2017届湖北省高三上学期训练13（2.4）理科综合物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

来自太阳和其他星体的宇宙射线中含有大量高能带电粒子，若这些粒子都直接到达地面，将会对地球上的生命带来危害；但由于地磁场（如图所示）的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面。若不考虑地磁偏角的影响，关于上述高能带电粒子在地磁场的作用下运动情况的判断，下列说法中正确的是：

A. 若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向东偏转

B. 若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向西偏转

C. 对于在南极上空水平匀速飞行的飞机，飞行员左侧边机翼末端的电势高于右侧机翼末端的电势

D. 若带电粒子沿垂直地球赤道平面射向地心，它可能在地磁场中做匀速圆周运动

2. 难度：中等

如图所示，长为L、质量为M的木板静置在光滑的水平面上，在木板上放置一质量为m的物块，物块与木板之间的动摩擦因素为。物块以从木板的左端向右滑动时，若木板固定不动时，物块恰好能从木板的右端滑下。若木板不固定时，下面叙述正确的是（       ）

A. 物块仍能从木板的右端滑下

B. 对系统来说产生的热量

C. 经过物块与木板便保持相对静止

D. 摩擦力对木板所做的功等于物块克服摩擦力所做的功

3. 难度：中等

重力为G的圆柱体A被平板B夹在板与墙壁之间，平板B与底座C右端的铰链相连，左端由液压器调节高度，以改变平板B与水平底座C间的夹角θ，B、C及D总重力也为G，底座C与水平地面间动摩擦因数为μ(0.5＜μ＜1)，平板B的上表面及墙壁是光滑的．底座C与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是(　　)

A. C与地面间的摩擦力总等于2μG不变

B. θ角增大时，地面对C的摩擦力总增大

C. 要保持底座C静止不动，应满足tan θ≤2μ

D. 若保持θ＝45°不变，圆柱体的重力增大ΔG，仍要保持底座C静止，则ΔG的最大值

4. 难度：中等

如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R₁、R₂为定值电阻，R₂＞R₁＞r，且R₁大于滑动变阻器R₀的最大阻值。闭合电键S，将滑动变阻器的滑动片P由最上端滑到最下端，若理想电压表V₁、V₂和理想电流表A的读数改变量的大小分别用ΔU₁、ΔU₂、ΔI表示，则下列说法中正确的是：

A. ＝R₂

B. ＜r

C. 电源的发热功率先减小，再增大

D. 电源的输出功率先增大，再减小

二、多选题

5. 难度：中等

如图所示，A、B两小球从O点水平抛出，A球恰能越过竖直挡板P落在水平面上的Q点，B球抛出后与水平面发生碰撞，弹起后恰能越过挡板P也落在Q点．B球与水平面碰撞前后瞬间水平方向速度不变，竖直方向速度大小不变、方向相反，不计空气阻力．则：

A. A、B球从O点运动到Q点的时间相等

B. A、B球经过挡板P顶端时竖直方向的速度大小相等

C. A球抛出时的速度是B球抛出时速度的3倍

D. 减小B球抛出时的速度，它也可能越过挡板P

三、选择题

6. 难度：困难

水星或金星运行到地球和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星凌日”。已知地球的公转周期为365天，若将水星、金星和地球的公转轨道视为同一平面内的圆轨道，理论计算得到水星相邻两次凌日的时间间隔为116天，金星相邻两次凌日的时间间隔为584天，则下列判断合理的是：

A. 地球的公转周期大约是水星的2倍

B. 地球的公转周期大约是金星的1.6倍

C. 金星的轨道半径大约是水星的3倍

D. 实际上水星、金星和地球的公转轨道平面存在一定的夹角，所以水星或金星相邻两次凌日的实际时间间隔均大于题干所给数据

7. 难度：中等

将一块长方体形状的半导体材料样品的表面垂直磁场方向置于磁场中，当此半导体材料中通有与磁场方向垂直的电流时，在半导体材料与电流和磁场方向垂直的两个侧面会出现一定的电压，这种现象称为霍尔效应，产生的电压称为霍尔电压，相应的将具有这样性质的半导体材料样品就称为霍尔元件。如图所示，利用电磁铁产生磁场，毫安表检测输入霍尔元件的电流，毫伏表检测霍尔元件输出的霍尔电压。已知图中的霍尔元件是P型半导体，与金属导体不同，它内部形成电流的“载流子”是空穴（空穴可视为能自由移动带正电的粒子）。图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。当开关S₁、S₂闭合后，电流表A和电表B、C都有明显示数，下列说法中正确的是：

A. 电表B为毫伏表，电表C为毫安表

B. 接线端2的电势高于接线端4的电势

C. 若调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流与原电流方向相反，但大小不变，则毫伏表的示数将保持不变

D. 若适当减小R₁、增大R₂，则毫伏表示数一定增大

8. 难度：中等

图中四个物体由六个金属圆环组成，圆环所用材质和半径都相同。2环较细，其余五个粗环粗细相同，3和4分别由两个相同粗环焊接而成，在焊点处沿两环环心连线方向割开一个小缺口(假设缺口处对环形、质量和电阻的影响均不计)。四个物体均位于竖直平面内。空间存在着方向水平且与环面垂直、下边界为过MN的水平面的匀强磁场。1、2、3的下边缘均与MN相切，4的两环环心连线竖直，小缺口位于MN上。已知圆环的半径远大于导线的直径。现将四个物体同时由静止释放，则：

A. 1先于2离开磁场

B. 离开磁场时2和3的速度相等

C. 在离开磁场的过程中，1和3产生的焦耳热一样多

D. 在离开磁场的过程中，通过导线横截面的电量，1比4多

四、实验题

9. 难度：中等

如图所示，为某学生实验小组拍摄的某小球做自由落体运动的完整频闪照片，已知闪光灯每秒钟闪n次，试写出当地重力加速度g两个表达式，g₁＝____________（用n，h₁，h₂，h₃和数字表示），g₂＝_____________（用n，数字和h₁或h₂或h₃表示）。如果已知当地重力加速度为g，则用这个实验验证机械能守恒的表达式____________。

10. 难度：中等

国标（GB/T）规定自来水在15℃ 时电阻率应大于13Ω•m．某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动．实验器材还有：

电源（电动势约为3V，内阻可忽略），

电压表V₁（量程为3V，内阻很大），

电压表V₂（量程为3V，内阻很大），

定值电阻R₁（阻值4kΩ），

定值电阻R₂（阻值2kΩ），

电阻箱R（最大阻值9 999Ω），

单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺．

实验步骤如下：

A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；

B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；

C．把S拨到1位置，记录电压表V₁示数；

D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V₂示数与电压表V₁示数相同，记录电阻箱的阻值R；

E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；

F．断开S，整理好器材．

（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d=__mm．

（2）玻璃管内水柱的电阻R_x的表达式为：R_x=__（用R₁、R₂、R表示）．

（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的R﹣关系图象．自来水的电阻率ρ=__Ω•m（保留两位有效数字）．

（4）本实验中若电压表V₁内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将__（填“偏大”或“偏小”）．

五、简答题

11. 难度：中等

我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示，质量m＝60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始，在无助力的情况下以加速度a＝3.6m/s²匀加速滑下，到达B点时速度v_B＝24m/s，A与B的竖直高度差H＝48m。为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台D点之间用一段弯曲滑道BCD衔接，B与C点的高度差h＝5m，C与D点的高度差h′＝4m，忽略BCD上的摩擦，g取10m/s²。求：

（1）运动员离开起跳台时的速度v_D；

（2）AB段的倾斜角度；

（3）运动员在AB段下滑时受到阻力F_f的大小；

12. 难度：中等

如图所示，MN、PQ为倾斜放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距L为0.5m，倾角θ为30°，底端连接电阻R为2.0Ω，MC与PD长度均为4.5m，电阻均为2.25Ω，且均匀分布，其余部分电阻不计，整个装置处在磁感应强度B为2.0T，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨底部垂直导轨放置一根质量m为0.2kg的金属棒，且与导轨接触良好，不计金属棒电阻，现在对金属棒施加一平行导轨向上的拉力F，使其从静止开始以1.0m/s²的加速度沿导轨向上做匀加速直线运动，g＝10m/s²。

（1）从金属棒开始运动时计时，求金属棒上电流大小的表达式；

（2）从开始运动至到达CD位置过程中，拉力F的最大值是多少？

（3）如果金属棒运动到CD位置时撤去拉力F，且金属棒从离开CD位置到速度减小为0经历的时间是0.5s，求这0.5s内系统产生的热量（忽略电磁辐射）。

13. 难度：中等

[物理——选修3-3]

（1）对于一定量的理想气体，下列说法正确的是________（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。ABD

A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变

B．当气体温度升高时，气体的内能一定增大

C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大

D．气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关

E．若气体的内能不变，其状态也一定不变

（2）如图所示，在左端封闭右端开口的、粗细均匀的U形管中， 有一段空气柱将水银分为A、B两部分，A位于封闭端的顶部。已知在温度t＝87℃时，空气柱的长度L＝12.5cm，水银柱A的长度h₁＝25cm，B部分的两液面的高度差h₂＝45cm，外界大气压强P₀＝75cmHg。试求：

（1）当空气柱的温度为多少摄氏度时，A部分的水银柱恰好对U形管的顶部没有压力.

（2）保持空气柱在（1）情况下的温度不变，在右管中注入多少厘米长的水银柱，可以使U形管内B部分的水银面相平.

14. 难度：中等

【物理── 选修3-4】

（1）如图，虚线和实线分别表示在同一绳上传播的甲、乙两列简谐横波某时刻的波形图，波速均为v＝4m/s。则绳上位于x＝0.2m处的质点M的振动是_______________的（选填“加强”、“减弱”）。从图示时刻开始，再经过_______________s，M将位于波峰。

（2）玻璃棱镜ABCD可以看成是由如图所示的ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成，一束从AD面入射的光线在棱镜中的折射光线ab与AD面的夹角α=60°，已知光在真空的速度c=3×10⁸m/s，玻璃的折射率n=1.5。 求：

（1）光在棱镜中的传播速度多大？

（2）该速光线第一次从CD面出射时的折射角以及此出射光线的偏向角（射出棱镜的光线与射入棱镜的光线之间的夹角）多大？