安徽省安徽师大附中2017-2018学年高三上学期期中考试物理试卷 Word版含解析

2017-2018学年安徽师大附中高三（上）期中物理试卷一、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．（4分）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．（4分）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．03．（4分）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．2m/s B．4m/s C．6m/s D．8m/s4．（4分）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，杆与水平面成θ角，不计所有摩擦，当两球静止时，OA绳与杆的夹角为θ，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tanθ：1 D．A、B的质量之比为1：tanθ5．（4分）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．（4分）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7．（4分）某人驾驶一辆质量为m=5×103kg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I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为B．汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度为2m/s2C．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/s8．（4分）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年登火星和地球相比（）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．（4分）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16VB．圆周上B、C两点的电势差为﹣4VC．匀强电场的场强大小为100V/mD．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．（4分）如图所示，光滑杆O′A的O′端固定一根劲度系数为k=10N/m，原长为l0=1m 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，OO′为过O点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为θ=30°，开始杆是静止的，当杆以OO′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0.5mB．当弹簧恢复原长时，杆转动的角速度为rad/sC．当弹簧伸长量为0.5m时，杆转动的角速度为rad/sD．在此过程中，杆对小球做功为15J二、实验题：（每空2分，共20分）11．（6分）有同学利用如图1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T OA、T OB和T OC，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=4B．钩码的个数N1=N3=3，N2=4C．钩码的个数N1=N2=N3=4D．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2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vB．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vC．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hD．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△E p=，动能的增加量△E k=（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为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，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．2016-2017学年安徽师大附中高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、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．（4分）（2016秋•镜湖区校级期中）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【考点】电容；重力；向心力．【专题】定量思想；推理法；电容器专题．【分析】比值定义法共同点是：所定义的物理量与所用的物理量无关；抛体运动只受到重力作用，故是一种匀变速运动；两个物体只要发生相对运动即受到滑动摩擦力；运动的物体一样可以受到静摩擦力；圆周运动的向心力是变力，故加速度不断变化．其向心力可以是合力也可以是某个力的分力．【解答】解：A、公式C=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；故A错误；B、若不计阻力，则物体在空中只受重力，故一定做匀变速直线运动；故B正确；C、静止的物体若相对其他物体有相对运动，则可以受到滑动摩擦力；同理，若运动的物体相对于和它接触的物体静止，则可能受静摩擦力；故C错误；D、圆周运动是一种加速度不断变化（方向一定变化）的运动，圆周运动的向心力可以是几个力的合力，也可以是某个力的分力，匀速圆周运动的合力一定充当向心力，但是变速圆周运动的合力不一定等于向心力，故D错误；故选：B．【点评】本题考查摩擦力、比值定义法及向心力等内容，要注意摩擦力的相对性，明确运动的物体可以受静摩擦力；静止的物体也可以受滑动摩擦力．2．（4分）（2016秋•镜湖区校级期中）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【考点】电场强度．【专题】定性思想；推理法；电场力与电势的性质专题．【分析】均匀带电的球体在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处的点电荷产生的电场，由点电荷场强公式解答．【解答】解：球体的体积：V0=所以半径R﹣h的内球所带的电量：q=•Q=•Q星球表面下h深度处的电场强度的大小为：E==，故A正确，BCD错误；故选：A．【点评】解决本题的关键是运用等效分析该电场与点电荷电场的相似性，运用点电荷场强公式研究电场强度．3．（4分）（2016•武汉校级模拟）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．2m/s B．4m/s C．6m/s D．8m/s【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【专题】定量思想；推理法；运动学中的图像专题．【分析】由图写出与t的关系式，由匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+变形，两者对比得到物体的初速度、加速度，再求t=2s时质点的速度．【解答】解：由图得：=v．由匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+变形得：=v0+，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故选：B【点评】根据数学知识得到与t的关系式是解题的关键，要掌握匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+，通过比对的方法研究这类问题．4．（4分）（2016•厦门校级模拟）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，杆与水平面成θ角，不计所有摩擦，当两球静止时，OA绳与杆的夹角为θ，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tanθ：1 D．A、B的质量之比为1：tanθ【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【专题】定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题．【分析】分别对AB两球分析，运用合成法，用T表示出A、B两球的重力，同一根绳子上的拉力相等，即绳子AB两球的拉力是相等的．【解答】解：A、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，故A错误；B、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，故B错误；C、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=m B g（根据正弦定理列式）故m A：m B=1：tanθ，故C错误，D正确．故选：D【点评】本题考查了隔离法对两个物体的受力分析，关键是抓住同一根绳子上的拉力处处相等结合几何关系将两个小球的重力联系起来．5．（4分）（2016•武汉模拟）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．【考点】动能定理的应用．【专题】比较思想；方程法；动能定理的应用专题．【分析】先根据功能关系定性判断物体的机械能变化情况，再由v2﹣h图象分析出物体做匀减速运动，拉力恒定，再由功能关系分析图象的形状．【解答】解：AB、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，故A、B错误．CD、由匀变速运动的速度位移关系公式v2﹣=2ah得：v2=+2ah由数学知识可知，v2﹣h图象的斜率等于2a，直线的斜率一定，则知物体的加速度a一定，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=F，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，故C错误，D正确．故选：D【点评】根据物理规律得到解析式，再结合数学知识分析图象的形状和物理意义，是常用的方法，要能熟练运用．6．（4分）（2016秋•镜湖区校级期中）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【考点】带电粒子在混合场中的运动；电容器的动态分析．【专题】定性思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题．【分析】平行板电容器与直流电源连接，其电压保持不变，上板充正电．下板充负电，板间电场方向向下，油滴带负电，P点的电势高于下板的电势．将下极板竖直向下移动一小段距离，板间场强减小，油滴所受电场力减小，带电油滴将向下运动．由公式U=Ed分析P与下板间的电势差变化情况，再分析P点的电势变化，根据负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，分析油滴的电势能的变化情况．根据电容的变化及公式C=分析电量Q的变化．【解答】解：A、平行板电容器与直流电源连接，其电压保持不变，将下极板竖直向下移动一小段距离，根据E=，可知，板间场强减小，油滴所受电场力减小，油滴将沿竖直方向向下运动．故A错误．B、由上可知，带电油滴向下运动，电场力做负功，电势能增加，导致其机械能将减小，故B错误；C、P与上板间的距离不变，由公式U=Ed分析可知，P与上板间电势差减小，而P点电势升高，而油滴带负电，则带电油滴在P点的电势能减小，故C正确．D、将下极板竖直向下移动一小段距离，板间距离增大，依据C=，那么电容减小，因电容器的电压不变，由Q=CU得到，电量Q减小．故D错误．故选：C．【点评】本题较难之处是分析电势变化，往往根据电势差和该点与零电势点间电势的高低，分析电势的变化，这是常用的方法，注意不论极板如何移动，电容器的两端的电压总是不变．7．（4分）（2016秋•镜湖区校级期中）某人驾驶一辆质量为m=5×103kg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I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为B．汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度为2m/s2C．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【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题．【分析】根据匀变速直线运动的推论，运用连续相等时间内的位移之差是一恒量，求出加速度，结合位移时间公式求出初速度，判断速度减为零的时间，判断出物体在8s前已经停止，再结合运动学公式求出初速度和加速度．根据速度位移公式求出汽车刹车到停止的距离，判断甲车是否撞上乙车．【解答】解：ABD、根据得：a=，根据得初速度为：，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：，联立解得a=﹣2m/s2，初速度v0=14m/s，故AB错误，D正确．C、汽车刹车到停止的距离，可知甲不能撞上乙车，故C错误．故选：D．【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，注意物体在8s前已经停止，所以通过连续相等时间内的位移之差是一恒量求出的加速度是错误的．8．（4分）（2016秋•镜湖区校级期中）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【考点】万有引力定律及其应用．【专题】定量思想；推理法；万有引力定律的应用专题．【分析】天体表面附近重力约等于万有引力，第一宇宙速度，向心加速度公式【解答】解：AB、根据第一宇宙速度公式v=（M指中心天体太阳的质量），故A错误，B正确CD、根据向心加速度公式a=（M指中心天体太阳的质量），故C正确，D错误故选：BC【点评】本题考查了天体运动中万有引力充当向心力，在天体表面附近重力约等于万有引力，记住第一宇宙速度公式和向心加速度等公式．9．（4分）（2016秋•镜湖区校级期中）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16VB．圆周上B、C两点的电势差为﹣4VC．匀强电场的场强大小为100V/mD．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【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．【专题】定量思想；方程法；电场力与电势的性质专题．【分析】先根据电势的定义判断出C点的电势，再结合电场的对称性判断出A点的读数与B点的电势；结合几何关系求出匀强电场的电势差；根据粒子在A点的动能和电势能求出粒子的总能量，然后判断选项D说法正确．【解答】解：根据电势的定义可知C点的电势：φC===﹣4V所以：U OC=φO﹣φC=0﹣（﹣4）=4V根据匀强电场的特点，结合AOC是直径可知：U AO=U OC=4V所以：φA=O+U AC=4V。