2017届湖北省七市（州）高三第一次联合调考（3月联考）理科综合-物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是

A. 伽利略通过“理想斜面实验”得出“力是维持物体运动的原因”

B. 库仑通过扭秤装置得出了库仑定律并测出了元电荷e的数值

C. 玻耳为了解释原子结构理论提出了玻耳原子理论，玻耳理论能很好解释氦原子光谱

D. 麦克斯韦认为磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，叫感生电场

2. 难度：简单

如图所示，一水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q，一表面绝缘的带正电小球（可视为质点且不影响Q的电场），从左端以初速度v₀滑上金属板光滑的上表面向右运动到右端，在运动过程中（     ）

A. 小球先作减速运动再作加速运动

B. 小球受到的合力的冲量为零

C. 小球的电势能先减小，后增加

D. 小球先加速运动，后减速运动

3. 难度：中等

如图所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为n₁、n₂，原线圈回路接有内阻不计的交流电流表A，副线圈回路接有定值电阻R=2Ω，现在a、b间和c、d间分别接上示波器，同时监测得a、b间，c、d间的电压随时间变化的图象如下图所示，则下列说法中错误的是（    ）

A. T=0.02s

B. n₁:n₂≈55:1

C. 电流表A的示数I≈36.4mA

D. 当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两端电压瞬时值为0

4. 难度：中等

“嫦娥三号”携带“玉兔号”月球车首次实现月球软着陆和月面巡视勘察，并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测。“玉兔号”在地球表面的重力为G1，在月球表面的重力为G2；地球与月球均视为球体，其半径分别为R1、R2；地球表面重力加速度为g。则：（   ）

A. 月球表面的重力加速度为

B. 地球与月球的质量之比为

C. 月球与地球的第一宇宙速度之比为

D. “嫦娥三号”环绕月球表面做匀速圆周运动的周期为

5. 难度：简单

如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子。其中莱曼系是指氢原子由高能级向n=1能级跃迁时释放的光子，则

A. 10种光子中波长最短的是n=5激发态跃迁到基态时产生的

B. 10种光子中有4种属于莱曼系

C. 使n=5能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量

D. 从n=2能级跃迁到基态释放光子的能量等于n=3能级跃迁到n=2能级释放光子的能量

二、多选题

6. 难度：中等

物理学规律在数学形式上的相似，往往意味着物理意义的相似。某同学在查看资料后 得知，电容器C储存的电场能E_C与两极间的电压U之间关系式为，电感线圈L中储存的磁场能E_L与通过线圈的电流I之间关系式为，他类比物体 m的动能E_k与其速度v的关系式，做出如下推论：质量m反映了物体对速度v的变化的阻碍作用，自感系数L反映了电感线圈对电流I的变化的阻碍作用，则电容C也反映了电容器对电压U的变化的阻碍作用。你认为他以下的分析合理的是

A. 用相同大小的电流给电容器充电时，电容器的电容C越大，两极板间电压的增加相同大小ΔU需要的时间越长

B. 当电容器以相同大小的电流放电时，电容器的电容C越大，两极板间的电压减小相同大小ΔU需要的时间越长

C. 用相同的电源（E，r）给原来不带电的电容器充电，电容器的电容C越大，其电压从某个值U增加相同的大小ΔU所用的时间会更长

D. 电容器通过相同的电阻放电，电容器的电容C越大，其电压从某个值U减小相同的大小ΔU所用的时间更短

三、选择题

7. 难度：困难

圆心为O、半径为R的半圆的直径两端，各固定有一根垂直圆平面的长直导线a、b，两导线中通有大小分别为2I₀和I₀且方向相同的电流。已知长直导线产生的磁场的磁 感应强度，其中k为常数、I为导线中电流、r为点到导线的距离。则下列说法中正确的是（   ）

A. 圆心O点处的磁感应强度的方向由a指向b

B. 在直径ab上，磁感应强度为0的点与b点距离为

C. 在半圆上一定存在“磁感应强度方向平行于直径ab”的位置

D. 在半圆上一定存在“磁感应强度方向沿半圆切线方向”的位置

四、多选题

8. 难度：困难

如图所示，倾角为37°的光滑斜面上粘贴有一厚度不计、宽度为d=0.2m的橡胶带，橡胶带的上表面与斜面位于同一平面内，其上、下边缘与斜面的上、下边缘平行，橡胶带的上边缘到斜面的顶端距离为L=0.4m，现将质量为m=1kg、宽度为d的薄矩形板上边缘与斜面顶端平齐且从斜面顶端静止释放。已知矩形板与橡胶带之间的动摩擦因素为0.5，重力加速度取g=10m/s²，不计空气阻力，矩形板由斜面顶端静止释放下滑到完全离开橡胶带的过程中（此过程矩形板始终在斜面上），下列说法正确的是

A. 矩形板受到的摩擦力为F_f=4N

B. 矩形板的重力做功为 W_G=3.6J

C. 产生的热量为Q=0.8J

D. 矩形板的上边缘穿过橡胶带下边缘时速度大小为

五、实验题

9. 难度：中等

某同学为了探究杆转动时的动能表达式，设计了一实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度v_A，并记下该位置与转轴O的高度差h。

调节h的大小并记录对应的速度v_A，数据如下表。为了形象直观地反映v_A和h的关系，应选择______（填“v_A”、“v_A^-1”或“v_A²”）为纵坐标，并在坐标纸中标明纵坐标，画出图象。

组  次	1	2	3	4	5	6
h/m	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30
vA/（m·s^-1）	1.23	1.73	2.12	2.46	2.74	3.00
vA^-1/ （s·m^-1）	0.81	0.58	0.47	0.41	0.36	0.33
vA^2/ （m^2·s^-2）	1.50	3.00	4.50	6.05	7.51	9.00

当地重力加速度g取10m/s²，结合图象分析，杆转动时的动能E_k=___________（请用质量m、速度v_A表示）

10. 难度：困难

某学习小组欲精确测量电阻R_x的阻值，有下列器材供选用：

A．待测电阻R_x（约300Ω）

B．电压表V（3V，内阻约3kΩ）

C．电流表A₁（10mA，内阻约10Ω）

D．电流表A₂（20mA，内阻约5Ω）

E．滑动变阻器R₁（0～20Ω，额定电流2A）

F．滑动变阻器R₂（0～2000Ω，额定电流0.5A）

G．直流电源E（3V，内阻约1Ω）

H．开关、导线若干

（1）甲同学根据以上器材设计成用伏安法测量电阻的电路，并能满足R_x两端电压能从0开始变化进行多次测量。则电流表应选择____________（填“A₁”或“A₂”）；滑动变阻 器应选择__________（填“R₁”或“R₂”）；并请在方框中帮甲同学完成实验原理电路图。

（2）乙同学经过反复思考，利用所给器材设计出了如图所示的测量电路，具体操作如下：

①如图所示连接好实验电路，闭合开关S₁前调节滑动变阻器R₁、R₂的滑片至适当位置；

②闭合开关S₁，断开开关S₂，调节滑动变阻器R₁、R₂的滑片，使电流表A₁的示数恰好为电流表A₂的示数的一半；

③闭合开关S₂并保持滑动变阻器R₂的滑片位置不变，读出电压表V和电流表A₁的示数，分别记为U、I；

④待测电阻的阻值R_x＝_____________。

比较甲、乙两同学测量电阻R_x的方法，你认为哪种方法更有利于减小系统误差，答：___________同学（填“甲”或“乙”）。

六、简答题

11. 难度：中等

如图所示，光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的B=4T的匀强磁场中，两导轨间距为L=0.5m，轨道足够长。金属棒a和b的质量都为m=1kg，电阻R_a=R_b=1Ω。b棒静止于轨道水平部分，现将a棒从h=80cm高处自静止沿弧形轨道下滑，通过C点进入轨道的水平部分，已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直，且两棒始终不相碰。求a、b两棒的最终速度，以及整个过程中b棒中产生的焦耳热（已知重力加速度g=10m/s²）。

12. 难度：中等

在某空间建立如图所示直角坐标系，并在该空间加上沿y轴负方向、磁感应强度大小为B的匀强磁场，和沿某个方向的匀强电场。一质量为m、带电量为+q（q＞0）的粒子从坐标原点O以初速度v沿x轴正方向射入该空间，粒子恰好能做匀速直线运动。不计粒子重力的影响，试求：

（1）所加电场强度E的大小和方向；

（2）若撤去电场，并改变磁感应强度的大小，使得粒子恰好能够经过坐标为（，0，-a）的点，则改变后的磁感应强度B＇为多大？

若保持磁感应强度B不变，将电场强度大小调整为E＇，方向调整为平行于yOz平面且与y轴正方向成某个夹角θ，使得粒子能够在xOy平面内做匀变速曲线运动（类平抛运动）并经过坐标为（，a，0）的点，则E＇和tanθ各为多少？

七、多选题

13. 难度：简单

根据热力学知识，下列说法正确的是      （填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分,每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A. 当r>r₀（平衡距离）时随着分子间距增大，分子间的引力增大，斥力减小，所以合力表现为引力

B. 热量可以从低温物体传到高温物体

C. 有些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围具有液晶态

D. 空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快

E. 夏天中午时车胎内的气压比清晨时的高，且车胎体积增大，则胎内气体对外界做功，内能增大（胎内气体质量不变且可视为理想气体）

八、简答题

14. 难度：简单

如图所示，一端开口且内壁光滑的玻璃管竖直放置，管中用一段长H₀=25cm的水银柱封闭一段长L₁=20cm的空气，此时水银柱上端到管口的距离为L₂=25cm，大气压强恒为p₀=75cmHg，开始时封闭气体温度为t₁=27℃，取0℃为273K。求：

（i）将封闭气体温度升高到37℃，在竖直平面内从图示位置缓慢转动至玻璃管水平时，封闭空气的长度。

（ii）保持封闭气体初始温度27℃不变，在竖直平面内从图示位置缓慢转动至玻璃管开口向下竖直放置时，封闭空气的长度。（转动过程中没有发生漏气）

九、多选题

15. 难度：中等

如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，若质点Q相继出现两个波峰的时间间隔为4s，则下列说法正确的是    （填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A. 该波的传播速度v=2m/s

B. 从图示计时，若P点比 Q先到达波峰，则波的传播方向沿x轴正向

C. P Q两质点的振动方向总是相反

D. 若波沿x轴负向传播，从图示计时，至少再经过1.75s P Q两质点的位移才能相同

E. 若波沿x轴正向传播，从图示计时，至少再经过0.25s P Q两质点的位移才能相同

十、简答题

16. 难度：简单

如图所示，空气中有一折射率为的正方形玻璃，若光线以入射角θ投射到AB面上，接着在BC面上发生全反射，最后从CD面上射出，求：

（i）入射角θ角的取值范围；

（ii）射出光线与CD面的夹角。