2017届湖南省衡阳市高三实验班第六次月考理综物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列关于自由落体运动的叙述中，不正确的是

A. 两个质量不等，高度不同但同时自由下落的物体，下落过程中任何时刻的速度、加速度一定相同

B. 两个质量不等，高度相同，先后自由下落的物体，通过任一高度处的速度、加速度一定相同

C. 所有自由落体运动，在第1s内的位移数值上一定等于

D. 所有自由落体的位移都与下落时间成正比

2. 难度：简单

如图所示，匀强电场场强大小为E，方向与水平方向夹角为θ（θ≠45°），场中有一质量为m，电荷量为q的带电小球，用长为L的细线悬挂于O点．当小球静止时，细线恰好水平．现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点，小球电荷量不变，则在此过程中

A. 外力所做的功为mgLcotθ

B. 带电小球的电势能增加qEL（sinθ+cosθ）

C. 带电小球的电势能增加2mgLcotθ

D. 外力所做的共为mgLtanθ

3. 难度：中等

如图所示，质量为m₁的木块受到向右的拉力F的作用沿质量为m₂的长木板向右滑行，长木板保持静止状态．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ₁，长木板与地面间的动摩擦因数为μ₂，则

A. 长木板受到地面的摩擦力大小一定为μ₂(m₁+m₂)g

B. 长木板受到地面的摩擦力大小一定为μ₁m₁g

C. 若改变F的大小，当F＞μ₂(m₁+m₂)g时，长木板将开始运动

D. 无论怎样改变F的大小，长木板都不可能运动

4. 难度：中等

如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示弹簧拉力的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球，若升降机在运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，g为重力加速度，则

A. 升降机停止前在向上运动

B. 0～t₁时间小球处于失重状态，t₁～t₂时间小球处于超重状态

C. t₁～t₃时间小球向下运动，动能先增大后减小

D. t₃～t₄时间弹簧弹性势能变化量大于小球动能变化量

5. 难度：中等

如图所示，xOy坐标平面在竖直面内，y轴正方向竖直向上，空间有垂直于xOy平面的匀强磁场（图中未画出）。一带电小球从O点由静止释放，运动轨迹如图中曲线所示。下列说法中正确的是

A. 轨迹OAB可能为圆弧

B. 小球在整个运动过程中机械能增加

C. 小球在A点时受到的洛伦兹力与重力大小相等

D. 小球运动至最低点A时速度最大，且沿水平方向

6. 难度：简单

如图所示电路，电阻R₁与电阻R₂阻值相同，都为R，和R₁并联的D为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电，则加在R₂上的电压有效值为

A. 10V    B. 20V    C. 15V    D. V

7. 难度：中等

在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的电压，开始B板的电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是（不计电子重力）

A. 电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性来回运动

B. 电子一直向A板运动

C. 电子一直向B板运动

D. 电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做来回周期性运动

8. 难度：中等

如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块（可视为质点）由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止．若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是

A. 物块滑到b点时的速度为

B. 物块滑到b点时对b点的压力是3mg

C. c点与b点的距离为

D. 整个过程中物块机械能损失了mgR

二、实验题

9. 难度：中等

某同学用如图所示装置来验证动量守恒定律，相应的操作步骤如下：

A．将斜槽固定在桌面上，使斜槽末端保持水平，并用“悬挂重锤”的方法在水平地面上标定斜槽末端正下方的O点．

B．取入射小球a，使之自斜槽上某点静止释放，并记下小球a的落地点P₁；

C．取被碰小球b，使之静止于斜槽末端，然后让小球a自斜槽上同一点由静止释放，运动至斜槽末端与小球b发生碰撞，并记下小球a的落地点M和小球b的落地点N；

D．测量有关物理量，并利用所测出的物理量做相应的计算，以验证a、b两小球在碰撞过程中所遵从的动量守恒定律．

(1)在下列给出的物理量中，本实验必须测量的有_____（填写选项的序号）．

①小球a的质量m₁和小球b的质量m₂；

②小球a在斜槽上的释放点距斜槽末端的竖直高度h；

③斜槽末端距水平地面的竖直高度H；

④斜槽末端正下方的O点距两小球落地点P、M、N的水平距离OP、OM、ON；

⑤小球a自斜槽上某点处由静止释放直至离开斜槽末端所经历的时间t₀；

⑥小球a、b自离开斜槽末端直至落地经历的时间t．

(2)步骤C和步骤B中小球a的释放点相同的原因__________；步骤B和步骤C中选取入射小球a的质量m₁和被碰小球b的质量m₂间的关系应该为m₁____m₂（填“＞”或“＜”）．

(3)实验中所测量的物理量之间满足关系式______________________，就可证实两小球在碰撞过程中遵从动量守恒定律．

三、简答题

10. 难度：困难

飞行器常用的动力系统．某种推进器设计的简化原理如图1，截面半径为R的圆柱腔分别为两个工作区，I为电离区，将氙气电离获得1价正离子；Ⅱ为加速区，长度为L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场．I区产生的正离子以接近0的初速度进入Ⅱ区，被加速后以速度v_M从右侧喷出．Ⅰ区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在离轴线 处的C点持续射出一定速度范围的电子．假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图2所示（从左向右看）．电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角（0＜α＜90^◦）．推进器工作时，向I区注入稀薄的氙气．电子使氙气电离的最小速度为v₀，电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好．已知离子质量为M；电子质量为m，电量为e．（电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞）．

(1)求II区的加速电压及离子的加速度大小；

(2)为取得好的电离效果，请判断I区中的磁场方向（按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”）；

(3) α为90^◦时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率v的范围；

(4)要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率v_M与α的关系．

11. 难度：困难

如图，长度S=2m的粗糙水平面MN的左端M处有一固定挡板，右端N处与水平传送带平滑连接．传送带以一定速率v逆时针转动，其上表面NQ间距离为L=3m．可视为质点的物块A和B紧靠在一起并静止于N处，质量m_A=m_B=1kg．A、B在足够大的内力作用下突然分离，并分别向左、右运动，分离过程共有能量E=9J转化为A、B的动能．设A、B与传送带和水平面MN间的动摩擦因数均为μ=0.2，与挡板碰撞均无机械能损失．取重力加速度g=10m/s²，求：

(1)分开瞬间A、B的速度大小；

(2)B向右滑动距N的最远距离；

(3)要使A、B不能再次相遇，传送带速率的取值范围．

12. 难度：困难

如图所示，等边三角形AQC的边长为2L，P、D分别为AQ、AC的中点．水平线QC以下是向左的匀强电场，区域Ⅰ（梯形PQCD）内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B₀；区域Ⅱ（三角形APD）内的磁场方向垂直纸面向里，区域（虚线PD之上、三角形APD以外）的磁场与区域Ⅱ内大小相等、方向相反．带正电的粒子从Q点正下方、距离Q点为L的O点以某一速度射入电场，在电场作用下以速度v₀垂直QC到达该边中点N，经区域Ⅰ再从P点垂直AQ射入区域Ⅲ（粒子重力忽略不计）

(1)求该粒子的比荷；

(2)求该粒子从O点运动到N点的时间t₁和匀强电场的电场强度E；

(3)若区域Ⅱ和区域Ⅲ内磁场的磁感应强度大小为3B₀，则粒子经过一系列运动后会返回至O点，求粒子从N点出发再回到N点的运动过程所需的时间t．