四川省成都市石室中学2017届高三上学期期中物理试卷 含解析

2016-2017学年四川省成都市石室中学高三（上）期中物理试卷
二、选择题：本题共8小题,每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错的得0分．
1．以下说法正确的是（）
A．速度、加速度、电场强度这三者所体现共同的物理思想方法是“等效替代"
B．在国际单位制中，力学的基本单位有牛顿、米、秒
C．“探究加速度与力、质量的关系”的实验用了控制变量法
D．伽利略用真实的自由落体运动实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
2．下列说法中正确的是（）
A．跳高场上的软垫作用是为了减少运动员落地时受到的冲量
B．跳远时,跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上的小
C．在高空中飞行的火箭，突然爆炸，由于火箭受到重力作用，所以火箭在爆炸过程中动量不守恒
D．在列车编组站里，一辆车厢以一定的速度碰上另一辆静止的车厢，碰后结合在一起继续运动,此过程中两辆车厢动量守恒
3．如图所示，三个相同的小球A、B、C，其中小球A 沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度V0从顶端滑到底端，小球B以同样大小的初速度从同等高度处竖直上抛,小球C在同等高度水平抛出，则( ）
A．小球A到达地面的速度最大
B．从开始至落地，重力对它们做功相同
C．三个小球到达地面时，重力的瞬时功率相等D．从开始运动至落地过程中，重力的冲量一定相同4．某同学研究电子在电场中的运动时，电子仅受电场力的作用，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（虚线所示)，图中的一组平行实线可能是电场线，也可能是等势面,则下列说法正确的是（）
A．不论图中的实线是电场线还是等势线，a点的电势能一定大于b点的电势能
B．不论图中的实线是电场线还是等势线，a点的加速度一定小于b点的加速度
C．若图中的实线是电场线，则电子在a点的动能较小D．若图中的实线是等势线，则电子在a点的动能较小
5．如图所示，2016年10月19日，神舟十一号入轨后，经历5次变轨，到达距离地面393公里轨道，与天宫二号成功对接，对接之后两者一起绕着地球做匀速圆周运动．已知地球的质量M=5.97×1024 kg，地球的半径R=6378公里,引力常量G=6。

67×10﹣11N•m2/kg2,
地球表面的重力加速度g=10m/s2．则（）
A．神舟十一号为了追上天宫二号，无论在什么轨道上只要加速就行
B．天宫二号运行的速度大于7。

9km/s
C．神舟十一号变轨前后忽略其质量的变化，则变轨后动能减小，引力势能增大
D．对接成功后两者一起运行的周期为1h．
6．在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定正电荷Q A、Q B，两电荷的位置坐标如图甲所示．图乙是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图象,图中x=L点为图线的最低点,若在x=2L的C点由静止释放一个质量为m、电量为+q的带电小球（可视为质点），下列有关说法正确的是（）
A．小球在x=L处的速度最大
B．小球一定可以到达x=﹣2L点处
C．小球将以x=L点为中心作往复运动
D．固定在AB处的电荷的电量之比为Q A：Q B=4：1 7．如图所示，轨道NO和OM底端对接且θ＞α,小环自N点由静止滑下再滑上OM．已知小环在轨道NO 下滑的距离小于在轨道OM上滑的距离,忽略小环经过O点时的机械能损失，轨道各处的摩擦系数相同．若用F、f、v和E分别表示小环所受的合力、摩擦力、速度和机械能,这四个物理量的大小随环运动路程的变化关系如图．其中能正确反映小环自N点到右侧最高点运动过程的是（）
A． B． C．
D．
8．某车辆缓冲装置的理想模型如图，劲度系数足够大且为k的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可沿固定在车上的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f．轻杆沿槽向左移动不超过l时，装置可安全工作．小车总质量为m．若小车以速度v0撞击固定在地面的障碍物，将导致轻杆沿槽向左移动．已知轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计小车与地面的摩擦．则（）
A．轻杆开始移动时，弹簧的压缩量为
B．小车速度为0时,弹簧的弹性势能为mv02
C．小车被弹回时速度等于
D．为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度等于
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第22题～32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33~38题为选考题,考生根据要求作答．（一）必考题9．某实验小组用如图所示实验电路测三节干电池组的电动势和内阻，电阻R0为定值电阻．
闭合电键前，滑动变阻器的滑片应移动到最（填“左”或“右"）端，闭合电键后，在连续调节滑动变阻器滑片的过程中，电压表V2的示数（填“增大”、“减小”或“不变，"），电压表V1的示数（填“增大”、“减小”或“不变，”）．
10．(1）某同学想利用图甲所示装置，验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒,该同学认为只要将摩擦力平衡掉就可以了．你认为该同学的想法（选填“正确”或“不正确”)
（2）另一同学用一倾斜的固定气垫导轨来验证机械能守恒定律．如图乙所示，质量为m1的滑块（带遮光条）放在A处,由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m2的钩码相连，导轨B处有一光电门，用L表示遮光条的宽度，x表示A、B两点间的距离，θ表示气垫导轨的倾角，g表示当地重力加速度．
①气泵正常工作后，将滑块由A点静止释放,运动至B，测出遮光条经过光电门的时间t，该过程滑块与钩码组成的系统重力势能的减小量表示为，动能的增加量表示为．若系统机械能守恒,则与x的关系式为= （用题中己知量表示)．
②实验时测得m1=475g，m2=55g，遮光条宽度L=4mm，sinθ=0。

1，改变光电门的位置，滑块每次均从A点释放，测量相应的x与t的值，以为纵轴,x为横轴，作出的图象如图丙所示，则根据图象可求得重力加速度g0为m/s2(计算结果保留2位有效数字)，若g0与当地重力加速度g近似相等，则可验证系统机械能守恒．
11．如图，一条长为L的细线上端固定，下端拴一个质量为m的带电为q的小球，将它置于一方向水平向右的匀强电场中，使细线竖直拉直时小球在A点静止
释放,当细线离开竖直位置偏角α=60°时，小球速度为0．
（1）求：①小球带电性质②电场强度E．
（2）要小球恰好完成竖直圆周运动,求A点释放小球时应有初速度v A．(可含根式）
12．如图甲所示，工厂利用倾角θ=30°的皮带传输机，将每个质量为m=5kg的木箱从地面运送到高为h=5。

25m的平台上，机械手每隔1s就将一个木箱放到传送带的底端，传送带的皮带以恒定的速度顺时针转动且不打滑．木箱放到传送带上后运动的部分v﹣t图象如图乙所示,已知各木箱与传送带间的动摩擦因数都相等．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2．求:（1）木箱与传送带间的动摩擦因数μ；
(2）传送带上最多有几个木箱同时在向上输送;
(3）皮带传输机由电动机带动，从机械手放上第一个木箱开始计时的10分钟内,因为木箱的放入,电动机需要多做的功．
（二）选考题：共45分．请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答．如果多做，则每学科按所做的第一题计分．【物理—-选修3—3】
13．一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其P﹣T图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O．下列判断正确的是（）
A．气体在a、c两状态的体积相等
B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
14．一氧气瓶的容积为0.08m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧
气0。

36m3．当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．
【物理-—选修3—4】
15．一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0。

4s．下列说法正确的是（)
A．波速为4m/s
B．波的周期为0.8s
C．x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰D．x的坐标为15m的质点在0。

2s内会随波前进0.8m E．当质点P位于波峰时,x坐标为17m的质点恰好位于波谷
16．一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示．已知玻璃的全反射临界角为γ（γ＜）．与玻璃砖的底平面成（﹣γ）角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经柱面折射后，有部分光（包括与柱面相切的入射光）能直接从玻璃砖
底面射出,若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度．
2016—2017学年四川省成都市石室中学高三(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．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，部分选对的得3分,有选错的得0分．
1．以下说法正确的是（）
A．速度、加速度、电场强度这三者所体现共同的物理思想方法是“等效替代”
B．在国际单位制中,力学的基本单位有牛顿、米、秒C．“探究加速度与力、质量的关系”的实验用了控制变量法
D．伽利略用真实的自由落体运动实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
【考点】物理学史．
【分析】速度、加速度、电场强度都采用了比值法定义，牛是力学中导出单位．“探究加速度与力、质量的关系”的实验用了控制变量法．根据伽利略对落体运动规律的研究，了解伽利略所开创的研究问题的方法和思维过程．
【解答】解:A、速度、加速度、电场强度都采用了比值法定义,并没有体现共同的物理思想方法是“等效替代”，故A错误．
B、在国际单位制中，力学的基本单位有千克、米、秒，牛是导出单位，故B错误．
C、“探究加速度与力、质量的关系"的实验用了控制变量法，故C正确．
D、利用了斜面实验伽利略巧妙地证明了自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动．斜面实验中伽利略运用了合理外推的物理方法．故D错误
故选：C
2．下列说法中正确的是( ）
A．跳高场上的软垫作用是为了减少运动员落地时受到的冲量
B．跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上的小C．在高空中飞行的火箭，突然爆炸，由于火箭受到重力作用，所以火箭在爆炸过程中动量不守恒D．在列车编组站里，一辆车厢以一定的速度碰上另一辆静止的车厢,碰后结合在一起继续运动，此过程中两辆车厢动量守恒
【考点】动量守恒定律；动量定理．
【分析】动量变化量等于合外力的冲量,当系统所受合外力为零时系统动量守恒，应用动量定理与动量守恒定律分析答题．
【解答】解：A、跳高场上的软垫可以增加作用时间，延长作用时间可以减小作用力，故A错误；
B、跳远时,跳在沙坑里与跳在水泥地上动量的变化量相等，跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上作用时间长，由动量定理可知，人跳在沙坑里人受到的力小，因此跳在沙坑里安全，故B错误；
C、在高空中飞行的火箭，突然爆炸,内力远大于外力，系统动量守恒，故C错误；
D、在列车编组站里，一辆车厢以一定的速度碰上另一辆静止的车厢，碰后结合在一起继续运动，碰撞过程内力远大于外力，此过程中两辆车厢动量守恒，故D正确；
故选：D．
3．如图所示，三个相同的小球A、B、C，其中小球A 沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度V0从顶端滑到底端，小球B以同样大小的初速度从同等高度处竖直上抛，小球C在同等高度水平抛出,则（）
A．小球A到达地面的速度最大
B．从开始至落地，重力对它们做功相同
C．三个小球到达地面时,重力的瞬时功率相等
D．从开始运动至落地过程中,重力的冲量一定相同【考点】动量定理；功率、平均功率和瞬时功率．【分析】三个物体在运动的过程中机械能守恒，可以判断它们的落地时的速度的大小,再由平均功率和瞬
时功率的公式可以得出结论．
【解答】解:A、三个小球在运动的过程中都是只有重力做功,机械能守恒，所以根据机械能守恒可以知三物体落地时动能相同，速度的大小相同,故A错误．B、重力做功只与初末位置有关，三个物体的起点和终点的高度差一样，所以重力做的功相同，故B正确．C、由于两个物体落地时的速度的大小相等而方向不同，由于A、C两球都有水平方向的分速度，而B球没有水平方向的分速度，所以B球竖直方向的速度最大，由瞬时功率的公式可以知道，重力的瞬时功率B 最大,故C错误．
D、根据冲量的定义I=Ft=mgt，三个小球运动的时间不等，所以重力的冲量不同，故D错误；
故选：B
4．某同学研究电子在电场中的运动时，电子仅受电场力的作用,得到了电子由a点运动到b点的轨迹(虚线所示）,图中的一组平行实线可能是电场线,也可能是等势面，则下列说法正确的是( )
A．不论图中的实线是电场线还是等势线，a点的电势能一定大于b点的电势能
B．不论图中的实线是电场线还是等势线,a点的加速度一定小于b点的加速度
C．若图中的实线是电场线，则电子在a点的动能较小D．若图中的实线是等势线，则电子在a点的动能较小
【考点】电势差与电场强度的关系；电势能．
【分析】由电子的轨迹弯曲方向判断电子所受的电场力方向,确定电场线的方向，判断电势能高低．匀强电场中场强处处大小相等．根据电场力方向与电子速度方向的夹角,判断电场力对电子做正功还是负功，确定电子在a点与b点动能的大小．
【解答】解：A、只有电场做功，故动能和电势能之和守恒；如果图中实线是电场线,电子在a点动能较小，电势能大；如果图中实线是等势面，电子在a点动能较大，电势能小;故A错误；
B、不论图中实线是电场线还是等势面，该电场是匀强电场,a点和b点的场强大小相等，电子的加速度相等；故B错误；
C、D、如果图中实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场力对电子做正功，则由动能定理得知，电子在a点动能较小;如果图中实线是等势面，电子所受的电场力水平向下，电场力对电子做负功，则由动能定理得知,电子在b点动能较小；故C正确,D错误;故选：C．
5．如图所示，2016年10月19日,神舟十一号入轨后，经历5次变轨,到达距离地面393公里轨道，与天宫二号成功对接，对接之后两者一起绕着地球做匀速圆周运动．已知地球的质量M=5.97×1024 kg，地球的半径R=6378公里，引力常量G=6.67×10﹣11N•m2/kg2，地球表面的重力加速度g=10m/s2．则（）
A．神舟十一号为了追上天宫二号，无论在什么轨道上只要加速就行
B．天宫二号运行的速度大于7。

9km/s
C．神舟十一号变轨前后忽略其质量的变化,则变轨后动能减小，引力势能增大
D．对接成功后两者一起运行的周期为1h．
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】根据万有引力提供向心力及近心运动和离心运动的相关知识即可求解；万有引力提供圆周运动的向心力，所以第一宇宙速度是围绕地球圆周运动的最大速度；
【解答】解：A、由卫星变轨原理知，神舟八号只有在较低轨道上做加速运动才可以实现与天宫一号的对接,故A错误．
B、第一宇宙速度为最大环绕速度，天宫二号的线速度一定小于第一宇宙速度．故B错误
C、神舟十一号变轨完成后与变轨前相比运行轨道半径增大，运行线速度减小,所以卫星动能减小，引力势能增大，故C正确;
D、对接成功后两者一起运行的周期大于近地卫星的周期，近地卫星的周期最小为85min，故D错误;
故选：C
6．在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定正电荷Q A、Q B，两电荷的位置坐标如图甲所示．图乙是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图象，图中x=L点为图线的最低点，若在x=2L的C点由静止释放一个质量为m、电量为+q的带电小球（可视为质点），下列有关说法正确的是（）
A．小球在x=L处的速度最大
B．小球一定可以到达x=﹣2L点处
C．小球将以x=L点为中心作往复运动
D．固定在AB处的电荷的电量之比为Q A：Q B=4：1【考点】电势；库仑定律．
【分析】根据φ﹣x图象切线的斜率等于场强E，分析场强的变化，判断小球的速度变化；根据动能定理确定小球可以到达的位置；x=L处场强为零，根据点电荷场强公式E=k，求解Q A：Q B．
【解答】解:
A、据φ﹣x图象切线的斜率等于场强E,则知x=L处场强为零，所以小球在C处受到的场强向左,向左加速运动，到x=L处加速度为0，从x=l向左运动时,电场力向右，做减速运动，所以小球在x=L处的速度最大，故A正确．
B、C、根据动能定理得：qU=0，得U=0，所以小球能运动到电势与出发点相同的位置，由图知向左最远能到达x=﹣L点处，然后小球向右运动，小球将以x=0。

5L点为中心作往复运动，故BC错误．
D、x=L处场强为零,根据点电荷场强则
有:k=k，解得Q A：Q B=4:1,故D正确．
故选：AD
7．如图所示，轨道NO和OM底端对接且θ＞α,小环自N点由静止滑下再滑上OM．已知小环在轨道NO 下滑的距离小于在轨道OM上滑的距离，忽略小环经过O点时的机械能损失,轨道各处的摩擦系数相同．若
用F、f、v和E分别表示小环所受的合力、摩擦力、速度和机械能,这四个物理量的大小随环运动路程的变化关系如图．其中能正确反映小环自N点到右侧最高点运动过程的是（）
A． B． C．
D．
【考点】摩擦力的判断与计算；速度；机械能守恒定律．
【分析】小环在NO上做初速度为0的匀加速运动,在OM上做匀减速运动至速度为0,根据匀变速直线运动的平均速度公式知加速和减速过程中的平均速度相等，再根据下滑距离大于上滑距离可得物体下滑时间大于上滑时间，从而可以比较出加速度的大小，由牛顿第二定律确定小球所受合外力的大小．小球所受滑动摩擦力的大小可以通过比较小球所受弹力的大小加以确定，小环的速度随位移的关系可以通过动能定理
加以确定，合外力做功等于小环动能的变化，机械能随小环所受摩擦力做功而减小,根据摩擦力做功与位移关系加以讨论．
【解答】解:A、小球下滑和上滑过程中都是做匀变速直线运动，故上滑和下滑过程中根据匀变速直线运动的平均速度公式知加速和减速过程中平均速度大小相等，由于下滑距离小于上滑距离，故小环下滑时间小于小环上滑时间，又由于下滑和上滑过程中速度变化的大小相同,则加速度大小a=知,小环下滑时的加速度大，根据牛顿第二定律知小环在下滑时所受合外力大于小环在上滑时所受合外力，故A正确．B、如图:小环在杆上受重力、支持力和滑动摩擦力作用，由题意知f=μN=μmgcosθ，因为θ＞α,所以下滑时的摩擦力小于上滑时的摩擦力,故B正确；
C、小环下滑时做初速度为0的匀加速运动，位移与速度关系满足v2=2ax得：v=速度与位移的平方根成正比，故C错误;
D、除重力和弹力外其它力做的功等于小环机械能的变化，故小球下滑时的机械能等于E=E0﹣fx,由于下滑时摩擦力摩擦力小于上滑时摩擦力,下滑时图象的斜率小于上滑时的图象斜率，故D错误．
故选:AB．
8．某车辆缓冲装置的理想模型如图，劲度系数足够大且为k的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可沿固定在车上的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f．轻杆沿槽向左移动不超过l时，装置可安全工作．小车总质量为m．若小车以速度v0撞击固定在地面的障碍物，将导致轻杆沿槽向左移动．已知轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计小车与地面的摩擦．则（）
A．轻杆开始移动时，弹簧的压缩量为
B．小车速度为0时，弹簧的弹性势能为mv02
C．小车被弹回时速度等于
D．为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度等于
【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律．
【分析】（1）当轻杆开始移动时，弹簧的弹力等于滑动摩擦力大小，根据平衡求出弹力的大小，从而结合胡克定律求出弹簧的压缩量．
（2）小车速度为0时，小车的动能转化为弹簧的弹性势能和内能;
（3）根据动能定理即可求出小车被弹回时速度；（4）结合题目中轻杆沿槽向左移动不超过l,对轻杆移动l和l的过程，分别对小车运用动能定理，抓住两次弹簧弹力做功相等,求出允许小车撞击的最大速度．【解答】解：A、轻杆开始移动时，弹簧的弹力为:F=kx 且F=f
解得:x=．故A正确；
B、设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W，则小车从撞击到停止的过程中，由动能定理有：
…①，
可知小车速度为0时,弹簧的弹性势能一定小于
mv02．故B错误；
C、小车被弹回,摩擦力做功：，由动能定理得：，所以小车被弹回时速度：
．故C错误；
D、小车以v m撞击弹簧时有：…②
联立①②解得：v m=．故D正确
故选:AD
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第22题～32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33~38题为选考题,考生根据要求作答．（一）必考题9．某实验小组用如图所示实验电路测三节干电池组的电动势和内阻，电阻R0为定值电阻．
闭合电键前，滑动变阻器的滑片应移动到最左（填“左”或“右”）端，闭合电键后，在连续调节滑动变阻器滑片的过程中,电压表V2的示数增大(填“增大”、“减小”或“不变，”），电压表V1的示数减小（填“增大”、“减小”或“不变，”）．
【考点】测定电源的电动势和内阻．
【分析】滑动变阻器采用限流接法时，为保护电路闭合开关前滑片要置于阻值最大处；分析清楚电路结构，根据电路结构判断电压表示数如何变化．
【解答】解：由图示电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，为保护电路安全，闭合开关前滑片由置于最左端；移动滑片过程，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可知，电路电流增大，定值电阻两端电压增大，电压表V2
的示数增大．由于电流增大，内压增大，则路端电压减小，电压表V1示数减小;
故答案为：左增大减小
10．（1）某同学想利用图甲所示装置，验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒,该同学认为只要将摩擦力
平衡掉就可以了．你认为该同学的想法不正确（选填“正确"或“不正确")
（2）另一同学用一倾斜的固定气垫导轨来验证机械能守恒定律．如图乙所示，质量为m1的滑块（带遮光条）放在A处，由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m2的钩码相连，导轨B处有一光电门，用L表示遮光条的宽度，x表示A、B两点间的距离，θ表示气垫导轨的倾角，g表示当地重力加速度．
①气泵正常工作后，将滑块由A点静止释放，运动至B，测出遮光条经过光电门的时间t，该过程滑块与钩码组成的系统重力势能的减小量表示为E p=m2gx﹣m1gsinθ•x，动能的增加量表示为。