物理·安徽师范大学附属中学2017届高三上学期期中考查物理试题 Word版含解析

物理·安徽师范大学附属中学2017届高三上学期期中考查物理试题 Word版含解析

安徽师范大学附属中学2016-2017学年期中考查 高 三 物 理 试 卷 ‎ ‎ 一、选择题：本题共10小题，毎小題4分，在毎小题给出的四个选项中，第1～6题只有一个选项正确，第7〜10题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1、概念是物理学内容的基础和重要组成部分，以下有关物理概念的描述正确的是（ 　　）‎ ‎ A．比值定义法是物理概念中常用的一种定义新物理量的方法，即用两个已知物理量的比值表示一个新的物理量，如电容的定义C=，表示C与Q成正比，与U成反比，这就是比值定义的特点 ‎ B．空气阻力和浮力的影响不能忽略时，斜向上抛出一物体，则物体在空中的运动是一种匀变速运动 ‎ C．静止的物体可能受到滑动摩擦力，运动的物体不可能受到静摩擦力 ‎ D．圆周运动是一种加速度不断变化的运动，其向心力不一定就是物体受到合外力 ‎2、理论上已经证明：电荷均匀分布的球壳在壳内的电场强度为零．假设某星球是一半径为R、电荷量为Q且电荷分布均匀的球体，静电力常量为k，则星球表面下h深度处的电场强度的大小为（　　）‎ A． B． C． D．0‎ ‎3、t=0时刻一质点开始做初速度为零的直线运动，时间t内相对初始位置的位移为x． 如图所示，与t的关系图线为一条过原点的倾斜直线．则t=2s时质点的速度大小为（　 　）‎ ‎ A．8m/s B．6m/s C．4m/s D．2m/s ‎ 第3题图 第4题图 第5题图 ‎4、如图所示，穿在一根光滑固定杆上的小球A、B通过一条跨过定滑轮的细绳连接，杆与水平方向成角，不计所以摩擦，当两球静止时，OA绳与杆的夹角为，OB绳沿竖直方向，则下列说法正确的是（ ）‎ ‎ A、A可能受到2个力的作用 B、B可能受到3个力的作用 ‎ C、A、B的质量之比为 D、A、B的质量之比为 ‎5、一物体仅受重力和竖直向上的拉力作用，沿竖直方向向上做减速运动．此过程中物体速度的平方和上升高度的关系如图所示．若取h=0处为重力势能等于零的参考平面，则此过程中物体的机械能随高度变化的图象可能正确的是（　　）‎ ‎ A． B． C． D．‎ ‎6、如图所示，平行板电容器与直流电源连接，下极板接地。一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于静止状态．现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则（ ）‎ A．带电油滴将竖直向上运动 ‎ B．带电油滴的机械能将增加 C．该带电油滴在P点的电势能减小 ‎ ‎ D．电容器的电容增加，极板带电量增加 第6题图 ‎7、(多选)某人驾驶一辆汽车甲正在平直的公路以某一速度匀速运动，突然发现前方50m处停着一辆乙车，立即刹车，刹车后做匀减速直线运动．已知该车刹车后第1个2s内的位移是24m，第4个2s内的位移是1m．则下列说法正确的是（　）‎ ‎ A．汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为 ‎ B．汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为2m/s2‎ ‎ C．汽车甲刹车后停止前，可能撞上乙车 ‎ D．汽车甲刹车前的速度为14m/s ‎8．(多选)登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星．地球和火星的公转视为匀速圆周运动．忽略行星自转影响，火星和地球相比（　 ）‎ 行星 半径/m 质量/kg 公转轨道半径/m 地球 ‎6.4×106‎ ‎6.0×1024‎ ‎1.5×1011‎ 火星 ‎3.4×106‎ ‎6.4×1023‎ ‎2.3×1011‎ ‎ A．火星的“第一宇宙速度”约为地球的第一宇宙速度的0.45倍 ‎ B．火星的“第一宇宙速度”约为地球的第一宇宙速度的1.4倍 ‎ C．火星公转的向心加速度约为地球公转的向心加速度的0.43倍 ‎ D．火星公转的向心加速度约为地球公转的向心加速度的0.28倍 ‎9．(多选)如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，△ABC是圆的内接直角三角形，∠BAC=63.5°，O为圆心，半径R=5cm．位于A处的粒子源向平 第9题图 面内各个方向发射初动能均为8eV、电荷量+e的粒子，有些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为12eV，达到C点的粒子电势能为﹣4eV（取O点电势为零）．忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，sin53°=0.8．下列说法正确的是（　 　）‎ ‎ A．圆周上A、C两点的电势差为16V ‎ B．圆周上B、C两点的电势差为-4V ‎ ‎ C．匀强电场的场强大小为100V/m ‎ D．当某个粒子经过圆周上某一位置时，可以具有6eV的电势能，且同时具有6eV的动能 ‎ ‎10、(多选)如图所示，光滑杆的端固定一根劲度系数为k=10N/m，原长为的轻弹簧，质量为m=1kg的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接，为过O点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为=30°，开始杆是静止的，当杆以为轴转动时，角速度从零开始缓慢增加，直至弹簧伸长量为0.5m，下列说法正确的是（ ）‎ ‎ A、杆保持静止状态，弹簧的长度为0.5m ‎ B、当弹簧恢复原长时，杆转动的角速度为 ‎ C、当弹簧伸长量为0.5m时，杆转动的角速度为 第10题图 ‎ D、在此过程中，杆对小球做功为12.5J ‎ 二、实验题：（每空2分，共20分）‎ ‎11、（6分）有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列问题：‎ ‎(1)改变钩码个数，实验能完成的是 .‎ ‎ A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4‎ ‎ B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4‎ ‎ C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4‎ ‎ D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5‎ ‎(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是 .‎ ‎ A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向 ‎ B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度 ‎ C．用量角器量出三段绳子之间的夹角 ‎ D．用天平测出钩码的质量 ‎(3)在作图时，你认为图示中________是正确的．(填“甲”或“乙”)‎ ‎12．（14分）如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律．‎ ‎①已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是__________（填字母代号）．‎ ‎ A．直流电源、天平及砝码 B．直流电源、毫米刻度尺 ‎ C．交流电源．天平及砝码 D．交流电源、毫米刻度尺 ‎②实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是：__________．‎ ‎ A．用刻度尺测出物体下落的高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v ‎ B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=计算出瞬时速度v ‎ C．报据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h ‎ D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v ‎③安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示．图中O点为打点起始点，且速度为零．选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分別为h1、h2、h3．已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，计时器打点周期为T．为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到F点的过程中，重锤重力势能的减少量△Ep=__________，动能的增加量△Ek=__________（用题中所给字母表示）‎ ‎④实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是__________．‎ ‎ A．该误差属于偶然误差 B．该误差属于系统误差 ‎ C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 ‎ D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差 ‎⑤某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能，于是深入研究阻力对本实验的影响．若重锤所受阻力为f．重锤质量为m，重力加速度为g．他测出各计数点到起始点的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出v2﹣h图线，如图3所示，图象是一条直线，此直线斜率k=__________（用题中字母表示）．‎ 已知当地的重力加速度g=9.8m/s2，由图线求得重锤下落时受到阻力与重锤所受重力的百分比为=__________% （保留两位有效数字）．‎ 三、解答题（本题包括4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎13、(8分) 如图为一条平直公路中的两段，其中A点左边的路段为足够长的柏油路面，A点右边路段为水泥路面．已知汽车轮胎与柏油路面的动摩擦因数μ1=0.25，与水泥路面的动摩擦因数μ2=0.50．当汽车以速度v0=20m/s沿柏油路面行驶时，若刚过A点时紧急刹车后（车轮立即停止转动），汽车要滑行一段距离到B处才能停下；若该汽车以速度2v0在柏油路面上行驶，突然发现B处有障碍物，需在A点左侧的柏油路段上某处紧急刹车，若最终汽车刚好撞不上障碍物，（重力加速度g=10m/s2），求：‎ ‎（1）水泥路面AB段的长度；‎ ‎（2）在第二种情况下汽车从刹车开始计时运动了多长时间才停下？‎ ‎ ‎ ‎14．(10分)如图所示，轻绳绕过定滑轮，一端连接物块A，另一端连接在滑环C上，物块A的下端用弹簧与放在地面上的物块B连接，A、B 两物块的质量均为m，滑环C的质量为M，开始时绳连接滑环C部分处于水平，绳刚好拉直且无弹力，滑轮到杆的距离为L，控制滑块C，使其沿杆缓慢下滑，当C下滑L时，释放滑环C，结果滑环C刚好处于静止，此时B刚好要离开地面，不计一切摩擦，重力加速度为g。‎ ‎(1)求弹簧的劲度系数；‎ ‎(2)若由静止释放滑环C，求当物块B刚好要离开地面时，滑环C的速度大小。‎ ‎15、(11分)如图所示，AB段为一半径R=0.2m的光滑圆形轨道，EF为一倾角为30°的光滑斜面，斜面上有一质量为0.1kg的薄木板CD，木板的下端D离斜面底端的距离为15m，开始时木板被锁定．一质量也为0.1kg的物块从A点由静止开始下滑，通过B点后被水平抛出，经过一段时间后恰好以平行于薄木板的方向滑上木板，在物块滑上木板的同时木板解除锁定．已知物块与薄木板间的动摩擦因数为μ=．取g=10m/s2，求：‎ ‎（1）物块到达B点时对圆形轨道的压力大小；‎ ‎（2）物块做平抛运动的时间；‎ ‎（3）若下滑过程中某时刻物块和木板达到共同速度，则这个速度为多大？‎ ‎16．(11分)如图所示，在正交坐标系xOy 的第一、四象限内分别存在两个大小相等、方向不同的匀强电场，两组平行且等间距的实线分别表示两个电场的电场线，每条电场线与x轴所夹的锐角均为60°.一质子从y轴上某点A沿着垂直于电场线的方向射入第一象限，仅在电场力的作用下第一次到达x轴上的B点时速度方向正好垂直于第四象限内的电场线，之后第二次到达x轴上的C点．‎ 求（1）质子在A点和B点的速度之比；‎ ‎（2）OB与BC长度的比值。‎ 试题解析部分 ‎1‎ ‎【答案】D ‎【解析】本题考查物理概念的知识点，意在考查学生的理解能力。‎ 采用的是比值定义法，C是由电容器本身的性质决定的，故电量Q及电压U无关；这是比值定义法的共性，选项A错误；‎ 空气阻力和浮力不能忽略时，阻力随着物体速度的变化而变化，物体在空中运动时的合外力在变化，不是匀变速运动，选项B错误；静止的物体可能受到静摩擦力也可能受到滑动摩擦力，运动的物体可能受到静摩擦力也可能受到滑动摩擦力，选项C错误；匀速圆周运动的向心力一定是物体受到的合外力，但是非匀速圆周运动，向心力是其合外力的一个分力，选项D正确。综上本题选D。‎ ‎ ‎ ‎2‎ ‎【答案】A ‎【解析】本题考查电场力与电势性质的知识点，意在考查学生的理解能力。‎ 球体的体积：，所以半径R-h的内球所带的电量：‎ 星球表面下h深度处的电场强度的大小为：。综上本题选A。‎ ‎ ‎ ‎3‎ ‎【答案】C ‎【解析】本题考查运动图象的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 由匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+at2变形得：，可得质点的初速度v0=0，加速度为：a=2m/s2，质点做匀加速直线运动，所以t=2s时质点的速度大小为：v=at=4m/s。综上本题选C。‎ ‎ ‎ ‎4‎ ‎【答案】D ‎【解析】本题考查共点力平衡的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 对A球受力分析可知，A受到重力，绳子的拉力以及杆对A球的弹力，三个力的合力为零，选项A错误；对B球受力分析可知，B受到重力，绳子的拉力，两个力合力为零，杆子对B球没有弹力，否则B不能平衡，选项B错误；分别对AB两球分析，运用合成法，如图：‎ 根据共点力平衡条件，得：T=mBg，，故mA：mB=1：tanθ，选项C错误，选项D正确。综上本题选D。‎ ‎ ‎ ‎5‎ ‎【答案】B ‎【解析】本题考查动能定理的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 拉力竖直向上，与物体的位移方向相同，则拉力对物体做正功，由功能关系知物体的机械能增加，选项AD错误；由匀变速运动的速度位移关系公式得到：，由此得到图象的斜率为2a，因为直线的斜率不变，所以加速度a不变，因此物体向上做匀减速直线运动，由牛顿第二定律知拉力恒定，由功能关系知：F△h=△E，即得，所以E-h图象的斜率等于拉力F，F一定，因此E-h图象应是向上倾斜的直线。综上本题选B。‎ ‎ ‎ ‎6‎ ‎【答案】C ‎【解析】本题考查电容器的知识点，意在考查学的推理能力。‎ 与电源相连，电压不变，两板间距增大，板间电场强度减小，油滴下落，选项A错误；油滴向下运动，电场力做负功，机械能减小，选项B错误；下极板下移，P点电势升高，此油滴带负电，在高电势处电势能小，选项C正确；根据，d增加，C减小，与电源相连U不变，所以Q减小，选项D错误。综上本题选C。‎ ‎ ‎ ‎7‎ ‎【答案】BD ‎【解析】本题考查位移与时间关系的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ x4-x1=3aT2，代入数据：1-24=3a×22，解得：a=，根据x1＝v0t1+，，速度减为零的时间为：t=，可知汽车在8s前速度减为零，设汽车的加速度为a，根据x1＝v0t1+得：24=2v0+2a，汽车速度减为零的时间为：，采用逆向思维，最后2s内的位移为：x′＝，联立解得a=-2m/s2，初速度v0=14m/s，选项A错误，选项BD正确；汽车刹车到停止的距离x0＝，可知甲不能撞上乙车，选项C错误。综上本题选BD。‎ ‎ ‎ ‎8‎ ‎【答案】AC ‎【解析】本题考查万有引力及其应用的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 根据第一宇宙速度公式，带入数据得：，选项A正确，选项B错误；根据向心加速度公式，，选项C正确，选项D错误。综上本题选AC。‎ ‎ ‎ ‎9‎ ‎【答案】CD ‎【解析】本题考查电势差与电场强度的关系的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ C点的电势为：，，所以，，所以，所以，选项AB错误；‎ BO连线为等势面，电场线与等势面垂直，如图所示：‎ E=，选项C正确；粒子在B点动能为12eV，势能为0，则总能量为12eV，所以粒子经过圆周上某一位置时，可以具有6eV的电势能，且同时具有6eV的动能，选项D正确。综上本题选CD。‎ ‎ ‎ ‎10‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】本题考查动能定理的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 当杆静止时，根据力的平衡条件可得：mgsin30°=kx，解得：x=0.5m，所以弹簧的长度为：l1=l0-x=0.5m，选项A正确；当弹簧恢复原长时，由牛顿第二定律可得：mgtan30°=mω12l0cos30°，解得：，选项B错误；当弹簧伸长量为0.5m时，对小球进行受力分析如图：‎ 水平方向上：F2cos30°+Nsin30°=mω22(l0+x)cos30°，竖直方向上：Ncos30°=mg+F2sin30°，F2=kx，联立解得：，选项C正确；由动能定理可得：W-mg•2xsin30°=m[ω2(l0+x)cos30°]2-0，解得：W=12.5J，选项D正确。综上本题选ACD。‎ ‎ ‎ ‎11‎ ‎【答案】(1)BCD (2)A (3)甲 ‎【解析】本题考查验证力的平行四边形定则的知识点，意在考查学生的实验能力。‎ ‎(1) 对O点受力分析 OA 、OB、 OC分别表示三个力的大小，由于三共点力处于平衡，所以OC等于OD。因此三个力的大小构成一个三角形。2、2、4不可以构成三角形，则结点不能处于平衡，选项A错误；3、3、4可以构成三角形，则结点能处于平衡，选项B正确；4、4、4可以构成三角形，则结点能处于平衡，选项C正确；3、4、5可以构成三角形，则结点能处于平衡，选项D正确。综上本题选BCD；‎ ‎(2) 为验证平行四边形定则，必须作受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此要做好记录，是从力的三要素角度出发，要记录砝码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向，选项A正确，选项BCD错误，综上本题选A；‎ ‎(3) 以O点为研究对象，F3的是实际作用效果在OC这条线上，由于误差的存在，F1、F2的理论值要与实际值有一定偏差，所以甲图符合实际，乙图不符合实际。‎ ‎ ‎ ‎12‎ ‎【答案】①D ②D ③mgh2， ④BD ⑤，3.1~4.1‎ ‎【解析】本题考查验证机械能守恒的知识点，意在考查学生的试验能力。‎ ‎① 试验中需对纸带分析，需要毫米刻度尺，打点计时器需要交流电源，选项D正确；‎ ‎② 重物下落过程中受到阻力作用，实际加速度小于当地重力加速度，计算过程中不能直接用g，选项ABC错误；综上本题选D；‎ ‎③ 重力势能的减少量等于重力乘以重力方向的位移，大小为：mgh2；动能的增量：△Ek=；‎ ‎④ 系统误差总是偏大或者偏小，偶然误差可能偏大可能偏小，本实验重力势能的减小量总是略大于动能的增量，属于系统误差，选项B正确；误差来源于空气阻力和摩擦阻力，所以可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小误差，选项D正确。总是本题选BD；‎ ‎⑤ 因为，所以：，所以斜率k=，则km=2(mg-f)，变形为：。‎ ‎ ‎ ‎13‎ ‎【答案】（1）x2=40m （2）t=12s ‎【解析】本题考查匀变速直线运动的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ ‎（1）汽车在A到B的过程中有：μ2mg=ma2‎ AB间距为：x2=‎ 联立并代入数据得：x2=40m；‎ ‎（2）由上问可知，汽车恰不撞上障碍物，在A点的速度应为v0‎ 则在A点左侧有：2v0﹣v0=a1t1 且有：μ1mg=ma1‎ 在A到B的过程中有：v0=a2t2‎ 所求时间为：t=t1+t2‎ 联立并代入数据得：t=12s。‎ ‎ ‎ ‎14‎ ‎【答案】（1）k= （2）v= 10‎ ‎【解析】本题考查机械能守恒定律的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ ‎（1）设开始时弹簧的压缩量为x，则kx=mg 设B物块刚好要离开地面，弹簧的伸长量为x′，则 kx′=mg 因此 x′=‎ 由几何关系得 ‎ 解得 x=‎ 所以k=；‎ ‎（2）弹簧的劲度系数为k，开始时弹簧的压缩量为 当B刚好要离开地面时，弹簧的伸长量 ‎ 因此A上升的距离为 ‎ C下滑的距离 H=‎ 根据机械能守恒MgH－mgh＝m(v)2＋Mv2 ‎ 又2mgcos37°=Mg 联立解得 v= 10。‎ ‎ ‎ ‎15‎ ‎【答案】（1）F=3N 方向竖直向下 （2）s （3）v共=3.465m/s ‎【解析】本题考查动能定理、机械能守恒、圆周运动、牛顿运动定律等知识点，意在考查学生的分析综合能力。‎ ‎（1）物块从A到B的过程中机械能守恒，得： mgR=‎ 得：=2m/s 物块到达B受重力G和向上的弹力F作用，由牛顿第二定律知：‎ F-mg=‎ 得：F=mg+=3N 由牛顿第三定律可知，物块到达B点时对圆形轨道的压力大小等于物块受到的支持力，即3N，方向竖直向下；‎ ‎（2）设物块离开B点做平抛运动的时间为t1，落地点到C点时竖直方向的分速度是vy，则：‎ 所以：m/s 又：vy=gt1‎ 所以：s；‎ ‎（3）物块到达C时的合速度：m/s=‎ 到达C点后物块受到重力、支持力和摩擦力的作用，沿斜面方向：‎ ma1=mgsin30°﹣μmgcos30°‎ 代入数据得：，方向沿斜面向下；‎ 此时木板沿斜面的方向：Ma2=Mgsin30°+μmgcos30°‎ 代入数据得：，方向沿斜面向下；‎ 设经过时间t2二者的速度相等，则：v+a1t2=a2t2‎ 联立方程，代入数据得：‎ 二者的共同速度：v共=a2t2=7.5×0.462m/s=3.465m/s 该过程中木板的位移：s=m＜15m 即二者达到共同速度时，木板没有滑到底端。‎ ‎ ‎ ‎16‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】本题考查带电粒子在匀强电场中的运动的知识点，意在考查学生的分析综合能力。‎ ‎（1）质子的运动轨迹如图所示，在A、B两点的速度分别为v0、v，由题意知v与v0的夹角为60°，所以 ‎；‎ ‎（2）设质子在电场中运动的加速度为a，从A运动到B经历的时间为t1‎ OB=ON+NB ‎ 由几何关系：ON=AMsin30°‎ NB=MBcos30°‎ 沿垂直于v0方向上：AM=‎ 沿平行于v0方向上：MB=v0t1‎ 在B点：vsin60°=at1‎ v0=vcos60°‎ 联立上述方程解得：OB=‎ 设质子从B到C经历时间为t2，作如图辅助线，‎ 沿CP方向：BCsin60°=vt2‎ 沿BP方向： BCcos60°=‎ 联立求解：BC=‎ 所以：。‎