山西省太原市2016届高三（上）期末物理试卷

2015-2016学年山西省太原市高三（上）期末物理试卷一、选择题（共12小题，每小题5分，满分60分）1．空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图所示，在相等的时间间隔内（）A．重力做的功相等B．电场力做的功相等C．电场力做的功大于重力做的功D．电场力做的功小于重力做的功2．端到速滑，是我国运动员的优势项目．比赛中，运动员通过弯道时如果不能很好地控制速度，将会发生侧滑而离开赛道．用圆弧虚线Ob代表弯道，Oa表示运动员在O点的速度方向（如图），将运动员视为质点，下列说法正确的是（）A．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心B．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需的向心力C．若在O点发生侧滑，则滑动方向在Oa右侧D．若在O点发生侧滑，则滑动方向在Oa与Ob之间3．一物体静止在粗糙水平地面上，现用大小为F1的水平力拉动物体，经一段时间后其速度变为v；若将水平拉力改为F2而方向不变，物体从静止开始经同样时间后速度变为2v．用a1、a2分别表示两个过程的加速度，则（）A．F2＜2F1，a2=2a1B．F2=2F1，a2=2a1C．F2＜2F1，a2＜2a1D．F2＞2F1，a2＞2a14．如图是两颗仅在地球引力作用下绕地球运动的人造卫星轨道示意图，Ⅰ是半径为R的圆轨道，Ⅱ为椭圆轨道，AB为椭圆的长轴且AB=2R，两轨道和地心在同一平面内，C、D为两轨道的交点．已知轨道Ⅱ上的卫星运动到C点时速度方向与AB平行，下列说法正确的是（）A．两个轨道上的卫星在C点时的加速度相同B．两个轨道上的卫星在C点时的向心加速度大小相等C．Ⅱ轨道上卫星的周期大于Ⅰ轨道上卫星的周期D．Ⅱ轨道上卫星从C经B运动到D的时间与从D经A运动到C的时间相等5．体育课上，小明平伸手掌托起篮球，由静止开始竖直向上运动，直至将篮球竖直地抛出．忽略空气阻力，在此过程中．以下分析正确的是（）A．手与篮球分离时，篮球的加速度小于重力加速度B．手与篮球分离时，手的加速度大于重力加速度C．手与篮球分离前，篮球的动能一直增加D．手与篮球分离前，篮球和地球组成系统的机械能先增大后减小6．如图所示，电源内阻不能忽略，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想电表．当滑动变阻器的触头向右滑动时，V1示数变化量的绝对值为|△U1|，V2示数变化量的绝对值为|△U2|．下列说法正确的是（）A．电流表A的示数变小，电压表V1的示数变大B．电压表V1、V2的示数都变小C．|△U1|=|△U2|D．|△U1|＜|△U2|7．如图，两个电荷量均为q的正点电荷，固定在相距为L的a、b两点，O为ab连线的中点．过O作ab的垂直平分面，若在此平面上有一质量为m、电荷量为﹣q的点电荷c，仅在电场力的作用下以O为圆心，在半径为L的圆周上做匀速圆周运动，则c的速率为（）A．qB．qC．qD．q8．“娱乐风洞”是一种惊险的娱乐项目．在底部竖直向上的风可把游客“吹起来，让人体验太空漂浮的感觉．假设风洞内各位置的风速均相同且保持不变，已知人体所受风力的大小与正对风的面积成正比，水平横躺时受风面积最大，站立时受风面积最小、为最大值的；当人体与竖直方向成一倾角、受风面积是最大值的时，人恰好可静止或匀速漂移．在某次表演中，质量为m的表演者保持站立身姿从距底部高为H的A点由静止开始下落；经过B点时，立即调整身姿为水平横躺并保持；到达底部的C点时速度恰好减为零．则在从A到C的过程中，下落说法正确的是（）A．表演者加速度的最大值是gB．B点的高度是HC．从A到B，表演者克服风力做的功是从B到C克服风力做功的D．若保持水平横躺，表演者从C返回到A时风力的瞬时功率为9．如图，真空中两个等量正点电荷A、B相距L放置，在AB连线的中垂线上有a、b、c三点，b点在A、B连线的中点上，ab＜bc．现将两点电荷同时向两边扩大相同距离，选取无穷远处电势为零，则前后两次比较（）A．两点电荷相互作用的电势能增大B．b点电场强度仍为零，a、c两点电场强度都变小C．a、b、c三点电势都降低D．电场强度始终满足Ea＞Ec＞Eb10．如图所示，两质量相等的长方形物块A、B通过一水平轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑，开始时弹簧处于原长．现在A上施加一个水平恒力，A、B从静止开始运动到弹簧第一次达到最长的过程中，下列说法中正确的有（弹簧处在弹性限度内）（）A．物块A的速度一直增大，加速度一直减小B．物块B的速度一直增大，加速度一直增大C．弹簧第一次达到最长时，A、B的速度相同D．弹簧第一次达到最长时，A、B的加速度相同11．如图所示，在竖直平面内有一固定光滑轨道，其中AB是长为R的水平直轨道，BCDE是圆心为O、半径为R的圆弧轨道，两轨道相切于B点．在外力作用下，一小球从A点由静止开始做匀加速直线运动，到达B点时撤除外力．已知小球刚好能沿圆轨道经过最高点D，下列判断正确的是（）A．小球在AB段加速度的大小为gB．小球在C点对轨道的压力大小为3mgC．小球在E点时的速率为D．小球从E点运动到A点所用的时间为（）12．静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图中折线所示，其中φ0和d已知．一个带负电的粒子在电场中以O为中心，沿x轴方向做周期性运动．已知该粒子质量为m、电荷量为﹣q，其动能与电势能之和为﹣A（0＜A＜qφ0）．不计重力，下列说法正确的是（）A．Od间是匀强电场，电场强度大小为B．粒子运动过程中与O的最大距离为（1﹣）dC．粒子的加速度大小为D．粒子完成一次往复运动的时间为二、解答题（共7小题，满分90分）13．为了探究动能改变与合外力做功的关系，某同学设计了如下的实验方案：第一步：将带有定滑轮的木板（有滑轮的）一端垫起，滑块通过细绳过定滑轮与重锤相连，重锤下连一穿过打点计时器的纸带，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图（1）所示：第二步：保持木板的倾角不变，取下细绳和重锤，将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处，滑块与纸带相连，让纸带穿过打点计时器，如图（2）所示．接通电源，释放滑块，滑块开始做加速运动，打出一条纸带如图（3）所示，其中O是打下的第一个点．已知重锤的质量为m，滑块的质量为M，当地的重力加速度为g，各相邻计数点间的时间间隔为△t，各计数点与O点距离如图（3）所示．回答下列问题：（用测得量和已知量的符号表示）（1）打点计时器打下E点时滑块的速度vE=；（2）滑块加速下滑过程中所受合力F=；从O到E，合力对滑块做的功为WE=；（3）分别算出OA、OB、OC、OD段合力对滑块做的功W以及打下A、B、C、D点滑块的速度v，作出v2﹣W图象，发现是一条过原点的直线，则直线斜率k=；（4）此实验中，滑块与木板间摩擦力的大小（选填“会”或“不会”）影响实验结果．14．某同学用以下器材测量电源电动势E、内阻r和定值电阻R0的阻值．待测电源（电动势约3V，内阻较小）；待测电阻R0（阻值较小）电压表两块（量程3V，内阻很大）；电流表（量程0.6A，内阻约5Ω）滑动变阻器R：电键一个，导线若干．该同学设计了图（1）的电路进行测量．用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的示数．将滑动变阻器的滑片移到不同位置，得到如表所示数据：0.100.200.300.400.502.912.802.702.592.502.702.412.091.801.50回答下列问题：（1）根据图（1）用笔画线代替导线把图（2）中的实物图补充完整；（2）该同学根据表中数据在图（3）中已经作出了U1﹣I图线，请在图中作出U2﹣I图线；（3）根据图线可求得：电源电动势E=V，内阻r=Ω；定值电阻R0=Ω．（结果保留2位小数）15．连续刹车时，刹车片和刹车盘产生大量热量，温度升高很快，刹车效率迅速降低，容易造成刹车失灵．为了避免刹车失灵造成的危害，高速公路在一些连续下坡路段设置用砂石铺成的紧急避险车道，如图所示．现将某次汽车避险过程简化如下：一辆货车在倾角为30°的长直下坡路上以20m/s的速度匀速行驶，突然刹车失灵开始加速，此时汽车所受阻力为车重的0.4倍（发动机关闭），加速前进15s后冲上了倾角为53°的避险车道，在避险车道上运动17.5m后停下．将货车的加速、减速过程视为匀变速直线运动，求汽车：（sin53°=0.8，g=10m/s2）．（1）冲上避险车道时速度的大小；（2）在避险车道上所受摩擦阻力是车重的多少倍？16．如图是一种测定小球所带电荷量的装置原理图．长为l的绝缘细线，一端拴一质量为m的带正电小球，另一端悬挂在O点，静止时细线竖直、小球位于A点．当小球处于电场强度大小为E、方向水平的匀强电场中时，细线偏离竖直方向的角度为θ=30°，此时小球静止在B点．重力加速度为g，则：（1）小球所带电荷量是多少？（2）若将小球从B点拉到A点由静止释放，求小球再次回到B点时细线拉力的大小．17．2015年11月3日，我国自主研发的火星探测器在第17届中国国际工业博览会上公开亮相，预计2020年前后发射．设想宇航员完成对火星表面的科学考察后，乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱，为了安全，返回舱与轨道对接时，必须具有相同的速度．已知返回舱与宇航员的总质量为m，火星的半径为R，轨道舱到火星表面的高度h，火星表面的重力加速度为g，返回舱与宇航员在返回的过程中需客服火星引力做功W=mg，不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响，求：（1）轨道舱绕火星运行的速率；（2）宇航员和返回舱至少需要获得多少能量才能返回轨道舱？18．如图，直角坐标系xOy位于同一竖直平面内，其中x轴水平、y轴竖直．xOy平面内长方形区域OABC内有方向垂直OA的匀强电场，OA的长为l、与x轴间的夹角θ=30°．一质量为m、电荷量为q的带正电小球（可看作质点）从y轴上的P点沿x轴方向以一定速度射出，恰好从OA的中点M垂直OA进入电场区域．已知重力加速度为g．（1）求P的纵坐标yp及小球从P射出时的速度v0；（2）已知电场强度的大小为E=，若小球不能从BC边界离开电场，OC长度应满足什么条件？19．水平台面上固定一倾角为37°的斜面ABC，A为斜面的底端点，C为顶端点，AB部分光滑，长度sAB=1.0m；BC部分粗糙，长度sBC=2.0m．在斜面顶端C处固定一质量不计的光滑定滑轮，一根细绳绕过滑轮，左端系在A处质量m=1.0kg的滑块P（可视为质点）上，右侧竖直部分穿上质量M=1.0kg的物块Q．已知P与BC部分的动摩擦因数μ=0.7，当绳中张力超过9.6N时物块Q与绳间就会出现相对滑动，且绳与Q间的摩擦力恒为F=9.6N．开始时，P、Q均静止，绳处于伸直状态．现同时释放P和Q，已知在P上滑过程中Q不会从绳上滑脱也不会落地，取g=10m/s2，试分析：（sin37°=0.6）（1）P从A点运动到最高点的过程中，P、Q与地球组成的系统的机械能减少了多少？（2）仅增大Q的质量，试通过计算说明P能否到达C点．2015-2016学年山西省太原市高三（上）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共12小题，每小题5分，满分60分）1．空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图所示，在相等的时间间隔内（）A．重力做的功相等B．电场力做的功相等C．电场力做的功大于重力做的功D．电场力做的功小于重力做的功【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；功能关系．【分析】根据重力做功导致重力势能的变化，电场力做功导致电势能的变化，再由动能定理，并依据曲线运动的条件，从而确定电场力与重力的关系，同时运用运动的分解，即可求解．【解答】解：A、B：将微粒的运动分解成竖直方向与水平方向．在竖直方向，电场力大于重力，所以加速度方向竖直向上，则在连续相等的时间内，变化的高度不同，所以电场力与重力做功均不相等，故AB均错误；C、D：由上分析可知，电场力大于重力，因此电场力做功总大于重力做功，故C正确，D错误；故选C2．端到速滑，是我国运动员的优势项目．比赛中，运动员通过弯道时如果不能很好地控