【全国百强校】湖南省长沙市雅礼中学2017届高三上学期月考（四）物理试题解析（解析版 ）

【全国百强校】湖南省长沙市雅礼中学2017届高三上学期月考（四）物理试题解析（解析版 ）

www.ks5u.com 命题人：焦锦标 审题人：章伟 本试题卷分选择题和非选择题两部分。 限时90分钟，满分110分　‎ 一、选择题（本题包含12小题，每小题4分，共计48分，其中1～8小题有一个选项正确，第9～12小题有多个选项正确，全选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分，将选项填在答题卷上）‎ ‎1．如图为洛伦兹力演示仪的结构图．励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直．电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节．下列说法正确的是（　　）‎ A．仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变大 B．仅提高电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变大 C．仅增大励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期将变大 D．仅提高电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期将变大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 考点：洛伦兹力、动能定理、圆周运动 ‎【名师点睛】本题主要考查了 洛伦兹力、动能定理、圆周运动。根据动能定理表示出加速后获得的速度，然后根据洛伦兹力提供向心力推导出半径的表达式，利用速度公式推导出周期表达式，增大励磁线圈中的电流，电流产生的磁场增强，当提高电子枪加速电压，速度增大，并结合以上公式即可解题。‎ ‎2、在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，在调节可变电阻R的阻值过程中，发现理想电压表 的示数减小，则（　　）‎ A．R的阻值变大 B．路端电压不变 C．干路电流减小 D．路端电压和干路电流的比值减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 考点：动态电路 ‎【名师点睛】本题主要考查了动态电路。按局部→整体→局部的顺序分析，也可以直接根据路端电压随外电阻的减小而减小，分析路端电压的变化。电压表V的示数减小，可变电阻的有效电阻减小，外电路总电阻减小，再由闭合电路欧姆定律和欧姆定律结合分析即可。‎ ‎3、如图所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰好在同一直线上．从t=0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域．用I表示导线框中的感应电流（以逆时针方向为正），则下列表示I-t关系的图线中，正确的是（　　）‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 考点：电磁感应图象问题 ‎【名师点睛】本题主要考查了电磁感应图象问题。根据感应电流大小和方向，将选项逐一代入，当导线框完全进入磁场后，没有磁通量的变化，那么就没有感应电流产生，在根据线框进入磁场和穿出磁场过程，有效切割长度发生变化，感应电动势也发生变化。‎ ‎4、如图所示，一物体作匀加速直线运动，依次经过A、B、C三点，其中B是A、C的中点．已知物体在AB段的平均速度为3m/s，在BC段的平均速度为6m/s，则物体经过B点时的速度是（　　）‎ A．4m/s B．4.5m/s【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ C．5m/s D．5.5m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：因为AB段的平均速度为3m/s，所以,在BC段的平均速度为6m/s，所以,即;又因为AB=AC，故，代入整理得：与,联立解得：，故C正确。所以C正确，ABD错误。1‎ 考点：匀变速直线运动规律 ‎【名师点睛】本题主要考查了匀变速直线运动规律。物体做匀加速直线运动，对AB、BC两段过程分别根据速度位移关系式列方程，得出A、B、C三点的速度与位移的关系，根据AB段和BC段的平均速度与A、B、C三点的速度列式，联立求出速度。【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ ‎5、在竖直墙壁间有质量分别是m和2m的半圆球A和圆球B，其中B球球面光滑，半球A与左侧墙壁之间存在摩擦．两球心之间连线与水平方向成30°的夹角，两球能够一起以加速度a匀加速竖直下滑，已知a＜g（g为重力加速度），则半球A与左侧墙壁之间的动摩擦因数为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 考点：整体法和隔离法、牛顿第二定律 ‎ ‎【名师点睛】本题主要考查了整体法和隔离法、牛顿第二定律。隔离光滑均匀圆球Q，对Q受力分析，根据牛顿第二定律列出相应方程，把两球看成一个整体，根据牛顿第二定律列出相应方程，两个方程联立即可求解。‎ ‎6、为了探测X星球，总质量为m1载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心、半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1．随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则（　　）‎ A．X星球的质量为 ‎ B．X星球表面的重力加速度为 C．登陆舱在r1与r2轨道上运动的速度大小之比为 D．登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ C错误;登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力， ,解得：,‎ 表达式里M为中心体星球的质量，r为运动的轨道半径．所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的周期大小之比为：，所以，故D正确．所以D正确，ABC错误。1‎ 考点：万有引力定律及其应用 ‎【名师点睛】本题主要考查了万有引力定律及其应用。研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量．研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出线速度和周期．再通过不同的轨道半径进行比较．‎ ‎7、如图所示，电梯的质量为M，其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为m的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当上升高度为H时，电梯的速度达到v，则在这段运动过程中，下列说法中正确的是（　　）‎ A．轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于 B．钢索的拉力所做的功等于 C．轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于 D．钢索的拉力所做的功等于 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 考点：功能关系 ‎【名师点睛】本题主要考查了功能关系。关键选择好合适的研究对象和研究过程，分析过程中有哪些力做功，然后根据动能定理列式求解．轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于物体增加的动能和重力势能，钢索的拉力做的功应等于系统增加的动能、重力势能和弹性势能之和，即系统增加的机械能。根据动能定理求出支持力做功的大小；对整体分析，根据动能定理求出拉力做功的大小．‎ ‎8、如图所示，两加上电压的水平平行金属板之间放了一薄带电金属网，形成了上下两个匀强电场空间，场强分别为E1、E2（方向均竖直向下）．两不计重力的带电微粒，从离开金属网d1、d2处先后水平射入电场（不考虑两微粒间的库仑力），运动轨迹与金属网相交于同一点，则以下判断中错误的是（　　）‎ A．两微粒一定带异种电荷 B．若两微粒初速度相同，则到达金属网所用的时间相同 C．不改变其他物理量，仅将E1 和d1同时减半，两粒子运动轨迹仍然能相交于同一点 D．若E1＞E2，d1=d2，则上方微粒的比荷（带电量与质量的比值）较小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 考点：带电粒子在匀强电场中的运动 ‎【名师点睛】本题主要考查了带电粒子在匀强电场中的运动.根据粒子在电场中受到电场力方向可以判断电性，粒子在电场中受到电场力使其做类平抛运动，由运动的合成与分解，结合平行四边形定则，并由运动学公式，即可求解．‎ ‎9、如图甲所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．线圈内磁通量随时间t的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　）‎ ‎ ‎ A．t1时刻线圈中的感应电动势最大 B．t2时刻ab的运动方向与磁场方向垂直 C．t3时刻线圈平面与中性面重合 D．t4、t5时刻线圈中感应电流的方向相同 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 考点：磁通量、磁通量的变化率、中性面 ‎【名师点睛】本题主要考查了磁通量、磁通量的变化率、中性面。磁通量﹣时间图象斜率等于磁通量的变化率，其大小决定了感应电动势的大小．当线圈的磁通量最大时，线圈经过中性面，电流方向发生改变．即磁通量最大时，感应电动势最小；而磁通量最小时，感应电动势最大．‎ ‎10、如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦．现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为（　　）‎ A．物块先向左运动，再向右运动 B．物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动 C．木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ D．木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系 ‎【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系.由题意得，当物块相对木板滑动了一段距离仍有相对运动时撤掉拉力，此时物块的速度小于木板的速度，两者之间存在滑动摩擦力，根据摩擦力的方向分别分析两个物体的运动情况．‎ ‎11、如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为定值电阻，开关S是闭合的．V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3．现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（　　）‎ A．U2变小、I3变小 ‎ B．U2不变、I3变大 C．I1变小、I2变小 ‎ D．I2变大、I3变大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：理想变压器的电压与匝数成正比即，由于理想变压器原线圈接到电压不变，则副线圈电压不变，所以V2的示数U2也不变，故A错误；当s断开之后，负载的总电阻变大，副线圈的电阻也就变大，由于副线圈电压不变，所以副线圈的总电流减小，即I2变小，故D错误；由于电流与匝数成反比即，当副线圈的电流减小时，原线圈的电流也就要减小，所以I1变小，故C正确；由于副线圈的总电流减小，R1的电压减小，并联电路的电压U3就会增大，所以R3的电流I3就会增大，故B正确、D错误。所以BC正确，AD错误。‎ 考点：闭合电路的欧姆定律、理想变压器动态问题 ‎【名师点睛】本题主要考查了闭合电路的欧姆定律、理想变压器动态问题。与闭合电路中的动态分析类似，可以根据R4的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况。‎ ‎12、电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制．转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲．开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙．转把转动永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电势差，已知电势差与车速关系如图丙，以下关于“霍尔转把”叙述正确的是（　　）‎ A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上下端分别为N、S 极 B．按图甲顺时针转动把手，车速变快 C．图乙中从霍尔器件的左、右侧面输出控制车速的电势差 D．若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，不影响车速控制 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 尔器件输出控制车速的电势差正负号相反，但由图丙可知，不会影响车速控制，故D正确。所以BD正确，AC错误。‎ 考点：霍尔效应及其应用 ‎【名师点睛】本题主要考查了霍尔效应及其应用.根据霍尔元件的工作原理，理解霍尔器件能输出控制车速的电势差与什么因素有关，当磁场强弱变化时，导致电子受到的洛伦兹力大小变化，从而出现不同的霍尔电势差，进而导致车速变化．‎ 第Ⅱ卷 非选择题（共62分）‎ 二、实验题（共2小题，共16分）‎ ‎13、（6分）现要验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码若干．实验步骤如下（不考虑摩擦力的影响），在空格中填入适当的公式或文字．‎ ‎（1）用天平测出小车的质量m；‎ ‎（2）让小车自斜面上方一固定点A1从静止下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t．‎ ‎（3）用米尺测量A1与A2之间的距离s．则小车的加速度a= ．‎ ‎（4）用米尺测量A1相对于A2的高度h．则小车所受的合外力F= ．‎ ‎（5）在小车中加钩码，用天平测出此时小车与钩码的总质量m，同时改变h，使m与h的乘积不变．测出小车从A1静止开始下滑到斜面底端A2所需的时间t．请说出总质量与高度的乘积不变的原因　 ‎ ‎（6）多次测量m和t，以m为横坐标，t2为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条　　 线，则可验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律．【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ ‎【答案】（3） （4） （5）为了使各次测量中，小车所受的合外力不变 ‎ ‎（6）过原点的直线 ‎【解析】‎ 试题分析：（3）由题意知小车做初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律可得：，可以解得：，故填。‎ 考点：探究加速度与物体质量关系 ‎【名师点睛】本题主要考查了探究加速度与物体质量关系。根据匀变速直线运动规律求出小车的加速度．‎ 对小车在斜面上受力分析，利用几何关系表示出小车受到的合外力．根据实验的目的，表示出合力的表达式，根据表达式解决问题．‎ ‎14、（10分）如图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻（10Ω），R1是电阻箱（0～99.9Ω），R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源（电动势10V，内阻很小）． 在保证安全和满足需求的情况下，使测量范围尽可能大．实验具体步骤如下：‎ ‎①连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；‎ ‎②闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调 R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1示数I1=0.15A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2； ‎ ‎③重复步骤（2），再测量6组R1和I2的值；‎ ‎④将实验测得的7组数据在坐标纸上描点，得到 如图2所示的图象．‎ 根据实验回答以下问题：‎ ‎（1）现有四只供选用的电流表 ‎ A．电流表（0～3mA，内阻为 2.0Ω） ‎ B．电流表（0～3mA，内阻未知）‎ C．电流表（0～0.3A，内阻为 5.0Ω）‎ D．电流表（0～0.3A，内阻未知）‎ A1应选用　 　．A2应选用 　 （选填字母 A、B、C、D）‎ ‎（2）测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I1=0.15A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值 （选填“不变”、“变大”或“变小”）．‎ ‎（3）根据以上实验得出 Rx= Ω．（保留两位有效数字）‎ ‎【答案】（1）D C （2）变大 （3）如图所示 （4）31.3Ω ‎【解析】‎ ‎（3）根据题目中已知描的点，平滑连接，远离图象的点舍去，如图所示 ‎（4）根据欧姆定律，，则有：，而R1与I2图象的斜率为： ，得出1‎ 考点：伏安法测电阻 ‎【名师点睛】本题主要考查了伏安法测电阻.由题意可知，A1示数I1=0.15A，即可确定量程，根据题目中图象示数可知，A2的量程为0.3A；，由欧姆定律，结合电路分析方法，可知滑动变阻器的阻值如何变化；根据串并联特征，结合R1与I2的图象的斜率含义，依据欧姆定律，即可求解．‎ 三、计算题（共4小题，共46分）‎ ‎15、（8分）风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω．若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：‎ ‎（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比;‎ ‎（2）用户得到的电功率是多少.‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ 降压变压器原、副线圈匝数比： （1分） ‎ ‎（2）用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为：‎ ‎ （2分）‎ 考点：理想变压器、远距离输电 ‎【名师点睛】本题主要考查了理想变压器、远距离输电。画出输电线路图，由输电线损耗功率求出输电电流I2，再由发电机输出功率与输出电压求得升压变压器的原线圈的电流I1，由是 I1，I2得升压变压器的匝数比；求出升压变压器的匝数比后可求出降压变压器的原线圈的电压，再与用户电压结合求出降压变压器的原副线圈的匝数比。‎ ‎16、（9分）如图所示，质量均为m=3kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上，物块A的左侧连接一劲度系数为k=l00N/m的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上．开始时两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态，现使物块B在水平外力F作用下向右做a=2m/s2的匀加速直线运动直至与A分离，已知两物块与地面的动摩擦因数均为μ=0.5，g=l0m/s2．求：‎ ‎（1）物块A、B分离时，所加外力F的大小；‎ ‎（2）物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间．‎ ‎【答案】（1） 21N （2）0.3s ‎【解析】‎ 考点：牛顿第二定律、胡克定律 ‎【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律、胡克定律。明确A、B分离时，B对A的作用力为零，对物体B运用牛顿第二定律列式得出F与加速度的关系式，从求出F的大小；根据胡克定律分析弹簧的弹力与压缩量之间的关系，从而确定位移，再根据位移公式即可求得时间．‎ ‎17、（14分）如图所示，光滑平行导轨MN、PQ固定于同一水平面内，导轨相距L=0.2m，导轨左端接有规格为“0.6V，0.6W”的小灯泡，磁感应强度B=1T的匀强磁场垂直于导轨平面，导体棒ab与导轨垂直并接触良好，在水平拉力作用下沿导轨向右运动．此过程中小灯泡始终正常发光，已知导轨MN、PQ与导体棒的材料相同，每米长度的电阻r=0.5Ω，其余导线电阻不计，导体棒的质量m=0.1kg，导体棒到左端MP的距离为x．‎ ‎（1）求出导体棒ab的速度v与x的关系式；‎ ‎（2）在所给坐标中准确画出aMPba回路的电功率P与x的关系图象（不必写出分析过程，只根据所画图象给分）；‎ ‎（3）求出导体棒从x1=0.1m处运动到x2=0.3m处的过程中水平拉力所做的功．‎ ‎【答案】（1）v=（5x+3.5）m/s （2）如图所示 （3）0.49J ‎【解析】‎ 试题分析：（1）导体棒接入电路的电阻： （1分）‎ 因为灯泡正常发光，由P=UI得电路中电流： （1分） ‎ 灯泡电阻： （1分）‎ ab切割磁场产生感应电动势： （1分） ‎ 由闭合电路欧姆定律有： （1分） ‎ 又r=2x•0.5 ‎ 综合上述各式，代入数据后得：v=（5x+3.5）m/s （1分） ‎ ‎（2）如图所示 （2分）‎ 考点：导体切割磁感线时的感应电动势、动能定理、闭合电路欧姆定律 ‎【名师点睛】本题主要考查了导体切割磁感线时的感应电动势、动能定理、闭合电路欧姆定律。灯泡正常发光，由P=UI求出电流，由欧姆定律求出灯泡的电阻．ab切割磁场产生感应电动势：E=Blv，根据闭合电路欧姆定律，即可求解v的表达式；由速度的表达式，求出导体棒在x1=0.1m处和x2=0.3m处的速度，根据动能定理求解水平拉力所做的功．‎ ‎18、（15分）如图所示，宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场，它们的磁感应强度大小相等，方向垂直纸面且相反，长为，宽为的矩形abcd紧邻磁场下方，与磁场边界对齐，O为dc边的中点，P为dc边中垂线上的一点，OP=3L.矩形内有匀强电场，电场强度大小为E，方向由a只向O.电荷量为q、质量为m、重力不计的带电粒子由a点静止释放，经电场加速后进入磁场，运动轨迹刚好与区域Ⅲ的右边界相切。 ‎ ‎（1）求该粒子经过O点时速度大小v0；‎ ‎（2）求匀强磁场的磁感强度大小B;‎ ‎（3）若在aO之间距O点x处静止释放该粒子，粒子在磁场区域中共偏转n次到达P点，求x满足的条件及n的可能取值.‎ ‎【答案】（1） （2） （3）,其中n=2、3、4、5、6、7、8‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由题意可知aO=L,粒子在aO加速过程中有 由动能定理： （2分）‎ 解得粒子经过O点时速度大小： （2分）‎ ‎（2）粒子在磁场区域Ⅲ中的运动轨迹如图，设粒子轨迹圆半径为R0，‎ 由几何关系可得： （2分） ‎ 由洛伦兹力提供向心力得： （1分）‎ 联立以上解得： （1分）‎ 考点：带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】本题主要考查了带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动。电场对粒子做正功，由动能定理求出粒子经过O点时速度大小；作出粒子运动轨迹，找到圆心、找出半径与磁场宽度的关系即可解题。‎