枣阳市白水高中2017届高三年级8月调研物理试题

（时间：90分钟 分值100分 ）

第I卷（选择题共48分）

一、选择题（本大题12小题，每小题4分，共48分）

1．如图，真空存在一点电荷产生的电场，其中a、b两点的电场强度方向如图，a点的电场方向与ab连线成60°，b点电场方向与ab连线成30°，则以下关于a、b两点电场强度Ea、Eb及电势φa、φb的关系正确的是

A．
=3
，
>
B．
=3
，
<

C．
，
>
D．
，
<

2．下列说法中正确的是

A．光的偏振现象说明光是一种纵波

B．玻尔理论可以解释所有原子的光谱现象

C．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点

D．当观察者向静止的声源运动时,接收到的声音频率小于声源发出的频率

3． 一对等量正点电荷电场的电场线（实线）和等势线（虚线）如图所示，图中A,B两点电场强度分别是
，电势分别是
，负电荷q在A、B时的电势能分别是
，下列判断正确的是

4．质量是18g的水，18g的水蒸气，32g的氧气，在它们的温度都是100℃时：（ 　）

A．它们的分子数目相同，分子的平均动能相同

B．它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子平均动能大

C．它们的分子数目相同，它们的内能不相同，水蒸气的内能比水大

D．它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同

5．一块质量为m的木块放在地面上，用一根弹簧连着木块，如图所示，用恒力F拉弹簧，使木块离开地面，如果力F的作用点向上移动的距离为h，则（　　）

A．木块的重力势能增加了mgh B．木块的机械能增加了Fh

C．拉力所做的功为Fh D．木块的动能增加了Fh

6．如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是：

A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力；

B.小球在最高点时绳子的拉力不可能为零；

C.小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力；

D.若小球刚好能在竖直直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为
。

7．如图,匀强磁场垂直于正方形线框平面,且边界恰与线框重合,以相同速率匀速拉出线框,欲使ab间电势差最大,则应沿何方向拉出( )

A.甲 B.乙 C.丙 D.丁

8．矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下静止不动，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图像如图所示。t = 0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，在0～4 s时间内，线框ad边受安培力随时间变化的图像（力的方向规定以向左为正方向）可能是下图中的

9．如图所示，竖直面内有一个闭合导线框ACDE（由细软导线制成）挂在两固定点A.D上，水平线段AD为半圆的直径，在导线框的E处有一个动滑轮，动滑轮下面挂一重物，使导线处于绷紧状态。在半圆形区域内，有磁感应强度大小为B.方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。设导线框的电阻为r，圆的半径为R，在将导线上的C点以恒定角速度ω（相对圆心O）从A点沿圆弧移动的过程中，若不考虑导线中电流间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）

A.在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针

B.在C从A点沿圆弧移动到图中 ∠ADC=30°位置的过程中，通过导线上C点的电量为

C.当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最大

D.在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中产生的电热为

10． 以下说法正确的是

A．物体中大量分子运动速率的分布服从统计规律

B．用气筒的活塞压缩气体很费力，说明气体分子间有斥力

C．能源就是能量，是不会减少的

D．将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则分子势能先减小后增大

11．如图所示，水平虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B。一带负电微粒自离EF为h的高处自由下落，从B点进入场区，沿虚线BCD做匀速圆周运动，从D点射出.已知重力加速度为g，下列说法正确的是：（ ）

A．电场强度的方向竖直向上

B．微粒做圆周运动的半径为

C．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先减小后增大

D．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能相加之和先增大后减小

12．人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以0.1W的功率均匀地向各个方向发射波长为m的绿光，已知瞳孔的直径为4mm，普朗克常量为h=6.63×10-34J·s,不计空气对光的吸收，则眼睛能够看到这个光源的最远距离约为

A．
　　 B．
　　　　　Ｃ．
　　　　Ｄ．

二、实验题（15分）

13．（5分）某研究性学习小组设计了图示实验装置测量物体带电荷量的方法。图中小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线悬挂于O点，O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度的量角器，M、N是两块相同的、正对着平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可视为匀强电场) ，另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电源、开关、滑动变阻器及导线若干。当地的重力加速度为g。

（1）用天平测出小球的质量m，按图所示进行器材的安装，并用刻度尺测出M、N板之间的距离d，使小球带上一定的电荷量

（2）请在图中的虚线框内画出实验所用的电路图 (电源、开关已画出)

（3）闭合开关，调节滑动变阻器滑动片的位置，读出多组对应的电压表的示数U和丝线的偏转角度α

（4）以电压U为纵坐标，以_______为横坐标作出过原点的直线，求出直线的斜率k

（5）小球的带电荷量q=_________，（用m、d、k等物理量表示）

14．（10分）某实验小组为研究玩具电动机的工作过程，准备用以下器材来设计实验，尽可能精确地测量电动机工作时两端电压U和流过内部线圈的电流强度I，并描绘出U-I图线，要求包括（0，0）这组数据。实验器材如下：

待测电动机M（额定电流0．6A，额定电压4．5 V），

电流表A1（量程3．0A，内阻约为40Ω），

电流表A2（量程1．0A，内阻约为50Ω），

电压表V（量程4．5 V，内阻约为5 kΩ），

滑动变阻器R（最大阻值为100Ω），

电源E（电动势为6V，内阻不计），

开关S，导线若干。

（1）请你选择适当的器材，在虚线框中画出符合题意的测量电路图，并把仪器或元件的符号标在相应的位置。

（2）下表为某同学的探测记录，试根据表格中数据在坐标纸上描点后作出电动机两端电

压U随电流I的变化图线。

（3）由图可知该电动机内部线圈的电阻约为___________Ω。

（4）比较第5、6组数据，试说明为什么电动机两端电压U变大了而通过它的电流反而减小了?____________________________________________________________________。

三、计算题（37分）

15．（15分）“蹦极”是一项勇敢者的运动，如图所示，某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空P处自由下落，在空中感受失重的滋味。若此人质量为50
，橡皮绳长20m，人可看成质点，且此人从P点自静止下落到最低点所用时间为6s （g = 10
）。求：

（1）此人下落到橡皮绳刚伸直（无伸长）时，人的动量是多少?

（2）从橡皮绳开始拉伸到人下落到最低点的过程中橡皮绳对人的平均作用力为多大?

16．（10分）在消防演习中，消防队员从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下，经2.5s落地．为了获得演习中的一些数据，以提高训练质量，研究人员在轻绳上端安装一个力传感器并与数据处理系统相连接，用来记录消防队员下滑过程中轻绳受到的拉力与消防队员重力的比值随时间变化的情况．已知某队员在一次演习中的数据如图所示，求该消防队员在下滑过程中的最大速度和落地速度各是多少？（g取10m/s2）

17．（本题12分）（17分）某高中物理课程基地拟采购一批实验器材，增强学生对电偏转和磁偏转研究的动手能力，其核心结构原理可简化为题图所示．AB、CD间的区域有竖直向上的匀强电场，在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．一带正电粒子自O点以水平初速度
正对P点进入该电场后，从M点飞离CD边界，再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域，并恰能返回O点．已知OP间距离为
，粒子质量为
，电荷量为
，电场强度大小
，粒子重力不计．试求：



（1）粒子从M点飞离CD边界时的速度大小；

（2）P、N两点间的距离；

（3）磁感应强度的大小和圆形有界匀强磁场的半径．

参考答案

1．A

【解析】

试题分析：由于场源为点电荷，因此两条电场线的反向沿长线的交点就是场源所在位置，场源到a、b两点的距离分别为
，根据三角形的边角关系可知，
，由于点电荷的电场强度
，可得
，因此，C、D错误；由于场源为正电荷，沿电场线的方向，电势越来越低，由于
因此
，A正确；B错误；故选A。

考点：点电荷的电场。

【名师点睛】正点电荷形成的电场的电场线是从电荷出发指向无穷远的直线，离电荷越远场强越小，等势面是以点电荷为球心的一组同心球面。且沿着电场线方向电势逐渐降低，再结合几何图形的特点，就能准确解答。

2．C

【解析】

3．A

【解析】电场线的疏密程度表示电场的强弱，所以
,沿电场线方向电势降落，所以根据等势线的分布可得
,负电荷的电势越高电势能越低，所以
,A正确。

4．A

【解析】18g的水，18g的水蒸气，32g的氧气的物质的量都是1MOL，分子数相同，故D错。分子平均平动动能由温度决定的，温度一样，所以其大小也是一样的，故B错。内能指的是物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总和，分子势能与体积有关，体积越小，势能越大，所以在平均动能相同的情况下水蒸气的内能应比水的内能小。

5．C

【解析】

试题分析：在F的作用下，力F的作用点向上移动的距离为h，所以F做功为Fh，C正确；根据功能关系可知，木块和弹簧组成的系统机械能增加Fh，B错误，由于弹簧要伸长，所以木块上移的距离小于h，故重力势能增大量小于mgh，A错误；木块增加的动能与弹簧增加的弹力势能之和等于Fh，故木块增加的动能小于Fh，D错误。

考点：考查了功能关系的应用

6．CD

【解析】

试题分析：在最高点，若重力完全充当向心力，即球和绳子之间没有相互作用力，此时有
，解得
，此时小球刚好能在竖直直平面内做圆周运动，若
，则球对绳子有拉力，若
，则不能做圆周运动，所以在最高点，充当向心力的不一定是重力，在最低点，绳子的拉力和重力充当向心力，故有
，即
，则小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力，故CD正确

考点：考查了圆周运动实例分析

7．C

【解析】注意分清内、外电路,当ab两端电压为端电压时,其电势差最大,如图所示,Uab=
ε=
BLv,故应沿丙方向拉出.

8．D

【解析】

试题分析：t=0时刻，磁感应强度的方向垂直线框平面向里，在0到1s内，穿过线框的磁通量变小，由楞次定律可得，感应电流方向是顺时针，再由左手定则可得线框的ad边的安培力水平向左．当在1s到2s内，磁感应强度的方向垂直线框平面向外，穿过线框的磁通量变大，由楞次定律可得，感应电流方向是顺时针，再由左手定则可得线框的ad边的安培力水平向右．在下一个周期内，重复出现安培力先向左后向右．D正确．

考点：法拉第电磁感应定律；安培力．

9．AB

【解析】

试题分析：在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，磁感应强度不变，磁场中线框有效面积为以直径为底边的三角形面积，大小等于
；移动过程中，有效三角形的高逐渐增大到等于半径
，后逐渐减小，所以磁通量
先增大后减小，根据楞次定律，感应电流方向先是逆时针后为顺时针，选项A对。通过的电荷量
，在C从A点沿圆弧移动到图中 ∠ADC=30°位置的过程中，电荷量
，选项B对。设经过时间，C点转过的角速度为
，则线框面积为
，磁通量
按照正弦规律变化，当
时，磁通量最小，变化率最大，电动势最大，当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，
,磁通量最大，变化率最小，电动势最小，选项C错。根据磁通量
按照正弦规律变化，磁通量变化情况与线框绕垂直磁场的转轴从平行磁场平面开始匀速转动的磁通量变化情况相同（
，
），所以电动势按照余弦规律变化，大小为
，有效值为
，在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中产生的电热为
,选项D对。

考点：电磁感应

10． AD

【解析】

试题分析：用气筒的活塞压缩气体很费力，主要是由于气体压强的原因，而气体分子间距开始较大，它们间应表现为引力，只有压缩至体积很小时，即分子间距较小时，才表现为斥力，故选项B错误；能源是指能够提供可利用能量的物质，显然与能量是两个不同的概念，在能源的使用过程中存在着能量耗散，可利用能源在逐渐减少，故选项C错误；选项A、D正确。

考点：本题主要考查对分子运动速率的分布规律、分子作用力与气体压强的区别、能量与能源的区别、分子势能与分子间距间的关系等知识的识记与应用问题，属于中档偏低题。

11．B

【解析】

试题分析：由题，带电微粒进入正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，电场力与重力必定平衡，则微粒受到的电场力的方向一定竖直向上，粒子带负电，故场强向下,故A错误；由上则有：
，由洛伦兹力提供向心力，则有：
，又
，联立三式得，微粒做圆周运动的半径为：
，故B正确；由于电场力方向竖直向上，则微粒从B点运动到D点的过程中，电场力先做负功后做正功，则其电势能先增大后减小，故C错误；根据能量守恒定律得知：微粒在运动过程中，电势能、动能、重力势能之和一定，动能不变，则知微粒的电势能和重力势能之和一定，故D错误。

考点：电势能、能量守恒

【名师点睛】带电微粒进入正交的匀强电场和匀强磁场中，受到重力、电场力和洛伦兹力而做匀速圆周运动，可知电场力与重力平衡．由洛伦兹力提供向心力，可求出微粒做圆周运动的半径．根据电场力做功正负，判断电势能的变化和机械能的变化，本题解题关键是分析微粒做匀速圆周运动的受力情况，根据合力提供向心力进行判断。

12．C

【解析】一个光子的能量为w=hν，ν为光的频率，光的波长与频率有以下关系c=λν,。光源每秒发出的光子的个数为n=P/(hν)=Pλ/(hc),P为光源的频率。光子以球面波波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，人眼瞳孔面积s=π*d2/4,其中d为瞳孔直径。由题意，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼镜就能察觉到，也就是说在瞳孔所处的球面上能保证每秒6个绿光的光子射入瞳孔，设人距光源的距离为r,那么人眼所处的球面的表面积为S=4*π*r2,于是n/S*s≥6，带入n,S,s得到，r≤2×105m。故本题选C。

13．（2）如图所示

（4）tanα

（5）mgd/k

【解析】

试题分析：（2）实验要求测量多组数据，最好把滑动变阻器接成分压式，为了测量MN极板的电压，电压表需要与两极板并联；（4）对带电小球受力分析，小球受到沿细线向上的拉力T、竖直向下的重力G和水平向左的电场力F，由于小球处于平衡状态，有F=Gtanα，即qu/d=mgtanα，则u=mgdtanα/q。（5）图像的斜率k= mgd/q，则q= mgd/k。

考点：本题考查电荷量的测量实验，主要涉及平衡条件的应用。

14．（1）（2）见解析 （3）2.50(4) 第5、6组数据功率相同，但是第5组数据电动机不转为纯电阻电路，1.6w就是热功率，而第6组数据电动机已经转动，1.6w的功率有部分转化为机械功率，只有部分发热是热功率即热功率小于1.6w所以电流小

【解析】

试题分析：（1）电动机额定电流0.6A，那么电流表的量程1A的读数更精确，3A量程过大，读数不准确。要求包括（0，0）这组数据，必须能够把电动机的电压调整为0，滑动变阻器选择分压式（2）描点作图注意第六组数据前后关系变化。

（3）电流低于0.8A时，电动机不转动，变为纯电阻电路，
也就是上一问中电压电流图像中前面几组数据的图像斜率，有图像可知道2.50A。（4））比较第 5、6 组数据可知，当电压为 2.00 V 和 2.50 V 时电动机的输入功率相同，都是1.60 W，但是电压为 2.00 V 时电动机不转，电能全部转化为内能，而电压为 2.50 V 时电动机转动，有电能转化为机械能，转化为内能的量变少，由 P 热=I2R可知电流会减小

考点：实验电路分析 现象判断

15．（1） P=1000kg?m/s，方向竖直向下; （2）

【解析】

试题分析：（1）人从高空落下，先在重力作用下做自由落体运动，弹性橡皮绳拉直后除受到重力外还受到橡皮绳的弹力F作用.下落20m高度时，根据

解得：v=20m/s，所以动量P=mv=1000kg?m/s，方向竖直向下.

（2）橡皮绳拉直后到人下落至最低点所用时间：
．

对人从开始下落到速度减为零的全过程，由动量定理得：

解得：

考点：本题考查了匀变速直线运动、动量、动量定理.

16．4m/s，1m/s。

【解析】

试题分析：该消防队员先在t1=1s时间内以a1匀加速下滑．然后在t2=1.5s时间内以a2匀减速下滑． 前1s内，由牛顿第二定律得：mg-F1=ma1

得，a1=g - F1/m = 4m/s2 （3分）

所以最大速度vm=a1t1

代入数据解得：vm=4m/s （2分）

后1.5s由牛顿第二定律得：

F2-mg=ma2

得，a2=F2/m - g = 2m/s2 （3分）

队员落地时的速度v=vm-a2t2

代入数据解得：v=1m/s （2分）

考点：匀变速运动的规律

17．（1）2v0 （2）
（3）

【解析】

试题分析：（1）据题意，做出带电粒子的运动轨迹如图所示：



粒子从O到M点时间：
（1分）

粒子在电场中加速度：
（1分）

粒子在M点时竖直方向的速度：
（1分）

粒子在M点时的速度：
（2分）

（2）粒子从P到O点时间：
（1分）

粒子在O点时竖直方向位移：
（2分）

P、N两点间的距离为:
(2分)

（3）由几何关系得：
（1分）

可得半径：
（1分）

由
，即：
（1分）

解得：
（1分）

由几何关系确定区域半径为：
（2分）

即