河北省保定市定州中学2017届高三(上)期末物理试卷(高补班)(解析版)

2016-2017学年河北省保定市定州中学高三（上）期末物理试卷（高补班）一、选择题1．两个半径为1cm的导体球分别带上+Q和﹣3Q的电量，两球心相距90cm时相互作用力为F，现将它们碰一下后放在球心间相距3cm处，则它们的相互作用力大小（）A．300F B．1200F C．900F D．无法确定2．如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动．设某时刻物块A运动的速度大小为v A，小球B运动的速度大小为v B，轻绳与杆的夹角为θ．则（）A．v A=v B cosθB．v B=v A cosθC．小球B减小的重力势能等于物块A增加的机械能D．当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大3．下列说法正确的是（）A．物体运动的速度越大，它的加速度也一定越大B．物体运动的加速度越大，它的速度也一定越大C．运动物体的加速度减小，速度一定减小D．运动物体的加速度增大，速度可能减小4．减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全，当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，如图中弹力F画法正确且分解合理的是（）A．B．C．D．5．如图，A、B叠放在水平地面上，则地面受到的压力是（）A．A和B对地面的压力之和B．只有B对地面的压力C．B的重力D．A和B的重力6．澳大利亚科学家近日宣布，在离地球约14光年的红矮星wolf 1061周围发现了三颗行星b、c、d，它们的公转周期分别是5天、18天、67天，公转轨道可视作圆，如图所示．已知万有引力常量为G．下列说法正确的是（）A．可求出b、c的公转半径之比B．可求出c、d的向心加速度之比C．若已知c的公转半径，可求出红矮星的质量D．若已知c的公转半径，可求出红矮星的密度7．关于万有引力定律和引力常量的发现历程，下列说法正确的是（）A．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的B．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的C．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的D．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的8．一个带电小球，用细线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把细线烧断，在小球将（假设电场足够大）（）A．做自由落体运动 B．做曲线运动C．做匀加速直线运动D．做变加速直线运动9．如图所示，放在水平面上的物体A用轻绳通过光滑定滑轮连接另一物体，并处于静止，这时A受地面的支持力为N，摩擦力为f，若把A向右移动一些，并仍静止，则（）A．N将增大B．f将增大C．轻绳拉力将减小 D．物体受合力将增大10．如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2s将熄灭，此时汽车距离停车线18m．该车加速时最大加速度大小为2m/s2，减速时最大加速度大小为5m/s2．此路段允许行驶的最大速度为12.5m/s，下列说法中正确的有（）A．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线B．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速C．如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线D．如果距停车线5m处减速，汽车能停在停车线处11．如图甲所示，一个轻质弹簧右端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧的左端施加变化的水平拉力时，在电脑上得到了弹簧形变量x与弹簧弹力大小F的关系图象（如图乙），弹簧始终在弹性限度内．则下列判断正确的是（）A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B．弹簧长度的变化量与对应的弹力变化量成正比C．该弹簧的劲度系数是D．当对弹簧的左端施加水平压力时，弹簧劲度系数不变12．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E p随位移x 变化的关系如图所示，其中0﹣x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2﹣x3段是直线，则下列说法正确的是（）A．x1处电场强度最小，但不为零B．x2～x3段电场强度大小方向均不变，为一定值C．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动D．在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3＞φ2=φ0＞φ113．下面有关静电现象的解释，说法错误的是（）A．接触起电的实质是一个物体的电子转移到另一个物体上B．静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另一部分C．摩擦起电时，一个物体失去电子而带正电，另一个物体得到电子而带负电D．摩擦起电是在摩擦的过程中分别创造了正电荷与负电荷14．在真空中的x轴上的原点和x=6a处分别固定一个点电荷M、N，在x=2a处由静止释放一个正点电荷P，假设点电荷P只受电场力作用沿x轴方向运动，其速度大小与在x轴上的位置关系如图所示，则下列说法中正确的是（）A．点电荷M、N一定都是负电荷B．点电荷P的电势能一定是先增大后减小C．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2：1D．x=4a处的电场强度一定为零15．如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场E，M点与N在同一电场线上．两个完全相同的带等量正电荷的粒子，分别以初速度V2、V1垂直于电场线进入电场（轨迹位于竖直平面内），两粒子恰好能相遇于P点，重力不计．在此过程中，下列说法正确的是（）A．两粒子到达P点的速度大小可能相等B．电场力对两粒子做功一定不相同C．两粒子到达P点时的电势能的都比进入电场时大D．两粒子到达P点所需时间一定不相等16．发现电磁感应现象的科学家是（）A．安培B．奥斯特C．法拉第D．库仑17．如图空间存在两个相邻的磁感应强度大小相等方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L，现将宽度也为L的矩形闭合线圈从图示位置垂直磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受安培力随时间变化的图象是：（规定线圈中逆时针为电流正方向，线圈受安培力方向向左为正方向）（）A．B．C．D．18．我国研制并成功发射了“嫦娥二号”探月卫星．若卫星在距月球表面高度为h 的轨道上以速度v做匀速圆周运动，月球的半径为R，则（）A．卫星运行时的向心加速度为B．卫星运行时的角速度为C．月球表面的重力加速度为D．卫星绕月球表面飞行的速度为19．如图所示，一辆小车静止在水平地面上，车内固定着一个倾角为60°的光滑斜面OA，光滑挡板OB可绕转轴O在竖直平面内转动．现将一重力为G的圆球放在斜面与挡板之间，挡板与水平面的夹角θ=60°．下列说法正确的是（）A．若保持挡板不动，则球对斜面的压力大小为GB．若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°，则球对斜面的压力逐渐增大C．若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°，则球对挡板的压力逐渐减小D．若保持挡板不动，使小车水平向右做匀加速直线运动，则球对挡板的压力可能为零20．如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道上做圆周运动．圆环半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环，则其通过最高点时（）A．小球对圆环的压力大小等于mgB．小球受到的向心力等于0C．小球的线速度大小等于D．小球的向心加速度大小等于g21．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v．假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N．已知引力常量为G，则这颗行星的质量为（）A．B．C．D．22．如图所示，质量为m的小球，用OB和O′B两根轻绳吊着，两轻绳与水平天花板的夹角分别为30°和60°，这时OB绳的拉力大小为F1，若烧断O′B绳，当小球运动到最低点C时，OB绳的拉力大小为F2，则F1：F2等于（）A．1：1 B．1：C．1：3 D．1：423．将平行板电容器充电后仍保持与电源两极连接，则下列说法正确的是（）A．当两极板的正对面积增大时，电容器的电容C变小B．当两极板的正对面积增大时，电容器极板的带电量Q变大C．当两极板之间的距离减小时，电容器两极板的电势差U变大D．当两极板之间的距离减小时，电容器两极板间的电场强度E变大24．关于速度和加速度的关系，以下说法正确的有（）A．加速度方向为正，速度一定增加B．加速度方向保持不变，速度方向一定保持不变C．加速度逐渐变大，速度一定逐渐变大D．加速度和速度方向相反，速度一定减小25．如图所示，在倾角θ=30°的光滑斜面上，长为L的细线一端固定，另一端连接质量为m的小球，小球在斜面上做圆周运动，A、B分别是圆弧的最高点和最低点，若小球在A、B点做圆周运动的最小速度分别为v A、v B，重力加速度为g，则（）A．v A=0 B．v A=C．v B=D．v B=二、计算题26．两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R“的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B“的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计．现让ab杆由静止开始沿导轨下滑．（1）求ab杆下滑的最大速度v m；（2）ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q，求该过程中ab杆下滑的距离x．27．如图所示，传送带与水平面间的夹角θ=37˚，沿顺时针匀速转动．现把质量m=50kg的米袋轻轻放在底端A，并输送到顶端B，A、B间的距离L=20m．可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，sin37˚=0.6，co s37˚=0.8．（1）要使米袋能够被输送到传送带顶端，米袋与传送带间动摩擦因数应满足什么条件？（2）若米袋与传送带间动摩擦因数μ=0.8，且米袋一直向上做匀加速直线运动，则米袋到达传送带顶端B时的速度v B多大？（3）若米袋与传送带间动摩擦因数μ=0.8，改变传送带的速度大小v，可以调节米袋到达传送带顶端B的时间t，试写出t随v变化的关系式．2016-2017学年河北省保定市定州中学高三（上）期末物理试卷（高补班）参考答案与试题解析一、选择题1．两个半径为1cm的导体球分别带上+Q和﹣3Q的电量，两球心相距90cm时相互作用力为F，现将它们碰一下后放在球心间相距3cm处，则它们的相互作用力大小（）A．300F B．1200F C．900F D．无法确定【考点】库仑定律．【分析】接触带电的原则是先中和后平分，根据库仑定律的公式判断相互作用力的大小．但是注意库仑定律的适用条件，库仑定律适用于点电荷的作用力．【解答】解：根据库仑定律得，，接触后分开，两金属球的电量都为﹣Q，但是两球靠得太近，不能看成点电荷，库仑定律不再适用，所以无法确定作用力的大小．故D正确，A、B、C错误．2．如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动．设某时刻物块A运动的速度大小为v A，小球B运动的速度大小为v B，轻绳与杆的夹角为θ．则（）A．v A=v B cosθB．v B=v A cosθC．小球B减小的重力势能等于物块A增加的机械能D．当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大【考点】功能关系．【分析】将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于B的速度．【解答】解：A、B、将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于B的速度．在沿绳子方向的分速度为v A cosθ，所以v B=v A cosθ．故A错误，B正确．C、滑块A、B组成的系统由静止开始运动，小球B减小的重力势能等于物块A 增加的机械能与B增加的动能之和．故C错误；D、滑块A、B组成的系统由静止开始运动，开始的时候B的速度逐渐增大，但是由于v B=v A cosθ，当物块A上升到与滑轮等高时，θ=90°时，则B的速度为0，所以此时A的机械能最大．故D正确．故选：BD．3．下列说法正确的是（）A．物体运动的速度越大，它的加速度也一定越大B．物体运动的加速度越大，它的速度也一定越大C．运动物体的加速度减小，速度一定减小D．运动物体的加速度增大，速度可能减小【考点】加速度．【分析】根据加速度的定义式a=可知物体的加速度等于物体的速度的变化率，加速度的方向就是物体速度变化量的方向，与物体速度无关，即物体的速度变化越快物体的加速度越大．加速度是描述速度变化快慢的物理量【解答】解：A、根据加速度的定义式a=得物体运动的速度越大，它的加速不一定越大，例如速度大的匀速直线运动，加速度为零，故A错误；B、物体运动的加速度越大，它的速度不一定越大，例如火箭发射的瞬间，加速度很大，速度为零，故B错误；C、物体的加速度减小且与速度的方向相同时，速度在增大，故C错误；D、物体的加速度增大且与速度的方向相反时，速度在减小，故D正确；故选：D．4．减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全，当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，如图中弹力F画法正确且分解合理的是（）A． B．C．D．【考点】力的合成．【分析】减速带对车轮的弹力方向垂直于接触面，指向受力物体，根据力的作用效果，结合平行四边形定则进行分解．【解答】解：减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面，指向受力物体，故A、C错误．按照力的作用效果分解，将F可以分解为水平方向和竖直方向，水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度，竖直方向上分力产生向上运动的作用效果，故B 正确，D错误．故选：B．5．如图，A、B叠放在水平地面上，则地面受到的压力是（）A．A和B对地面的压力之和B．只有B对地面的压力C．B的重力D．A和B的重力【考点】力的合成与分解的运用．【分析】弹力是接触力，施力物体与受力物体是相互接触的．【解答】解：弹力是接触力，施力物体与受力物体是相互接触的，故B物体对地面有压力，或者说AB整体对地面有压力，A物体对地面没有压力；故选B．6．澳大利亚科学家近日宣布，在离地球约14光年的红矮星wolf 1061周围发现了三颗行星b、c、d，它们的公转周期分别是5天、18天、67天，公转轨道可视作圆，如图所示．已知万有引力常量为G．下列说法正确的是（）A．可求出b、c的公转半径之比B．可求出c、d的向心加速度之比C．若已知c的公转半径，可求出红矮星的质量D．若已知c的公转半径，可求出红矮星的密度【考点】万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】A、根据开普勒周期定律公式=k分析即可；B、运用万有引力定律等于向心力列式求解出向心加速度的表达式进行分析；CD、运用万有引力定律等于向心力列式求解出质量表达式进行分析．【解答】解：A、行星b、c的周期分别为5天、18天，均做匀速圆周运动，根据开普勒周期定律公式=k，可以求解轨道半径之比，故A正确；B、行星c、d的周期分别为18天、67天，均做匀速圆周运动，根据开普勒周期定律公式=k，可以求解轨道半径之比；根据万有引力等于向心力列式，有：解得：∝故可以求解出c、d的向心加速度之比，故B正确；CD、已知c的公转半径和周期，根据牛顿第二定律，有：解得：故可以求解出红矮星的质量，但不知道红矮星的体积，无法求解红矮星的密度，故C正确，D错误；故选：ABC7．关于万有引力定律和引力常量的发现历程，下列说法正确的是（）A．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的B．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的C．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的D．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的【考点】万有引力定律及其应用．【分析】万有引力定律是由牛顿发现的，而万有引力恒量是由卡文迪许测定的．【解答】解：万有引力定律是由牛顿发现的，不是开普勒发现的．万有引力恒量是由卡文迪许测定的，不是伽利略、胡克测定的．故选：D8．一个带电小球，用细线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把细线烧断，在小球将（假设电场足够大）（）A．做自由落体运动 B．做曲线运动C．做匀加速直线运动D．做变加速直线运动【考点】物体做曲线运动的条件．【分析】对小球受力分析，当把细线烧断后，小球只受到重力和电场力的作用，并且初速度为零，由此来判断小球的运动的情况．【解答】解：当把细线烧断后，小球只受到重力和恒定的电场力的作用，由于小球的初速度又为零，所以小球将沿着合力的方向做匀加速直线运动，所以C正确．故选C．9．如图所示，放在水平面上的物体A用轻绳通过光滑定滑轮连接另一物体，并处于静止，这时A受地面的支持力为N，摩擦力为f，若把A向右移动一些，并仍静止，则（）A．N将增大B．f将增大C．轻绳拉力将减小 D．物体受合力将增大【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【分析】把A向右移动一些后，物体仍保持静止，所以物体始终处于平衡状态，分别对两物体受力分析应用平衡条件分析即可．【解答】解：设物体的质量为m，物体A的质量为M：物体始终处于静止状态，所以绳子对物体的拉力始终等于mg，故轻绳的拉力不变．对A受力分析如图：物体仍保持静止，故A受力始终平衡，合力始终为零．设绳子与水平方向的夹角为θ，由平衡条件得：N+mgsinθ=Mgf=mgcosθ把A向右移动一些后，θ将变小：所以：f=mgcosθ会变大，N=Mg﹣mgsinθ也将变大．故A、B正确，C、D错误．故选AB．10．如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2s将熄灭，此时汽车距离停车线18m．该车加速时最大加速度大小为2m/s2，减速时最大加速度大小为5m/s2．此路段允许行驶的最大速度为12.5m/s，下列说法中正确的有（）A．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线B．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速C．如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线D．如果距停车线5m处减速，汽车能停在停车线处【考点】匀变速直线运动规律的综合运用．【分析】本题中汽车有两种选择方案方案一、加速通过按照AB选项提示，汽车立即以最大加速度匀加速运动，分别计算出匀加速2s 的位移和速度，与实际要求相比较，得出结论；方案二、减速停止按照CD选项提示，汽车立即以最大加速度匀减速运动，分别计算出减速到停止的时间和位移，与实际要求相比较，即可得出结论．【解答】解：如果立即做匀加速直线运动，t1=2s内的位移=20m ＞18m，此时汽车的速度为v1=v0+a1t1=12m/s＜12.5m/s，汽车没有超速，A项正确、B错误；不管是用多小的加速度做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线，因为即使不减速，匀速行驶，2秒所能行驶的距离也只是16m＜18m；故C正确如果立即以最大加速度做匀减速运动，速度减为零需要时间s，此过程通过的位移为=6.4m，即刹车距离为6.4m，所以如果距停车线5m 处减速，则会过线；D错误．故选：AC．11．如图甲所示，一个轻质弹簧右端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧的左端施加变化的水平拉力时，在电脑上得到了弹簧形变量x与弹簧弹力大小F的关系图象（如图乙），弹簧始终在弹性限度内．则下列判断正确的是（）A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B．弹簧长度的变化量与对应的弹力变化量成正比C．该弹簧的劲度系数是D．当对弹簧的左端施加水平压力时，弹簧劲度系数不变【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．【分析】利用传感器进行弹力与弹簧形变量之间关系的实验，使实验更加准确，解答本题的关键是根据胡克定律正确分析乙图，得出弹力与形变量之间关系等信息．【解答】解：A、根据胡克定律可知：F=k（l﹣l0）=kx，即弹簧弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度不成正比，故A错误；B、根据A选项的论述可知B正确；C、在弹力与弹簧形变量图象上，图象的斜率表示劲度系数，由此可知该弹簧的劲度系数是200N/m，故C错误；D、由于图象斜率不变，因此由实验可知该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变，故D正确．故选BD．12．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E p随位移x 变化的关系如图所示，其中0﹣x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2﹣x3段是直线，则下列说法正确的是（）A．x1处电场强度最小，但不为零B．x2～x3段电场强度大小方向均不变，为一定值C．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动D．在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3＞φ2=φ0＞φ1【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．【分析】根据电势能与电势的关系：E p=qφ，场强与电势的关系：E=，结合分析图象斜率与场强的关系，即可求得x1处的电场强度；根据能量守恒判断速度的变化；由E p=qφ，分析电势的高低．由牛顿第二定律判断加速度的变化，即可分析粒子的运动性质．根据斜率读出场强的变化，由F=qE，分析电场力的变化，从而明确其运动过程的变化．【解答】解：A、根据电势能与电势的关系：E p=qφ，场强与电势的关系：E=，得：E=，由数学知识可知E p﹣x图象切线的斜率等于，x1处切线斜率为零，则x1处电场强度为零，故A错误；B、C、由图看出在0～x1段图象切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动；x1～x2段图象切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动；x2～x3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动；故B正确，C错误；D、0与x2处电势能相等，根据E p=qφ可知0与x2处电势φ0、φ2的关系为φ0=φ2，x1处电势能最小，因放置的负电荷，故电势最高，同理可知，x3处电势最小，即φ1＞φ2=φ0＞φ3，故D错误．故选：B．13．下面有关静电现象的解释，说法错误的是（）A．接触起电的实质是一个物体的电子转移到另一个物体上B．静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另一部分C．摩擦起电时，一个物体失去电子而带正电，另一个物体得到电子而带负电D．摩擦起电是在摩擦的过程中分别创造了正电荷与负电荷【考点】电荷守恒定律．【分析】摩擦起电、接触起电的实质是电荷从一个物体转移到另一物体，感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分．不管哪种带电方式，电荷并未创生，也未消失，总量保持不变．【解答】解：A、接触起电的实质是一个物体的电子转移到另一个物体上．故A 正确．B、感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分，并未创生电荷．故B正确．C、摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一物体，所以一个物体失去电子而带正电，另一个物体得到电子而带负电．故C正确．D、不管哪种带电方式，电荷并未创生，也未消失，电荷的总量保持不变．故D错误．本题选错误的，故选D．14．在真空中的x轴上的原点和x=6a处分别固定一个点电荷M、N，在x=2a处由静止释放一个正点电荷P，假设点电荷P只受电场力作用沿x轴方向运动，其速度大小与在x轴上的位置关系如图所示，则下列说法中正确的是（）。