湖北省枣阳市第七中学2017届高三上学期开学考试物理试题（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．儿童乐园中一个质量为m的小火车，以恒定的功率P由静止出发，沿一水平直轨道行驶达到最大速度v后做匀速运动，在到达终点前某时刻关闭发动机，小火车又做匀减速直线运动，到达终点时恰好停止．小火车在运动过程中通过的总路程为s，则小火车在行驶过程中所受阻力恒定，则小火车运动的总时间为（）A． B． C． D．2．下列关于磁感线说法正确的是（）A、磁感线是真实存在的B、沿磁感线方向，磁场越来越弱C、所有磁感线都是闭合的D、磁感线与电场线一样在空间都能相交3．如图所示的实验示意图中，用于探究“磁生电”的是（）A． B．C ．D ．4．如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝矩形线圈的周期为02.0=T s ，转轴21O O 垂直于磁场方向，线圈电阻为Ω2。
从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过︒60时的感应电流为1 A ，那么（ ）A ．线圈中感应电流的有效值为2AB ．线圈消耗的电功率为8WC ．任意时刻线圈中的感应电动势为t e π100cos 4=VD ．任意时刻穿过线圈的磁通量为t ππ100sin 02.0=ΦWb5．某同学在研究带电粒子在电场中的运动时，得到了粒子由a 点运动到b 点的轨迹(图中实线所示)，图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等势面。
不计重力。
下列说法正确的是A ．如果图中虚线是电场线，a 点的场强大于b 点的场强B ．如果图中虚线是等势面，a 点的场强小于b 点的场强C．如果图中虚线是电场线，带电粒子由a点运动到b点，动能减小，电势能增大D．如果图中虚线是等势面，带电粒子由a点运动到b点，动能减小，电势能增大6．一个带电粒子处于垂直于匀强磁场方向的平面内，在磁场力的作用下做圆周运动．要想确定带电粒子的电荷量与质量之比，则需知道（）A．运动速度v和磁感应强度BB．轨道半径R和磁感应强度BC．轨道半径R和运动速度vD．磁感应强度B和运动周期T7．将单摆和弹簧振子都放在竖直向上做匀加速运动的电梯中，则( )．A．两者的振动周期都不变B．两者的振动周期都变小C．单摆的振动周期变小，弹簧振子的振动周期不变D．单摆的振动周期变小，弹簧振子的振动周期变大8．关于中性面，下列说法正确的是( )A．线圈在转动中经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零B．线圈在转动中经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大C．线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次D．线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次9．如图所示，闭合金属圆环从高为h的曲面左侧自由滚下，又滚上曲面右侧，环平面与运动方向均垂直于非匀强磁场，环在运动过程中摩擦阻力不计，则下列说法不正确的是（ ）A ．环滚上曲面右侧的高度等于hB ．运动过程中环内有感应电流C ．环滚入曲面左侧的高度小于hD ．运动过程中安培力对环一定做负功10．“加速度计”的部分结构简图如图所示，滑块与轻弹簧a 、b 连接并置于光滑凹槽内，静止时a 、b 长度均为l ；若该装置加速向右运动，a 、b 长度分别为a l 、b l ，则（ ）A ．,a b l l l l >>B ．,a b l l l l <<C ．,a b l l l l ><D ．,a b l l l l <>11．质点在恒力F 的作用下做曲线运动，P 、Q 为运动轨迹上的两个点，若质点经过P 点的速度比经过Q 点时速度小，则F 的方向可能为下图中的12．如图，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45°，则下列结论正确的是 ( )A．此液滴带负电B．液滴的加速度等于2gC．合外力对液滴做的总功等于零D．液滴的电势能减少第II卷（非选择题）二、实验题（10分）13．（本题4分）如图所示，通电直导线ab位于两平行导线横截面MN连线的中垂线上，当平行导线通以同向等值电流时，试分析导线ab将如何运动.14．（本题6分）高一某班某同学为了更精确的描绘出物体做平抛运动的轨迹，使用闪光照相拍摄小球在空中的位置，如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度8mm，如果取g＝10m/s2，那么：（1）照相机的闪光周期是s ；（2）小球运动中水平分速度的大小是 m/s ；（3）小球经过B 点时的速度大小是 m/s 。
三、计算题（42分） 15．（本题12分）如图所示，质量均为m 的小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，质量为2m 的小明同学站在小车上用力向右迅速推出木箱后，木箱相对于冰面运动的速度大小为v ，木箱与右侧竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹后被小明接住，求整个过程中小明对木箱做的功。
16（本题8分）汽车以36km/h 的速度在平直公路上匀速行驶，刹车后经2s 速度变为21.6km ／h ，求：1．刹车过程中的加速度；2．刹车后8s 内前进的距离。
ABC17（本题8分）如下图所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，现有一个质量m＝2.0×10－3kg、电量q＝2.0×10－6C的带正电的物体（可视为质点），从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其位移随时间的变化规律为s＝6.0t-10t2，式中s的单位为m，t的单位为s。
不计空气阻力，取g＝10m/s2。
1．求匀强电场的场强大小和方向；2．求带电物体在0~0.5s内电势能的变化量。
18．（12分）在2014年底，我国不少省市ETC联网正式启动运行，ETC是电子不停车收费系统的简称．汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示．假设汽车以正常行驶速度v1=16m/s朝收费站沿直线行驶，如果过ETC通道，需要在距收费站中心线前d=8m处正好匀减速至v2=4m/s，匀速通过中心线后，再匀加速至v1正常行驶;如果过人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过t0=25s缴费成功后，再启动汽车匀加速至v1正常行驶。
设汽车在减速和加速过程中的加速度大小分别为a1=2m/s2，和a2=1 m/s2．求:（1）汽车过ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小（2）汽车走ETC通道比走人工收费通道节约的时间Δt是多少?参考答案1．A【解析】解：当牵引力等于阻力时，速度最大，由P=fv得：f=．设关闭发动机前的运动时间为t1，对全过程运用动能定理：Pt1﹣fs=0解得：t1==匀减速运动的加速度大小为：a==，则匀减速运动的时间为：t2=．则火车运动的总时间为：t=t1+t2=+故选：A【点评】在功率不变时，火车先做变加速运动，最后做匀速运动，关闭发动机后，做匀减速运动．在变加速运动阶段，不能运用运动学公式或牛顿第二定律求解，因为加速度不恒定，只能通过动能定理分析．2．C【解析】考点：磁感线及其特点．专题：应用题；归谬反证法；模型法．分析：（1）磁体的周围存在着看不见，摸不着但又客观存在的磁场，为了描述磁场，在实验的基础上，利用建模的方法想象出来的磁感线，磁感线并不客观存在．（2）磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述．磁场越强，磁感线越密集（3）磁感线在磁体的周围是从磁体的N极出发回到S极．在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极，所以磁感线是闭合的．（4）磁场中的一点，磁场方向只有一个，由此入手可以确定磁感线不能相交．解答：解：A、磁感线是为了描述磁场而引入的，它并不客观存在，故A错误．B、磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述．磁场越弱，磁感线越稀疏，沿磁感线的方向无法确定磁场增强或者减弱，故B错误．C、磁感线在磁体的周围是从磁体的N极出发回到S极．在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极，所以磁感线是闭合的．故C正确．D、若两条磁感线（电场线）可以相交，则交点处就可以做出两个磁感（电场）的方向，即该点磁场（电场）方向就会有两个，这与理论相矛盾，因此磁感线（电场线）不能相交．故D正确．故选D．点评：此题考查了磁感线的引入目的，磁场方向的规定，记住相关的基础知识，对于解决此类识记性的题目非常方便．3．A【解析】解：A 、磁铁迅速向下移动时，发现电流表指针偏转，说明有产生感应电流，根据产生感应电流的条件﹣﹣﹣闭合电路的磁通量在变化，故A 正确；B 、当闭合开关时，出现通电导线在磁场中受到安培力作用，是属于电生磁现象，故B 错误；C 、通电线圈在磁场中受到安培力作用，而使线圈转动，故C 错误；D 、当通电导线，周围存在磁场，使得小磁针转动，属于电流周围存在磁场，故D 错误；故选：A ．【点评】此题考查电磁感应现象中产生感应电流的条件．题中没有直接考查，而是通过描述一个实验现象，让学生分析原因，同时还考查了学生分析实验现象的能力．4．C【解析】试题分析：感应电流的瞬时值为：cos m i I t ω=，当60t ω=︒时，i=1A ，故I m =2A ；有效值为：22m I A ==；选项A 错误；线圈消耗的电功率为22(2)24P I R W W ==⨯=，选项B 错误；任意时刻线圈中的感应电动势为，2cos 22cos(V)4cos100t(V)0.02m e I R t t πωπ==⨯=选项C 正确；因为E m =BS ω，则4110025m m E ϕωππ===，故任意时刻穿过线圈的磁通量为10.04sin sin100sin100(W )25m b t t t φωππππΦ===，选项D 错误；故选C. 考点：交流电的产生及变化规律【名师点睛】此题考查了交流电的产生及变化规律；掌握交流电的瞬时值表达式，最大值和有效值的关系式解题的关键步骤；注意E m =BSω=φm ω表达式的应用；书写表达式时，注意线圈转动的起点位置；此题是中等题，考查基本公式的应用。
5．AC【解析】试题分析：若虚线是电场线，由电场线的密集程度可看出a点的场强较大，故A正确；若虚线为等势面，等势面密集处电场线也越密集，故a处场强较大，故B错误；若虚线是电场线，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，ab曲线上每一点的瞬时速度与电场力方向均成钝角，故电子做减速运动，动能减小，电势能增大，故C正确；若虚线为等势面，根据等势面与电场线处处垂直可大致画出电场线，显然可看出曲线上每个位置电子受到的电场力与速度成锐角，电子加速运动，动能增大，电势能减小，故D错误．故选AC。
考点：电场线；等势面6．D【解析】解：根据洛伦兹力做为向心力，可得，qvB=m=mr，所以比荷=，所以要确定带电粒子的电荷量与质量之比，需要知道v，r和B．根据T=可得，比荷=，所以要确定带电粒子的电荷量与质量之比，需要知道磁感应强度B和运动周期T，所以D正确．故选D．【点评】根据带电粒子在磁场中做圆周运动的半径周期公式可以快速的作出判断，所以掌握住结论有利于提高解题的速度．7．C【解析】弹簧振子的振动周期只与其本身的因素有关，跟物体的运动状态无关，所以弹簧振子的周期不变；当电梯加速向上运动时，单摆的等效重力加速度变大，单摆的周期变小，所以选项C正确．8．AC【解析】试题分析：在中心面位置，线圈的磁通量最大，没有切割磁感线运动，磁通量变化率为零，每经过一次中心面，电流方向就改变一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变两次，所以AC 正确，BD错误故选AC考点：考查了交流电的产生点评：关键是对线圈在中心面位置时的特点正确理解和掌握，9．A【解析】试题分析：闭合金属圆环在非匀强磁场中运动时，磁通量在变化，有感应电流产生，机械能不断减小，知环滚入曲面左侧的高度小于h．安培力做负功．解：A、B、C、闭合金属圆环在非匀强磁场中运动时，磁通量在变化，环内感应电流产生，机械能一部分转化为电能，所以环滚上曲面右侧的高度小于h ．故A 错误，BC 正确．D 、在运动过程中，安培力阻碍导体相对磁场运动，总是阻力，一定做负功．故D 正确．本题选说法不正确的，故选：A 【点评】此题从能量的角度分析圆环高度的变化．在导体与磁场发生相对运动的过程中，安培力总是阻力，导体克服安培力做功将机械能转化为电能．10．D【解析】试题分析：由题意知，静止时，根据平衡条件两弹簧对滑块的弹力等大反向，两弹簧可能同时处于拉伸或压缩状态；若向右加速运动，根据牛顿第二定律可知两弹簧合力向右，若两弹簧时压缩，则a 弹簧弹力增大，b 弹簧弹力减小，即,a b l l l l <>；若两弹簧时伸长状态，则a 弹簧弹力减小，b 弹簧弹力增大，即,a b l l l l <>，所以D 正确；A 、B 、C 错误。