云南省玉溪一中2017届高三上学期期中物理试卷 含解析

2016—2017学年云南省玉溪一中高三（上）期中物理试卷
一、选择题（本大题共8小题，每小题6分。

在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求,第5～8题有多项符合题目要求。

全部选对得6分，选对但不全得3分.有选错的得0分）
1．如图所示，一凹形桥模拟器水平置于托盘秤上，凹形桥面光滑，托盘与凹形桥接触面粗糙，在小球由桥面左侧最高点静止滑下至桥面右侧最高点的过程中,
下列说法正确的是（）
A．下滑过程中，小球所受支持力逐渐减小
B．小球上升至最高点时处于平衡状态
C．凹形桥底面所受的静摩擦力先向右后向左
D．凹形桥与托盘间没有摩擦力
2．如图所示,河水的流速为4m/s，某快艇欲从河岸A 点出发沿与下游岸边成30度角方向直线到达对岸,则船的开行速度（船在静水中的速度)的最小值为( )
A．2m/s B．3m/s C．4m/s D．5m/s
3．水平抛出的小球,t秒末的速度方向与水平方向的夹角为θ1，t+t0秒末速度方向与水平方向的夹角为θ2，忽略空气阻力，则小球初速度的大小为（) A．gt0（cosθ1﹣cosθ2) B．
C．gt0（tanθ1﹣tanθ2）D．
4．如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下，沿以Q为焦点的椭圆轨道运动,MNP 为椭圆轨道上的三点，P点离Q点最远，电子从M点经P点到达N点的过程中（）
A．库仑力先增大后减小B．电子的速率先减小后增大
C．库仑力先做正功后做负功 D．电势能先减小后增大
5．完全相同的甲、乙两个物体放在相同的水平面上，分别在水平拉力F1、F2作用下,由静止开始做匀加速直线运动，分别经过t0和4t0，速度分别达到2v0和v0，
然后撤去F1、F2，甲、乙两物体继续匀减速直线运动直到静止，其速度随时间变化情况如图所示，则（）
A．若F1、F2作用时间内甲、乙两物体的位移分别为s1、s2，则s1＞s2
B．若整个过程中甲、乙两物体的位移分别为s1、s2，则s1＞s2
C．若F1、F2的冲量分别为I1、I2，则I1＞I2
D．若F1、F2所做的功分别为W1、W2，则W1＞W2 6．一行星绕恒星作圆周运动．由天文观测可得,其运动周期为T，速度为v,引力常量为G，则( ）A．恒星的质量为B．行星的质量为
C．行星运动的轨道半径为D．行星运动的加速度为
7．如图所示，在竖直平面内，圆弧形滑道ABC关于最高点B对称，AC在同一水平线上，滑块与滑道的摩擦因数处处相同，某时刻滑块以速度v o通过A点向右侧运动，依次通过B、C两点，则（）
A．滑块由A到C的过程中机械能不守恒
B．C点较A点重力的功率更大
C．C点轨道对物块的支持力小于A点轨道对物块的支持力
D．A点至C点间支持力先增大后减小
8．如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A,细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B,物块A、B质量相等．C为O点正下方杆上的点,滑轮到杆的距离OC=h．开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°．现将A、B静止释放．则下列说法正确的是( ）
A．物块A由P点出发第一次到达C点过程中,速度先增大后减小
B．在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量C．物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动D．物块A经过C点时的速度大小为
二．非选择题：
9．某同学利用图1的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率f 有20Hz、30Hz、40Hz．打出的纸带如图2所示．（1）从纸带上可以看出重物匀加速下落,利用f和图中给出的物理量可以写出在打点计时器打B点时重物下落的速度为,打C点时重物下落的速度为,重物下落的加速度为．
（2）已测得S1=8。

89cm,S2=9。

50cm,S3=10。

10cm；当地的加速度为9。

8m/S2，若使用40Hz作为计时器电源，则实验中重物所受的平均阻力约为其重力的%（保留两位有效数字）
10．质量为4T的汽车，发动机的额定功率为100kW,在水平路面上行驶，运动阻力恒为2。

0х103N
（1）若发动机保持最大功率行驶,汽车行驶的最大速度是多少？
（2）汽车由静止开始以0。

50m/s2的加速度做匀加速直线运动，求匀加速运动过程所持续的时间．
11．如图，光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B 点相切，导轨半径R，一个质量为m的静止物块在A 处压缩弹簧,把物块释放，在弹力的作用下获得一个向右的速度，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的11倍,之后向上运动从C点抛出,又恰好落在A点，AB=4R，重力加速度取g．求：
（1）弹簧对物块的弹力做的功．
（2）物块从B至C克服阻力所做的功．
12．如图，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC 段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点，一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下,然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车,已知滑块质量与小车质量间的关系为2m=M，滑块与轨道BC 间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g．求:
（1）滑块运动过程中，小车的最大速度v m．
（2)当滑块运动至C点时，小车的速度大小．
（3）滑块从B到C运动过程中,小车的位移大小s．
2016—2017学年云南省玉溪一中高三（上）期中物理
试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共8小题，每小题6分。

在每小题给出的四个选项中，第1~4题只有一项符合题目要求，第5~8题有多项符合题目要求。

全部选对得6分,选对但不全得3分.有选错的得0分)
1．如图所示，一凹形桥模拟器水平置于托盘秤上，凹形桥面光滑，托盘与凹形桥接触面粗糙，在小球由桥面左侧最高点静止滑下至桥面右侧最高点的过程中，下列说法正确的是（)
A．下滑过程中，小球所受支持力逐渐减小
B．小球上升至最高点时处于平衡状态
C．凹形桥底面所受的静摩擦力先向右后向左D．凹形桥与托盘间没有摩擦力
【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力．
【分析】本题要注意灵活选择研究对象,分析小球受力时采用隔离法，而在分析桥底受力时,采用整体法分
析，当整体具有向上的分加速度时，处于超重状态；当整体具有向下的分加速度时,处于失重状态．
【解答】解:A、小球下滑至最低点过程是加速运动，但速度的竖直分量是先增加后减小，故竖直分运动的加速度是先向下后向上,故先失重后超重，所以小球受到的支持力先减小后增大，故A错误；
B、小球到达最高点时,速度为零,但是由于具有向下的加速度，故不处于平衡状态,故B错误；
CD、铁块下滑至最低点过程是圆周运动,具有向心加速度,故合加速度的水平分量是偏向右的,故对整体，合力的水平分量偏向右,故水平面对凹槽的摩擦力方向
向右；
铁块经过最低点后上滑过程是圆周运动，具有向心加速度，故合加速度的水平分量是偏向左的，故对整体,合力的水平分量偏向左，故水平面对凹槽的摩擦力方向向左;故C正确D错误;
故选：C
2．如图所示,河水的流速为4m/s，某快艇欲从河岸A 点出发沿与下游岸边成30度角方向直线到达对岸，则船的开行速度(船在静水中的速度)的最小值为（）
A．2m/s B．3m/s C．4m/s D．5m/s
【考点】运动的合成和分解．
【分析】已知合速度的方向以及一分速度的方向（水流速），根据平行四边形定则确定另一分速度（静水速）的最小值．
【解答】解：根据平行四边形定则知，因为垂线段最短，所以当静水速与合速度方向垂直时，静水速最小,v min=v水sin30°=4×m/s=2m/s．故A正确，B、C、D错误．
故选：A．
．
3．水平抛出的小球，t秒末的速度方向与水平方向的夹角为θ1,t+t0秒末速度方向与水平方向的夹角为θ2，忽略空气阻力，则小球初速度的大小为( )
A．gt0（cosθ1﹣cosθ2) B．
C．gt0（tanθ1﹣tanθ2）D．
【考点】平抛运动．
【分析】将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动两个分力，作出t秒末和t+t0秒末速度的分解图．研究竖直方向的速度，分别用初速度表示，再由速度公式求出初速度．
【解答】解:如图,作出速度分解图．则
v1y=v0tanθ1，v2y=v0tanθ2，
又由v1y=gt，v2y=g（t+t0）
得到
gt=v0tanθ1…①
g（t+t0)=v0tanθ2…②
由②﹣①得
v0=．
故选：D
4．如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下，沿以Q为焦点的椭圆轨道运动，MNP 为椭圆轨道上的三点,P点离Q点最远,电子从M点经P点到达N点的过程中( )
A．库仑力先增大后减小B．电子的速率先减小后增大
C．库仑力先做正功后做负功 D．电势能先减小后增大
【考点】电势差与电场强度的关系;电势能．
【分析】根据点电荷场强公式E=k可分析场强的变化,根据F=Eq分析库仑力变化．点电荷带正电．电场力正做功，电势能减小，电场力负做功，电势能增大；电子先靠近正电荷，后远离正电荷；根据电场力做功情况判断电势能的变化情况和动能的变化情况，即可知速率的变化．
【解答】解：A、电子在从M到达N点的过程中,先靠近正电荷后远离正电荷，根据点电荷场强公式E=k
分析得知，电子所在位置场强先增大后减小，根据
F=Eq可知电子受到库仑引力先减小后增大．故A错误;
BCD、电子只受电场力作用,电场力先做负功后做正功，故动能先减小后增大，则速率先减小后增大，电子的电势先增大后减小．故B正确,CD错误；
故选：B
5．完全相同的甲、乙两个物体放在相同的水平面上，分别在水平拉力F1、F2作用下，由静止开始做匀加速直线运动，分别经过t0和4t0，速度分别达到2v0和v0,然后撤去F1、F2，甲、乙两物体继续匀减速直线运动直到静止，其速度随时间变化情况如图所示,则（）
A．若F1、F2作用时间内甲、乙两物体的位移分别为s1、s2，则s1＞s2
B．若整个过程中甲、乙两物体的位移分别为s1、s2,则s1＞s2
C．若F1、F2的冲量分别为I1、I2,则I1＞I2
D．若F1、F2所做的功分别为W1、W2，则W1＞W2【考点】动能定理的应用；匀变速直线运动的图像；动量定理．
【分析】根据v﹣t图象与坐标轴所围“面积"大小等于位移，由几何知识比较位移大小．撤去拉力后两图象平行，说明加速度，由牛顿第二定律分析则知，两物体与地面的动摩擦因数相同，对全过程研究，运用动能定理求解拉力做功，由动量定理求解拉力的冲量．
【解答】解：A、根据v﹣t图象与坐标轴所围“面积”大小等于位移得：s1==v0t0,s2==2v0t0，则：s1＜s2．故A错误．
B、整个过程中甲、乙两物体的位移分别
为:s1==3v0t0，s2==2。

5v0t0,．则有：s1＞s2．故B正确．
C、根据动量定理得：I1﹣ft0=0，I2﹣f•4t0=0，则得I1＜I2．故C错误．
D、由图看出，撤去拉力后两图象平行，说明加速度,由牛顿第二定律分析则知加速度a=μg，说明两物体与地面的动摩擦因数相等，则两物体所受的摩擦力大小相等，设为f，对全过程运用动能定理得:W1﹣fs1=0，W2﹣fs2=0，得：W1=fs1，W2=fs2，由上可知，s1＞s2，则W1＞W2．故D正确．
故选：BD．
6．一行星绕恒星作圆周运动．由天文观测可得，其运动周期为T，速度为v,引力常量为G，则( ）A．恒星的质量为B．行星的质量为
C．行星运动的轨道半径为D．行星运动的加速度为
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】根据圆周运动知识和已知物理量求出轨道半径．
根据万有引力提供向心力,列出等式求出中心体的质量．
【解答】解：根据圆周运动知识得：
由V=得到
行星运动的轨道半径为r=①，
A、根据万有引力提供向心力，列出等式:
=②
由①②得M=，故A正确；
B、根据题意无法求出行星的质量，故B错误．
C、通过以上分析，故C正确．
D、根据a=③
由①③得：行星运动的加速度为．故D正确．故选ACD．
7．如图所示,在竖直平面内，圆弧形滑道ABC关于最高点B对称，AC在同一水平线上,滑块与滑道的摩擦因数处处相同，某时刻滑块以速度v o通过A点向右侧运动,依次通过B、C两点，则（)
A．滑块由A到C的过程中机械能不守恒
B．C点较A点重力的功率更大
C．C点轨道对物块的支持力小于A点轨道对物块的支持力
D．A点至C点间支持力先增大后减小
【考点】功能关系；功率、平均功率和瞬时功率;机械能守恒定律．
【分析】根据机械能守恒的条件分析机械能是否守恒；根据重力的功率的表达式分析A点与C点的重力的功率的关系;结合牛顿第二定律分析A、B、C各点物块受到的支持力的大小关系．
【解答】解：A、由于滑道ABC是粗糙的,物块从A到C的过程中摩擦力做功，所以滑块的机械能不守恒．故A正确;
B、由于滑块的机械能不守恒，所以滑块在C点的速度小于在A点的速度．A、C两点是对称的，可知滑块在A、C两点速度的方向与水平方向之间的夹角是相等的．设在两点速度方向与水平方向之间的夹角为θ，则速度的竖直方向的分量:v y=v•sinθ
所以在A点：P A=mg•v yA=mgv0sinθ ①；
P C=mg•v yC=mgv C sinθ ②
由于:v C＜v0,所以C点较A点重力的功率更小．故B错误;
C、在A、C两点，重力垂直于斜面方向的分力与支持力的合力提供滑块的向心力，则在A点：
③
在C点:④，
由于：v C＜v0,所以C点较A点轨道对物块的支持力大．故C错误；
D、由于滑块的机械能不守恒，所以滑块在B点的速度小于在A点的速度．
滑块在B点受到的重力与支持力的合力提供向心力,在B点：⑤
比较③⑤可知，B点滑块受到的支持力一定大于A点的支持力,可知，A到B的过程中支持力增大；
由于动摩擦因数的具体数据未知，所以B到C的过程中速度变化的关系不能确定,比较④⑤不能得出F NB与F NC的大小关系．故D错误．
故选：A
8．如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端
悬挂小物块B，物块A、B质量相等．C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC=h．开始时A位于P点,PO与水平方向的夹角为30°．现将A、B静止释放．则下列说法正确的是（）
A．物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度先增大后减小
B．在物块A由P点出发第一次到达C点过程中,物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量C．物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动D．物块A经过C点时的速度大小为
【考点】功能关系；运动的合成和分解．
【分析】在绳子作用下物块A由P点到C点的过程，绳子的拉力做正功,速度增大．到C点时B的速度为零．根据能量守恒定律,分析物块B克服细线拉力做的功与B重力势能的减少量的关系．结合对称性分析物块A的运动范围．由系统的机械能守恒求物块经过C 点时的速度．
【解答】解：A、物块A由P点出发第一次到达C点过程中，绳子拉力对A一直做正功，其他力不做功，则动能不断增大，速度不断增大，故A错误．
B、物块A到C点时B的速度为零，根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，故B错误．
C、由几何知识可得=h，由于AB组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动．故C正确．
D、设物块A经过C点时的速度大小为v，此时B的速度为0．根据系统的机械能守恒得：mg（﹣h）=mv2，得v=，故D正确．
故选：CD
二．非选择题：
9．某同学利用图1的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率f有20Hz、30Hz、40Hz．打出的纸带如图2所示．（1)从纸带上可以看出重物匀加速下落,利用f和图中给出的物理量可以写出在打点计时器打B点时重物下
落的速度为,打C点时重物下落的速度为，重物下落的加速度为．(2)已测得S1=8.89cm，S2=9。

50cm，S3=10.10cm；当地的加速度为9.8m/S2，若使用40Hz作为计时器电源,则实验中重物所受的平均阻力约为其重力的 1.2 %（保留两位有效数字）
【考点】验证机械能守恒定律．
【分析】（1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点和C点的速度．根据速度时间公式求出重物下落的加速度．
（2）根据牛顿第二定律求出阻力的大小，从而得出重物所受平均阻力约占重力的百分之几．
【解答】解:（1）B点的速度等于AC段的平均速度,则=,C点的速度等于BD段的平均速度，
．
重物下落的加速度a=．
（2）代入数据得,重物的加速度
a=m/s2=9.68m/s2，
根据牛顿第二定律得，mg﹣f=ma,则f=mg﹣ma，
所以．
故答案为:（1），，，（2）1.2．
10．质量为4T的汽车,发动机的额定功率为100kW，在水平路面上行驶，运动阻力恒为2。

0х103N (1）若发动机保持最大功率行驶，汽车行驶的最大速度是多少？
(2）汽车由静止开始以0。

50m/s2的加速度做匀加速直线运动，求匀加速运动过程所持续的时间．
【考点】功率、平均功率和瞬时功率．
【分析】(1）根据发电机的功率等于牵引力与速度的乘积求出汽车行驶的最大速度．
(2)先由牛顿第二定律求出汽车的牵引力;当电机的功率等于额定功率时，汽车的不能再继续以原来的加速度加速，根据P=Fv求出汽车的速度，由v=at求出时间．
【解答】解：（1）当汽车达到最大速度v m
时,a=0,F=f=2000N
由于：P m=FV m，
代入数据得：V m=50m/s
（2）4T=4000kg
汽车从静止开始匀加速启动，牵引力F恒定，由牛顿第二定律：
F′=f+ma=2000+4000×0。

50=4000N
当电机的功率等于额定功率时，汽车的不能再继续以原来的加速度加速，此时：
P=F′•v
所以：v==m/s
由：v=at
所以:t=s
答:(1）汽车行驶的最大速度是50m/s；
（2）汽车由静止开始以0.50m/s2的加速度做匀加速直线运动,匀加速运动过程所持续的时间是50s．
11．如图,光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B 点相切，导轨半径R,一个质量为m的静止物块在A 处压缩弹簧，把物块释放，在弹力的作用下获得一个向右的速度，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的11倍，之后向上运动从C点抛出，又恰好落在A点，AB=4R,重力加速度取g．求：
(1)弹簧对物块的弹力做的功．
（2）物块从B至C克服阻力所做的功．
【考点】动能定理的应用;平抛运动．
【分析】（1）弹簧对物块弹力做的功转化为物块的动能，在B点应用牛顿第二定律可以求出物块的速度,求出弹力做功．
（2）离开C后五天做平抛运动，应用平抛运动规律可以求出到达C点的速度,然后应用动能定理求出克服阻力做功．
【解答】解：（1）物体在B点时，做圆周运动，
由牛顿第二定律可知：
N﹣mg=m，由题意可知：N=11mg，
对物体由动能定理可得：
W=mv B2，解得:W=5mgR；
（2）物块从C点做平抛运动,
水平方向：4R=v C t，
竖直方向:2R=gt2，
从B到C由动能定理可得：
﹣W f﹣mg•2R=mv C2﹣mv B2，
解得，五天克服摩擦力做功：W f=mgR．
答:（1）弹簧对物块的弹力做的功为5mgR．
（2)物块从B至C克服阻力所做的功为mgR．
12．如图，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道,BC 段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点,一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下,然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车,已知滑块质量与小车质量间的关系为2m=M，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．求:
(1）滑块运动过程中，小车的最大速度v m．
（2）当滑块运动至C点时，小车的速度大小．（3）滑块从B到C运动过程中,小车的位移大小s．
【考点】动量守恒定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【分析】(1）滑块到达B点时小车速度最大,小车与滑块组成的系统水平方向动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出小车的最大速度．
（2)滑块从A运动到C的过程中，小车与滑块组成的系统水平方向动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出小车的最大速度．
（3）由牛顿第二定律求出小车的加速度，然后应用速度位移公式求出小车的位移．
【解答】解:（1）滑块到达B点时，小车的速度最大，小车与滑块组成的系统水平方向动量守恒，
以向右为正方向,由动量守恒定律得：mv﹣Mv m=0，滑块从A到B过程,由能量守恒定律得：
mgR=mv2+Mv m2，
解得：v m=;
（2)滑块到C处过程小车与滑块组成的系统水平方向动量守恒,
以向右为正方向,由动量守恒定律得:mv′﹣Mv″=0，由能量守恒定律得：mgR=mv′2+Mv″2+μmgL，
解得：v″=；
（3)滑块从B到C过程,小车的加速度：a==μg，由匀变速直线运动的速度位移公式得：v m2﹣v″2=2as，解得：s=L；
答:(1）滑块运动过程中，小车的最大速度v m为．（2)当滑块运动至C点时,小车的速度大小为
．
（3）滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s 为L．
2016年11月26日。