【详解】河南省八市重点高中2017届高三上学期第二次质检物理试卷

2016-2017学年河南省八市重点高中高三（上）第二次质检物理试卷一、选择题：本题10小题，每题5分共50分．在每题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～l0题有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．1．下列有关物理学的一些说法正确的是（）A．开普勒在丹麦科学家第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律B．在推导万有引力定律的过程中没有用到开普勒定律C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D．经典力学认为同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的2．在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中不正确的是（）A．甲图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想．说明质点在B点的瞬时速度方向B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了理想化模型的思想C．丙图中，探免向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法．D．丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量3．2016年10月7日《中国新歌声》年度总决赛在北京鸟巢落幕，经过激烈角逐，汪峰“梦之队”蒋敦豪成功夺冠．娱乐节目所设计的“导师战车”，可以在倾斜直轨道上运动．导师坐上战车按下按钮，战车就由静止开始沿长10米的斜面冲到学员面前，最终刚好停在斜面的末端，此过程历时约4秒．在战车运动过程中，下列说法正确的是（）A．导师处于失重状态B．战车所受外力始终不变C．战车在倾斜导轨上做匀变速直线运动D．根据题中信息可以估算导师运动的平均速度．4．图中甲、乙、丙是中学物理课本必修1中推导匀变速直线运动的位移公式所用的速度图象，下列说法正确的是（）A．推导中把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法B．甲图用矩形面积的和表示位移大小比丙图用梯形面积表示位移大小更接近真实值C．这种用面积表示位移的方法只适用于匀变速直线运动D．若丙图中纵坐标表示运动的加速度，则梯形面积表示加速度的变化量5．利用传感器与计算机结合，可以绘制出物体运动的图象．张莉同学在一次实验中得到一沿平直轨道运动小车的位移s﹣t图象如图5所示，其中O～l0s商图象是抛物线，由此图象可知：（）A．小车在0～20s运动方向不变B．小车在20s～30g内做匀加速直线运动C．小车在20s～40s内平均速率为零D．小车在0～l0s内做匀加速直线运动6．如图所示，在动摩擦因数µ=0.25的水平面上，质量m=l.0kg的物块与水平轻弹簧相连，物块在与水平方向成θ=53°．角的拉力F作用下处于静止状态，此时水平面对物块的弹力恰好为零．己知g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，若突然将拉力撤去，则在拉力撤去的瞬间，以下说法正确的是（）A．物块只受到重力、弹簧拉力两个力作用B．物块只受到重力、支持力和弹簧拉力三个力作用C．物块的加速度大小为零D．物块加速度大小为5.0m/s 2，方向向左7．如图所示，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，之间用轻质细线连接．且a，b之间的距离恰等于线长．a与转轴OO′的距离为L，b与转轴的距离为2l木块与圆盘的最大摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓任地加速转动．用田表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（）A．b一定比a先开始滑动B．当ω=时，b受到的静摩擦力达到最大值C．当ω=时，a所受摩擦力的大小为kmgD．若ω=时，细线突然断开．a立即做离心运动8．2016年10月19日凌晨3点31分，天宫二号在离地球393公里的近圆轨道上绕地球500多圈后与神舟十一号在太空牵手，完成了交会对接．由于组合体运行的轨道处有极稀薄的气体，若组合体只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，将组合体的轨道看作圆周．则组合体在之后的运动过程中，下列判断正确的是（）A．卫星的高度将逐渐降低B．由于气体阻力做负功，卫星动能将逐渐减少C．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量9．如图所示，在静止的电梯里放一桶水，轻质弹簧下端固定在桶的底部，上端连着软木塞，使软木塞和弹簧全部浸泡在水中（ρ木＜ρ水）．若上述装置是放在以加速度a（且a=g，g为重力加速度）加速下降的电梯中，下列有关说法正确的是：（）A．在加速下降的电梯中的弹簧长度较长B．在加速下降的电梯中的弹簧长度较短C．在加速下降的电梯中，软木塞只受到重力作用D．在加速下降的电梯中，软木塞受到重力、浮力、弹簧拉力三个力作用10．质量m=3.0kg的小球在竖直向上的恒定拉力作用下，由静止开始从水平地面向上运动，经一段时间，拉力做功为W=15.0J，此后撤去拉力，球又经相同时间回到地面，以地面为零势能面，不计空气阻力，重力加速度g=l0m/s2．则下列说法正确的是（）A．恒定拉力大小为40.0NB．球动能E K=3.0J时的重力势能可能是l2.0JC．拉力作用过程球动能增加了15.0JD．球动能E K=3.0J时的重力势能可能是9.0J二、实验题（本题2小题，共18分）11．如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间△t，测得遮光条的宽度为△x，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度，为使更接近瞬时速度，正确的措施是（）A．换用宽度更窄的遮光条B．提高测量遮光条宽度的精确度C．使滑片的释放点更靠近光电门D．增大气垫导轨与水平面的夹角12．图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的（填“A”“B”或“c”）进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为mm．13．某同学在“探究弹簧和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m．如图1所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验．在保持弹簧伸长1.00cm不变的条件下，（1）若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是N（图2中所示），则弹簧秤b的读数可能为N．（2）若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数是、弹簧秤b的读数（填“变大”、“变小”或“不变”）．14．如图1所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：①为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做运动．②连接细绳及托盘，放人砝码，通过实验得到图2所示的纸带．纸带上0为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G．实验时小车所受拉力为0.2N，小车的质量为0.2kg．请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化△E k，补填表中空格（结果保留至小数k③实验前已测得托盘质量为7.7×10﹣3kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为kg（g取9.8m/s2，结果保留至小数点后第三位）．三、计算说明题（本题4小题共42分，要求写出必要的文字说明）15．一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其﹣t的图象如图所示，求质点第5s内的位移的大小？16．2009年9月17曰科学家在太阳系外发现了首个密度接近地球的COROT﹣7b行星，其质量约为地球的5倍．假定地球的第一宇宙速度Vo，可认为该行星密度和地球密度相等，质量是地球质量的5倍．己知质量为Ⅲ的物体离行星球心距离r处的引力势能为E p=﹣，其中G为万有引力常量，且行星和地球均可看作质量分布均匀的球体．求：（1）该行星的第一宇宙速度？（2）该行星的第二宇宙速度？17．如图所示，在一次消防演习中，消防员练习使用挂钩从高空治滑杆由静止糟下，滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴连接在O处，可梅消防员和挂钩均理想化为质点，且通过O点的瞬间没有机械能的损失．已知AO长L1=5m，OB长L2=15m，两面竖直墙MN的间距d=15m．滑杆A端用铰链固定在墙上，B端用铰链固定在另一侧墙上．为了安全．消防员到达对面墙的速度大小不能超过6m/s，挂钩与两段滑杆闻动摩擦因数均为μ=0.8，重力加速度g=10m/s2．若B端在竖直墙上的位置可以改变，求滑杆端点A、B闻的最大竖直距离．18．如图，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，∠BOA=60°，OB=OA，将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A 点，使此小球带电，电荷量为q（q＞0），同时加一匀强电场，场强方向与△OAB所在平面平行．现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A点，到达A 点时的动能是初动能的3倍，若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B 点，且到达B点时的动能为初动能的6倍，重力加速度大小为g，求：（1）无电场时，小球到达A点时的动能与初动能的比值；（2）电场强度的大小和方向．2016-2017学年河南省八市重点高中高三（上）第二次质检物理试卷参考答案与试题解析一、选择题：本题10小题，每题5分共50分．在每题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～l0题有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．1．下列有关物理学的一些说法正确的是（）A．开普勒在丹麦科学家第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律B．在推导万有引力定律的过程中没有用到开普勒定律C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D．经典力学认为同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的【考点】物理学史．【分析】开普勒在第谷的行星观测数据基础上发现了行星的运动规律．牛顿在推导万有引力定律的过程中用到了开普勒定律．经典力学有绝对的时空观．【解答】解：A、开普勒在第谷的行星观测天文数据基础上，总结发现了行星运动的三大定律．故A正确．B、牛顿在推导万有引力定律的过程中用到了开普勒定律．故B错误．C、开普勒总结出了行星运动的规律，但没有找出了行星按照这些规律运动的原因，牛顿找出了行星按照这些规律运动的原因，故C错误．D、经典力学认为同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是相同的，故D错误．故选：A2．在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中不正确的是（）A．甲图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想．说明质点在B点的瞬时速度方向B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了理想化模型的思想C．丙图中，探免向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法．D．丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量【考点】物理学史．【分析】在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多方法，如极限思想法、理想模型法、微元法、控制变量法，极限思想法、类比法和科学假说法等等，根据实验原理分析即可．【解答】解：A、图甲采用极限思想法，研究质点在B点的瞬时速度方向，故A正确．B、乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效替代法，故B不正确．C、丙图中，探免向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法，故C正确．D、丁图中，采用光放大的方法显示微小形变；故D正确．本题选不正确的，故选：B3．2016年10月7日《中国新歌声》年度总决赛在北京鸟巢落幕，经过激烈角逐，汪峰“梦之队”蒋敦豪成功夺冠．娱乐节目所设计的“导师战车”，可以在倾斜直轨道上运动．导师坐上战车按下按钮，战车就由静止开始沿长10米的斜面冲到学员面前，最终刚好停在斜面的末端，此过程历时约4秒．在战车运动过程中，下列说法正确的是（）A．导师处于失重状态B．战车所受外力始终不变C．战车在倾斜导轨上做匀变速直线运动D．根据题中信息可以估算导师运动的平均速度．【考点】牛顿运动定律的应用-超重和失重；平均速度．【分析】由题可知，“导师战车”先加速后减速，结合车运动的特点分析车的超重与失重、车的受力以及平均速度．【解答】解：A、由题可知，“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速，加速的过程中有沿斜面向下的分加速度，车处于失重状态；当车减速时，车有向上的分加速度，车处于超重状态．故A错误；B、由题可知，“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速，结合牛顿第二定律可知，车受到的合外力先沿斜面向下，后沿斜面向上．故B错误；C，“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速．故C错误；D、车的位移是10m，时间是4s，所以可以求出平均速度：m/s．故D正确．故选：D4．图中甲、乙、丙是中学物理课本必修1中推导匀变速直线运动的位移公式所用的速度图象，下列说法正确的是（）A．推导中把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法B．甲图用矩形面积的和表示位移大小比丙图用梯形面积表示位移大小更接近真实值C．这种用面积表示位移的方法只适用于匀变速直线运动D．若丙图中纵坐标表示运动的加速度，则梯形面积表示加速度的变化量【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．【分析】在利用速度﹣时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时，采用极限思想，把时间轴无限分割，得出面积大小等于物体位移的结论，是一种微元法．【解答】解：A、这里推导位移公式采用了微元法，故A正确．B、位移等于图线与时间轴所围的面积大小，可知，丙图用梯形面积表示位移大小比甲图用矩形面积的和更接近真实值．故B错误．C、这种用面积表示位移的方法只适用于任何直线运动．故C错误．D、若丙图中纵坐标表示运动的加速度，则由△v=a△t知，梯形面积表示速度的变化量．故D错误．故选：A5．利用传感器与计算机结合，可以绘制出物体运动的图象．张莉同学在一次实验中得到一沿平直轨道运动小车的位移s﹣t图象如图5所示，其中O～l0s商图象是抛物线，由此图象可知：（）A．小车在0～20s运动方向不变B．小车在20s～30g内做匀加速直线运动C．小车在20s～40s内平均速率为零D．小车在0～l0s内做匀加速直线运动【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．【分析】本题主要考查了对位移﹣时间图象的理解，根据位移﹣时间时间图象特点可正确回答．注意图象上点的坐标表示物体在某一时刻的位置，图象的斜率表示物体的速度．【解答】解：A、由图可知，小车在前10s向正方向运动，10﹣20s向反方向运动，故A错误；B、小车在20s～30g内做斜率不变，故说明小车做匀速运动，故B错误；C、小车在20s～40s内位移为零，但是路程不为零，故平均速率不为零，故C错误；D、小车在0～l0s内的图象为抛物线，故对应的函数关系为二次函数，则由x=v0t+at2可知，小车做匀加速直线运动，故D正确．故选：D．6．如图所示，在动摩擦因数µ=0.25的水平面上，质量m=l.0kg的物块与水平轻弹簧相连，物块在与水平方向成θ=53°．角的拉力F作用下处于静止状态，此时水平面对物块的弹力恰好为零．己知g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，若突然将拉力撤去，则在拉力撤去的瞬间，以下说法正确的是（）A．物块只受到重力、弹簧拉力两个力作用B．物块只受到重力、支持力和弹簧拉力三个力作用C．物块的加速度大小为零D．物块加速度大小为5.0m/s 2，方向向左【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．【分析】先分析撤去力F前弹簧的弹力大小，再研究撤去F的瞬间，抓住弹簧的弹力不变，对物块进行受力分析，根据牛顿第二定律求出瞬间的加速度大小．【解答】解：AB、撤去力F前，物块受重力、拉力F以及弹簧的弹力处于平衡，根据共点=mgcot53°=10×N=7.5N；力平衡条件得，弹簧的弹力：F弹撤去力F的瞬间，弹簧的弹力仍然为7.5N，此时物块受重力、支持力、弹簧的弹力和摩擦力四个力作用；故AB错误．CD、小球所受的最大静摩擦力为：f=μmg=0.25×10N=2.5N＜F，则根据牛顿第二定律得弹小球的加速度为：a===5m/s 2，合力方向向左，所以加速度方向向左加速．故C错误，D正确；故选：D7．如图所示，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，之间用轻质细线连接．且a，b之间的距离恰等于线长．a与转轴OO′的距离为L，b与转轴的距离为2l木块与圆盘的最大摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓任地加速转动．用田表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（）A．b一定比a先开始滑动B．当ω=时，b受到的静摩擦力达到最大值C．当ω=时，a所受摩擦力的大小为kmgD．若ω=时，细线突然断开．a立即做离心运动【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．【分析】先假设没有细线相连，单个木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定，当圆盘转速增大时，提供的静摩擦力随之而增大，当需要的向心力大于最大静摩擦力时，物体开始滑动，根据牛顿第二定律得到临界角速度；最后再对整体分析，根据牛顿第二定律列式分析．【解答】解：A、两个物体用细线相连，一定是同时开始滑动，故A错误；B、对于单个木块，静摩擦力提供向心力，恰好不滑动时，有：kmg=mω2r，故ω=；故如果没有细线相连，a、b恰好不滑动的临界角速度分别为：、；故角速度逐渐增加的过程中，是b物体的静摩擦力先达到最大，临界角速度为，故B 正确；C、当a的静摩擦力达到最大时，两个物体整体恰好不滑动，故：kmg+kmg=mω2L+mω22L，联立解得：ω=，故C正确；D、若ω=时，细线突然断开，由于＜，故D不会做离心运动，故D错误；故选：BC8．2016年10月19日凌晨3点31分，天宫二号在离地球393公里的近圆轨道上绕地球500多圈后与神舟十一号在太空牵手，完成了交会对接．由于组合体运行的轨道处有极稀薄的气体，若组合体只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，将组合体的轨道看作圆周．则组合体在之后的运动过程中，下列判断正确的是（）A．卫星的高度将逐渐降低B．由于气体阻力做负功，卫星动能将逐渐减少C．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】由于受到稀薄气体的阻力作用，卫星的轨道半径减小，根据地球对卫星的万有引力等于卫星需要的向心力，得出卫星的动能随轨道半径的减小而增大，然后再根据动能定理和功能原理讨论即可．【解答】解：A、由于受到稀薄气体的阻力作用，卫星的轨道半径减小，则卫星的高度将逐渐降低，故A正确；B、根据得：v=，半径减小，则速度增大，所以动能增大，故B错误；C、由于气体阻力做负功，所以卫星与地球组成的系统机械能减少，故C错误；D、根据动能定理可知引力与空气阻力对卫星做的总功应为正值，而引力做的功等于引力势能的减少，即卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量，故D正确．故选：AD9．如图所示，在静止的电梯里放一桶水，轻质弹簧下端固定在桶的底部，上端连着软木塞，使软木塞和弹簧全部浸泡在水中（ρ木＜ρ水）．若上述装置是放在以加速度a（且a=g，g为重力加速度）加速下降的电梯中，下列有关说法正确的是：（）A．在加速下降的电梯中的弹簧长度较长B．在加速下降的电梯中的弹簧长度较短C．在加速下降的电梯中，软木塞只受到重力作用D．在加速下降的电梯中，软木塞受到重力、浮力、弹簧拉力三个力作用【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．【分析】先根据重力和浮力的大小关系，分析弹簧原来的状态．当电梯加速下降时，根据超、失重的观点分析软木塞的受力情况，确定弹簧长度的变化．【解答】解：AB、原来软木塞静止时，由于ρ木＜ρ水，所以软木塞的重力小于浮力，则弹簧处于伸长状态．当电梯加速下降时，处于失重状态，各个水层间的压力为零，软木塞不再受浮力，所以软木塞相对于桶向下运动，所以弹簧长度较短，故A错误，B正确．CD、由于电梯的加速度a=g，处于完全失重状态，所以软木塞的合力等于重力，软木塞不受浮力，可知，也不受弹力，所以软木塞只受到重力作用，故C正确，D错误．故选：BC10．质量m=3.0kg的小球在竖直向上的恒定拉力作用下，由静止开始从水平地面向上运动，经一段时间，拉力做功为W=15.0J，此后撤去拉力，球又经相同时间回到地面，以地面为零势能面，不计空气阻力，重力加速度g=l0m/s2．则下列说法正确的是（）A．恒定拉力大小为40.0NB．球动能E K=3.0J时的重力势能可能是l2.0JC．拉力作用过程球动能增加了15.0JD．球动能E K=3.0J时的重力势能可能是9.0J【考点】功能关系；动能定理；重力势能．【分析】根据位移时间关系列方程求解加速度之间的关系，再根据牛顿第二定律求解拉力的大小；根据拉力做的功上升的高度，由此计算速度和此时的动能；根据动能定理求解动能为3J时的重力势能．【解答】解：A、设加速上升的加速度为a，经过的时间为t，位移为x，取向上为正，则：x=，t时刻的速度大小为v=at；撤去拉力后，物体经过时间t又回到地面，则有：﹣x=vt﹣，解得：a=g，根据牛顿第二定律可得：F﹣mg=mg，即F=mg=40N，A正确；BD、根据W=Fx可得x=0.375m，此时的速度为v=，则动能为：E k=，所以动能等于3J的位置有两个，一个是加速上升过程中，设高度为h1，则根据动能定理可得：mah1=3J，解得h1=0.3m，则重力势能为mgh1=9J；设减速过程动能为3J时的高度为h2，则根据动能定理可得：W﹣mgh2=3J，解得：mgh2=12J；所以BD正确；C、合外力做的功等于动能变化，拉力作用过程球动能增加了3.75J，C错误．故选：ACD．二、实验题（本题2小题，共18分）11．如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间△t，测得遮光条的宽度为△x，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度，为使更接近瞬时速度，正确的措施是（）。