2017年江苏省南通市高考全真模拟拓展试卷物理及答案解析.docx

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1、2017年 江 苏 省 南 通 市 高 考 全 真 模 拟 拓 展 试 卷 物 理一 、 选 择 题 (共 6 小 题 ， 每 小 题 4 分 )1.如 图 所 示 电 路 中 ， L 为 电 感 线 圈 ， C 为 电 容 器 ， 当 开 关 S 由 断 开 变 为 闭 合 时 ( ) A.A灯 中 无 电 流 通 过 ， 不 可 能 变 亮B.A灯 中 有 电 流 通 过 ， 方 向 由 b 到 aC.B灯 逐 渐 熄 灭 ， c 点 电 势 高 于 d 点 电 势D.B灯 逐 渐 熄 灭 ， c 点 电 势 低 于 d 点 电 势解 析 ： A、 开 关 s由 断 开 变 为 闭 合 时

2、 ， 电 容 放 电 ， 所 以 s闭 合 瞬 间 A 灯 有 电 流 从 b 到 a， 故 A错 误 B正 确 ；C、 s 闭 合 瞬 间 ， 由 于 自 感 ， L 中 的 电 流 会 慢 慢 减 小 ， 所 以 B灯 逐 渐 熄 灭 ， 由 于 自 感 B 灯 逐 渐熄 灭 ， 由 于 线 圈 中 的 电 流 方 向 是 从 右 向 左 ， 所 以 c 点 的 电 势 低 于 d点 的 电 势 ， 故 C 错 误 D正 确 。答 案 ： BD2.在 空 间 存 在 着 竖 直 向 上 的 各 处 均 匀 的 磁 场 ， 将 一 个 不 变 形 的 单 匝 金 属 圆 线 圈 放 入 磁

3、场 中 ，规 定 线 圈 中 感 应 电 流 方 向 如 图 甲 所 示 的 方 向 为 正 。 当 磁 场 的 磁 感 应 强 度 B 随 时 间 t 的 变 化 规律 如 图 乙 所 示 时 ， 下 图 中 能 正 确 表 示 线 圈 中 感 应 电 流 随 时 间 变 化 的 图 线 是 ( ) A. B.C.D. 解 析 ： 感 应 定 律 和 欧 姆 定 律 得 I= = = ， 所 以 线 圈 中 的 感 应 电 流 决 定 于 磁 感应 强 度 B 随 t 的 变 化 率 。 由 图 乙 可 知 ， 0 1时 间 内 ， B增 大 ， 增 大 ， 感 应 磁 场 与 原 磁 场

4、方向 相 反 (感 应 磁 场 的 磁 感 应 强 度 的 方 向 向 外 )， 由 楞 次 定 律 ， 感 应 电 流 是 顺 时 针 的 ， 因 而 是 正值 。 所 以 可 判 断 0 1 为 正 的 恒 值 ；在 1 2S 内 ， 因 磁 场 的 不 变 ， 则 感 应 电 动 势 为 零 ， 所 以 感 应 电 流 为 零 ； 同 理 2 4， 磁 场 在减 小 ， 由 楞 次 定 律 可 知 ， 感 应 电 流 与 原 方 向 相 反 ， 即 为 负 的 恒 值 ；根 据 感 应 定 律 和 欧 姆 定 律 得 I= = = ， 可 知 ， 斜 率 越 大 的 ， 感 应 电 动

5、势 越 大 ，则 感 应 电 流 越 大 。 故 B 正 确 ， ACD错 误 。答 案 ： B3.1931年 英 国 物 理 学 家 狄 拉 克 从 理 论 上 预 言 ： 存 在 只 有 一 个 磁 极 的 粒 子 磁 单 极 子 。 19年 后 ， 美 国 物 理 学 家 卡 布 莱 拉 设 计 了 一 个 寻 找 磁 单 极 子 的 实 验 。 设 想 一 个 只 有 N 极 的 磁 单 极子 从 上 向 下 穿 过 一 个 水 平 放 置 的 超 导 线 圈 ， 那 么 从 上 向 下 看 ( ) A.超 导 线 圈 中 将 出 现 先 逆 时 针 后 顺 时 针 方 向 的 感 应

6、 电 流B.超 导 线 圈 中 将 出 现 总 是 逆 时 针 方 向 的 感 应 电 流C.超 导 线 圈 中 产 生 的 感 应 电 动 势 一 定 恒 定 不 变D.超 导 线 圈 中 产 生 的 感 应 电 流 将 长 期 维 持 下 去解 析 ： 若 N磁 单 极 子 穿 过 超 导 线 圈 的 过 程 中 ， 当 磁 单 极 子 靠 近 线 圈 时 ， 穿 过 线 圈 中 磁 通 量 增加 ， 且 磁 场 方 向 从 上 向 下 ， 所 以 由 楞 次 定 律 可 知 ， 感 应 磁 场 方 向 ： 从 上 向 下 看 ， 再 由 右 手 螺旋 定 则 可 确 定 感 应 电 流

7、方 向 逆 时 针 ； 当 磁 单 极 子 远 离 线 圈 时 ， 穿 过 线 圈 中 磁 通 量 减 小 ， 且 磁场 方 向 从 下 向 上 ， 所 以 由 楞 次 定 律 可 知 ， 感 应 磁 场 方 向 ： 从 下 向 上 ， 再 由 右 手 螺 旋 定 则 可 确定 感 应 电 流 方 向 逆 时 针 。 因 此 线 圈 中 产 生 的 感 应 电 流 方 向 不 变 。 故 A 错 误 ， B 正 确 。由 于 超 导 线 圈 中 没 有 电 阻 ， 因 此 感 应 电 流 将 长 期 维 持 下 去 ， 并 不 是 感 应 电 动 势 恒 定 不 变 ， 故C错 误 ， D 正

8、 确 。答 案 ： BD4.如 图 所 示 ， 细 绳 一 端 固 定 在 天 花 板 上 的 O点 ， 另 一 端 穿 过 一 张 CD光 盘 的 中 央 小 孔 后 拴 着 一 个 橡 胶 球 ， 橡 胶 球 静 止 时 ， 竖 直 悬 线 刚 好 挨 着 水 平 桌 面 的 边 沿 。 现 将 CD 光 盘 按 在 桌 面 上 ，并 沿 桌 面 边 缘 以 速 度 v 匀 速 移 动 ， 移 动 过 程 中 ， CD 光 盘 中 央 小 孔 始 终 紧 挨 桌 面 边 线 ， 当 悬 线 与 竖 直 方 向 的 夹 角 为 时 ， 小 球 上 升 的 速 度 大 小 为 ( ) A.vs

9、inB.vcosC.vtanD.vcot解 析 ： 由 题 意 可 知 ， 线 与 光 盘 交 点 参 与 两 个 运 动 ， 一 是 沿 着 线 的 方 向 运 动 ， 二 是 垂 直 线 的 方向 运 动 ， 则 合 运 动 的 速 度 大 小 为 v， 由 数 学 三 角 函 数 关 系 ， 则 有 ： v 线 =vsin ； 而 线 的 速 度的 方 向 ， 即 为 小 球 上 升 的 速 度 大 小 ， 故 A 正 确 ， BCD错 误 。 答 案 ： A5.如 图 所 示 ， 长 为 L的 轻 直 棒 一 端 可 绕 固 定 轴 O转 动 ， 另 一 端 固 定 一 质 量 为 m

10、 的 小 球 ， 小 球搁 在 水 平 升 降 台 上 ， 升 降 平 台 以 速 度 v匀 速 上 升 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A.小 球 做 匀 速 圆 周 运 动B.当 棒 与 竖 直 方 向 的 夹 角 为 时 ， 小 球 的 速 度 为 C.棒 的 角 速 度 逐 渐 增 大D.当 棒 与 竖 直 方 向 的 夹 角 为 时 ， 棒 的 角 速 度 为 解 析 ： A、 小 球 受 重 力 、 平 台 的 弹 力 和 杆 的 作 用 力 ， 因 为 升 降 平 台 以 速 度 v 匀 速 上 升 ， 平 台的 弹 力 和 杆 的 作 用 力 变 化 ， 即 小 球

11、受 到 的 合 力 大 小 变 化 ， 小 球 做 的 不 是 匀 速 圆 周 运 动 ， 故 A错 误 ； BCD、 棒 与 平 台 接 触 点 的 实 际 运 动 即 合 运 动 方 向 是 垂 直 于 棒 指 向 左 上 ， 如 图 所 示 ，合 速 度 v 实 = L， 沿 竖 直 向 上 方 向 上 的 速 度 分 量 等 于 v， 即 Lsin =v，所 以 = ， 平 台 向 上 运 动 ， 夹 角 增 大 ， 角 速 度 减 小 ， 故 BC 错 误 ， D 正 确 。答 案 ： D6.将 三 个 木 板 1、 2、 3固 定 在 墙 角 ， 木 板 与 墙 壁 和 地 面 构

12、 成 了 三 个 不 同 的 三 角 形 ， 如 图 所 示 ，其 中 1与 2底 边 相 同 ， 2 和 3 高 度 相 同 。 现 将 一 个 可 视 为 质 点 的 物 块 分 别 从 三 个 木 板 的 顶 端由 静 止 释 放 ， 并 沿 木 板 下 滑 到 底 端 ， 物 块 与 木 板 之 间 的 动 摩 擦 因 数 均 相 同 。 在 这 三 个 过 程中 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 ( ) A.沿 着 木 板 1 和 木 板 2 下 滑 到 底 端 时 ， 物 块 速 度 的 大 小 相 等B.沿 着 木 板 2 和 木 板 3 下 滑 到 底 端 时 ， 物 块 速

13、 度 的 大 小 相 等C.沿 着 木 板 1 下 滑 到 底 端 时 ， 物 块 的 动 能 最 大D.物 块 沿 着 木 板 3 下 滑 到 底 端 的 过 程 中 ， 产 生 的 热 量 最 多解 析 ： 对 物 块 从 高 为 h 的 斜 面 上 由 静 止 滑 到 底 端 时 ， 根 据 动 能 定 理 有 ： mgh Wf= mv2 其 中 Wf为 物 块 克 服 摩 擦 力 做 的 功 ，因 滑 动 摩 擦 力 王 企 鹅 ： f= N= mgcos ，所 以 物 块 克 服 摩 擦 力 做 的 功 为 ： W f=fL= mgcos L= mgLcos = mgL 底 由 图

14、可 知 ， Lcos 为 斜 面 底 边 长 ，可 见 ， 物 体 从 斜 面 顶 端 下 滑 到 底 端 时 ， 克 服 摩 擦 力 做 功 与 斜 面 底 端 长 度 L 底 成 正 比 。A、 因 沿 着 1 和 2 下 滑 到 底 端 时 ， 物 体 克 服 摩 擦 力 做 功 相 同 ， 沿 着 1 重 力 做 功 大 于 沿 2 重 力做 功 ， 根 据 式 得 知 ， 沿 着 1下 滑 到 底 端 时 物 块 的 速 度 大 于 沿 2 下 滑 到 底 端 时 速 度 ； 故 A错 误 ；B、 沿 着 2 和 3 下 滑 到 底 端 时 ， 重 力 做 功 相 同 ， 而 沿 2

15、 物 体 克 服 摩 擦 力 做 功 小 于 沿 3 克 服 摩擦 力 做 功 ， 则 由 式 得 知 ， 沿 着 2 下 滑 到 底 端 时 物 块 的 速 度 大 于 沿 3 下 滑 到 底 端 时 速 度 ； 故B错 误 ；C、 根 据 动 能 定 理 ， 所 以 沿 着 1下 滑 到 底 端 时 ， 重 力 做 功 最 多 ， 而 克 服 摩 擦 力做 功 小 ， 所 以 沿 木 板 1 滑 到 底 端 时 ， 动 能 最 大 。 故 C正 确 。D、 沿 3 时 克 服 摩 擦 力 做 的 功 最 多 ， 物 体 的 机 械 能 损 失 最 大 ， 产 生 的 热 量 最 多 。 故

16、 D 正 确 。答 案 ： CD 二 、 解 答 题 (共 3 小 题 )7.如 图 甲 所 示 ， 空 间 存 在 B=0.5T， 方 向 竖 直 向 下 的 匀 强 磁 场 ， MN、 PQ 是 相 互 平 行 的 粗 糙 的长 直 导 轨 ， 处 于 同 一 水 平 面 内 ， 其 间 距 L=0.2m， R 是 连 在 导 轨 一 端 的 电 阻 ， ab 是 跨 接 在 导 轨 上 质 量 m=0.1kg的 导 体 棒 ， 从 零 时 刻 开 始 ， 通 过 一 小 型 电 动 机 对 ab棒 施 加 一 个 牵 引 力 F，方 向 水 平 向 左 ， 使 其 从 静 止 开 始 沿

17、 导 轨 做 直 线 运 动 ， 此 过 程 中 棒 始 终 保 持 与 导 轨 垂 直 且 接 触良 好 ， 图 乙 是 棒 的 速 度 时 间 图 象 ， 其 中 OA 段 是 直 线 ， AC 段 是 曲 线 ， DE 是 曲 线 图 象 的 渐 近线 ， 小 型 电 动 机 在 12s末 达 到 额 定 功 率 P=4.5W， 此 后 功 率 保 持 不 变 ， 除 R 以 外 ， 其 余 部 分的 电 阻 均 不 计 ， g=10m/s2。 (1)求 导 体 棒 在 0 12s内 的 加 速 度 大 小 ；解 析 ： 由 图 中 可 得 12s末 的 速 度 为 ： v1=9m/s，

18、 t1=12s导 体 棒 在 0.12s内 的 加 速 度 大 小 为 ： a= =0.75m/s2.答 案 ： 导 体 棒 在 0 12s 内 的 加 速 度 大 小 0.75m/s2。(2)求 导 体 棒 与 导 轨 间 的 动 摩 擦 因 数 及 电 阻 R 的 阻 值 ；解 析 ： 设 金 属 棒 与 导 轨 间 的 动 摩 擦 因 数 为 。 当 金 属 棒 的 速 度 为 v 时 ， 安 培 力 大 小 为 F， 则有 ：F=BIL，I=得 ： F= A点 ： 由 牛 顿 第 二 定 律 得 ： F1 mg =ma1又 P 额 =F1v1.C点 ： 棒 达 到 最 大 速 度 ，

19、则 此 时 加 速 度 为 零 ， 依 据 牛 顿 第 二 定 律 ， 则 有 ：F2 mg =0P 额 =F2vm。联 立 解 得 ： =0.2， R=0.4答 案 ： 导 体 棒 与 导 轨 间 的 动 摩 擦 因 数 0.2及 电 阻 R 的 阻 值 0.4 。(3)若 t=17s 时 ， 导 体 棒 ab 达 最 大 速 度 ， 且 0 17s 内 共 发 生 位 移 100m， 试 求 12 17s内 R上 产 生 的 热 量 Q以 及 通 过 R 的 电 荷 量 q。解 析 ： 0 12s内 导 体 棒 发 生 的 位 移 为 ： s 1= 9 12m=54m，AC段 过 程 棒

20、发 生 的 位 移 为 ： s2=100 s1=46m由 能 量 守 恒 得 ： P 额 t=QR+ mgs2+( m m )代 入 数 据 解 得 ： QR=12.35J 再 依 据 电 量 综 合 表 达 式 为 ： q= t= = ，代 入 数 据 解 得 ： q=11.5C。答 案 ： 在 12 17s内 R 上 产 生 的 热 量 12.35J以 及 通 过 R 的 电 荷 量 11.5C。8.如 图 ， 质 量 为 M 的 小 车 静 止 在 光 滑 的 水 平 面 上 ， 小 车 AB段 是 半 径 为 R 的 四 分 之 一 圆 弧 光滑 轨 道 ， BC段 是 长 为 L 的

21、 水 平 粗 糙 轨 道 ， 两 段 轨 道 相 切 于 B 点 ， 一 质 量 为 m的 滑 块 在 小 车上 从 A点 静 止 开 始 沿 轨 道 滑 下 ， 重 力 加 速 度 为 g。 (1)若 固 定 小 车 ， 求 滑 块 运 动 过 程 总 对 小 车 的 最 大 压 力 ；解 析 ： 当 滑 块 到 达 B时 的 速 度 最 大 ， 受 到 的 支 持 力 最 大 ；滑 块 下 滑 的 过 程 中 机 械 能 守 恒 ， 由 机 械 能 守 恒 定 律 得 ： mgR= mvB2，滑 块 在 B 点 处 受 到 的 支 持 力 与 重 力 的 合 力 提 供 向 心 力 ，由

22、牛 顿 第 二 定 律 得 ： N mg=m ， 解 得 ： N=3mg，由 牛 顿 第 三 定 律 得 ： 滑 块 对 小 车 的 压 力 ： N =N=3mg即 滑 块 运 动 过 程 中 对 小 车 的 最 大 压 力 是 3mg。答 案 ： 若 固 定 小 车 ， 求 滑 块 运 动 过 程 中 对 小 车 的 最 大 压 力 是 3mg。(2)若 不 固 定 小 车 ， 滑 块 仍 从 A点 由 静 止 下 滑 ， 然 后 滑 入 BC轨 道 ， 最 后 C点 滑 出 小 车 ， 已 知滑 块 质 量 m= ， 在 任 一 时 刻 滑 块 相 对 地 面 速 度 的 水 平 分 量

23、是 小 车 速 度 大 小 的 2倍 ， 滑 块 与 轨 道 BC间 的 动 摩 擦 因 数 为 ， 求 ：滑 块 运 动 过 程 中 ， 小 车 最 大 速 度 vm；滑 块 从 B 到 C 运 动 过 程 中 ， 小 车 的 位 移 大 小 s。解 析 ： 在 任 一 时 刻 滑 块 相 对 地 面 速 度 的 水 平 分 量 是 小 车 速 度 大 小 的 2倍 ， 设 小 车 的 最 大 速 度是 vm， 由 机 械 能 守 恒 定 律 得 ： mgR= Mvm2+ m(2vm)2， 解 得 ： vm= ；由 于 在 任 一 时 刻 滑 块 相 对 地 面 速 度 的 水 平 分 量

24、是 小 车 速 度 大 小 的 2倍 ，所 以 滑 块 从 B 到 C 运 动 过 程 中 ， 滑 块 的 平 均 速 度 是 小 车 的 平 均 速 度 的 2倍 ，即 ： =2 ，由 于 它 们 运 动 的 时 间 相 等 ， 根 据 ： x= t 可 得 ： s 滑 块 =2s 车又 ： s 滑 块 +s 车 =L所 以 ： 小 车 的 位 移 大 小 ： s= L；答 案 ： 滑 块 运 动 过 程 中 ， 小 车 的 最 大 速 度 大 小 是 ；滑 块 从 B 到 C 运 动 过 程 中 ， 小 车 的 位 移 大 小 是 L。9.在 平 面 直 角 坐 标 系 xoy中 ， 第

25、I象 限 存 在 沿 y轴 负 方 向 的 匀 强 电 场 ， 第 IV象 限 存 在 垂 直于 坐 标 平 面 向 外 的 匀 强 磁 场 ， 磁 感 应 强 度 为 B.一 质 量 为 m， 电 荷 量 为 q的 带 正 电 的 粒 子 从 y轴 正 半 轴 上 的 M点 以 速 度 v 0垂 直 于 y 轴 射 入 电 场 ， 经 x 轴 上 的 N 点 与 x 轴 正 方 向 成 45 角 射 入 磁 场 ， 最 后 从 y 轴 负 半 轴 上 的 P 点 垂 直 于 y 轴 射 出 磁 场 ， 如 图 所 示 。 不 计 粒 子 重 力 ， 求 ： (1)M、 N 两 点 间 的 电

26、 势 差 UMN；解 析 ： 设 粒 子 过 N 点 的 速 度 为 v， 有 =cos ， v= v0，粒 子 从 M 点 到 N点 的 过 程 ， 有 ： qUMN= mv2 mv02，解 得 ： UMN= 。答 案 ： M、 N两 点 间 的 电 势 差 U MN为 。(2)粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 轨 道 半 径 r；解 析 ： 以 O 圆 心 做 匀 速 圆 周 运 动 ， 半 径 为 O N，由 牛 顿 第 二 定 律 得 ： qvB=m ，解 得 ： r= 。答 案 ： 粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 轨 道 半 径 r为 。(3)粒 子 从 M 点 运 动 到 P 点 的 总 时 间 t。 解 析 ： 由 几 何 关 系 得 ： ON=rsin 设 在 电 场 中 时 间 为 t1，有 ON=v0t1， t1= ， 粒 子 在 磁 场 中 做 匀 速 圆 周 运 动 的 周 期 ： T= ，设 粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 时 间 为 t2， 有 ： t2= T= ，t=t1+t2解 得 ： t= 。答 案 ： 粒 子 从 M点 运 动 到 P 点 的 总 时 间 t 为 。