2017年全国高考物理真题汇编(7套).pdf

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1、2017 物理全国卷 14.(2017 全国卷,14)将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空,50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内 喷出 .在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( A ) A.30 kg m/s B.5.7 10 2 kg m/s C.6.0 10 2 kg m/s D.6.3 102 kg m/s 解析 :火箭和燃气组成的系统动量守恒,点火升空前系统总动量为零,在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小等于燃气的动量大小,所 以火箭的动量大小p=mv=0.05 600 kg m/s=30 kg m/s, 选项

2、A 正确 . 15.(2017 全国卷,15)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响 ).速度较大的球越过球网, 速度较小的球没有越过球网;其原因是 ( C ) A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 解析 :乒乓球做平抛运动,在竖直向下方向的分运动是自由落体运动,由 h= gt2可知两球下降相同距离h 所用时间 t 是相同的 ,两球 下降相同时间间隔内下降相同的距离,选项 A,D 错误 ;由 v2=2gh

3、 可知两球下降相同距离时在竖直方向上的速度等大,选项 B 错误 ; 两球在水平方向的分运动是匀速直线运动,两球通过同一水平距离时,速度较大的球所用时间较少,选项 C 正确 . 16. (2017 全国卷,16) 如图 ,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行 ),磁场方向垂直于纸面向里,三个带正 电的微粒 a,b,c 电荷量相等 ,质量分别为ma,mb,mc,已知在该区域内 ,a 在纸面内做匀速圆周运动,b 在纸面内向右做匀速直线运动,c 在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是( B ) A.mambmcB.mbmamc C.mcmambD.mcmbma 解析 :

4、微粒 a 做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,且 mag=qE; 微粒 b 的受力关系为mbg=qE+qv bB;微粒 c 的受力关系为 mcg=qE-qv cB,所以 mbmamc,选项 B 正确 . 17.(2017 全国卷,17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电,氘核聚变反应方程是 HHHen,已知H 的质量为 2.013 6 uHe 的质量为 3.015 0 un 的质量为 1.008 7 u,1 u=931 MeV/c 2.氘核聚变反应 中释放的核能约为( B ) A.3.7 MeV B.3.3 MeV C.2.7 MeV D.0.93 MeV 解析 :

5、氘核聚变反应中亏损的质量m=2.013 6 u 2-3.015 0 u-1.008 7 u=0.003 5 u,释放的核能 E=0.003 5 931 MeV 3.3 MeV, 选项 B 正确 . 18.(2017 全国卷,18)扫描隧道显微镜(STM) 可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM 的扰动 ,在圆 底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示 .无扰动时 ,按下列四种方案对紫铜薄 板施加恒磁场 ;出现扰动后 ,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( A ) 解析 :紫铜薄板上下振动时,方案 B,C,D 中穿过

6、薄板的磁通量不发生变化,没有感应电流产生;方案 A 中,无论是上下还是左右振动, 薄板中的磁通量都会发生变化,产生的感应电流会阻碍紫铜薄板上下及其左右振动,达到衰减的效果 ,选项 A 正确 . 19.(2017 全国卷,19) 如图 ,三根相互平行的固定长直导线L1,L2和 L3两两等距 ,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同 ,与 L3中的相反 ,下列说法正确 的是 ( BC ) A.L1所受磁场作用力的方向与L2,L3所在平面垂直 B.L3所受磁场作用力的方向与L1,L2所在平面垂直 C.L1,L2和 L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1 1 D.L1,L2和 L3单位长度所受的

7、磁场作用力大小之比为 1 解析 : 由安培定则和左手定则可知,同向的两直线电流之间的磁场力为引力,反向的两直线电流之间的磁场力为斥力,所以 L1与 L2之间的 磁场力为引力 ,单位长度的相互作用力F12=-F21;L1与 L3之间的磁场力为斥力,单位长度的相互作用力F13=-F31;L2与 L3之间的磁场 力为斥力 ,单位长度的相互作用力F23=-F32,这 6 个力如图所示 .又由于三根导线电流均为I,且两两等距 ,任何一根导线单位长度的 电流在另外两根处产生的磁感应强度大小相等,所以这 6 个力的大小相等,设为 F0.由平行四边形定则可以确定,L1所受磁场力大小 为 F0,方向与 L2,L

8、3所在平面平行 ,选项 A 错误;L2所受磁场力大小为F0,L3所受磁场力大小为F0,方向与 L1,L2所在平面垂直 ,选 项 B 正确 ;所以 L1,L2和 L3单位长度所受磁场力大小之比为1 1,选项 C 正确 ,D 错误 . 20. (2017 全国卷,20) 在一静止点电荷的电场中,任一点的电势与该点到点电荷的距离r 的关系如图所示 .电场中四个点a,b,c 和 d 的 电场强度大小分别为Ea,Eb,Ec和 Ed.点 a 到点电荷的距离ra与点 a 的电势a已在图中用坐标 (ra,a)标出 ,其余类推 .现将一带正电 的试探电荷由a 点依次经 b,c 点移动到 d 点,在相邻两点间移动

9、的过程中,电场力所做的功分别为Wab,Wbc和 Wcd.下列选项正确的 是( AC ) A.Ea Eb=4 1 B.Ec Ed=2 1 C.Wab Wbc=3 1 D.Wbc Wcd=1 3 解析 :ra rb=1 2,rc rd=1 2,由点电荷的电场强度公式E=k可知 ,Ea Eb=4 1,Ec Ed=4 1,选项 A 正确 ,B 错误 ;Uab=3 V,Ubc=1 V,Ucd=1 V,由 W=qU 可知 ,Wab Wbc=3 1,Wbc Wcd=1 1,选项 C 正确 ,D 错误 . 21. (2017 全国卷,21) 如图 ,柔软轻绳 ON 的一端 O 固定 ,其中间某点M 拴一重物

10、,用手拉住绳的另一端N.初始时 ,OM 竖直且 MN 被拉 直,OM 与 MN 之间的夹角为 .现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角不变 ,在 OM 由竖直被拉到水平的过程中( AD ) A.MN 上的张力逐渐增大 B.MN 上的张力先增大后减小 C.OM 上的张力逐渐增大 D.OM 上的张力先增大后减小 解析 : 由共点力平衡条件可知,OM 上的拉力 FOM与 MN 的拉力 FMN的合力 F 大小为 G,方向竖直向上 ,保持不变 .在重物向右上方缓慢拉 起时夹角不变 ,所以 FOM,FMN的变化情况如图所示,F 为小于直径的弦,所对应的圆周角为 - ,在 OM 由竖直变为水平的过程中,当 M

11、N 变为水平时 ,F 与 FMN垂直 ,FOM为直角三角形的斜边,同时也是圆的直径,此时 FOM达最大值 ,所以 FOM先增大后减小 ,选项 C 错 误,D 正确;当 OM 变为水平时 ,F 与 FOM垂直 ,FMN为直角三角形的斜边,同时也是圆的直径,此时 FMN最大 ,所以 FMN一直增大 ,选项 A 正确 ,B 错误 . 22.(2017 全国卷,22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间.实验前 ,将该计时器固定在小车 旁,如图 (a)所示 .实验时 ,保持桌面水平 ,用手轻推一下小车.在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了

12、桌 面上连续的 6 个水滴的位置 .(已知滴水计时器每30 s 内共滴下 46 个小水滴 ) (1)由图 (b) 可知 ,小车在桌面上是(填“从右向左”或“从左向右”)运动的 . (2)该小组同学根据图(b) 的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图 (b) 中 A 点位置时的速度大小为 m/s, 加速度大小 为 m/s 2.(结果均保留 2 位有效数字 ) 解析 :(1)小车在水平桌面上做减速运动,相邻两个水滴之间的距离越来越小,由图 (b)可知 ,小车在桌面上是从右向左运动的. (2)相邻两小水滴间的时间间隔T= s= s, 小车运动到 A 点时速度大小 vA= m/s =0.19 m/

13、s, 加速度大小 a= m/s 2=0.037 m/s2 . 答案 :(1)从右向左(2)0.19 0.037 23.(2017 全国卷,23)某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡 L(额定电压 3.8 V, 额定电流0.32 A); 电压表V (量 程 3 V, 内阻 3 k );电流表A (量程 0.5 A, 内阻 0.5 );固定电阻 R0(阻值 1 000 );滑动变阻器R(阻值 09.0 );电源 E(电动势 5 V, 内阻不计 );开关 S;导线若干 . (1)实验要求能够实现在03.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图. (2)实验测得该小灯泡

14、伏安特性曲线如图(a)所示 . 由实验曲线可知 ,随着电流的增加小灯泡的电阻(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率(填“增大”“不变”或“减 小” ). (3)用另一电源E0(电动势 4 V,内阻 1.00 )和题给器材连接成图(b)所示的电路图 ,调节滑动变阻器R 的阻值 ,可以改变小灯泡的实 际功率 .闭合开关 S,在 R 的变化范围内 ,小灯泡的最小功率为W,最大功率为W.(结果均保留2 位小数 ) 解析 : (1)在额定电压下 ,小灯泡 L 的阻值 RL=11.875 ,这个阻值较小 ,所以采用电流表外接法;由于电压表量程为3 V, 小于额定电 压 3.8 V, 所以将固定电阻

15、R0与电压表串联来测小灯泡电压;要实现 03.8 V 的范围内的测量,滑动变阻器必须采用分压式接法,所 以实验电路原理图如图所示. (2)实验曲线上某点与原点连线的斜率的倒数表示小灯泡的电阻,所以随着电流的增加,小灯泡的电阻增大;由 R=可得=,所以 灯丝的电阻率增大. (3)当 R=9.0 时,小灯泡的实际功率最小,由闭合电路欧姆定律有E0=I(R+r)+U, 即 4=10I+U, 在图中作出该直线如图(甲)所示 ,交点 坐标约为 I=223 mA,U=1.77 V时最小功率Pmin=UI=0.39 W; 当 R=0 时,小灯泡的实际功率最大,有 E=Ir+U, 即 4=I+U, 在图中作出

16、 该直线如图 (乙)所示 ,交点坐标约为I=318 mA,U=3.69 V,小灯泡的最大功率Pmax=UI=1.17 W. 答案 :(1)见解析 (2)增大增大(3)0.39 1.17 24.(2017 全国卷,24)一质量为8.00 10 4 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面 .飞船在离地面高度1.60 10 5 m 处以 7.50 103 m/s 的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s 时下落到地面 .取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为 常量 ,大小取为 9.8 m/s 2.(结果保留 2 位有效数字 ) (1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大

17、气层时的机械能; (2)求飞船从离地面高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度 大小的 2.0%. 解析 :(1)飞船着地前瞬间的机械能为 Ek0= m 式中 ,m 和 v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率.由式和题给数据得 Ek0=4.0 10 8 J 设地面附近的重力加速度大小为g,飞船进入大气层时的机械能为 Ek= m+mgh 式中 ,vh是飞船在高度1.60 10 5 m 处的速度大小 . 由式和题给数据得 Ek=2.4 10 12 J. (2)飞船在高度h=600 m 处的机械能为 Ek= mvh 2+mgh 由功能关系得

18、 W=Ek-Ek0 式中 ,W 是飞船从高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,由式和题给数据得 W=9.7 10 8 J. 答案 :(1)4.0 10 8 J 2.4 10 12 J (2)9.7 10 8 J 25.(2017 全国卷,25)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场 ,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0, 在油滴处于位置A 时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变.持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小 不变 ;再持续同样一段时间后,油滴运动到B 点.重力加速度大小为g. (1)求油滴运动到B 点时的速度 ; (

19、2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和 v0应满足的条件 .已知不存在电场时,油滴以 初速度 v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B,A 两点间距离的两倍. 解析 :(1)设油滴质量和电荷量分别为m 和 q,油滴速度方向向上为正.油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动,故 匀强电场方向向上.在 t=0 时,电场强度突然从E1增加至 E2时,油滴做竖直向上的匀加速运动,加速度方向向上 ,大小 a1满足 qE2-mg=ma 1 油滴在时刻 t1的速度为 v1=v0+a1t1 电场强度在时刻t1突然反向 ,油滴做匀变速运动,加速度方向向下 ,大小

20、 a2满足 qE2+mg=ma 2 油滴在时刻 t2=2t1的速度为 v2=v1-a2t1 由式得 v2=v0-2gt1. (2)由题意 ,在 t=0 时刻前有 qE1=mg 油滴从 t=0 到时刻 t1的位移为 s1=v0t1+ a1 油滴从时刻 t1到时刻 t2=2t1的时间间隔内的位移为 s2=v1t1- a2 由题给条件有 =2g(2h) 式中 h 是 B,A 两点之间的距离. 若 B 点在 A 点之上 ,依题意有 s1+s2=h 由式得 E2= 2-2+ 2 E1 为使 E2E1,应有 2-2+ 21 即当 0 1+ 才是可能的 ;条件式和式分别对应于v20 和 v2E1,应有 2-

21、2- 21 即 t1+1 另一解为负 ,不合题意 ,已舍去 . 答案 :(1)v0-2gt1(2)见解析 33.(2017 全国卷,33) 物理选修3 3 (1)氧气分子在0 和 100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示. 下列说法正确的是. A.图中两条曲线下面积相等 B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C.图中实线对应于氧气分子在100 时的情形 D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 E.与 0 时相比 ,100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大 (2)如图 ,容积均为 V 的汽

22、缸 A,B 下端有细管 (容积可忽略 )连通 ,阀门 K2位于细管的中部,A,B 的顶部各有一阀门K1,K3,B 中有一可 自由滑动的活塞 (质量、体积均可忽略).初始时 ,三个阀门均打开 ,活塞在 B 的底部 ;关闭 K2,K3,通过 K1给汽缸充气 ,使 A 中气体的压 强达到大气压p0的 3 倍后关闭 K1.已知室温为27 ,汽缸导热 . 打开 K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强; 接着打开 K3,求稳定时活塞的位置; 再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ,求此时活塞下方气体的压强. 解析 :(1)温度是分子平均动能的标志,温度升高分子的平均动能增加,不同温度下相同速率的分子所占比

23、例不同,温度越高 ,速率大的 分子占比例越高 ,故虚线为 0 对应的曲线 ,实线是 100 对应的曲线 ,曲线下的面积都等于1,选项 A,B,C 正确 ;由图像可知选项D 错误 ;0 时 300400 m/s速率的分子最多 ,100 时 400500 m/s速率的分子最多 ,选项 E 错误 . (2)设打开K2后,稳定时活塞上方气体的压强为p1,体积为 V1.依题意 ,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程,由玻意耳定律得 p0V=p1V1 (3p0)V=p1(2V-V1) 联立式得V1= p1=2p0. 打开 K3后,由式知 ,活塞必定上升 .设在活塞下方气体与A 中气体的体积之和为V2(V2

24、 2V) 时,活塞下气体压强为p2.由玻意耳 定律得 (3p0)V=p2V2 由式得 p2=p0 由式知 ,打开 K3后活塞上升直到B 的顶部为止 ,此时 p2为 p2= p0. 设加热后活塞下方气体的压强为p3,气体温度从T1=300 K 升高到 T2=320 K 的等容过程中 ,由查理定律得 = 将有关数据代入式得p3=1.6p0. 答案 :(1)ABC (2)2p0顶部1.6p0 34.(2017 全国卷,34) 物理选修3 4 (1)如图 (a),在 xy 平面内有两个沿z 方向做简谐振动的点波源S1(0,4) 和 S2(0,-2). 两波源的振动图线分别如图(b)和图 (c)所示 ,

25、两列 波的波速均为1.00 m/s. 两列波从波源传播到点A(8,-2) 的路程差为m,两列波引起的点B(4,1) 处质点的振动相互 (填“加强”或“减弱”),点 C(0,0.5) 处质点的振动相互(填“加强”或“减弱”). (2)如图 ,一玻璃工件的上半部是半径为R 的半球体 ,O 点为球心 ;下半部是半径为R、高为 2R 的圆柱体 ,圆柱体底面镀有反射膜.有 一平行于中心轴OC 的光线从半球面射入,该光线与 OC 之间的距离为0.6R. 已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行 (不考虑多次反射).求该玻璃的折射率. 解析 :(1)由几何关系可知AS1=10 m,AS 2=8 m, 所

26、以路程差为 2 m; 同理可求 BS1=BS2=0,为波长整数倍 ,由振动图像知两振源振动 方向相反 ,故 B 点为振动减弱点 ,CS1-CS2=1 m, 波长=vT=2 m, 所以 C 点振动加强 . (2) 如图 ,根据光路的对称性和光路可逆性,与入射光线相对于OC 轴对称的出射光线一定与入射光线平行.这样 ,从半球面射入的折射 光线 ,将从圆柱体底面中心C 点反射 . 设光线在半球面的入射角为i,折射角为 r.由折射定律有 sin i=nsin r 由正弦定理有= 由几何关系 ,入射点的法线与OC 的夹角为i.由题设条件和几何关系有 sin i= 式中 L 是入射光线与OC 的距离 ,由

27、式和题给数据得 sin r= 由式和题给数据得n= 1.43. 答案 :(1)2 减弱加强(2)1.43 全国卷 14. (2017 全国卷 ,14)如图 ,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环,小环由大圆环的最高点从静 止开始下滑 ,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力( A ) A.一直不做功B.一直做正功 C.始终指向大圆环圆心D.始终背离大圆环圆心 解析 :大圆环光滑 ,对小环只有弹力FN,弹力始终沿径向,与速度垂直 ,不做功 ,选项 A 正确 ,B 错误 ;小环位于圆心上方某处时,FN沿半 径向外 ,小环位于圆心以下某处时,FN沿半径向里 ,选项 C

28、,D 错误. 15.(2017 全国卷 ,15) 一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核,衰变方程为UThHe,下列说法正确的是( B ) A.衰变后钍核的动能等于粒子的动能 B.衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小 C.铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间 D.衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 解析 :衰变前后动量守恒,衰变前动量为零,故衰变后钍核与粒子动量大小相等,方向相反 ,选项 B 正确 ;又 Ek=,钍核与粒子动量 大小相等 ,但质量不同 ,故动能不同 ,选项 A 错误 ;半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间,而放出粒子所经历 的时间是一个原子核的衰

29、变时间,选项 C 错误;衰变前后质量数不变,但有质量亏损 ,选项 D 错误 . 16. (2017 全国卷 ,16)如图 ,一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持 F 的大小不变 ,而方向与水平面成60 角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为( C ) A.2-B.C.D. 解析 :物块在水平力F 作用下做匀速直线运动,其受力如图 (甲)所示 由平衡条件 :F=f,F N=mg 而 f= FN= mg 即 F= mg 当 F 的方向与水平面成60角时 ,其受力如图 (乙) 由平衡条件 : Fcos 60 =f1 f1= FN1= (mg-Fsin 60

30、) 联立解得=,选项 C 正确 . 17. (2017 全国卷 ,17)如图 ,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直.一小物块以速度v 从轨道下端滑入轨道,并从 轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为 g)( B ) A.B.C.D. 解析 : 小物块的运动如图所示,在由 A 到 B 过程中 ,由机械能守恒得 mv 2= m +mg 2R, 即 vB=,B 到 C 平抛 ,则 2R= gt 2, 水平位移 x=vBt= 当 R=时,x 最大 ,选项 B 正确 . 18. (2017 全国卷 ,18)如图 ,虚

31、线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P 为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相 同的速率经过P 点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若 粒子射入速度为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上,不计重力及带电粒子之间的相互作用.则 v2 v1为( C ) A. 2 B. 1 C. 1 D.3 解析 : 设粒子逆时针旋转,磁场圆半径为R.由于粒子在磁场中运动半个圆周时出射点的位置最远,即粒子的入射点和出射点应分别在轨 迹直径的两端 .如图所示 ,两种情况下 ,最远的粒子轨迹直径恰为PA 和 PB,由几何关系知 , R1=

32、 ,R2=R,又 R=,得 v2 v1= 1, 选项 C 正确 . 19. (2017 全国卷 ,19)如图 ,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P 为近日点 ,Q 为远日点 ,M,N 为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0,若 只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P 经 M,Q 到 N 的运动过程中 ( CD ) A.从 P 到 M 所用的时间等于T0/4 B.从 Q 到 N 阶段 ,机械能逐渐变大 C.从 P 到 Q 阶段 ,速率逐渐变小 D.从 M 到 N 阶段 ,万有引力对它先做负功后做正功 解析 :海王星从 P 经 M 到 Q 的时间为T0,因为 P 到 M 的速率大于 M 到

33、Q 的速率 ,可知 P 到 M 所用的时间小于T0,选项 A 错误; 运动过程除万有引力外无其他力做功,机械能守恒 ,选项 B 错误;P 到 Q 过程中 ,万有引力与速度夹角为钝角,万有引力做负功,速度 减小 ,选项 C 正确 ;M 到 Q 阶段 ,引力与速度夹角为钝角,引力做负功 ,Q 到 N 阶段 ,引力与速度夹角为锐角,引力做正功 ,选项 D 正确 . 20.(2017 全国卷 ,20) 两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直.边长为 0.1 m 、总电阻为0.005 的正方形导 线框 abcd 位于纸面内 ,cd 边与磁场边界平行,如图 (a) 所示 .已知导线框一直向

34、右做匀速直线运动,cd 边于 t=0 时刻进入磁场 .线框 中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示 (感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正 ).下列说法正确的是( BC ) A.磁感应强度的大小为0.5 T B.导线框运动速度的大小为0.5 m/s C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D.在 t=0.4 s 至 t=0.6 s 这段时间内 ,导线框所受的安培力大小为0.1 N 解析 :由图(b) 可知 ,0.2 s 时导线框刚好全部进入磁场,则位移等于边长l, 即 v= = m/s=0.5 m/s; 根据 E=Blv, 得 B=0.2 T. 在 00.2 s 感应电动势为正 ,则感应电

35、流方向为顺时针方向,由右手定则 ,磁感应强度方向垂直于纸面向外,在 0.40.6 s 内,由 F安 =BIl,E=Blv,I=得 F安=0.04 N. 选项 B,C 正确 ,A,D 错误 . 21.(2017 全国卷 ,21) 某同学自制的简易电动机示意图如图所示.矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一 组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴.将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方.为了使电 池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将 ( AD ) A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉 B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉 C.左转轴上侧的绝

36、缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉 D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉 解析 :为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉,这样当线圈在图示位置时,线圈的 上下边受安培力水平而转动,转过一周后再次受到同样的安培力而使其转动,选项 A 正确 ;若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮 掉,则当线圈在图示位置时,线圈的上下边受安培力水平而转动,转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动,选项 B 错 误;左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,电路不能接通 ,故不能转起来 ,选项 C 错误 ;若将左转轴上下两侧的绝缘漆 都刮掉 ,右转

37、轴下侧的绝缘漆刮掉,这样当线圈在图示位置时,线圈的上下边受安培力水平而转动,转过半周后电路不导通;转过一周 后再次受到同样的安培力而使其转动,选项 D 正确 . 三、非选择题 :共 174 分.第 2232 题为必考题 ,每个试题考生都必须作答.第 3338 题为选考题 ,考生根据要求作答. (一)必考题 (共 129 分) 22.(2017 全国卷 ,22) 某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系.使用的器材有 :斜面、滑 块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器. 实验步骤如下 : 如图 (a),将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相

38、对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止 开始下滑 ; 当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间t; 用s 表示挡光片沿运动方向的长度如图 (b)所示 , 表示滑块在挡光片遮住光线的t 时间内的平均速度大小,求出; 将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与中位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤 ,; 多次重复步骤; 利用实验中得到的数据作出 t 图,如图 (c)所示 . 完成下列填空 : (1)用 a 表示滑块下滑的加速度大小,用 vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则与 vA,a 和t 的关系式为 = . (2)由图 (c) 可求得 vA=

39、cm/s,a= cm/s 2.(结果保留 3 位有效数字 ) 解析 :(1)设遮光片末端到达光电门的速度为v,则由速度时间关系可知,v=vA+a t,且=, 联立解得=vA+ at; (2)由 (1)中结果可知 ,vA为t 图线的纵截距 ,由图 (c) 可求得 vA=52.1 cm/s, 而图线斜率k= a, 则 a=16.0 cm/s 2. 答案 :(1) vA+ a t (2)52.1 16.0 23.(2017 全国卷 ,23) 某同学利用如图 (a) 所示的电路测量一微安表(量程为 100 A,内阻大约为2 500 )的内阻 .可使用的器材有 : 两个滑动变阻器R1,R2(其中一个阻值

40、为20 ,另一个阻值为2 000 );电阻箱 Rz(最大阻值为99 999.9 );电源 E(电动势约为 1.5 V);单刀开关 S1和 S2.C,D 分别为两个滑动变阻器的滑片. (1)按原理图 (a) 将图 (b)中的实物连线 . (2)完成下列填空 : R1的阻值为(填“ 20”或“2 000 ” ). 为了保护微安表,开始时将R1的滑片 C 滑到接近图 (a)中滑动变阻器的端(填“左”或“右”)对应的位置 ;将 R2的滑片 D 置 于中间位置附近 . 将电阻箱 Rz的阻值置于2 500.0 ,接通 S1.将 R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片 D 的位置 ,最终使得接通S2前

41、后 , 微安表的示数保持不变,这说明 S2接通前 B 与 D 所在位置的电势(填“相等”或“不相等”). 将电阻箱 Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将 Rz的阻值置于2 601.0 时,在接通 S2前后 ,微安表的示数也保持不 变.待测微安表的内阻为(结果保留到个位). (3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议: . 解析 :(1)实物连线如图所示. (2)如题图 (a),R 1为分压式接法 ,故选择较小的 20 电阻即可 ;实验开始时 ,为保护微安表 ,应使 R1的滑片在最左端 ,使流过微安 表的电流为零 ;断开、闭合开关S2,微安表示数不变 ,说明流过微安表的电流为零,B,D

42、 电势相等 ;B,D 电势相等 ,对调前=, 对调后=,联立得 RA=2 550 . (3)为了提高测量精度,调节 R1上的分压 ,尽可能使微安表接近满量程. 答案 :(1)见解析图(2) 20 左相等2 550 24. (2017 全国卷 ,24)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和 s1(s10) 的带电小球M,N 先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出.小球在重力作用下进入电场区 域,并从该区域的下边界离开.已知 N 离开电场时的速度方向竖直向下;M 在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N 刚离开电 场时动能的 1.5 倍.不计空气阻力 ,重力加速度大小为g

43、.求 (1)M 与 N 在电场中沿水平方向的位移之比; (2)A 点距电场上边界的高度; (3)该电场的电场强度大小. 解析 :(1)设小球 M,N 在 A 点水平射出时的初速度大小为v0,则它们进入电场时的水平速度仍然为v0.M,N 在电场中运动的时间t 相 等,电场力作用下产生的加速度沿水平方向,大小均为 a,在电场中沿水平方向的位移分别为s1和 s2.由题给条件和运动学公式得 v0-at=0 s1=v0t+ at 2 s2=v0t- at2 联立式得=3. (2)设 A 点距电场上边界的高度为h,小球下落 h 时在竖直方向的分速度为vy,由运动学公式 =2gh H=vyt+ gt2 M

44、进入电场后做直线运动,由几何关系知 = 联立式可得 h= H. (3)设电场强度的大小为E,小球 M 进入电场后做直线运动,则= 设 M,N 离开电场时的动能分别为Ek1,Ek2,由动能定理得 Ek1= m(+)+mgH+qEs 1 Ek2= m(+)+mgH-qEs2 由已知条件 Ek1=1.5Ek2 联立式得 E=. 答案 :(1)3 (2) H (3) (二)选考题 :共 45 分.请考生从 2 道物理题、 2 道化学题、 2 道生物题中每科任选一题作答.如果多做 ,则每科按所做的第一题计分. 33.(2017 全国卷 ,33) 物理选修3 3 (1)如图 ,用隔板将一绝热汽缸分成两部分

45、,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空.现将隔板抽开 ,气体会自发扩散 至整个汽缸 .待气体达到稳定后,缓慢推压活塞 ,将气体压回到原来的体积.假设整个系统不漏气.下列说法正确的是. A.气体自发扩散前后内能相同 B.气体在被压缩的过程中内能增大 C.在自发扩散过程中,气体对外界做功 D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功 E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变 (2)一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气 ,气球外冷空气的温度为Tb.已知空气在1 个大气压、温度T0时的密度为0,该 气球内、外的气压始终都为1 个大气压 ,重力加速度大小为g. 求该热气球所受浮

46、力的大小; 求该热气球内空气所受的重力; 设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量. 解析 :(1)气体向真空自由扩散的过程中,对外不做功 ;又汽缸和活塞都绝热,不吸热也不放热 ,由热力学第一定律 U=Q+W,Q=0,W=0, 所以U=0, 内能不变 ,选项 A 正确 ,C 错误 ;气体被压缩时 ,外界对气体做功 ,又绝热 ,所以内能增大 ,选项 B,D 正确 ;理想气体分子势能 为零 ,内能表现为分子动能,内能增大 ,则分子动能增大,分子平均动能也增大,选项 E 错误 . (2)设 1 个大气压下质量为m 的空气在温度为T0时的体积为V0,密度为 0= 在温度为 T 时的体积

47、为VT,密度为 T= 由盖吕萨克定律得 = 联立式得 T=0 气球所受到的浮力为 F=bgV 联立式得 F=Vg 0. 气球内热空气所受的重力为 G= aVg 联立式得G=Vg 0. 设该气球还能托起的最大质量为m,由力的平衡条件得 mg=F-G-m0g 联立式得m=V 0T0-m0. 答案 :(1)ABD (2) Vg 0 Vg 0 V0T0-m0 34.(2017 全国卷 ,34) 物理选修3 4 (1)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选 用的方法是. A.改用红色激光 B.改用蓝色激光 C.减小双缝间距 D.

48、将屏幕向远离双缝的位置移动 E.将光源向远离双缝的位置移动 (2)一直桶状容器的高为2l,底面是边长为l 的正方形 ;容器内装满某种透明液体,过容器中心轴DD、垂直于左右两侧面的剖面图如 图所示 .容器右侧内壁涂有反光材料,其他内壁涂有吸光材料.在剖面的左下角处有一点光源,已知由液体上表面的D 点射出的两束 光线相互垂直 ,求该液体的折射率. 解析 :(1)根据双缝干涉中条纹间距表达式x= 可知 ,要增大条纹间距 x 可使波长增大 , 红绿蓝,选项 A 正确 ,B 错误;也可以减 小双缝间距 d,或者增大缝到屏幕的距离,选项 C,D 正确,E 错误 . (2) 设从光源发出直接射到D 点的光线的入射角为i1,折射角为 r1.在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C,连接 C,D,交反光壁 于 E 点,由光源射向E 点的光线 ,反射后沿 ED 射向 D 点.光线在 D 点的入射角为i2,折射角为 r2,如图所示 ,设液体的折射率为n,由 折射定律有 nsin i1=sin r1 nsin i2=sin r2 由题意知