2017届湖南省长沙市高三上学期月考四物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：困难

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

2. 难度：困难

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

3. 难度：中等

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（  ）

4. 难度：中等

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

C．5m/s

D．5．5m/s

5. 难度：中等

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．

6. 难度：中等

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

7. 难度：困难

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

8. 难度：中等

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

9. 难度：困难

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

10. 难度：困难

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

D. 木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零

11. 难度：困难

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

12. 难度：困难

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

二、实验题

13. 难度：困难

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．

14. 难度：困难

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）

三、计算题

15. 难度：压轴

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．

四、简答题

16. 难度：压轴

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．

17. 难度：压轴

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．

18. 难度：压轴

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．