2017年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試物理(江蘇卷)

物理試題一、單項選擇題:本題共5小題,每小題3分,共計15分。每小題只有一個選項符合題意。1.(2017·江蘇單科,1)如圖所示,兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r。圓形勻強磁場B的邊緣恰好與a線圈重合,則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為()A.1∶1B.1∶2C.1∶4 D.4∶12.(2017·江蘇單科,2)如圖所示,A、B兩小球從相同高度同時水平拋出,經過時間t在空中相遇。若兩球的拋出速度都變?yōu)樵瓉淼?倍,則兩球從拋出到相遇經過的時間為()A.t B.22C.t2 D.3.(2017·江蘇單科,3)一小物塊沿斜面向上滑動,然后滑回到原處。物塊初動能為Ek0,與斜面間的動摩擦因數不變,則該過程中,物塊的動能Ek與位移x關系的圖線是()4.(2017·江蘇單科,4)如圖所示,三塊平行放置的帶電金屬薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分別位于O、M、P點。由O點靜止釋放的電子恰好能運動到P點。現將C板向右平移到P'點,則由O點靜止釋放的電子()A.運動到P點返回B.運動到P和P'點之間返回C.運動到P'點返回D.穿過P'點5.(2017·江蘇單科,5)如圖所示,一小物塊被夾子夾緊,夾子通過輕繩懸掛在小環(huán)上,小環(huán)套在水平光滑細桿上。物塊質量為m,到小環(huán)的距離為l,其兩側面與夾子間的最大靜摩擦力均為Ff。小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運動,小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止,物塊向上擺動。整個過程中,物塊在夾子中沒有滑動。小環(huán)和夾子的質量均不計,重力加速度為g。下列說法正確的是()A.物塊向右勻速運動時,繩中的張力等于2FfB.小環(huán)碰到釘子P時,繩中的張力大于2FfC.物塊上升的最大高度為2D.速度v不能超過(二、多項選擇題:本題共4小題,每小題4分,共計16分。每小題有多個選項符合題意。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,錯選或不答的得0分。6.(2017·江蘇單科,6)天舟一號貨運飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空。與天宮二號空間實驗室對接前,天舟一號在距地面約380km的圓軌道上飛行,則其()A.角速度小于地球自轉角速度B.線速度小于第一宇宙速度C.周期小于地球自轉周期D.向心加速度小于地面的重力加速度7.(2017·江蘇單科,7)某音響電路的簡化電路圖如圖所示,輸入信號既有高頻成分,也有低頻成分,則()A.電感L1的作用是通高頻B.電容C2的作用是通高頻C.揚聲器甲用于輸出高頻成分D.揚聲器乙用于輸出高頻成分8.(2017·江蘇單科,8)在x軸上有兩個點電荷q1、q2,其靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示。下列說法正確的有()A.q1和q2帶有異種電荷B.x1處的電場強度為零C.負電荷從x1移到x2,電勢能減小D.負電荷從x1移到x2,受到的電場力增大9.(2017·江蘇單科,9)如圖所示,三個小球A、B、C的質量均為m,A與B、C間通過鉸鏈用輕桿連接,桿長為l。B、C置于水平地面上,用一輕質彈簧連接,彈簧處于原長?，FA由靜止釋放下降到最低點,兩輕桿間夾角α由60°變?yōu)?20°。A、B、C在同一豎直平面內運動,彈簧在彈性限度內,忽略一切摩擦,重力加速度為g。則此下降過程中()A.A的動能達到最大前,B受到地面的支持力小于32B.A的動能最大時,B受到地面的支持力等于32C.彈簧的彈性勢能最大時,A的加速度方向豎直向下D.彈簧的彈性勢能最大值為32三、簡答題:本題分必做題(第10、11題)和選做題(第12題)兩部分,共計42分。請將解答填寫在答題卡相應的位置。【必做題】10.(2017·江蘇單科,10)(8分)利用如圖甲所示的實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的關系。小車的質量為m0=200.0g,鉤碼的質量為m=10.0g,打點計時器的電源為50Hz的交變電流。甲(1)掛鉤碼前,為了消除摩擦力的影響,應調節(jié)木板右側的高度,直至向左輕推小車觀察到。

(2)掛上鉤碼,按實驗要求打出的一條紙帶如圖乙所示。選擇某一點為O,依次每隔4個計時點取一個計數點。用刻度尺量出相鄰計數點間的距離Δx,記錄在紙帶上。計算打出各計數點時小車的速度v,其中打出計數點“1”時小車的速度v1=m/s。

乙(3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力,g取9.80m/s2,利用W=mgΔx算出拉力對小車做的功W。利用Ek=12Mv2算出小車動能,并求出動能的變化量ΔEkW/×10-3J2.452.923.353.814.26ΔEk/×10-3J2.312.733.123.614.00請根據表中的數據,在方格紙上作出ΔEk-W圖象。(4)實驗結果表明,ΔEk總是略小于W。某同學猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的。用題中小車和鉤碼質量的數據可算出小車受到的實際拉力F=N。

11.(2017·江蘇單科,11)(10分)某同學通過實驗制作一個簡易的溫控裝置,實驗原理電路圖如圖甲所示,繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器R串聯接在電源E兩端,當繼電器的電流超過15mA時,銜鐵被吸合,加熱器停止加熱,實現溫控。繼電器的電阻約20Ω,熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關系如下表所示。t/℃30.040.050.060.070.080.0Rt/Ω199.5145.4108.181.862.949.1(1)提供的實驗器材有:電源E1(3V,內阻不計)、電源E2(6V,內阻不計)、滑動變阻器R1(0~200Ω)、滑動變阻器R2(0~500Ω)、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0~999.9Ω)、開關S、導線若干。為使該裝置實現對30~80℃之間任一溫度的控制,電源E應選用(選填“E1”或“E2”),滑動變阻器R應選用(選填“R1”或“R2”)。

甲乙(2)實驗發(fā)現電路不工作。某同學為排查電路故障,用多用電表測量各接點間的電壓,則應將如圖乙所示的選擇開關旋至(選填“A”“B”“C”或“D”)。

(3)合上開關S,用調節(jié)好的多用電表進行排查。在圖甲中,若只有b、c間斷路,則應發(fā)現表筆接入a、b時指針(選填“偏轉”或“不偏轉”),接入a、c時指針(選填“偏轉”或“不偏轉”)。

(4)排除故障后,欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時被吸合,下列操作步驟的正確順序是。(填寫各步驟前的序號)

①將熱敏電阻接入電路②觀察到繼電器的銜鐵被吸合③斷開開關,將電阻箱從電路中移除④合上開關,調節(jié)滑動變阻器的阻值⑤斷開開關,用電阻箱替換熱敏電阻,將阻值調至108.1Ω12.(2017·江蘇單科,12)【選做題】本題包括A、B、C三小題,請選定其中兩小題,并在相應的答題區(qū)域內作答。若多做,則按A、B兩小題評分。A.[選修3-3](12分)(1)一定質量的理想氣體從狀態(tài)A經過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,其V-T圖象如圖所示。下列說法正確的有。

A.A→B的過程中,氣體對外界做功B.A→B的過程中,氣體放出熱量C.B→C的過程中,氣體壓強不變D.A→B→C的過程中,氣體內能增加(2)圖甲和圖乙是某同學從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片,記錄炭粒位置的時間間隔均為30s,兩方格紙每格表示的長度相同。比較兩張圖片可知:若水溫相同,(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大;若炭粒大小相同,(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運動較劇烈。

(3)科學家可以運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子。資料顯示,某種蛋白的摩爾質量為66kg/mol,其分子可視為半徑為3×10-9m的球,已知阿伏加德羅常數為6.0×1023mol-1。請估算該蛋白的密度。(計算結果保留一位有效數字)B.[選修3-4](12分)(1)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘,飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢,下列說法正確的有。

A.飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快B.飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢C.地球上的人觀測到地球上的鐘較快D.地球上的人觀測到地球上的鐘較慢(2)野生大象群也有自己的“語言”。研究人員錄下象群“語言”交流時發(fā)出的聲音,發(fā)現以2倍速度快速播放錄音時,能聽到比正常播放時更多的聲音。播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時,播出聲波的(選填“周期”或“頻率”)也變?yōu)樵瓉淼?倍,聲波傳播速度(選填“變大”“變小”或“不變”)。

(3)人的眼球可簡化為如圖所示的模型。折射率相同、半徑不同的兩個球體共軸。平行光束寬度為D,對稱地沿軸線方向射入半徑為R的小球,會聚在軸線上的P點。取球體的折射率為2,且D=2R。求光線的會聚角α。(示意圖未按比例畫出)C.[選修3-5](12分)(1)原子核的比結合能曲線如圖所示。根據該曲線,下列判斷正確的有。

A.2B.24He核比C.兩個

12H核結合成D.92235U核中核子的平均結合能比(2)質子(11H)和α粒子(24He)被加速到相同動能時,質子的動量(選填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的動量,質子和(3)甲、乙兩運動員在做花樣滑冰表演,沿同一直線相向運動,速度大小都是1m/s。甲、乙相遇時用力推對方,此后都沿各自原方向的反方向運動,速度大小分別為1m/s和2m/s。求甲、乙兩運動員的質量之比。四、計算題:本題共3小題,共計47分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位。13.(2017·江蘇單科,13)(15分)如圖所示,兩條相距d的平行金屬導軌位于同一水平面內,其右端接一阻值為R的電阻。質量為m的金屬桿靜置在導軌上,其左側的矩形勻強磁場區(qū)域MNPQ的磁感應強度大小為B、方向豎直向下。當該磁場區(qū)域以速度v0勻速地向右掃過金屬桿后,金屬桿的速度變?yōu)関。導軌和金屬桿的電阻不計,導軌光滑且足夠長,桿在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸。求:(1)MN剛掃過金屬桿時,桿中感應電流的大小I;(2)MN剛掃過金屬桿時,桿的加速度大小a;(3)PQ剛要離開金屬桿時,感應電流的功率P。14.(2017·江蘇單科,14)(16分)如圖所示,兩個半圓柱A、B緊靠著靜置于水平地面上,其上有一光滑圓柱C,三者半徑均為R。C的質量為m,A、B的質量都為m2,與地面間的動摩擦因數均為μ。現用水平向右的力拉A,使A緩慢移動,直至C恰好降到地面。整個過程中B保持靜止。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g。求(1)未拉A時,C受到B作用力的大小F;(2)動摩擦因數的最小值μmin;(3)A移動的整個過程中,拉力做的功W。15.(2017·江蘇單科,15)(16分)一臺質譜儀的工作原理如圖所示。大量的甲、乙兩種離子飄入電壓為U0的加速電場,其初速度幾乎為0,經加速后,通過寬為L的狹縫MN沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為B的勻強磁場中,最后打到照相底片上。已知甲、乙兩種離子的電荷量均為+q,質量分別為2m和m,圖中虛線為經過狹縫左、右邊界M、N的甲種離子的運動軌跡。不考慮離子間的相互作用。(1)求甲種離子打在底片上的位置到N點的最小距離x;(2)在圖中用斜線標出磁場中甲種離子經過的區(qū)域,并求該區(qū)域最窄處的寬度d;(3)若考慮加速電壓有波動,在(U0-ΔU)到(U0+ΔU)之間變化,要使甲、乙兩種離子在底片上沒有重疊,求狹縫寬度L滿足的條件。1.A由磁通量計算公式Φ=BS,其中S為磁場的有效面積,可知穿過a、b線圈的磁通量之比為1∶1,選項A正確。2.C設A、B兩小球水平拋出時的水平距離為l,拋出的水平速度為v,則2vt=l;水平速度變?yōu)?v時,4vt'=l,所以t'=t2,選項C3.C如圖1所示,設斜面傾角為θ,小物塊與斜面之間的動摩擦因數為μ,當小物塊沿著斜面向上滑動的時候,位移為x,則根據動能定理可得:-mgxsinθ-μmgcosθ·x=Ek-Ek0,所以有Ek=Ek0-(mgsinθ+μmgcosθ)x,所以在向上滑動的時候,動能Ek與位移x之間的關系為一次函數關系,圖線為一條傾斜的直線,且斜率小于零,與Ek軸的交點為Ek0;當小物塊達到斜面最高點,再向下滑動時,設小物塊到最高點的位移為x0,如圖2所示。顯然在最高點時,小物塊的速度為零,向下滑動時,根據動能定理有mg(x0-x)sinθ-μmgcosθ·(x0-x)=Ek-0,所以動能Ek=(mgsinθ-μmgcosθ)x0-(mgsinθ-μmgcosθ)x,所以向下滑動的時候,小物塊的動能Ek與位移x之間的關系也是一次函數關系,圖線為一條傾斜的直線,且斜率小于零,與Ek軸的交點為(mgsinθ-μmgcosθ)x0,由于摩擦力要做負功,所以下滑到最低點時的動能肯定要小于Ek0,故C項正確。4.A將C板向右平移到P'點,由于金屬薄板所帶的電荷量Q不變,B板和C板構成電容器,其電場強度E=4πkQεS保持不變,電子受力不變,運動到P點返回,5.D物塊向右勻速運動時,對夾子和物塊組成的整體進行分析,其在重力和繩拉力的作用下平衡,即繩中的張力等于mg,由題意可知,mg<2Ff,故A項錯誤。繩子的拉力總是等于夾子對物塊摩擦力的大小,因夾子對物塊的最大靜摩擦力為2Ff,故任何時候FT≤2Ff,故B項錯誤。當物塊到達最高點時速度為零,物塊的動能全部轉化為重力勢能,物塊在達到最大上升高度的整個過程中,物塊在夾子中沒有滑動,即摩擦力不做功,系統(tǒng)機械能守恒:12mv2=mgh,則物塊上升的最大高度h=v22g小環(huán)碰到釘子后,繩與夾子物塊整體形成一個單擺,此時夾子對物塊的拉力最大,并且物塊的拉力與物塊重力的合力提供物塊的向心力:FT'-mg=mv2l;結合前面分析可知,FT'≤2Ff;聯立得,mv2l+mg≤2Fv≤(2Ff-6.BCD天舟一號的軌道半徑小于同步衛(wèi)星軌道半徑,角速度大于同步衛(wèi)星角速度,而同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉角速度大小相同,故天舟一號的角速度大于地球自轉角速度,其周期小于地球自轉周期,選項C正確,A錯;天舟一號軌道半徑大于地球半徑,則根據v=GMr<GMR地,選項B正確;天舟一號向心加速度a=GMr2,g=GM7.BD電感通過低頻信號,阻隔高頻信號;電容通過高頻信號,阻隔低頻信號。從題圖中可知,低頻信號可通過電感L1,揚聲器甲輸出低頻信號;高頻信號通過電容C2,揚聲器乙輸出高頻信號,故B、D項正確。8.AC若為同種電荷,x軸上各點的電勢不可能同時出現正值和負值,故兩電荷必為異種電荷,A正確;φ-x圖象中,圖線上某點切線的斜率表示該點電場強度,x2處切線斜率為零,電場強度為零,x1處切線斜率不為零,電場強度不為零,B錯;從x1到x2,電勢升高,負電荷的電勢能減小,C正確;從x1到x2,切線的斜率逐漸減小,負電荷受的電場力逐漸減小,D錯。9.ABA的動能達到最大之前為向下加速的過程,A球及系統(tǒng)均處于失重狀態(tài),系統(tǒng)對地面的壓力小于總重力3mg,B對地面的壓力小于32mg,結合牛頓第三定律知,A正確;A的動能最大時,為A受的合外力為零時,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),系統(tǒng)對地面的壓力等于總重力3mg,B受地面的支持力等于32mg,B正確;彈簧的彈性勢能最大時,A球恰好運動到最低點,加速度向上,此時,兩桿之間的夾角為120°,該過程中,A球減少的重力勢能與彈簧增加的彈性勢能相等,ΔEp=mglcos30°-mglcos60°=32-1210.答案(1)小車做勻速運動(2)0.228(3)見下圖(4)0.093解析(1)調節(jié)木板右側的高度,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動,以使小車的重力沿斜面向下的分力和摩擦力抵消,那么小車受到的合力就是繩子的拉力,這樣便平衡了摩擦力。(2)打點計時器的電源為50Hz的交變電流,且每隔4個計時點取一個計數點,則相鄰計數點打下的時間間隔為t=0.02×5s=0.1s;由于小車做勻加速運動,打出計數點“1”時小車的速度為打出“0”點和“2”點之間的平均速度,即v1=x022t=2.06cm+2(3)先將表格中的數據在方格紙上描出,再用直線連接所描繪的點,如答案圖所示。(4)對小車和鉤碼整體由牛頓第二定律得mg=(m0+m)a①對小車:F=m0a②由①②可得F=m0m0+m·mg=2021×0.01×9.8N11.答案(1)E2R2(2)C(3)不偏轉偏轉(4)⑤④②③①解析(1)當溫度控制在30℃,銜鐵被吸合時,Rt兩端的電壓約為Ut=IRt=0.015×200V=3V,繼電器兩端的電壓U'=IR'=0.015×20V=0.3V,故需電源電動勢大于3V,選E2。當溫度控制在80℃時,電路中的總電阻:R總=E2I=400Ω,遠大于熱敏電阻、繼電器以及滑動變阻器R1的電阻的總和,故滑動變阻器選R(2)A擋位測量電阻值,B擋位測量交流電壓,C擋位測量直流電壓,D擋位測量電流值,故為測量各接入點的電壓,應將開關旋至C擋。(3)若bc間斷路,ab只與電源正極相連通,ab間無電壓,如圖故多用電表指針不偏轉。若bc間斷路,a點與電源正極相連通,c點與電源負極相連通,a、c兩點間的電壓為電源電動勢。如圖故多用電表指針偏轉。(4)要想保證溫度控制在50℃,由題目表中可得Rt=108.1Ω,因此我們要用電阻箱代替熱敏電阻,把電阻箱電阻調整到108.1Ω,閉合電路調節(jié)滑動變阻器,讓繼電器吸合(即讓電路中的電流為15mA),再將電阻箱移除,將熱敏電阻接入電路,完成實驗。12.A.答案(1)BC(2)甲乙(3)1×103kg/m3或5×102kg/m3解析(1)A項,由A→B,氣體做等溫變化,過程體積減小,外界對氣體做功,A錯誤。B項,由A→B,氣體溫度不變,內能不變,外界對氣體做功,故氣體一定放熱,B正確。C項,由B→C,氣體做等壓變化,壓強不變,C正確。D項,由A→B→C,氣體溫度降低,內能減少,D錯誤。(2)影響布朗運動的因素有兩個,分別是顆粒大小和溫度。溫度相同時,顆粒越大,布朗運動越不明顯,相同時間內位置變化越小。顆粒大小相同時,溫度越高,布朗運動越明顯,相同時間內位置變化越大。(3)摩爾體積V=43πr3NA(或V=(2r)3NA由密度ρ=MV,解得ρ=3M4πr3代入數據得ρ≈1×103kg/m3(或ρ≈5×102kg/m3,5×102~1×103kg/m3都算對)B.答案(1)AC(2)頻率不變(3)30°解析(1)根據相對論,運動的時鐘變慢,這是一種觀測效應。結合運動的相對性,故飛船上的人觀測到地球上的鐘變慢,認為飛船上的鐘變快。地球上的人觀測到飛船上的鐘變慢,認為地球上的鐘變快。(2)介質不變,傳播速度v保持不變;根據多普勒效應,當播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時,周期T變?yōu)樵瓉淼?2,頻率變?yōu)樵瓉淼?(3)