1、第 1 页 共 14 页 2017年 高考 理科综合能力测试物理部分（ 课标卷 3） 答案与解析 2017全国卷 14 2017 年 4 月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道 (可视为圆轨道 )运行与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的 ( ) A 周期变大 B速率变大 C 动能变大 D向心加速度变大 14 C 解析 由天体知识可知 T 2 R RGM， v GMR ， a GMR2，半径不变，周期 T、速率 v、加速度 a 的大小均不变，故 A、 B、 D 错误速率 v 不变，组合体质量 m 变大，故动能 Ek 12
2、mv2变大， C 正确 2017全国卷 15 如图所示，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一 U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直金属杆 PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路 PQRS，一圆环形金属线框T 位于回路围成的区域内，线框与导轨共面现让金属杆 PQ 突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是 ( ) A PQRS 中沿顺时针方向， T 中沿逆时针方向 B PQRS 中沿顺时针方向， T 中沿顺时针方向 C PQRS 中沿逆时针方向， T 中沿逆时针方向 D PQRS 中沿逆时针方向， T 中沿顺时针方向 15 D 解析 金属杆 PQ突然向右运动，则其速度 v方向
3、向右，由右手定则可得，金属杆PQ 中的感应电流方向由 Q 到 P，则 PQRS 中 感应电流方向为逆时针方向 PQRS 中感应电流产生垂直纸面向外的磁场，故环形金属线框 T中为阻碍此变化，会产生垂直纸面向里的磁场，则 T中感应电流方向为顺时针方向， D 正确 2017全国卷 16 如图所示，一质量为 m、长度为 l 的均匀柔软细绳 PQ 竖直悬挂用第 2 页 共 14 页 外力将绳的下端 Q 缓 慢地竖直向上拉起至 M 点， M 点与绳的上端 P 相距 13l.重力加速度大小为 g.在此过程中，外力做的功为 ( ) A.19mgl B. 16mgl C.13mgl D.12mgl 16 A 解
4、析 由题可知，缓慢提升绳子， 在整个过程中，动能不变，则外力做功 WF 等于重力势能的增加量 Ep，将 Q 端提升至 M 位置处，过程如图所示由图可知：全程重力势能增加量 Ep 可视为 NQ段上升增加的重力势能取 NQ段为研究对象，此段质量大小为 m 13m，其重心位置上升高度为 h 13l，则外力做功为 WF Ep mgh 19mgl， A 正确 2017全国卷 17 一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80 cm 的两点上，弹性绳的原长也为 80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为 100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为
5、 (弹性绳的伸长始终处于弹性限度内 )( ) A 86 cm B 92 cm C 98 cm D 104 cm 17 B 解析 由题可知，挂上钩码后，如图甲所示 第 3 页 共 14 页 此时弹性绳长度为 100 cm，则 37 ， sin 0.6.对结点 O 进行受力分析如图乙所示，则由图乙得 2Tsin mg，当将两端缓慢移动至同一点时，由受力分析可得： 2T mg，由弹性绳上弹力为 F kx得出 Tx Tx ，由题可知 x 100 cm 80 cm 20 cm，则移动后弹性绳伸长长度为 x 12 cm，那么弹性绳总长度变为 L L0 x 92 cm， B 正确 2017全国卷 18 如图
6、所示，在磁感应强度大小为 B0 的匀强磁场中，两长直导 线 P 和Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为 l.在两导线中 均通有方向垂直于纸面向里的电流 I时，纸面内与两导线距离均为 l 的 a 点处的磁感应强度为零如果让 P 中的电流反向、其他条件不变，则 a 点处磁感应强度的大小为 ( ) A 0 B. 33 B0 C.2 33 B0 D 2B0 18 C 解析 当 P 和 Q 中电流方向均垂直纸面向里时，由于 aP PQ aQ l， P 和 Q 在a 点产生 的磁感应强度大小相同，方向如图甲所示，其合磁感应强度为 B1，由几何关系知 B12BPcos 30 3BP，由题可知， a 点处
7、磁感应强度为零，则 B0 和 B1 等大反向，则可得 B0 B1 3BP，且 B0 方向平行于 PQ 向左当 P 中电流反向后，如图乙所示， P、 Q 在 a 点产生的合磁感应强度为 B2，由几何关系知 B2 BP 33 B0，且 B2 方向垂直于 PQ向上可得 a 点处的磁感应强度大小为 B B22 B20 2 33 B0， C 正确 2017全国卷 19 (多选 ) 在光电效应实验中，分别用频率为 a、 b 的单色光 a、 b 照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为 Ua 和 Ub、光电子的最大初动能分别为 Eka 和 Ekb.h第 4 页 共 14 页 为普朗克常量下列说法 正确的是
8、 ( ) A 若 a b，则一定有 Ua b，则一定有 EkaEkb C 若 Ua b，则一定有 ha Ekah b Ekb 19 BC 解析 由光电效应方程可知 Ek h W0，该动能又会在遏止电压下恰好减为零，则 eU h W0，其中 W0 为逸出功，同种金属的 W0 相同若 a b，则 UaUb，故 A 错误；若 a b，根据 Ek h W0，可得 EkaEkb，故 B 正确；若 Ua b，根据 Ek h W0 可知 h Ek W0，由于是照射到同种金属上，逸出功 W0 相同，故 D 错误 2017全国卷 20 (多选 ) 一质量为 2 kg 的物块在合外力 F 的作用下从静止开始沿直线
9、运动 F 随时间 t 变化的图线如图所示 ，则 ( ) A t 1 s 时物块的速率为 1 m/s B t 2 s 时物块的动量大小为 4 kg m/s C t 3 s 时物块的动量大小为 5 kg m/s D t 4 s 时物块的速度为零 20 AB 解析 由题目可知 F 2 N， F 1 N，由动量定理 Ft mv1 mv0，可知 t 1 s时， Ft1 mv1，代入数据可得 v1 Ft1m 2 12 m/s 1 m/s，故 A正确； t 2 s 时， p Ft2，代入数据可得 p 4 kg m/s，故 B 正确； t 3 s 时， p Ft2 F(t3 t2)，代入数据可得 p 3 kg
10、 m/s，故 C 错误； t 4 s 时，由 Ft2 F(t4 t2) mv4，代入数据可得 v4 Ft2 F（ t4 t2）m 2 2 1 （ 4 2）2 m/s 1 m/s，故 D 错误 2017全国卷 21 (多选 ) 一匀强电场的方向平行于 xOy 平 面，平面内 a、 b、 c 三点的位第 5 页 共 14 页 置如图所示，三点的电势分别为 10 V、 17 V、 26 V下列说法正确的是 ( ) A 电场强度的大小为 2.5 V/cm B 坐 标原点处的电势为 1 V C 电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7 eV D 电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为 9 eV 2
11、1 ABD 解析 由题目可得： a 10 V， b 17 V， c 26 V，则可知 ab与 Oc交点电势满足 a b2 O c2 ，故 O a b c 1 V，故 B正确；从 a到 b移动电子，电场力做功 W Uab( e) 7 eV，电场力做正功，电势能减小，故电子在 a 点电势能比在 b 点高 7 eV，故 C 错误；从 b 到 c 移动电子，电场力做功 W eUbc 9 eV，故 D 正确；如图所示，过 b 点作 bd 垂直于 Oc，则由几何关系有 xcd 6 35 cm 185 cm，故 c OxcO c dxcd，则 d 点的电势为 d 17 V，故 bd 为等势线，从而电场线沿
12、cO 方向， 故 E UcOxcO 2510 V/cm 2.5 V/cm，故 A 正确 2017全国卷 22 某探究小组做 “ 验证力的平行四边形定则 ” 实验，将画有坐标轴 (横轴为 x 轴，纵轴为 y 轴，最小刻度表示 1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图 (a)所示将橡皮筋的一端 Q 固定在 y 轴上的 B 点 (位于图示部分之外 )，另一端 P 位于 y 轴上的 A 点时，橡皮筋处于原长 (1)用一只测力计将橡皮筋的 P 端沿 y 轴从 A 点拉至坐标原点 O，此时拉力 F 的 大小可由测力计读出测力计的示数如图 (b)所示， F 的大小为 _N. 第 6 页 共 14 页 (2)撤去
13、(1)中的拉力，橡皮筋 P 端回到 A 点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将 P 端拉至 O 点此时观察到两个拉力分别沿图 (a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为 F1 4.2 N 和 F2 5.6 N. ( )用 5 mm 长度的线段表示 1 N 的力，以 O 为作用点，在图 (a)中画出力 F1、 F2 的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力 F 合 ； 图 (a) 图 (b) ( )F 合 的大小为 _N， F 合 与拉力 F 的夹角的正切值为 _ 若 F 合 与拉力 F 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则
14、 22 答案 (1)4.0 (2)( )F1、 F2 和 F 合 如图所示 第 7 页 共 14 页 ( )4.0 0.05 解析 ( )用刻度尺量出 F 合 的线段长为 20.02 mm，所以， F 合 大小约为 4.0 N， F 合 与拉力 F的夹角的正 切值为 0.05. 2017全国卷 23 图 (a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图图中 E 是电池；R1、 R2、 R3、 R4 和 R5 是固定电阻， R6 是可变电阻；表头 G 的满偏电流为 250 A，内阻为 480 .虚线方框内为换挡开关， A 端和 B 端分别与两表笔相连该多用电表有 5 个挡位， 5 个挡位为：直流电压
15、 1 V 挡和 5 V 挡，直流电流 1 mA 挡和 2.5 mA 挡，欧姆 100 挡 图 (a) 图 (b) (1)图 (a)中的 A 端与 _(选填 “ 红 ” 或 “ 黑 ” )色表笔相连接 (2)关于 R6 的使用，下列说法正确的是 _(选填正确答案标号 ) A 在使用多用电表之前，调整 R6 使电表指针指在表盘左端电流 “0”位置 第 8 页 共 14 页 B 使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R6 使电表指针指在表盘右端电阻 “0”位置 C 使用电流挡时，调整 R6 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 (3)根据题给条件可得 R1 R2 _ ， R4 _ . (4)某次测
16、量时该多用电表指针位置如图 (b)所示若此时 B 端是与 “1”相连的，则多用电表读数为 _；若此时 B 端是与 “3”相连的，则读数为 _；若此时 B 端是与 “5”相连的 ，则读数为 _ (结果均保留 3 位有效数字 ) 23 答案 (1)黑 (2)B(3)160 880(4)1.47 mA 1.10 103 2.95 V 解析 (1)根据欧姆表原理可知黑表笔接高电势 (2)R6 是欧姆调零电阻，故 B 正确 (3)换挡开关接 2 时，是量程较小的电流表，所以 R1 R2 IgRgI Ig 160 ；换挡开关接 4时，是量程较小的电压表，这时表头与 R1、 R2 并联组成新表头，新表头的内
17、阻 r （ R1 R2） RgR1 R2 Rg 120 ，新表头的量程是 1 mA，所以 R4 U1I1 r 11 10 3 120 880 . (4)若此时 B 端是与 “1”相连的，则为量 程是 2.5 mA的电流表，则多用电表读数为 1.47 mA；若此时 B 端是与 “3”相连的，则为欧姆表，读数为 1.10 103 ；若此时 B 端是与 “5”相连的，则为量程是 5 V 的电压表 ，读数为 2.95 V. 2017全国卷 24 如图，空间存在方向垂直 于纸面 (xOy 平面 )向里的磁场在 x 0 区域，磁感应强度的大小为 B0； x1)一质量为 m、电荷量为 q(q0)的带电粒子以
18、速度 v0 从坐标原点 O 沿 x 轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿 x 轴正向时，求 (不计重力 )： (1)粒子运动的时间； (2)粒子与 O 点间的距离 24 答案 (1) mB0q 1 1 (2)2mv0B0q 1 1 第 9 页 共 14 页 解析 (1)在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动设在 x 0 区域，圆周半径为 R1；在 x0 区域，圆周半径为 R2.由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得 qB0v0 mv20R1 qB0v0 mv20R2 粒子速度方向转过 180 时，所需时间 t1 为 t1 R1v0 粒子再转过 180 时，所需时间 t2 为 t2 R2v0
19、联立 式得，所求时间为 t0 t1 t2 mB0q 1 1 (2)由几何关系及 式得，所求距离为 d0 2(R1 R2) 2mv0B0q 1 1 2017全国卷 25 如图，两个滑块 A 和 B 的质量分别为 mA 1 kg 和 mB 5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为 1 0.5；木板的质量为 m 4 kg，与地面间的动摩擦因数为 2 0.1.某时刻 A、 B 两滑块开始相向滑动，初速度大小均为 v03 m/s.A、 B 相遇时， A 与木板恰好相对静止设最大静 摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小 g 10 m/s2.求： (1)B 与木板相对静止时
20、，木板的速度； (2)A、 B 开始运动时，两者之间的距离 25 答案 (1)1 m/s (2)1.9 m 解析 (1)滑块 A和 B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动设 A、 B所受木板的摩擦力和木板所受地面的摩擦力大小分 别为 f1、 f2 和 f3， A 和 B 相对于地面的加速度大小分别为 aA 和 aB，木板相对于地面的加速度大小为 a1.在滑块 B 与木板达到共同速度前有 f1 1mAg f2 1mBg f3 2(m mA mB)g 由牛顿第二定律得 f1 mAaA f2 mBaB f2 f1 f3 ma1 设在 t1 时刻 ， B 与木板达到共同速度，其大小为 v1.由运动学公式
21、有 v1 v0 aBt1 v1 a1t1 联立 式，代入已知数据得 v1 1 m/s 第 10 页 共 14 页 (2)在 t1 时间间隔内， B 相对于地面移动的距离为 sB v0t1 12aBt21 设在 B 与木板达到共同速度 v1 后，木板的加速度大小为 a2.对于 B 与木板组成的体系，由牛顿第二定律有 f1 f3 (mB m)a2 由 式知， aA aB；再由 式知， B 与木板达到共同速度时， A 的速度大小也为v1，但运动 方向与木板相反由题意知， A 和 B 相遇时， A 与木板的速度相同，设其大小为 v2.设 A 的速度大小从 v1 变到 v2 所用的时间为 t2，则由运动
22、学公式，对木板有 v2 v1 a2t2 对 A 有 v2 v1 aAt2 在 t2 时间间隔内， B(以及木板 )相对地面移动的距离为 s1 v1t2 12a2t22 在 (t1 t2)时间间隔内， A 相对地面移动的距离为 sA v0(t1 t2) 12aA(t1 t2)2 A 和 B 相遇时， A 与木板的速度也恰好相同因此 A 和 B 开始运动时，两者之间的距离为 s0 sA s1 sB 联立以上各式，并代入数据得 s0 1.9 m (也可用如图的速度 时间图线求解 ) 2017全国卷 33 物理 选修 3 3 (1)如图，一定质量的理想气体从状态 a 出发，经过等容过程 ab 到达状态 b，再经过等温过程 bc 到达状态 c，最后经等压过程 ca 回到初态 a.下列说法正确的是 _
