河北省正定中学2017届高三上学期第三次月考（期中）物理试题

河北省正定中学2017届高三上学期第三次月考（期中）物理试题

www.ks5u.com 一、选择题：（1-8题为单选；9-12为多选）‎ ‎1、当新的实验提供了新的视角，或有了新的观测发现时，原有的理论就会被修改，下列关于各个理论的修正中正确的是（　　）‎ A．伽利略修正了亚里士多德的落体理论，证明了物体下落的速度取决于下落时间的长短和物体的质量 ‎ B．牛顿修正了伽利略关于力是维持物体运动原因的理论，提出了力是改变物体运动状态的原因 ‎ C．牛顿认为开普勒第三定律是正确的，并修正了其决定因素，即是由太阳的质量和万有引力常量决定 ‎ D．库伦提出库仑定律，并最早用实验测得元电荷e的数值 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 选C.‎ 考点：物理学史 ‎【名师点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。‎ ‎2、一个质点在三个共点力F1F2F3的作用下处于平衡状态，如图所示，则三个力的大小关系是：‎ A．F1＞F2＞F3 B．F1＞F3＞F2 C．F2＞F1＞F3 D．F3＞F1＞F2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：因为质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态，所以将三力首尾相连组成一封闭三角形，如图所示：根据数学知识三角形中大角对大边，即得出F3＞F1＞F2，所以选项ABC错误，D正确．故选D.‎ 考点：物体的平衡 ‎【名师点睛】此题掌握共点力平衡的条件，巧妙运用力的三角形法则即可解决此类问题。‎ ‎3、图甲中的直线为一静电场中哦电场线（方向未标出），现一不计重力的带负电粒子从电场线上的M点沿电场线运动至N点，假设粒子仅受电场力作用，图乙描述了该粒子速度的平方随其位移的变化规律．则（　　）‎ A．粒子在M点所受的电场力小于在N点所受的电场力 ‎ B．该电场线上的电场方向由N点指向M点 ‎ C．粒子由M点向N点运动的过程中，电场力做负功 ‎ D．粒子在N点的电势能大于在M点的电势能 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】解决本题的关键要掌握运动学公式v2-v02=2ax，由此来理解斜率的意义．要掌握电场力做功与电势能变化的关系，结合电场线的方向来比较电势的高低。‎ ‎4、如图所示，离地面高h处有甲、乙两个小球，甲以初速度v0水平向左射出，同时乙以大小相同的初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面滑下．若甲、乙同时到达地面，重力加速度为g, 则v0的大小是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 考点：牛顿第二定律的应用 ‎【名师点睛】该题考查了平抛运动及匀变速直线运动的基本公式的直接应用，抓住时间相等去求解，难度不大，属于中档题。‎ ‎5、如图所示，曲线表示固定在x轴上ab两点的两个点电荷产生的电势与位置之间的对应关系，两个点电荷所带电荷量分别为q1和q2，a、p间距离大于p、b间距离．从图中可以判断以下说法正确的是（　　）‎ A．两点电荷均为负电荷，且q1一定大于q2 ‎ B．电势最低的p点的电场强度不一定为零 ‎ C．将一负的检验电荷从b处左侧附近移到p处，检验电荷的电势能增加 ‎ D．a、p间的电场方向都指向a点 ‎【答案】C 考点：电场强度；电势 ‎【名师点睛】本题的技巧是作电场线，将抽象问题形象化，是电场中常用方法．同时要抓住图象的斜率等于场强，分析场强的大小。‎ ‎6、如图所示，两个3/4圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，A轨道由金属凹槽制成，B轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道．在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别用hA和hB表示，则下列说法正确的是（　　）‎ A．若hA=hB=2R，则两小球都能沿轨道运动到最高点 ‎ B．若hA=hB= ，由于机械能守恒，两小球在轨道上升的最大高度为3R ‎ C．适当调整hA和hB，均可使两小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处 ‎ D．若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，A小球的最小高度为，B小球最小高度为2R ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：若小球A恰好能到A轨道的最高点时，由，，根据机械能守恒定律得，mg（hA-2R）=mvA2，解得hA=R；若小球B恰好能到B轨道的最高点时，在最高点的速度vB=0，根据机械能守恒定律得hB=2R．可见，hA=2R时，A不能到达轨道的最高点．故A错误，D正确．若hB=‎ 时，B球到达轨道上最高点时速度为0，小球B在轨道上上升的最大高度等于时，若hA=hB=时，小 考点：机械能守恒定律、圆周运动、平抛运动 ‎【名师点睛】本题是向心力、机械能守恒定律、平抛运动的综合，A轨道与轻绳系的球模型相似，B轨道与轻杆固定的球模型相似，要注意临界条件的不同。‎ ‎7、如图所示，一质量为m，带电量+q的物块（可视为质点）静止于A点，粗糙水平轨道AB与BC斜面平滑连接，现在整个空间加一上水平向右的匀强电场，使小物块刚好运动到C点，物块与轨道间的动摩擦因数都为μ，已知AC间的水平距离为S，竖直高度差为H，则下列法正确的是（　　）‎ A．电场强度 ‎ B．全程电势能减少mgH+μmgs ‎ C．全程摩擦力做功大小为μmgs ‎ D．若不改变H和S的大小，只改变斜面的倾角，则须改变电场强度大小才能到达C点 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：设AB长s′，BC长s″，BC与水平面的夹角为θ，全程列动能定理得，qES-mgH-μmgs′-μmgcosθs″-μqEsinθs″=0，即qES-mgH-μmgS-μqEH=0, 解得，，故A正确；电场力做功为qES=mgH+μmgS+μqEH，故电势能减少量为mgH+μmgS+μqEH，故B错误；摩擦力的做功大小为μmgS+μqEH，故C错误；由可知，斜面倾角与电场强度的大小无关，只与S和H有关，故斜面倾角变化时，电场强度不变，故D错误；故选A. ‎ 考点：动能定理；电势能；电场强度 ‎【名师点睛】电场力和重力做功只与初末位置有关，与路径无关，利用动能定理，即可求解，摩擦力由接触面的粗糙程度和正压力决定，分析物体的受力，注意三角函数之间的关系，就可解出答案．注意要整体分析。‎ ‎8、如图所示，一固定杆与水平方向夹角为θ，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ．若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动，此时绳子与竖直方向夹角为β，且θ＜β，则滑块的运动情况是（　　）‎ A．沿着杆加速下滑 B．沿着杆加速上滑 ‎ C．沿着杆减速下滑 D．沿着杆减速上滑 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 故选D.‎ 考点：牛顿第二定律的应用 ‎【名师点睛】分析多个物体的受力时，一般先用整体法来求得共同的加速度，再用隔离法分析单个物体的受力，求得物体的受力情况，本题就是典型的应用整体隔离法的题目。‎ ‎9、我国研制的“嫦娥三号”月球探测器于2013年12月1日发射成功，并成功在月球表面实现软着陆；探测器首先被送到距离月球表面高度为H的近月轨道做匀速圆周运动，之后在轨道上的A点实施变轨，使探测器绕月球做椭圆运动，当运动到B点时继续运动，探测器携带的传感器测得自由落体运动时间为t，已知月球半径为R，万有引力常量为G．则下列正确的是（　　）‎ A．“嫦娥三号”的发射速度必须大于第一宇宙速度 ‎ B．探测器在近月轨道和椭圆轨道上的周期相等 ‎ C．“嫦娥三号”在A点变轨时，需减速才能从近月圆轨道进入椭圆轨道 ‎ D．月球的平均密度为 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ 考点：万有引力定律的应用 ‎【名师点睛】运用黄金代换式GM=gR2求出问题是考试中常见的方法；要记住球体的体积公式；明白第一宇宙速度的意义；可以将椭圆运动近似堪为圆周运动，其半径为轨道半长轴。‎ ‎10、如图，斜面上有一轻弹簧，弹簧下端固定，上端自由，匀强电场沿斜面向下，一带正电的物块从图中位置由静止释放，从物块开始运动到将弹簧压缩最短的过程中，重力做功W1，电场力做功W2，克服弹簧弹力做功W3，克服摩擦力做功W4，不计空气阻力，物块带电量保持不变，弹簧在弹性限度内，则该过程系统的（　　）‎ A．动能变化量为W1+W2-W3-W4 ‎ B．机械能变化量为W2-W3-W4 ‎ C．电势能增加了W2 ‎ D．弹性势能增加了W3‎ ‎【答案】AD 考点：功能关系 ‎【名师点睛】应明确：①涉及到“动能、动能变化”等问题时，应用动能定理求解；②涉及到“机械能变化”问题时，应用“功能原理”求解；③重力做功、弹簧弹力做功、电场力做功类似，均等于对应势能变化的负值。‎ ‎11、在相距为r的A、B两点分别放上点电荷QA、QB，C为AB的中点，如图所示，现引入带正电的检验电荷q，则下列说法正确的是（　　）‎ A．如果q在C点受力为零，则QA和QB一定是等量异种电荷 ‎ B．如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零，则QA和QB一定是异种电荷，且电量大小QA＞QB ‎ C．如果q在AC段上的某一点受力为零，而在BC段上移动时始终受到向右的力，则QA一定是负电荷，且电量大小QA＜QB ‎ D．如果q沿AB的垂直平分线移动时受力方向始终不变，则QA和QB一定是等量异种电荷 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ 试题分析：如果q在C点受力为零，则QA和QB对q的力方向相反，所以QA和QB一定是等量同种电荷，故A错误；如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零，则QA和QB一定是异种电荷，有库仑定律，对q有，rA＞rB，所以电量大小QA＞QB．故B正确；如果q在AC段上的某一点受力为零，根 考点：‎ ‎【名师点睛】熟悉电场强度的方向和点电荷电场强度的公式应用；电场强度是矢量，能用平行四边形法则进行矢量叠加。‎ ‎12、如图所示，与水平面夹角为锐角的斜面底端A向上有三个等距点B、C和D，即AB=BC=CD，D点距水平面高为h．小滑块以初速从A点出发，沿斜面向上运动．若斜面光滑，则滑块到达D位置时速度为零；若斜面AB部分与滑块有处处相同的摩擦，其余部分光滑，则滑块上滑到C位置时速度为零，然后下滑．已知重力加速度为g，则在AB有摩擦的情况下（　　）‎ A．从C位置返回到A位置的过程中，克服阻力做功为 ‎ B．滑块从B位置返回到A位置的过程中，动能变化为零 ‎ C．滑块从C位置返回到B位置时的动能为 ‎ D．滑块从B位置返回到A位置时的动能为 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：若无摩擦，则从A到D由动能定理可知mgh=mv02；若AB粗糙则：在上滑过程中，由动能定理可得−mg•h−Wf＝0−mv02；解得Wf＝mgh；在上滑过程中和下滑过程中摩擦力做功相同，即为-mgh，故A错误；滑块从B位置返回到A位置的过程中，重力做功为mgh，摩擦力做功为-mgh，‎ 考点：动能定理 ‎【名师点睛】该题中，根据动能定理分别对题目给出的两种情况列出公式，得出AB之间的摩擦力与重力沿斜面向下的分量大小相等是解题的关键。‎ 二、实验题：‎ ‎13、某研究小组的同学在水平放置的方木板上做“探究共点力的合成规律”实验时：‎ ‎（1）利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O以及两只弹簧秤拉力的大小和方向，如图（a）所示，图中每一小格长度均代表0.5N，则F1与F2的合力大小为 N．‎ ‎（2）关于此实验，下列叙述中正确的是 ‎ A．弹簧秤应先在竖直方向进行调零 B．橡皮筋对结点O的拉力就是两弹簧秤对结点O的拉力F1与F2的合力 C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同 D．若要改变弹簧秤的拉力大小而又要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整两只弹簧秤的拉力大小使其中一只增大另一只减小即可 ‎（3）图（b）所示是甲、乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中力F′是用一只弹簧秤拉橡皮筋时的图示，则哪一位同学的实验结果一定存在问题？请简单说明理由．‎ 答： 。‎ ‎【答案】（1）3.0；（2）C；（3）乙同学，因为乙同学实验的结果F′的方向不与橡皮筋的伸长方向在同一直线上，只用一个弹簧秤拉橡皮筋，拉力方向应和橡皮筋在一条直线上。‎ ‎【解析】‎ 试题分析：以F1 和F2为邻边作平行四边形，通过0点的对角线表示合力F，据此可正确画出F1 和F2的合力图示 ；明确实验理论值和实验值之间的关系即可正确解答 ；该实验采用了“等效替代”法，要求两次拉橡皮筋时，要使橡皮筋产生的形变相同，即拉到同一位置。‎ ‎（1）以F1和F2为邻边作平行四边形，与F1和F2共点的对角线表示合力F，标上箭头．如图所示 则F1与F2的合力大小为3.0N．‎ 考点：验证力的平行四边形法则 ‎【名师点睛】本题要防止产生错误的认识，认为橡皮筋的拉力是两弹簧测力计的拉力，根据合力与分力等效关系分析，一个弹簧测力计的拉力是两个弹簧测力计拉力的合力。‎ ‎14、为了探究加速度与力、质量的关系，甲乙丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置已平衡摩擦力，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮），钩码总质量用m表示．‎ （1） 图丁是用图甲装置中打点计时器所打的纸带的一部分，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示． ‎ 则OD间的距离为1.20 cm．图戊是根据实验数据绘出的s-t2图线（s为各计数点至同一起点的距离），则加速度大小a= 0.933 m/s2（保留三位有效数字） （2）若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，g为当地重力加速度，则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为 ；‎ ‎1：2‎ ‎【答案】（1）1.20； 0.933（2）1:2 ‎ ‎【解析】‎ 考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系．‎ ‎【名师点睛】考查不同实验中，是否平衡摩擦力，是依据实验原理，并不是统统平衡的，并掌握牛顿第二定律的应用，注意力传感器的作用，及理解测力计的读数与小车的合力的关系，是解题的关键。‎ 三、计算题：‎ ‎15、如图所示，所有轨道均光滑，轨道AB与水平面的夹角θ=370，A点距水平轨道的高度为H=1.8m；一无动力小滑车质量为m=1.0kg，从A点沿轨道由静止滑下，经过水平轨道BC再滑入圆形轨道内侧，圆形轨道半径R=0.5m，通过圆形轨道最高点D然后从水平轨道E点飞出，E点右侧有一壕沟，E、F两点的竖直高度差h=1.25m，水平距离s=2.6m．不计小滑车通过B点时的能量损失，小滑车在运动全过程中可视为质点，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：‎ ‎（1）小滑车从A滑到B所经历的时间；‎ ‎（2）在圆形轨道最高点D处小滑车对轨道的压力大小；‎ ‎（3）要使小滑车既能安全通过圆形轨道又不掉进壕沟，则小滑车至少应从离水平轨道多高的地方由静止滑下？‎ ‎【答案】（1）1s  （2）22N  （3）1.35m ‎【解析】‎ ‎ 代入数据解得FN=22N 代入数据联立解得：H=1.35m ‎ 考点：牛顿第二定律；动能定理的应用 ‎【名师点睛】选取研究过程，运用动能定理解题．动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动．知道小球恰能通过圆形轨道的含义以及要使小球不能脱离轨道的含义．解第（2）时解出来的是轨道对小滑车的弹力，需要用牛顿第三定律说明，这是容易忽略的地方。‎ ‎16、如图所示，将直径为2R的半圆形导轨固定在竖直面内的A、B两点，直径AB与竖直面的夹角为600；在导轨上套一质量为m的小圆环，原长为2R、劲度系数 的弹性轻绳穿过圆环且固定在A、B两点．已知弹性轻绳满足胡克定律，且形变量为x时具有弹性势能EP=kx2，重力加速度为g，不计一切摩擦．将圆环由A点正下方的C点静止释放，当圆环运动到导轨的最低点D点时，求：‎ ‎（1）圆环的速率v；‎ ‎（2）导轨对圆环的作用力F的大小；‎ ‎【答案】（1）（2）mg ‎【解析】‎ 试题分析：（1）如图所示，由几何知识得，圆环在C点、D点时，弹性绳形变量相同，弹性势能相等． 圆环从C到D过程中，由机械能守恒定律得：mgh=mv2， ‎ ‎ 解得：FN=mg；‎ 考点：牛顿第二定律；机械能守恒定律 ‎【名师点睛】本题考查了求圆环的速率、轨道对圆环的作用力，应用机械能守恒定律与牛顿第二定律即可正确解题；本题的难点，也是本题解题的关键是：应用数学知识气促C、D两点间的高度差、求出弹性绳的形变量。‎ ‎17、如图所示，质量M=2kg，长L=4.8m的木箱在水平拉力F0=66N的作用下沿水平面向右做匀加速直线运动时，箱内质量m=1kg的物块恰好能静止在木箱后壁上；若此物块贴近木箱后壁放于底板上，木箱在水平拉力F=9N的作用下由静止向右做匀加速直线运动，运动时间t后撒去拉力，则物块恰好能运动到木箱前壁．已知木箱与水平面间的动摩擦因数μ1=0.2，物块与木箱底板间的动摩擦因数μ2是物块与木箱后壁间的动摩擦因数μ0的，不计木箱壁的厚度、最大摩擦力等于滑动摩擦力，物块可视为质点，取g=10m/s2，求：‎ ‎（1）物块与木箱底板间的动摩擦因数μ2； ‎ ‎（2）拉力F的作用时间t；‎ ‎（3）第二种情况下，整个过程中因摩擦产生的热量Q。‎ ‎【答案】（1）0.1（2）4s（3）72.0J ‎【解析】‎ ‎ ‎ 由于木箱的加速度大于物块的加速度，可知木箱先停止运动，当木箱停止运动后，由于物块与木箱之间的摩擦力小于木箱与地面之间的最大静摩擦力，所以木箱相对于地面静止，物块继续在木箱内滑动，直到停止． 设撤去拉力时木箱的速度为v，则撤去拉力后木箱的位移：； 滑块的位移：‎ 由x2-x1=L 联立得：v=4m/s，x1=3.2m，x2‎ ‎=8m 撤去拉力前木箱与物块整体受到水平拉力和地面的摩擦力的作用，由动量定理得：（F-f1）t=（M+m）v 所以：‎ ‎（3）木箱与物块整体的加速度：‎ 整体的位移：x3＝a3t2＝×1×42＝8m 根据功能关系，在整个的过程中产生的热量：Q=f1（x1+x3）+f2（x2-x1） 代入数据得：Q=72.0J ‎ 考点：牛顿第二定律；动量定理 ‎【名师点睛】该题属于牛顿第二定律的应用中多物体多过程的类型，由于涉及的过程比较多，要注意理清头绪，理清每一个对应的过程，然后再结合题意分析解答。‎ ‎18、如图所示，一辆质量m=2kg的平板车左端放有质量M=3kg的小滑块，滑块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.4，开始时平板车和滑块共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反．平板车足够长，以至滑块不会滑到平板车右端．（取g=10m/s2）求：‎ ‎（1）平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离．‎ ‎（2）平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v．‎ ‎（3）为使滑块始终不会滑到平板车右端，平板车至少多长？‎ ‎【答案】（1）0.33m（2）0.4m/s（3）0.833m ‎【解析】‎ 于2m/s，方向均向右．这样就违反动量守恒．‎ 所以平板车在第二次碰撞前肯定已和滑块具有共同速度v．此即平板车碰墙前瞬间的速度．‎ 考点：动量守恒定律；能量守恒定律 ‎【名师点睛】本题是动量守恒定律和动能定理的综合应用，涉及力在空间的效果，优先考虑能量守恒定律或动能定理。‎ ‎ ‎