陕西省延安市黄陵中学2017届高三下学期第一次月考物理试卷（普通班）

陕西省延安市黄陵中学2017届高三下学期第一次月考物理试卷（普通班）

2016-2017 学年陕西省延安市黄陵中学高三（下）第一次月考物 理试卷（普通班） 　 一、选择题 1．2012 年诺贝尔物理学奖授予法国物理学家塞尔日•阿罗什和美国物理学家戴 维•瓦恩兰，以表彰他们在“发现测量和操控单个量子系统突破性实验研究方法” 所做的杰出贡献．关于物理学研究方法下列叙述中正确的是（　　） A．伽利略在研究自由落体运动时采用了微小量放大的方法 B．用点电荷来代替实际带电体采用了理想模型的方法 C．在探究求合力方法的实验中使用了控制变量的方法 D．法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验的方法 2．如图所示是乒乓球发射器示意图，发射口距桌面高度为 0.45m，假定乒乓球 水平射出，落在桌面上与发射口水平距离为 2.4m 的 P 点，飞行过程中未触网， 不计空气阻力，取 g=10m/s2，则（　　） A．球下落的加速度逐渐变大 B．球从发射口到桌面的时间为 0.3s C．球从发射口射出后动能不变 D．球从发射口射出的速率为 8m/s 3．经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和 木星轨道之间，它们绕太阳沿椭圆轨道运行，其轨道参数如下表． 远日点 近日点 神舟星 3.575AU 2.794AU 杨利伟星 2.197AU 1.649AU 注：AU 是天文学中的长度单位，1AU=149597870700m（大约是地球到太阳的平 均距离）． “神舟星”和“杨利伟星”绕太阳运行的周期分别为 T1 和 T2，它们在近日点的加速度 分别为 a1 和 a2．则下列说法正确的是（　　） A．T1＞T2，a1＜a2 B．T1＜T2，a1＜a2 C．T1＞T2，a1＞a2 D．T1＜T2，a1＞a2 4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 k，输出端接有一交流电动机， 其线圈的电阻为 R，将原线圈接在正弦交流电源两端．变压器的输入功率为 P0 时， 电动机恰好能带动质量为 m 的物体匀速上升，此时理想电流表 的示数为 I．若 不计电动机的机械损耗，重力加速度为 g，则下列说法正确的是（　　） A．电动机的输出功率为 B．原线圈两端电压的有效值为 kIR C．原线圈中电流的有效值为 D．副线圈两端电压的有效值为 IR 5．2013 年 8 月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成 为世界上第三个造访该点的国家．如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线 的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳 做圆周运动，则此飞行器的（　　） A．线速度大于地球的线速度 B．向心加速度大于地球的向心加速度 C．向心力仅由太阳的引力提供 D．向心力仅由地球的引力提供 6．一只小船在静水中的速度为 3m/s，它要渡过 30m 宽的河，河水的速度为 4m/s，则下列说法正确的是（　　） A．船渡河的时间可能为 10sB．船不能垂直到达对岸 C．船渡河的速度一定为 5m/s D．船不能渡过河 7．下列运动过程中，在任意相等时间内，物体动量变化相等的是（　　） A．平抛运动 B．自由落体运动 C．匀速圆周运动 D．匀减速直线运动 8．如图所示，小车 AB 放在光滑水平面上，A 端固定一个轻弹簧，B 端粘有油泥， AB 总质量为 M，质量为 m 的木块 C 放在小车上，用细绳子连接于小车的 A 端并 使弹簧压缩，开始时 AB 和 C 都静止，当突然烧断细绳时，C 被释放，使 C 离开 弹簧向 B 端冲去，并跟 B 端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是 （　　） A．弹簧伸长过程中 C 向右运动，同时 AB 也向右运动 B．C 与 B 碰前，C 与 AB 的速率之比为 M：m C．C 与油泥粘在一起后，AB 立即停止运动 D．C 与油泥粘在一起后，AB 继续向右运动 　 三、非选择题 9．某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度 a 与钩码 的质量 m 的对应关系图，如图乙所示，实验中小车（含发射器）的质量为 200g， 实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与 之相连的计算机得到．回答下列问题： （1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成　　（填“线性”或“非线 性”）关系； （2）由图乙可知，a﹣m 图线不经过原点，可能的原因是　　； （3）若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正 比”的结论，并直接以钩码所受重力 mg 作为小车受到的合外力，则实验中应采 取的改进措施是　　，钩码的质量应满足的条件是　　． 10．如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨 迹，小方格的边长 L=1.25cm．若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的 a、b、 c、d 所示，则小球平抛的初速度的计算式为 v0=　　（用 L、g 表示），其值是　　 （取 g=9.8m/s2） 11．如图所示，光滑平台上有两个刚性小球 A 和 B，质量分别为 2m 和 3m，小 球 A 以速度 v0 向右运动并与静止的小球 B 发生碰撞（碰撞过程不损失机械能）， 小球 B 飞出平台后经时间 t 刚好掉入装有沙子向左运动的小车中，小车与沙子的 总质量为 m，速度为 2v0，小车行驶的路面近似看做是光滑的，求： （Ⅰ）碰撞后小球 A 和小球 B 的速度； （Ⅱ）小球 B 掉入小车后的速度． 12．如图甲所示，光滑水平面上放置斜面体 ABC，AB 与 BC 圆滑连接，AB 表面 粗糙且水平（长度足够长），倾斜部分 BC 表面光滑，与水平面的夹角 θ=37°．在 斜面体右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，规定力传感器受压时，其示数 为正值；力传感器被拉时，其示数为负值．一个可视为质点的滑块从斜面体的 C 点由静止开始下滑，运动过程中，力传感器记录到力 F 和时间 t 的关系如图乙所 示．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g 取 10m/s2），求： （1）斜面体倾斜部分 BC 的长度； （2）滑块的质量． 13．如图所示，在场强为 E 的匀强电场中，一绝缘轻质细杆 l 可绕 O 点在竖直平 面内自由转动，A 端有一个带正电的小球，电荷量为 q，质量为 m．将细杆从水 平位置自由释放，则： （1）请说明小球由 A 到 B 的过程中电势能如何变化？ （2）求出小球在最低点时的速率． （3）求在最低点时绝缘杆对小球的作用力． 　 2016-2017 学年陕西省延安市黄陵中学高三（下）第一次 月考物理试卷（普通班） 参考答案与试题解析 　 一、选择题 1．2012 年诺贝尔物理学奖授予法国物理学家塞尔日•阿罗什和美国物理学家戴 维•瓦恩兰，以表彰他们在“发现测量和操控单个量子系统突破性实验研究方法” 所做的杰出贡献．关于物理学研究方法下列叙述中正确的是（　　） A．伽利略在研究自由落体运动时采用了微小量放大的方法 B．用点电荷来代替实际带电体采用了理想模型的方法 C．在探究求合力方法的实验中使用了控制变量的方法 D．法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验的方法 【考点】物理学史． 【分析】在伽利略时代，技术不够发达，无法直接测定瞬时速度，所以不可能直 接得到速度的变化规律，但是伽利略通过数学运算得出结论：如果物体的初速度 为零，而且 x 与 t 平方的成正比，就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变 化的方法，伽利略在研究自由落体运动时采用了转化法； 用点电荷来代替实际带电体采用理想模型的方法； 在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的方法； 法拉第在研究电磁感应现象时利用了归纳法． 【解答】解：A、伽利略在研究自由落体运动时采用了转化法，故 A 错误． B、点电荷是理想化的物理模型，是对实际带电体的简化，采用了理想模型的方 法．故 B 正确； C、探究求合力方法的实验中使用了等效替代的方法，故 C 错误； D、法拉第在研究电磁感应现象时利用了归纳法．故 D 错误． 故选：B 　 2．如图所示是乒乓球发射器示意图，发射口距桌面高度为 0.45m，假定乒乓球 水平射出，落在桌面上与发射口水平距离为 2.4m 的 P 点，飞行过程中未触网， 不计空气阻力，取 g=10m/s2，则（　　） A．球下落的加速度逐渐变大 B．球从发射口到桌面的时间为 0.3s C．球从发射口射出后动能不变 D．球从发射口射出的速率为 8m/s 【考点】平抛运动；牛顿第二定律． 【分析】乒乓球水平射出后做平抛运动，根据平抛运动基本规律即可求解． 【解答】解：A、乒乓球水平射出后做平抛运动，只受重力作用，加速度为 g， 不发生改变，故 A 错误； B、根据 h= 得：t= = s，故 B 正确； C、乒乓球水平射出后做平抛运动，只受重力作用，加速度为 g，速度变大，所 以动能变大，故 C 错误； D、水平方向做运动运动， =8m/s，故 D 正确． 故选 BD 　 3．经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和 木星轨道之间，它们绕太阳沿椭圆轨道运行，其轨道参数如下表． 远日点 近日点 神舟星 3.575AU 2.794AU 杨利伟星 2.197AU 1.649AU 注：AU 是天文学中的长度单位，1AU=149597870700m（大约是地球到太阳的平 均距离）． “神舟星”和“杨利伟星”绕太阳运行的周期分别为 T1 和 T2，它们在近日点的加速度 分别为 a1 和 a2．则下列说法正确的是（　　） A．T1＞T2，a1＜a2 B．T1＜T2，a1＜a2 C．T1＞T2，a1＞a2 D．T1＜T2，a1＞a2 【考点】万有引力定律及其应用． 【分析】周期关系可以根据开普勒第三定律确定，加速度均是由太阳的万有引力 产生，比较近日点距离可求加速度的大小． 【解答】解：根据开普勒第三定律有： ，其中 a 为轨道的半长轴，根据题 目给出的数据可知：a 神舟＞a 杨利伟，所以有 T1＞T2， 根据万有引力产生加速度有 ，由于近日点杨利伟星距太阳的距离比神舟星 小，所以产生的加速度来得大，即 a1＜a2， 故选 A． 　 4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 k，输出端接有一交流电动机， 其线圈的电阻为 R，将原线圈接在正弦交流电源两端．变压器的输入功率为 P0 时， 电动机恰好能带动质量为 m 的物体匀速上升，此时理想电流表 的示数为 I．若 不计电动机的机械损耗，重力加速度为 g，则下列说法正确的是（　　） A．电动机的输出功率为 B．原线圈两端电压的有效值为 kIR C．原线圈中电流的有效值为 D．副线圈两端电压的有效值为 IR 【考点】变压器的构造和原理． 【分析】电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率 相等，根据功率的公式可以分析电动机的功率． 【解答】解：A、电动机恰好能带动质量为 m 的物体匀速上升，所以电动机的输 出功率 P=mgV， 变压器的输入功率为 P0 时，电动机恰好能带动质量为 m 的物体匀速上升，所以 电动机的输出功率也为 P0，故 A 错误 B、变压器的电流与匝数成反比，副线圈的电流为 I，所以原线圈中电流的有效值 为 ，故 B 错误，C 正确 D、变压器的输出功率和输入的功率相等，所以 P0=UI，所以副线圈两端电压的 有效值为 ，故 D 错误 故选 C． 　 5．2013 年 8 月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成 为世界上第三个造访该点的国家．如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线 的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳 做圆周运动，则此飞行器的（　　） A．线速度大于地球的线速度 B．向心加速度大于地球的向心加速度 C．向心力仅由太阳的引力提供 D．向心力仅由地球的引力提供 【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用． 【分析】飞行器与地球同步绕太阳运动，角速度相等，飞行器靠太阳和地球引力 的合力提供向心力，根据 v=rω，a=rω2 比较线速度和向心加速度的大小． 【解答】解：A、飞行器与地球同步绕太阳运动，角速度相等，根据 v=rω，知探 测器的线速度大于地球的线速度．故 A 正确． B、根据 a=rω2 知，探测器的向心加速度大于地球的向心加速度．故 B 正确． C、探测器的向心力由太阳和地球引力的合力提供．故 C、D 错误． 故选：AB 　 6．一只小船在静水中的速度为 3m/s，它要渡过 30m 宽的河，河水的速度为 4m/s， 则下列说法正确的是（　　） A．船渡河的时间可能为 10sB．船不能垂直到达对岸 C．船渡河的速度一定为 5m/s D．船不能渡过河 【考点】运动的合成和分解． 【分析】当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，通过判断合速度能否与河岸垂 直判断船能否垂直到对岸． 【解答】解：A、当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间 t= = =10s．所以渡河的时间不可能小于 10s．故 A 正确； B、D、因为静水速小于水流速，根据平行四边形定则，知合速度的方向不可能 与河岸垂直，但能渡河，不过船不可能垂直到对岸，故 B 正确，D 错误． C、根据平行四边形定则知，船的实际速度随静水速方向的改变而改变，不一定 为 5m/s，故 C 错误． 故选：AB 　 7．下列运动过程中，在任意相等时间内，物体动量变化相等的是（　　） A．平抛运动 B．自由落体运动 C．匀速圆周运动 D．匀减速直线运动 【考点】动量定理． 【分析】根据动量定理△P=Ft，动量变化量等于合外力的冲量，自由落体、平抛 和匀减速直线运动物体所受的力是恒力，在相等时间内物体合外力冲量相同，动 量变化量相同，匀速圆周运动的合外力是变力，在相等时间内物体合外力冲量不 相同，动量变化量也不相同． 【解答】解：A、根据动量定理△P=Ft，F 是合力，平抛运动物体的合力是重力， 恒力，相等时间内其冲量不变，动量变化量相同．故 A 正确． B、根据动量定理△P=Ft，F 是合力，自由落体运动物体的合力是重力，恒力，相 等时间内其冲量不变，动量变化量相同．故 B 正确． C、动量变化量是矢量，匀速圆周运动动量变化量方向时刻在变化，在相等时间 内动量变化量不相同．也可根据动量定理，△P=Ft，F 是合力，匀速圆周运动的 合力指向圆心，是变力，相等时间内合力的冲量也是变化的，动量变化量是变化 的．故 C 错误． D、匀加速直线运动合外力恒定，故在相等的时间内动量的变化相等；故 D 正确； 故选：ABD 　 8．如图所示，小车 AB 放在光滑水平面上，A 端固定一个轻弹簧，B 端粘有油泥， AB 总质量为 M，质量为 m 的木块 C 放在小车上，用细绳子连接于小车的 A 端并 使弹簧压缩，开始时 AB 和 C 都静止，当突然烧断细绳时，C 被释放，使 C 离开 弹簧向 B 端冲去，并跟 B 端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是 （　　） A．弹簧伸长过程中 C 向右运动，同时 AB 也向右运动 B．C 与 B 碰前，C 与 AB 的速率之比为 M：m C．C 与油泥粘在一起后，AB 立即停止运动 D．C 与油泥粘在一起后，AB 继续向右运动 【考点】动量守恒定律． 【分析】当系统所受合外力为零时，系统动量守恒，应用动量守恒定律分析答 题． 【解答】解：A、小车 AB 与木块 C 组成的系统动量守恒，系统在初状态动量为 零，则在整个过程中任何时刻系统总动量都为零，由动量守恒定律可知，弹簧伸 长过程中 C 向右运动，同时 AB 与向左运动，故 A 错误； B、以向右为正方向，由动量守恒定律得：mvC﹣MvAB=0， 解得： = ，故 B 正确； C、系统动量守恒，系统总动量守恒，系统总动量为零，C 与油泥沾在一起后，AB 立即停止运动，故 C 正确，D 错误； 故选：BC． 　 三、非选择题 9．某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度 a 与钩码 的质量 m 的对应关系图，如图乙所示，实验中小车（含发射器）的质量为 200g， 实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与 之相连的计算机得到．回答下列问题： （1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成　非线性　（填“线性” 或“非线性”）关系； （2）由图乙可知，a﹣m 图线不经过原点，可能的原因是　存在摩擦力　； （3）若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正 比”的结论，并直接以钩码所受重力 mg 作为小车受到的合外力，则实验中应采 取的改进措施是　调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力　，钩码的质量应满足的条件 是　远小于小车的质量　． 【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系． 【分析】该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究 小车的加速度和小车所受合力的关系．为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板 的右端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就 是绳子的拉力． 【解答】解：（1）根据该同学的结果得出 a﹣m 图线是曲线，即小车的加速度 与钩码的质量成非线性关系； （2）从上图中发现直线没过原点，当 a=0 时，m≠0，即 F≠0，也就是说当绳子 上拉力不为 0 时，小车的加速度为 0，所以可能的原因是存在摩擦力． （3）若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正 比”的结论，并直接以钩码所受重力 mg 作为小车受到的合外力，则实验中应采 取的改进措施是： ①调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，即使得绳子上拉力等于小车的合力． ②根据牛顿第二定律得，整体的加速度 a= ，则绳子的拉力 F=Ma= ， 知钩码的质量远小于小车的质量时，绳子的拉力等于钩码的重力，所以钩码的质 量应满足的条件是远小于小车的质量． 故答案为：（1）非线性； （2）存在摩擦力； （3）调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力；远小于小车的质量． 　 10．如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨 迹，小方格的边长 L=1.25cm．若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的 a、b、 c、d 所示，则小球平抛的初速度的计算式为 v0=　2 　（用 L、g 表示），其值 是　0.70m/s　（取 g=9.8m/s2） 【考点】研究平抛物体的运动． 【分析】平抛运动竖直方向是自由落体运动，对于竖直方向根据△y=gT2 求出时 间单位 T．对于水平方向由公式 v0= 求出初速度． 【解答】解：设相邻两点间的时间间隔为 T 竖直方向：2L﹣L=gT2，得到 T= 水平方向：v0= = =2 代入数据解得 v0=0.70m/s 故答案为：2 ；0.70m/s． 　 11．如图所示，光滑平台上有两个刚性小球 A 和 B，质量分别为 2m 和 3m，小 球 A 以速度 v0 向右运动并与静止的小球 B 发生碰撞（碰撞过程不损失机械能）， 小球 B 飞出平台后经时间 t 刚好掉入装有沙子向左运动的小车中，小车与沙子的 总质量为 m，速度为 2v0，小车行驶的路面近似看做是光滑的，求： （Ⅰ）碰撞后小球 A 和小球 B 的速度； （Ⅱ）小球 B 掉入小车后的速度． 【考点】动量守恒定律． 【分析】（Ⅰ）两球碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定 律可以求出碰撞后的速度． （Ⅱ）车与球 B 组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出速度． 【解答】解：（Ⅰ）A 球与 B 球碰撞过程中系统动量守恒， 以向右为正方向，由动量守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2① 碰撞过程中系统机械能守恒，有 m1v02= m1v12+ m2v22② 由①②解得：v1=﹣ v0，v2= v0，碰后 A 球向左，B 球向右． （Ⅱ） B 球掉入沙车的过程中系统水平方向动量守恒， 以向右为正方向，由动量守恒定律的： m2v2+m3v3=（m2+m3）v3′，解得：v3′= v0； 答：（Ⅰ）碰撞后小球 A 和小球 B 的速度分别为： v0， v0，碰后 A 球向左， B 球向右．； （Ⅱ）小球 B 掉入小车后的速度为 v0． 　 12．如图甲所示，光滑水平面上放置斜面体 ABC，AB 与 BC 圆滑连接，AB 表面 粗糙且水平（长度足够长），倾斜部分 BC 表面光滑，与水平面的夹角 θ=37°．在 斜面体右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，规定力传感器受压时，其示数 为正值；力传感器被拉时，其示数为负值．一个可视为质点的滑块从斜面体的 C 点由静止开始下滑，运动过程中，力传感器记录到力 F 和时间 t 的关系如图乙所 示．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g 取 10m/s2），求： （1）斜面体倾斜部分 BC 的长度； （2）滑块的质量． 【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系． 【分析】（1）当滑块沿斜面 BC 向下运动时，滑块对斜面有斜向右下方的压力， 则力传感器受到压力．由图读出滑块运动的时间为 t=1s，由牛顿第二定律求出滑 块的加速度，即可由位移公式求解斜面 BC 的长度． （2）滑块对斜面的压力为 N1′=mgcosθ，木板对传感器的压力为：F1=N1′sinθ，由 图读出 F1，即可求得滑块的质量． 【解答】解：（1）在斜面上由牛顿第二定律有：mgsinθ=ma1 解得 a1=6m/s2 斜面 BC 长度 =3m （2）滑块对斜面的压力为：N1′=mgcosθ 木板对传感器的压力为：F1=N1′sinθ 由图象可知：F1=9.6N 解得：m= =2kg 答：（1）斜面体倾斜部分 BC 的长度为 3m； （2）滑块的质量为 2kg． 　 13．如图所示，在场强为 E 的匀强电场中，一绝缘轻质细杆 l 可绕 O 点在竖直平 面内自由转动，A 端有一个带正电的小球，电荷量为 q，质量为 m．将细杆从水 平位置自由释放，则： （1）请说明小球由 A 到 B 的过程中电势能如何变化？ （2）求出小球在最低点时的速率． （3）求在最低点时绝缘杆对小球的作用力． 【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律；电场强度；电势能． 【分析】（1）根据电场力做功判断电势能的变化． （2）小球运动到最低点的过程中，有重力、电场力做功，根据动能定理求出小 球在最低点的速率． （3）在最低点，小球受到重力和绝缘杆的拉力，两个力的合力提供向心力，根 据牛顿第二定律求出在最低点时绝缘杆对小球的作用力． 【解答】解：（1）因为由 A 到 B 过程中电场力做正功，所以电势能减小 （2）由动能定理得： 故小球在最低点的速率 （3）在最低点由牛顿第二定律得： T=3mg+2Eq 故最低点绝缘杆对小球的作用力 T=3mg+2Eq． 　 2017 年 4 月 15 日