内蒙古呼和浩特市师范大学附中高中三年级第一学期期末物理试题解析版.docx

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内蒙古呼和浩特市师范大学附中高中三年级第一学期期末物理试题解析版

2017年内蒙古呼和浩特市师范大学附中高中三年级第一学期期末物理试题（解析版）

一．选择题（共10小题，每小题4分，少选的得2分，1-5为单选。

6-10为多选）

1.如图所示为光电管工作原理图，当有波长（均指真空中的波长，下同）为λ的光照射阴极板K时，电路中有光电流，则（　　）

A.换用波长为λ1（λ1＞λ）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流

B.换用波长为λ2（λ2＜λ）的光照射阴极K时，电路中一定有光电流

C.增加电路中电源的端电压，电路中的光电流一定增大

D.将电路中电源的极性反接，电路中一定没有光电流

【答案】B

【解析】发生光电效应的条件是当入射光的频率大于截止频率，就会发生光电效应．

解：

A、用波长为λ的光照射阴极K时，电路中有光电流，知波长为λ的光照射阴极K时，发生了光电效应．换用波长为λ1（λ1＞λ）的光照射阴极K时，由于频率变小，不一定发生光电效应，电路中不一定有光电流．故A错误．

B、换用波长为λ2（λ2＜λ）的光照射阴极K时，频率变大，一定能发生光电效应，电路中一定有光电流．故B正确．

C、增加电路中电源的路端电压，当达到饱和电流，不再增大．故C错误．

D、将电路中电源的极性反接，光电子做减速运动，还可能到达阳极，所以还可能有光电流．故D错误．

故选B．

2.甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶，其v-t图象如图所示．下列对汽车运动状况的描述正确的是（　　）

A.在第10s末，乙车改变运动方向

B.在第20s末，甲、乙两车相遇

C.在第10s末，甲、乙两车相距150m

D.若t=0时刻乙车在前，则两车可能相遇两次

【答案】D

【解析】由图可知，乙车的速度一直为正，说明乙一直沿正方向运动，运动方向没有改变，故A错误；在第20s末，甲通过的位移比乙的位移大，但由于它们初始位置关系未知，所以不能判断是否相遇，故B错误；在第10s末，甲、乙两车的位移之差为：

，由于出发点的位置关系未知，所以不能求出确定它们相距的距离，故C错误；若t=0时刻乙车在前，则两车在第20s末前，两车可能相遇一次，若甲车的速度比乙车的速度大，此后，由于乙做匀加速运动，甲做匀速运动，乙可能追上甲，再相遇一次，故D正确。

所以D正确，ABC错误。

3.如图所示，在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出．两小球分别落在水平地面上的P点、Q点．已知O点是M点在地面上的竖直投影，OP：

PQ=1：

3，且不考虑空气阻力的影响．下列说法中正确的是（　　）

A.两小球的下落时间之比为1：

3

B.两小球的下落时间之比为1：

4

C.两小球的初速度大小之比为1：

3

D.两小球的初速度大小之比为1：

4

【答案】D

【解析】A、B项：

两球的抛出高度相同，故下落时间相同，故AB错误；

C项：

两小球的水平位移分别为OP和OQ，故水平位移之比为1：

4，故C错误；

D项：

由x=vt可知两小球的初速度之比为1：

4，故D正确。

点晴：

解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，对于平抛运动要注意用好几何关系，并能灵活应用各物理量之间的关系。

4.如图所示，两平行金属板间带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（　　）

A.电压表读数增大

B.电流表读数增大

C.质点P仍处于静止状态

D.R3上消耗的功率逐渐增大

【答案】B

【解析】由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串联接在电源两端，电容器与R3并联；当滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，路端电压减小，R1两端的电压增大，故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，而流过并联部分的总电流增大，所以电流表示数增大，故B正确；因为并联部分电压减小，而R2中的电流增大，电压增大，所以电压表示数减小，故A错误；因电容器两端电压等于并联电路两端的电压，电压减小，所以电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，合力向下，质点P向下运动，故C错误；因R3两端的电压减小，可得R3上消耗的功率减小，故D错误。

所以B正确，ACD错误。

5.如图，分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一固定粗糙的斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端时，F1、F2、F3做功的功率大小关系是（　　）

A.P1=P2=P3B.P1＞P2=P3C.P2＞P1＞P3D.P1＞P2＞P3

【答案】C

【解析】试题分析：

对物体受力分析，由于物体的加速度相同，说明物体受到的合力相同，根据功的公式P=Fv可以求得拉力做功的瞬时功率情况．

解：

物体的加速度相同，说明物体受到的合力相同，物体在运动过程中，受到拉力F，重力mg，摩擦力f，摩擦力f=μFN，根据图象可知，f2＞f1＞f3，根据牛顿第二定律，有：

F1﹣mgsinα﹣μmgcosα=ma，故F1=mgsinα+μmgcosα+ma，F2cosα﹣mgsinα﹣μ（mgcosα+F2sinα）=ma，故F2=

，F3cosα﹣mgsinα﹣μ（mgcosα﹣F3sinα）=ma，故F3=

，所以F2＞F1＞F3，由于斜面的长度相同，物体的加速度相同，所以物体到达顶端的时候，物体的速度的大小也是相同的；根据P=Fv可知，P2＞P1＞P3，故选：

D．

6.如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，下列说法中正确的是（　　）

A.B与水平面间的摩擦力增大

B.拉B的绳子的拉力增大

C.悬于墙上的绳所受拉力不变

D.A、B静止时，图中α、β、θ三角始终相等

【答案】AD

...

考点：

物体的平衡

【名师点睛】本题要注意分别对A、B及滑轮分析，根据共点力的平衡条件可得出各物体受力的关系；同时注意要根据力的合成与分解等知识进行讨论。

7.暗物质是二十一世纪物理学家之谜，对该问题的研究可能带来了一场物理学家的革命．为了探测暗物质，我国在2015年年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星．已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），引力常量为G，则下列说法中正确的是（　　）

A.“悟空”的线速度大于第一宇宙速度

B.“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度

C.“悟空”的质量为

D.“悟空”的环绕周期为

【答案】BD

【解析】该太空电站经过时间t（t小于太空电站运行的周期），它运动的弧长为s，它与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），则太空站运行的线速度为：

，角速度为：

，根据速度与加速度关系：

v=ωr得轨道半径为：

，太空电站在地球的同步轨道上绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有：

，解得：

，可知卫星的轨道半径越大，速率越小，第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，故“悟空”在轨道上运行的速度小于地球的第一宇宙速度，故A正确；由牛顿第二定律：

，解得：

，则知“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，故B正确；“悟空”的环绕周期为：

，故C正确；“悟空”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：

及

，联立解得地球的质量为：

，不能求出“悟空”的质量，故D错误。

所以ABC正确，D错误。

8.在图中，a、b带等量异种电荷，MN为ab连线的中垂线，现有一个带电粒子从M点以一定初速度v0射出，开始时一段轨迹如图中实线，不考虑粒子重力，则以下说法中正确的是（　　）

A.该粒子带正电

B.该粒子的动能先增大后减小

C.该粒子的电势能先增大后减小

D.该粒子运动到无穷远处后，速度的大小一定仍为v0

【答案】BD

【解析】A、粒子轨迹向右弯曲，受到的电场力大致向右，则知该粒子带负电，A错误；

B、由题可知，电场力先做正功，后做负功，则根据动能定理得知：

粒子的动能先增大后减小，B正确；

C、电场力先做正功，后做负功，粒子的电势能先减小后增大，C正确；

D、M点的电势与无穷远处相等，粒子从M点运动到无穷远处过程，电场力做功为零，则该粒子运动到无穷远处后，其速度大小一定仍为v0，D正确；

故选BCD。

9.如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直轻质弹簧并保持静止，用大小等于

的恒力F竖直向上拉B，当上升距离为h时B与A开始分离．下列说法正确的是（　　）

A.B与A刚分离时，弹簧为原长

B.B与A刚分离时，A与B的加速度相同

C.弹簧的劲度系数等于

D.从开始运动到B与A刚分离的过程中，B物体的动能先增大后减小

【答案】BCD

【解析】试题分析：

当A和B两物体叠放在竖直轻质弹簧并保持静止时，弹簧的弹力

，由胡克定律，得弹簧的形变量

；当A和B两物体一起上升时，把A和B两物体看成一个整体，由牛顿第二定律，得

；对B物体进行隔离分析，得

；当A和B开始分离时，

，解得

，负号表示方向竖直向下，此时弹簧的弹力为

，由胡克定律，得弹簧的形变量

；由题中条件，

，则

，故BCD正确。

考点：

本题考查受力分析中整体法和隔离法以及牛顿第二定律的应用。

10.如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在垂直于斜面的光滑挡板上．现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行．已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面．弹簧弹性势能

（k为劲度系数，x为弹簧的压缩或伸长量）．下列说法正确的是（　　）

A.斜面倾角α=30°

B.A获得最大速度为

C.C刚离开地面时，B的加速度等于零

D.从释放A到C刚离开地面的过程中，B、C和弹簧组成的系数机械能守恒

【答案】ABC

【解析】A刚离开地面时，对A有：

kx2=mg此时B有最大速度，即aB=aC=0，根据平衡条件对B有：

T﹣kx2﹣mg=0，对A有：

4mgsinα﹣T=0，以上方程联立可解得：

sinα=

，即α=30°，故A正确；初始系统静止，且线上无拉力，对B有：

kx1=mg，由上问知x1=x2=

，则从释放至A刚离开地面过程中，弹性势能变化量为零；此过程中A、B、C组成的系统机械能守恒，即：

4mg（x1+x2）sinα=mg（x1+x2）+

（4m+m）vBm2，以上方程联立可解得：

vBm=2g

，所以A获得最大速度为2g

，故B正确；C刚离开地面时，弹簧的弹力不变；B受力平衡，所以B的加速度等于零，故C正确；从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B、C及弹簧组成的系统机械能守恒，但对于BC及弹簧组成的系统机械能不守恒，故D错误。

所以ABC正确，D错误。

二．实验探究题（共2小题，共14分）

11.某学习小组用如图

（1）所示装置探究“加速度和力的关系”．该小组已经测量了两个光电门间的距离为L，窄遮光条的宽度为d，窄遮光条通过两个光电门1、2的时间分别为t1、t2，则：

（1）小车的实际加速度可以表示为________（用题中所给物理量表示）

（2）在该实验中必须采用控制变量法，应保持______不变．

（3）改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可在坐标纸上画出a-F关系的点迹（如图

（2）所示）．经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生的主要原因可能是_______

A．轨道与水平方向夹角太大

B．轨道保持了水平状态，没有平衡摩擦力

C．所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势

D．所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势

【答案】

（1）.

（2）.小车质量（3）.BC

【解析】

（1）要求小车的实际加速度，可根据v22-v12=2aL求解，故需要知道遮光条通过光电门1、2时的速度，由于遮光条很小可用平均速度代替瞬时速度．

（2）如果轨道倾角太大，图象在纵轴上的截距大于0；在没有或忘记平衡摩擦力的情况下，在横轴的截距大于0；当所挂钩码质量太大时造成上部点迹向下弯曲．

解：

（1）小车通过光电门1时的速度v1=

，通过光电门2时的速度v2=

，根据v22-v12=2aL

可得小车的加速度a=

=

（2）A、如果轨道倾角太大，则在拉力为0的情况下小车的加速度大于0，即图象在纵轴上的截距大于0，故A错误．

B、在没有或忘记平衡摩擦力的情况下，在拉力与重力沿斜面方向的分力的和小于静摩擦力时物体加速度为0，即在横轴的截距大于0，故B正确．

C、由于物体的加速度

，故物体的加速度随m的增大而减小，故当所挂钩码质量太大时造成上部点迹向下弯曲．故C正确，而D错误．

故选BC．

12.某同学到实验室做“测电源电动势和内阻”的实验时，发现实验台上有以下器材：

待测电源（电动势约为4V，内阻约为2Ω）

一个阻值未知的电阻R0

电压表（内阻很大，有5V、15V两个量程）两块

电流表（内阻约为5Ω，量程500mA）

滑动变阻器A（0～20Ω，3A）

滑动变阻器B（0～200Ω，0.2A）

电键一个，导线若干．

该同学想在完成学生实验“测电源电动势和内阻”的同时测出定值电阻R0的阻值，设计了如图所示的电路．实验时他用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数．在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值．其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据，并计算了电源电动势、内阻以及定值电阻R0的阻值．根据题中所给信息解答下列问题：

①在电压表V1接入电路时应选择的量程是______，滑动变阻器应选择_____（填器材代号“A”或“B”）；

②在坐标纸上作图线时，用来计算定值电阻R0的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用________、________表示．（填“U1、U2、I”或由它们组成的算式）

③若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻R0的值_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）其真实值．

【答案】

（1）.5V

（2）.A（3）.I（4）.U1﹣U2（5）.大于

【解析】①待测电动势4V，电压表的量程应选择5V，有利于读数减小误差，滑动变阻器调节范围较大且便于操作，应选择0～20Ω的滑动变阻器A。

②计算电源电动势和内阻的图线应为路端电压U1与干路电流I的关系图线，纵坐标的截距代表的是电源的电动势，直线的斜率代表的是电源的内阻的大小。

计算定值电阻R0的图线应为R0两端的电压（U1﹣U2）与电流I的关系图线；直线的斜率代表的定值电阻R0。

③R0两端的电压（U1﹣U2）没有误差，电流表示数比R0的实际电流偏小，故R0的测量值偏大。

如果实验中测得的电源电动势和内阻误差较大，在不考虑偶然误差及电表内阻的影响外，原因还可能是未知电阻R0的阻值太大。

三．计算题（共3小题，共33分）

13.某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落．他打开降落伞后的速度图线如图a．降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图b．已知人的质量为50kg，降落伞质量也为50kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f与速率v成正比，即f=kv（g=10m/s2）．求：

（1）打开降落伞前人下落的距离为多大？

（2）求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向？

（3）悬绳能够承受的拉力至少为多少？

【答案】

（1）h=20m

（2）a=30m/s2,方向向上（3）T=312.5N

【解析】试题分析：

（1）打开降落伞前人做自由落体运动，根据位移速度公式得：

。

（2）由a图可知，当速度等于5m/s时，物体做匀速运动，受力平衡，

则

，

根据牛顿第二定律得：

，方向竖直向上。

（3）设每根绳的拉力为T，以运动员为研究对象，根据牛顿第二定律得：

解得：

，所以悬绳能够承受的拉力至少为

。

考点：

牛顿第二定律、力的合成与分解的运用

14.如图，一质量m2=0.25kg的平顶小车，车顶右端放一质量m3=0.2kg的小物体，小物体可视为质点，与车顶之间的动摩擦因数μ=0.4，小车静止在光滑的水平轨道上．现有一质量m1=0.05kg的子弹以水平速度v0=12m/s射中小车左端，并留在车中．子弹与车相互作用时间很短．若使小物体不从车顶上滑落，g取10m/s2．求：

（1）最后物体与车的共同速度为多少？

（2）小车的最小长度应为多少？

（3）小木块在小车上滑行的时间．

【答案】

（1）v2=1.2m/s

（2）L=0.3m（3）t=0.3s

【解析】试题分析：

子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律列式，三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律列式，设小车最小长度为L，三物体相对静止后，对系统利用能量守恒定律列式，联立方程即可求解；以m3为研究对象，利用动量定理列式即可求解。

（1）

（2）子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，以子弹速度初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

m1v0=（m2+m1）v1

由三物体组成的系统动量守恒，以子弹速度初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

（m2+m1）v1=（m2+m1+m3）v2

设小车最小长度为L，三物体相对静止后，对系统利用能量守恒定律得：

联立以上方程解得：

L=0.3m

车与物体的共同速度为：

v2=1.2m/s

（3）以m3为研究对象，利用动量定理可得：

μm3gt=m3v2

解得：

t=0.3s

点睛：

本题主要考查了动量守恒定律以及能量守恒定律的直接应用，要求同学们能正确分析物体的受力情况，注意应用动量守恒定律解题时要规定正方向。

15.如图所示，两平行金属板A、B长8cm，两板间距离d=8cm，A板比B板电势高300V，一带正电的粒子电荷量q=10﹣10C，质量m=10﹣20kg，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度v0=2×106m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后，进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域，（设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响），已知两界面MN、PS相距为12cm，D是中心线RO与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面PS为9cm，粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上．（静电力常数k=9.0×109N•m2/C2），求：

（1）粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远？

此时粒子的速度大小是多少？

（2）粒子到达PS界面时离D点多远？

（3）确定点电荷Q的电性并求其电荷量大小的某一可能值．

【答案】

（1）y=3cm,v=2.5×106m/s

（2）Y=12cm（3）带负电,Q=1.04×10﹣8C

【解析】试题分析：

带电粒子垂直进入匀强电场后，只受电场力，做类平抛运动，在MN、PS间的无电场区域做匀速直线运动，界面PS右边做圆周运动，最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上，根据运动情况即可画出图象，根据运动学公式与牛顿第二定律，即可求解；带电粒子垂直进入匀强电场后，只受电场力，做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动．由牛顿定律求出加速度，由运动学公式求出粒子飞出电场时的侧移h，由几何知识求解粒子穿过界面PS时偏离中心线RO的距离；由运动学公式求出粒子飞出电场时速度的大小和方向．粒子穿过界面PS后将绕电荷Q做匀速圆周运动，由库仑力提供向心力，由几何关系求出轨迹半径，再牛顿定律求解Q的电量。

（1）带电粒子垂直进入匀强电场后，只受电场力，做类平抛运动，在MN、PS间的无电场区域做匀速直线运动，界面PS右边做圆周运动，最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上，图象如图所示：

粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离：

代入数据解得：

y=0.03m=3cm

带电粒子到达a处时，带电粒子的水平速度：

vx=v0=2×106m/s

竖直速度：

所以合速度大小为：

（2）粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离（侧向位移）：

加速度为：

水平方向：

l=v0t

竖直方向：

带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其轨迹与PS线交于a，设a到中心线的距离为Y，又由相似三角形得

解得：

Y=4y=12cm

（3）带电粒子到达a处时，带电粒子的水平速度：

vx=v0=2×106m/s

竖直速度：

所以vy=at=1.5×106m/s，

可得：

v合=2.5×106m/s

该带电粒子在穿过界面PS后将绕点电荷Q作匀速圆周运动．所以Q带负电

根据几何关系可得半径r=15cm

根据库仑力提供向心力：

解得：

Q=1.04×10﹣8C

点睛：

本题是类平抛运动与匀速圆周运动的综合，分析粒子的受力情况和运动情况是基础．难点是运用几何知识研究圆周运动的半径。

四．选修题（共13分）

16.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象．由图可知（____）

A.质点振动的周期T=0.2s

B.波速v=20m/s

C.因为一个周期质点运动0.8m，所以波长λ=0.8m

D.从该时刻起经过0.15s，波沿x轴正方向传播了3m

E.从该时刻起经过0.25s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度

【答案】ABD

【解析】由甲读出波长λ=4m，由图乙读出周期T=0.2s，波速

．故AB正确，C错误．由图乙可知x=2m的质点开始时向下振动，结合甲图知简谐波没x轴正方向传播，传播距离s=vt=20×0.15=3m，故D正确．因为周期为0.2s，经过0.25s，质点运动了1

周期，也是1

个波长，P点到达负方向最大位移，Q在平衡位置上但不到最大位置，由

可知：

质点Q的加速度小于质点P的加速度，故E错误；故选ABD.

点睛：

本题考查基本的读图能力，由波动图象读出波长，由波的传播方向判断质点的振动方向，由振动图象读出周期，判断质点的振动方向等等都是基本功，要加强训练，熟练掌握．

17.如图所示，真空中有一下表面镀反射膜的平行玻璃砖，其折射率

．一束单色光与界面成θ=45°角斜射到玻璃砖表面上，最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现了两个光点A和B，A和B相距h=2.0cm．已知光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s．试求：

①该单色光在玻璃砖中的传播速度；

②玻璃砖的厚度d．

【答案】①

②

【解析】试题分析：

①由折射率公式n＝

（2分）

解得：

v＝

＝

×108m/s.（1分）

②由折射率公式n＝

（1分）

解得sinθ2＝

，θ2＝30°（1分）

作出如图所示的光路，△CDE为等边三角形，四边形ABEC为等腰梯形，CE＝AB＝h.

玻璃的厚度d就是边长为h的等边三角形的高．（1分）

故d＝hcos30°＝

h＝

cm.（2分）

考点：

考查了光的折射