2017年全国高考物理3试卷及答案

2017·全国卷Ⅲ(物理)14．D5、E2[2017·全国卷Ⅲ]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＝2πRRGM，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＝12mv2变大，C正确．15．L1[2017·全国卷Ⅲ]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()图1A．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．16．E1、E2[2017·全国卷Ⅲ]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()图1A.19mglB.16mglC.13mglD.12mgl16．A[解析]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ΔEp，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ΔEp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＝ΔEp＝m′gh＝19mgl，A正确．17．B1、B4[2017·全国卷Ⅲ]一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm；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(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A．86cmB．92cmC．98cmD．104cm17．B[解析]由题可知，挂上钩码后，如图甲所示．此时弹性绳长度为100cm，则θ＝37°，sinθ＝0.6.对结点O进行受力分析如图乙所示，则由图乙得2Tsinθ＝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＝T′x′，由题可知x＝100cm－80cm＝20cm，则移动后弹性绳伸长长度为x′＝12cm，那么弹性绳总长度变为L＝L0＋x′＝92cm，B正确．18．K1[2017·全国卷Ⅲ]如图所示，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()图1A．0B.33B0C.233B0D．2B018．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B1＝2BPcos30°＝3BP，由题可知，a点处磁感应强度为零，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＝33B0，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＝233B0，C正确．19．O1(多选)[2017·全国卷Ⅲ]在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb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为普朗克常量．下列说法正确的是()A．若νaνb，则一定有UaUbB．若νaνb，则一定有EkaEkbC．若UaUb，则一定有EkaEkbD．若νaνb，则一定有hνa－Ekahνb－Ekb19．BC[解析]由光电效应方程可知Ek＝hν－W0，该动能又会在遏止电压下恰好减为零，则eU＝hν－W0，其中W0为逸出功，同种金属的W0相同．若νaνb，则UaUb，故A错误；若νaνb，根据Ek＝hν－W0，可得EkaEkb，故B正确；若UaUb，根据Ek＝eU，可得EkaEkb，故C正确；若νaνb，根据Ek＝hν－W0可知hν－Ek＝W0，由于是照射到同种金属上，逸出功W0相同，故D错误．20．F1(多选)[2017·全国卷Ⅲ]一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动．F随时间t变化的图线如图所示，则()图1A．t＝1s时物块的速率为1m/sB．t＝2s时物块的动量大小为4kg·m/sC．t＝3s时物块的动量大小为5kg·m/sD．t＝4s时物块的速度为零20．AB[解析]由题目可知F＝2N，F′＝－1N，由动量定理Ft＝mv1－mv0，可知t＝1s时，Ft1＝mv1，代入数据可得v1＝Ft1m＝2×12m/s＝1m/s，故A正确；t＝2s时，p＝Ft2，代入数据可得p＝4kg·m/s，故B正确；t＝3s时，p＝Ft2＋F′(t3－t2)，代入数据可得p＝3kg·m/s，故C错误；t＝4s时，由Ft2＋F′(t4－t2)＝mv4，代入数据可得v4＝Ft2＋F′（t4－t2）m＝2×2－1×（4－2）2m/s＝1m/s，故D错误．21．I1、I2(多选)[2017·全国卷Ⅲ]一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V．下列说法正确的是()图1A．电场强度的大小为2.5V/cmB．坐标原点处的电势为1VC．电子在a点的电势能比在b点的低7eVD．电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV21．ABD[解析]由题目可得：φa＝10V，φb＝17V，φc＝26V，则可知ab与Oc交点电势满足φa＋φb2＝φO＋φc2，故φO＝φa＋φb－φc＝1V，故B正确；从a到b移动电子，电场力做功W＝Uab(－e)＝7eV，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7eV，故C错误；从b到c移动电子，电场力做功W′＝－eUbc＝9eV，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＝6×35cm＝185cm，故φc－φOxcO＝φc－φdxcd，则d点的电势为φd＝17V，故bd为等势线，从而电场线沿cO方向，故E＝UcOxcO＝2510V/cm＝2.5V/cm，故A正确．22．B6[2017·全国卷Ⅲ]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1mm)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.(2)撤去(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＝4.2N和F2＝5.6N.(ⅰ)用5mm长度的线段表示1N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)(ⅱ)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．22．[答案](1)4.0(2)(ⅰ)F1、F2和F合如图所示(ⅱ)4.00.05[解析](ⅱ)用刻度尺量出F合的线段长为20.02mm，所以，F合大小约为4.0N，F合与拉力F的夹角的正切值为0.05.23．J6、J8[2017·全国卷Ⅲ]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250μA，内阻为480Ω.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1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω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＝________Ω，R4＝________Ω.(4)某次测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)160880(4)1.47mA1.10×103Ω2.95V[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＝160Ω；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，新表头的内阻r＝（R1＋R2）RgR1＋R2＋Rg＝120Ω，新表头的量程是1mA，所以R4＝U1I1－r＝11×10－3Ω－120Ω＝880Ω.(4)若此时B端是与“1”相连的，则为量程是2.5mA的电流表，则多用电表读数为1.47mA；若此时B端是与“3”相连的，则为欧姆表，读数为1.10×103Ω；若此时B端是与“5”相连的，则为量程是5V的电压表，读数为2.95V.24．K2、K3[2017·全国卷Ⅲ]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；x0区域，磁感应强度的大小为λB0(常数λ1)．一质量为m、电荷量为q(q0)的带电粒子以速度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)：图1(1)粒子运动的时间；(2)粒子与O点间的距离．24．[答案](1)πmB0q1＋1λ(2)2mv0B0q1－1λ[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＝mv20R1①qλB0v0＝mv20R2②粒子速度方向转过180°时，所需时间t1为t1＝πR1v0③粒子再转过180°时，所需时间t2为t2＝πR2v0④联立①②③④式得，所求时间为t0＝t1＋t2＝πmB0q1＋1λ⑤(2)由几何关系及①②式得，所求距离为d0＝2(R1－R2)＝2mv0B0q1－1λ⑥25．A8、C5、F4[2017·全国卷Ⅲ]如图，两个滑块A和B的质量分别为mA＝1kg和m