福建省龙岩市连城县朋口中学2017届高三上学期期中物理试卷

福建省龙岩市连城县朋口中学2017届高三上学期期中物理试卷

‎2016-2017学年福建省龙岩市连城县朋口中学高三（上）期中物理试卷 ‎　‎ 二、选择题，本题共8小题，每小题6分，第1-5题，只有一项符合题目要求，第6-8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对不全的得3分，有选错的得0分．‎ ‎1．质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿放在水平地面上的质量为M的粗糙斜面匀速下滑，此过程中斜面体保持静止，则斜面与地面间（　　）‎ A．没有摩擦力 B．摩擦力的方向水平向右 C．支持力为（M+m）g D．支持力小于（M+m）g ‎2．如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球，给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动，在此过程中（　　）‎ A．小球的机械能守恒 B．重力对小球不做功 C．绳的张力对小球不做功 D．在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少 ‎3．通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s．电阻两端电压的有效值为（　　）‎ A．12V B．4V C．15V D．8V ‎4．太阳围绕银河系中心的运动可视为匀速圆周运动，其运动速度约为地球公转速度的7倍，轨道半径约为地球公转轨道半径的2×109倍．为了粗略估算银河系中恒星的数目，可认为银河系中所有恒星的质量都集中在银河系中心，且银河系中恒星的平均质量约等于太阳质量，则银河系中恒星数目约为（　　）‎ A．1015 B．1013 C．1011 D．109‎ ‎5．如图，EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF； OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里．一边长为l的闭合正方形导线框沿OO′方向匀速通过磁场，t=0时刻恰好位于图示位置．规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎6．两辆游戏赛车a、b在两条平行的直车道上行驶．t=0时两车都在同一计时线处，此时比赛开始．它们在四次比赛中的v﹣t图如图所示．哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上了另一辆？（　　）‎ A． B．‎ ‎ C． D．‎ ‎7．关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（　　）‎ A．物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相同 B．物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向不一定改变 C．物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心 D．物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直 ‎8．如图，两等量异号的点电荷相距为2a．M与两点电荷共线，N位于两点电荷连线的中垂线上，两点电荷连线中点到M和N的距离都为L，且L＞＞a．略去（n≥2）项的贡献，则两点电荷的合电场在M和N点的强度（　　）‎ A．方向相反 B．大小之比为2‎ C．大小均与a成正比 D．大小均与L的平方成反比 ‎　‎ 三、非选择题：包括（一）必考题和（二）选考题两部分．‎ ‎9．（1）利用图示装置可以做力学中的许多实验．以下说法正确的是　　．‎ A．利用此装置做“研究匀变速直线运动”的实验时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响 B．利用此装置探究“加速度与质量的关系”，通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度 C．利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的a﹣m关系图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比 D．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响 ‎（2）小华在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，因为不断增加所挂钩码的个数，导致钩码的质量远远大于小车的质量，则小车加速度a的值随钩码个数的增加将趋近于　　的值．‎ ‎10．图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器的电源为 50Hz 的交流电源，打点的时间间隔用△t 表示．在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．‎ ‎（1）完成下列实验步骤中的填空：‎ ‎①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列　　的点．‎ ‎②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码．‎ ‎③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量 m．‎ ‎④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③．‎ ‎⑤在每条纸带上清晰的部分，每5 个间隔标注一个计数点．测量相邻计数点的间距 s1，s2，…．求出与不同 m 相对应的加速度a．‎ ‎⑥以砝码的质量 m 为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出﹣μ关系图线．若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m 处应成　　关系（填“线性”或“非线”）．‎ ‎（2）完成下列填空：‎ ‎（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是　　．‎ ‎（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为 s1、s2 和 s3．a 可用 s1、s3 和△t 表示为a=　　．图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=24.3mm，s3=47.2mm．由此求得加速度的大小a=　　m/s2．‎ ‎（ⅲ）图 3 为所得实验图线的示意图．设图中直线的斜率为 k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为　　，小车的质量为　　．‎ ‎11．如图所示，一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B，以速度v1=30m/s进入向下倾斜的直车道．车道每100m下降2m．为使汽车速度在s=200m的距离内减到v2=10m/s，驾驶员必须刹车．假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力，且该力的70%作用于拖车B，30%作用于汽车A．已知A的质量m1=2000kg，B的质量m2=6000kg．求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力．取重力加速度g=10m/s2．‎ ‎12．如图，空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向为y轴正方向，磁场方向垂直于xy平面（纸面）向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或磁场与 撤除前的一样．一带正电荷的粒子从P（x=0，y=h）点以一定的速度平行于x轴正向入射．这时若只有磁场，粒子将做半径为R0的圆周运动：若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动．现在，只加电场，当粒子从P点运动到x=R0平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，其轨迹与x轴交于M点．不计重力．求：‎ ‎（1）粒子到达x=R0平面时速度方向与x轴的夹角以及粒子到x轴的距离；‎ ‎（2）M点的横坐标xM．‎ ‎　‎ 选考题：共45分．请考生从给出的2道物理题选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．【模块3-4试题】‎ ‎13．一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示．介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）cm．这列简谐波，周期为　　，传播速度为　　，传播方向沿　　．‎ ‎14．一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1=0.6m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s1‎ ‎=0.8m处有一浮标，示意如图．一潜水员在浮标前方s2=3.0m 处下潜到深度为h2=4.0m 时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端 Q；继续下△h=4.0m，恰好能看见Q．求：‎ ‎（i）水的折射率n；‎ ‎（ii）赛艇的长度l．（可用根式表示）‎ ‎　‎ ‎【模块3-5试题】‎ ‎15．2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故．在泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是　　和　　（填入正确选项前的字母）．131I和137Cs原子核中的中子数分别减少　　个．‎ A．X1→Ba+n B．X2→Xe+e C．X3→Ba+e D．X4→Xe+P．‎ ‎16．一个质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示．图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接．现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止．重力加速度为g．求：‎ ‎①木块在ab段受到的摩擦力f；‎ ‎②木块最后距a点的距离s．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年福建省龙岩市连城县朋口中学高三（上）期中物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 二、选择题，本题共8小题，每小题6分，第1-5题，只有一项符合题目要求，第6-8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对不全的得3分，有选错的得0分．‎ ‎1．质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿放在水平地面上的质量为M的粗糙斜面匀速下滑，此过程中斜面体保持静止，则斜面与地面间（　　）‎ A．没有摩擦力 B．摩擦力的方向水平向右 C．支持力为（M+m）g D．支持力小于（M+m）g ‎【考点】共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算．‎ ‎【分析】对整体分析，通过共点力平衡求出地面的摩擦力和支持力的大小．‎ ‎【解答】解：整体受力如图所示，根据共点力平衡得，地面的摩擦力f=Fcosθ，分析水平向左．‎ 支持力的大小N=（M+m）g﹣Fsinθ，小于（M+m）g．故D正确，A、B、C错误．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎2．如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球，给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动，在此过程中（　　）‎ A．小球的机械能守恒 B．重力对小球不做功 C．绳的张力对小球不做功 D．在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少 ‎【考点】机械能守恒定律；动能定理的应用．‎ ‎【分析】物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒．知道除了重力之外的力做功量度机械能的变化．‎ ‎【解答】解：A、小球在斜面上做圆周运动，在此过程中小球除了重力之外还有摩擦力做功，所以小球的机械能不守恒，故A错误．‎ B、小球在斜面上做圆周运动，在此过程中小球在竖直方向上有位移产生，所以重力做功，故B错误．‎ C、绳的张力始终与小球的速度方向垂直，所以绳的张力对小球不做功，故C正确．‎ D、根据除了重力之外的力做功量度机械能的变化，在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球的机械能的减少，故D错误．‎ 故选C．‎ ‎　‎ ‎3．通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s．电阻两端电压的有效值为（　　）‎ A．12V B．4V C．15V D．8V ‎【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系．‎ ‎【分析】已知交变电流的周期，一个周期内分为两段，每一段均为恒定电流，根据焦耳定律即可得一个周期内交变电流产生的热量．‎ ‎【解答】解：由有效值的定义可得 I12Rt1+I22Rt2=T，‎ 代入数据得（0.1）2R×0.8+（0.2）2×R×0.2=×1，‎ 解得U=4V 故选：B．‎ ‎　‎ ‎4．太阳围绕银河系中心的运动可视为匀速圆周运动，其运动速度约为地球公转速度的7倍，轨道半径约为地球公转轨道半径的2×109倍．为了粗略估算银河系中恒星的数目，可认为银河系中所有恒星的质量都集中在银河系中心，且银河系中恒星的平均质量约等于太阳质量，则银河系中恒星数目约为（　　）‎ A．1015 B．1013 C．1011 D．109‎ ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】研究地球绕太阳做圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量；研究太阳绕银河系运动，由万有引力充当向心力得出银河系质量．‎ ‎【解答】解：研究地球绕太阳做圆周运动的向心力，由太阳对地球的万有引力充当．‎ 根据万有引力定律和牛顿第二定律有，‎ 整理得M=‎ 太阳绕银河系运动也是由万有引力充当向心力，同理可得M′==≈1011M 故选：C．‎ ‎　‎ ‎5．如图，EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF； OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里．一边长为l的闭合正方形导线框沿OO′方向匀速通过磁场，t=0时刻恰好位于图示位置．规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】运用E=BLv找出感应电动势随时间变化的情况．‎ 其中L为切割磁感线的有效长度．‎ 根据右手定则判断出感应电流的方向．‎ ‎【解答】解：在整个正方形导线框通过磁场的过程中，‎ 切割磁感线的边框为两竖直边框，两水平边框不切割磁感线．‎ 由于正方形导线框沿OO′方向匀速通过磁场，‎ ‎①从开始到左边框到达O′之前，进入磁场切割磁感线的有效长度随时间均匀增加，‎ 根据E=BLv得出感应电动势随时间也均匀增加，‎ 由于电阻不变，所以感应电流i也随时间均匀增加．‎ 根据右手定则判断出感应电流的方向，结合导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，得出开始为正方向．‎ ‎②当左边框到达OO′之后，由于进入磁场切割磁感线的有效长度不变，所以感应电流i不变．‎ ‎③当左边框到达OO′中点，右边框即将进入磁场切割磁感线，由于左边框的切割磁感线的有效长度在减小，而右边框切割磁感线有效长度在增大，而左右边框切割磁感线产生的感应电动势方向相反，所以整个感应电动势随时间也均匀减小．‎ ‎④当左边框到达距O点时，左右边框切割磁感线的有效长度相等，此时感应电动势为0，再往后跟前面过程相反．故ABC错误，D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎6．两辆游戏赛车a、b在两条平行的直车道上行驶．t=0时两车都在同一计时线处，此时比赛开始．它们在四次比赛中的v﹣t图如图所示．哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上了另一辆？（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】匀变速直线运动的图像．‎ ‎【分析】该题考察了应用速度﹣﹣时间图象解决物体的追击与相遇问题，相遇的条件是两物体运动的位移相等．应用在速度﹣﹣时间图象中图象与横轴所围成的面积表示物体发生的位移这一规律，分析两物体是否会相遇．‎ ‎【解答】解：‎ 在速度﹣﹣时间图象里，图象与横轴所围成的面积表示物体发生的位移．‎ A、从A图中可以看出，当t=20s时，两图象面积相等，此时一辆赛车追上另一辆；所以选项A正确．‎ B、图中a的面积始终小于b的面积，所以不可能追上；所以选项B错误．‎ C、图象也是在t=20s时，两图象面积相等，此时一辆赛车追上另一辆；所以选项C正确．‎ D、图象中a的面积始终小于b的面积，所以不可能追上；所以选项D错误．‎ 故选：AC．‎ ‎　‎ ‎7．关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（　　）‎ A．物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相同 B．物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向不一定改变 C．物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心 D．物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直 ‎【考点】曲线运动．‎ ‎【分析】根据牛顿第二定律知物体运动加速度方向与所受合外力方向相同，当物体加速度方向与速度方向相同时物体做加速运动，相反时做减速运动，知道常见平抛运动和匀速圆周运动的受力特例用排除法分析相关选项．‎ ‎【解答】解：A、物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力的方向不一定与速度方向相同，但夹角一定小于90°，故A错误； ‎ B、物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向不一定改变，如平抛运动物体运动速度大小不断改变，方向不断改变，但平抛运动的合外力恒为重力，大小方向都不变，故B正确；‎ C、圆周运动的速度方向与圆周相切，如果合外力方向一定指向圆心，则合外力不改变速度大小，只改变速度方向，做匀速圆周运动，故变速率圆周运动的合外力的方向不一定指向圆心，故C错误；‎ D、若物体做曲线运动时速率保持不变，则物体所受合外力必须与速度方向始终垂直，否则合力做功，动能变化，速率改变，故D错误．‎ 故选：BD．‎ ‎　‎ ‎8．如图，两等量异号的点电荷相距为2a．M与两点电荷共线，N位于两点电荷连线的中垂线上，两点电荷连线中点到M和N的距离都为L，且L＞＞a．略去（n≥2）项的贡献，则两点电荷的合电场在M和N点的强度（　　）‎ A．方向相反 B．大小之比为2‎ C．大小均与a成正比 D．大小均与L的平方成反比 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度．‎ ‎【分析】先根据点电荷的场强公式E=求解出两电荷单独存在时的场强，再根据平行四边形定则求解出合场强，再运用近似条件比较．‎ ‎【解答】解：如图，根据点电荷的场强公式E=，运用平行四边形定则，结合结几何关系，M、N点的场强分别为：‎ M点的场强为： =‎ 因为L＞＞a，‎ ‎，方向水平向右 N点的场强是﹣q和+q在N点场强的矢量和为：‎ ‎=，方向水平向左 A、M点合场强水平向右，N点合场强水平向左，方向相反，故A正确；‎ B、由上知，故B正确；‎ C、由上述知，与a成正比，故C错误；‎ D、由上述知，与成反比，故D错误；‎ 故选：AB ‎　‎ 三、非选择题：包括（一）必考题和（二）选考题两部分．‎ ‎9．（1）利用图示装置可以做力学中的许多实验．以下说法正确的是　BD　．‎ A．利用此装置做“研究匀变速直线运动”的实验时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响 B．利用此装置探究“加速度与质量的关系”，通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度 C．利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的a﹣m关系图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比 D．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响 ‎（2）小华在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，因为不断增加所挂钩码的个数，导致钩码的质量远远大于小车的质量，则小车加速度a的值随钩码个数的增加将趋近于　g　的值．‎ ‎【考点】探究小车速度随时间变化的规律．‎ ‎【分析】（1）利用图示小车纸带装置可以完成很多实验，在研究匀变速直线运动时不需要平衡摩擦力，在探究“小车的加速度与质量的关系”和探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力；‎ ‎（2）在探究“小车的加速度a与力F的关系”时，根据牛顿第二定律求出加速度a的表达式，不难得出当钧码的质量远远大于小车的质量时，加速度a近似等于g的结论．‎ ‎【解答】解：（1）A、此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A错误．‎ B、利用此装置探究“加速度与质量的关系”，因斜面倾斜是为了平衡摩擦力； 故通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度；故B正确； ‎ C、利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”，并用图象法处理数据时，如果画出的a﹣m关系图象不是直线，不能确定a与m成反比，应该作a﹣图线，看是否成正比，若成正比，说明a与M成反比．故C错误；‎ D、探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力，方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，从而小车受到的合力即为绳子的拉力，故D正确； ‎ 故选：BD； ‎ ‎（2）设小车质量为m，钩码质量为M，则对钩码有：Mg﹣F=Ma…①‎ 对小车有：F﹣μmg=ma…②‎ 联立①②解得：a=g 将上式变形为：a=g，可见当M＞＞m时，加速度a趋近于g．‎ 故答案为：（1）BD；（2）g．‎ ‎　‎ ‎10．图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器的电源为 50Hz 的交流电源，打点的时间间隔用△t 表示．在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．‎ ‎（1）完成下列实验步骤中的填空：‎ ‎①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列　间距均匀　的点．‎ ‎②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码．‎ ‎③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量 m．‎ ‎④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③．‎ ‎⑤在每条纸带上清晰的部分，每5 个间隔标注一个计数点．测量相邻计数点的间距 s1，s2，…．求出与不同 m 相对应的加速度a．‎ ‎⑥以砝码的质量 m 为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出﹣μ关系图线．若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m 处应成　线性　关系（填“线性”或“非线”）．‎ ‎（2）完成下列填空：‎ ‎（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是　小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量　．‎ ‎（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为 s1、s2 和 s3．a 可用 s1、s3 和△t 表示为a=　　．图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=24.3mm，s3=47.2mm．由此求得加速度的大小a=　1.145　m/s2．‎ ‎（ⅲ）图 3 为所得实验图线的示意图．设图中直线的斜率为 k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为　　，小车的质量为　　．‎ ‎【考点】验证牛顿第二运动定律．‎ ‎【分析】（1）实验前要平衡摩擦力，应用图象法处理实验数据时，为方便实验数据处理应使作出的图象为直线，根据实验注意事项分析答题；‎ ‎（2）应用匀变速直线运动的推论求出加速度；由牛顿第二定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象分析答题．‎ ‎【解答】解：（1）①在平衡摩擦力时，应小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列均匀的点，则此时说明小车做匀速运动；‎ ‎⑥由牛顿第二定律：F=ma可知： =m，在F一定时，与m成正比，与m成线性关系；‎ ‎（2）（i）探究牛顿第二定律实验时，当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力，认为小车受到的拉力不变．‎ ‎（ii）两个相邻计数点之间还有4个点，打点计时器的打点时间间隔为△t，计数点间的时间间隔：t=5△t，s1=24.3mm=0.0243m，s3=47.2mm=0.0472m，‎ 由匀变速直线运动的推论：△x=at2可知，加速度：a====1.145m/s2；‎ ‎（iii）设小车质量为M，由牛顿第二定律得：F=（M+m）a，则=m+，‎ 由图示图象可知：k=，则拉力：F=，b=，则：M=bF=；‎ 故答案为：（1）①间距均匀；⑥线性；（2）（i）小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量；（ii）；1.145；（iii）；．‎ ‎　‎ ‎11．如图所示，一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B，以速度v1=30m/s进入向下倾斜的直车道．车道每100m下降2m．为使汽车速度在s=200m的距离内减到v2=10m/s，驾驶员必须刹车．假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力，且该力的70%作用于拖车B，30%作用于汽车A．已知A的质量m1=2000kg，B的质量m2=6000kg．求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力．取重力加速度g=10m/s2．‎ ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与位移的关系．‎ ‎【分析】先把AB看成一个整体进行受力分析，根据牛顿第二定律求出加速度a，再以汽车为研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律表示出汽车加速度，汽车加速度等于整体加速度，联立方程即可求解．‎ ‎【解答】解：汽车沿斜面作匀减速运动，用a表示加速度的大小，有v22﹣v12=﹣2as①‎ 用F表示刹车时的阻力，根据牛顿第二定律有F﹣（m1+m2）gsinα=（m1+m2）a②‎ 式中③‎ 设刹车过程中地面作用于汽车的阻力为f，根据题意④‎ 方向与汽车前进方向相反；用fN表示拖车作用于汽车的力，设其方向与汽车前进方向相同．以汽车为研究对象，由牛顿第二定律有f﹣fN﹣m1gsinα=m1a⑤‎ 由②④⑤式得⑥‎ 由①③⑥式，代入数据得fN=880N 答：汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力为880N．‎ ‎　‎ ‎12．如图，空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向为y轴正方向，磁场方向垂直于xy平面（纸面）向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或磁场与 撤除前的一样．一带正电荷的粒子从P（x=0，y=h）点以一定的速度平行于x轴正向入射．这时若只有磁场，粒子将做半径为R0的圆周运动：若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动．现在，只加电场，当粒子从P点运动到x=R0平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，其轨迹与x轴交于M点．不计重力．求：‎ ‎（1）粒子到达x=R0平面时速度方向与x轴的夹角以及粒子到x轴的距离；‎ ‎（2）M点的横坐标xM．‎ ‎【考点】带电粒子在混合场中的运动．‎ ‎【分析】（1）做直线运动时电场力等于洛伦兹力，做圆周运动洛伦兹力提供向心力，只有电场时，粒子做类平抛运动，联立方程组即可求解；‎ ‎（2）撤电场加上磁场后做圆周运动洛伦兹力提供向心力，求得R，再根据几何关系即可求解．‎ ‎【解答】解：（1）做直线运动有：qE=qBv0‎ 做圆周运动有：‎ 只有电场时，粒子做类平抛，有：qE=ma R0=v0t vy=at 解得：vy=v0‎ 粒子速度大小为：‎ 速度方向与x轴夹角为：‎ 粒子与x轴的距离为：‎ ‎（2）撤电场加上磁场后，有：‎ 解得：‎ 粒子运动轨迹如图所示，圆心C位于与速度v方向垂直的直线上，该直线与x轴和y轴的夹角均为，有几何关系得 C点坐标为：xC=2R0‎ 过C作x轴的垂线，在△CDM中：‎ 解得：‎ M点横坐标为：‎ 答：（1）粒子到达x=R0平面时速度方向与x轴的夹角为，粒子到x轴的距离为；‎ ‎（2）M点的横坐标xM为．‎ ‎　‎ 选考题：共45分．请考生从给出的2道物理题选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．【模块3-4试题】‎ ‎13．一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示．介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）cm．这列简谐波，周期为　0.4s　，传播速度为　10m/s　，传播方向沿　x轴正向　．‎ ‎【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．‎ ‎【分析】根据质点简谐运动的表达式y=10sin5πt（cm），读出角频率ω，求出周期．根据t=0时刻x=4m处质点的振动方向判断波的传播方向．读出波长，求出波速．‎ ‎【解答】解：由质点P沿y轴做简谐运动的表达式为：y=10sin（5πt）cm，‎ 可知这列简谐波的角速度为：ω=5π rad/s，‎ 则周期为：T===0.4s．‎ 由表达式y=10sin（5πt） cm，可知t=0时刻x=2m处质点沿y轴正方向运动，则根据波形的平移法可知，波沿x轴正方向传播．‎ 由图读出波长为：λ=4m，‎ 则波速为：v==m/s=10m/s．‎ 故答案为：0.4s，10m/s，x轴正向．‎ ‎　‎ ‎14．一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1=0.6m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s1=0.8m处有一浮标，示意如图．一潜水员在浮标前方s2=3.0m 处下潜到深度为h2=4.0m 时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端 Q；继续下△h=4.0m，恰好能看见Q．求：‎ ‎（i）水的折射率n；‎ ‎（ii）赛艇的长度l．（可用根式表示）‎ ‎【考点】光的折射定律．‎ ‎【分析】（1）由题意可作出光路图，由几何关系可知入射角和折射角，则可求得折射率；‎ ‎（2）由题意可知潜水员和Q点的连线与竖直方向夹角刚好为临界角，由几何知识可解得赛艇的长度．‎ ‎【解答】解：（1）设过P点光线，恰好被浮子挡住时，入射角、折射角分别为α、β，则：‎ ‎ sinα= ①‎ ‎ sinβ= ②‎ 则水的折射率为 n= ③‎ 由①②③联立，代入数据解得：n=‎ ‎（ ii）潜水员和Q点连线与竖直方向的夹角刚好为临界角C，则：sinC==④‎ 则得 cotC===‎ ‎ 又由几何知识解得：cotC= ⑤‎ 由④⑤得：l=（﹣3.8）m 答：（1）水的折射率n是；‎ ‎（2）赛艇的长度1为（﹣3.8）m．‎ ‎　‎ ‎【模块3-5试题】‎ ‎15．2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故．在泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是　B　和　C　（填入正确选项前的字母）．131I和137Cs原子核中的中子数分别减少　78、82　个．‎ A．X1→Ba+n B．X2→Xe+e C．X3→Ba+e D．X4→Xe+P．‎ ‎【考点】裂变反应和聚变反应．‎ ‎【分析】衰变过程是原子核自发的，满足质量数与质子数守恒，而原子核由中子与质子组成．‎ ‎【解答】解：由下列四式中，只有B选项与C选项中有53131I和55137Cs两种放射元素，然而泄漏的污染物在衰变中有53131I和55137Cs两种放射性元素．而A、D选项中没有53131I和55137Cs．‎ 而中子数等于质量数减去质子数．即分别为131﹣53=78、137﹣55=82‎ 故答案为：B、C；78、82‎ ‎　‎ ‎16．一个质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示．图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接．现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止．重力加速度为g．求：‎ ‎①木块在ab段受到的摩擦力f；‎ ‎②木块最后距a点的距离s．‎ ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】（1）两物体从开始到第一次到达共同速度过程中动量守恒，结合动量守恒定律和能量守恒定律求出木块在ab段受到的摩擦力．‎ ‎（2）木块返回与物体P第二次达到共同速度与第一次达到共同的速度相同，对全过程运用能量守恒定律求出木块最后距a点的距离s ‎【解答】解：①设木块和物体P共同速度为v，以v0的方向为正方向，两物体从开始到第一次到达共同速度过程由动量和能量守恒得：‎ mv0=（m+2m）v…①‎ ‎=…②‎ 由①②得：…③‎ ‎②木块返回与物体P第二次达到共同速度与第一次相同，全过程根据能量守恒得：‎ ‎…④‎ 由②③④得：s=‎ 答：①木块在ab段受到的摩擦力f为；‎ ‎②木块最后距a点的距离s为．‎ ‎　‎ ‎2016年12月21日