电路的功率最大，故该电阻条的总电阻等于 35 时，消耗的功率最大，由题意知，需 6 个电阻并联然后与一电阻串联，如图所示考点：本题考查测电源的电动势和内阻11. 在公路的十字路口，红灯拦停了很多汽车，拦停的汽车排成笔直的一列。 最前面的一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐，相邻两车的前端之间的距离均为 l = 6.0 m， 若汽车
19、起动时都以 a =2.5m/s2 的加速度作匀加速运动，加速到 v=10.0 m/s 后做匀速运动通过路口。该路口亮绿灯时间 t = 40.0 s， 而且有按倒计时显示的时间显示灯。另外交通规则规定：原在绿灯时通行的汽车，红灯亮起时， 车头已越过停车线的汽车允许通过。请解答下列问题：（1）若绿灯亮起瞬时，所有司机同时起动汽车， 问有多少辆汽车能通过路口？（2）第（1）问中，不能通过路口的第一辆汽车司机，在时间显示灯刚亮出“3”时开始刹车做匀减速运动，结果车的前端与停车线相齐时刚好停下，求：刹车后汽车加速度大小，以及刹车后汽车经多长时间停下？【答案】(1) 能有 64 辆汽车通过路口 (2) 1
20、.47m/s 2 6.8s【解析】 （1）汽车加速时间：40.0s 时间，汽车能行驶的位移： ，故根据题意,能有 64 辆汽车通过路口。（2）记 ，当计时灯刚亮出 “3”时，第 65 辆汽车行驶的位移此时汽车距停车线的距离：第 65 辆车刹车的加速度：第 65 辆车从刹车到停下来的时间 ；12. 在竖直平面内存在如图所示的绝缘轨道，一质量为 m=0.4kg、带电量为 q=+0.4C 的小滑块(可视为质点)在外力作用下压缩至离 B 点 0.05m，此时弹性势能 ，弹簧一端固定在底端，与小滑块不相连，弹簧原长为 2.05m，轨道与滑块间的动摩擦因数 某时刻撤去外力，经过一段时间弹簧恢复至原长，再经
21、过 1.8s，同时施加电场和磁场，电场平行于纸面，且垂直 x 轴向上，场强 E=10N/C；磁场方向垂直于纸面，且仅存在于第二、三象限内，最终滑块到达 N(6m，0)点，方向与水平方向成 30 斜向下(答案可用 表示， )求弹簧完全恢复瞬间，小滑块的速度；求弹簧原长恢复后 1.8s 时小滑块所在的位置；求小滑块在磁场中的运动的时间【答案】 7.5m/s 即小滑块此时刚好到达坐标原点 s 【解析】试题分析：（1）如图所示，弹簧释放到恢复原长经过位移 s 到达 D 点，根据能量关系，有：（2 分）其中解得： =7.5m/s （1 分）（2）此后小滑块沿斜面向上做减速运动，由牛顿第二定律得：（2 分
22、）解得小滑块的加速度大小为： =7.5 （1 分）设小滑块运动到 E 点的速度为 0，上升的位移为 ，则运动时间为：= （1 分）上升的位移为： = =3.75m （1 分）接着小滑块沿斜面下滑，运动时间为： =（1.81）s=0.8s由牛顿第二定律有： （1 分）解得： =2.5 （1 分）则下滑的位移为： = （1 分）由图中几何关系知：BD+ =BO+ （1 分）即小滑块此时刚好到达坐标原点 （1 分）（3）施加电场和磁场后，由题中数据知：即小滑块只受洛伦兹力作用，做圆周运动到 P（0， m）点，然后做匀速直线运动运动到N（6m，0） 小滑块进入磁场的速度为： =2m/s洛伦兹力提供向心
23、力： （2 分）由图中几何关系知小滑块做圆周运动的半径为：r=2m （2 分）解得： =1T （1 分）运动周期为：在磁场中运动的时间为： = = s （1 分）考点：带电粒子在电磁场中的运动13. 如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中 x2m 处的质点 P 以此时刻为计时起点的振动图像。下列说法正确的是（_）A这列波的传播方向是沿 x 轴正方向B这列波的传播速度是 20 m/sC经过 0.15 s，质点 P 沿 x 轴的正方向传播了 3 mD经过 0.1 s，质点 Q 的运动方向沿 y 轴正方向E经过 0.35 s，质点 Q 距平衡位置的距离小于质点 P 距平衡位置的距离【答
24、案】ABE【解析】试题分析：由振动图象读出 t=0 时刻 P 点的振动方向，判断波的传播方向由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速分析波动过程，根据时间与周期的关系，判断 Q 点的运动方向视频14. 某种透明介质如下图所示，下半部分为半径 cm 的 1/4 圆弧，上半部分为顶角等于的直角三角形 ABC， BC= cm，一束光线以与 AB 夹角 的方向射入圆心，在与 AB 垂直的光屏 MN 上面出现了光斑。已知该介质的折射率 ，那么，光屏上面会出现几个光斑？这些光斑到 A 点的距离是多少？【答案】一个光斑 【解析】设光的临界角为 C，则有 ；入射角正弦为： ；对比可知 ，因此该束光在
25、 AB 面发生了全反射，光路图如图所示根据几何关系可知，反射光与 AC 面垂直，所以光线直接通过 AC 不改变方向落在光屏上，即光屏上面只有一个光斑根据几何知识可得【点睛】本题的关键要明确：光线发生全反射时没有折射光线，垂直入射时光线方向不变先根据全反射临界角公式 求解全反射临界角，然后画出光路图分析光斑情况结合几何知识求这些光斑到 A 点的距离15. 下列说法中正确的是_A光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B卢瑟福通过对 粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构C 235U 的半衰期约为 7 亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短 D据波尔理论知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势
26、能减小，核外电子的动能增大E碘 131 能自发地进行 衰变，衰变后生成的新物质原子核比碘 131 原子核多一个质子而少一个中子【答案】BDE【解析】当入射光的频率大于金属的极限频率，金属中的一个电子吸收了光子的能量，克服原子核的束缚而释放出来，从而形成了光电效应，A 错误；卢瑟福通过对 粒子散射实验的研究，发现了少数 粒子发生了大角度偏转，从而揭示了原子的核式结构，B 正确；半衰期由原子核本身决定，与环境无关；所以环境变化时半衰期不变，C 错误；氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据 ，得电子速率增大，动能增大，由于氢原子能量减小，则氢原子电势能减小，D 正确； 衰变是一个中子变为质子同时释放一个电子的过程，因此 衰变后生成的新物质原子核比碘 131 原子核少一个中子而多一个质子，E 正确16. 光滑水平面上，轻质弹簧两端连接着质量均为 的两个小球 A、 B。系统静止。有一块橡皮泥水平向左以大小 的初速度击中 A 球并粘在一起。已知橡皮泥的质量为 ，求弹簧的最大弹性势能。【答案】【解析】橡皮泥击中球 A 过程动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得，A 挤压弹簧，将弹簧压缩到最短过程系统动量，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，由能量守恒定律得 ，解得
