【解析】福建省师大附中2017届高三上学期期中考试物理试题

第I卷（选择题 共48分）一、选择题（本大题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项是符合题目要求，第812题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分。有选错的得0分。）1如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹。质点从M点出发经P点到达N点，已知弧长MP大于弧长PN，质点由M点运动到P点，从P点运动到N点的时间相等，下列说法中正确的是A质点从M到N过程中速度大小保持不变B质点在这两段时间内的速度变化量大小相等，方向相同C质点在这两段时间内的速度变化量大小不相等，但方向相同D质点在M、N间的运动不是匀变速运动【答案】B【解析】考点：曲线运动【名师点睛】考查曲线运动的特点：速度在变化，可能大小变，也可能方向变，但必存在加速度，可能加速度在变，也可能加速度不变。2汽车以20 m/s的速度在平直公路上行驶，急刹车时的加速度大小为5 m/s2，则自驾驶员急踩刹车开始，2 s与5 s时汽车的位移之比为()A34B43C54 D45【答案】A【解析】试题分析：汽车刹车到停止所需的时间：，时位移：，时的位移就是是的位移，此时车已停：，故与时汽车的位移之比为：，故选项A正确。考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系【名师点睛】解决本题的关键知道汽车刹车停止后不再运动，5s内的位移等于4s内的位移以及掌握匀变速直线运动的位移时间公式。3一根长3 m，重为G的不均匀直棒AB，用两根细绳水平悬挂在天花板上，当棒平衡时细绳与水平面的夹角如图所示，则关于直棒重心C的位置下列说法正确的是 A距离B端1.5 m处B距离B端 m处C距离B端 m处 D距离B端0.75 m处【答案】D【解析】考点：重心【名师点睛】本题中利用物体受到的共点力平衡，确定物体受到的三个力的作用线交与一点，从而确定棒的重心的位置是解题的关键。4若用国际单位制的基本单位表示，电场强度E的单位应为AkgA1m BkgA1ms3 Ckgms2C1 DVm1【答案】B【解析】试题分析：根据电场强度的可知，电场力的单位为N，电量的单位为C，所以电场强度的单位是，而，故B正确，ACD错误。考点：电场强度【名师点睛】物理公式在确定物理量间的关系的时候同时也确定了单位之间的关系，根据不同的公式来确定单位之间的关系，注意D选项不是用国际单位制的基本单位表示，不能选。5空间某一静电场方向平行于x轴，电势随x变化情况如图所示，下列说法中正确的是（）A电场场强的方向始终指向x轴的正方向Bx1处的电场场强小于x2处的电场场强C正电荷沿x轴从O移到x1的过程中，电场力先做负功，后做正功D负电荷沿x轴从O移到无限远处的过程中，电场力先做负功，后做正功【答案】D【解析】能增加，电场力做负功；从移到无穷远的过程中，电势升高，电荷的电势能减少，电场力做正功，故D正确。考点：电势差与电场强度的关系、电势能【名师点睛】考查了电势与电势差的关系，电势差与电场强度的关系，电场方向的规定，电场力做功与电势能的关系，注意图象的斜率大小与电场强度强弱有关，而其正负与电场强度的方向有关，是解题的关键。6如图甲所示，一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能E与物体通过路程x的关系图象如图乙所示，其中0x1过程的图象为曲线，x1x2过程的图象为直线(忽略空气阻力)。则下列说法正确的是()A0x1过程中物体所受拉力一定大于重力B0x1过程中物体的动能一定增加Cx1x2过程中物体可能做匀速直线运动Dx1x2过程中物体可能做变加速直线运动 【答案】C【解析】考点：功能关系、物体的弹性和弹力【名师点睛】本题是以力和运动、功能关系为命题背景，考查学生应用图象分析、推理的综合能力，对运动过程的分析是难点，靠的是定性分析确定运动过程和应用。7如图所示是倾角为45的斜坡，在斜坡底端P点正上方某一位置Q处以速度v0水平向左抛出一个小球A，小球恰好能垂直落在斜坡上，运动时间为t1。若在小球A抛出的同时，小球B从同一点Q处开始自由下落，下落至P点的时间为t2，则A、B两球运动的时间之比t1t2为(不计空气阻力)()A1 B12 C1 D13【答案】C【解析】考点：平抛运动【名师点睛】本题关键是明确小球Q的运动是平抛运动，然后根据平抛运动的分位移和分速度公式联立求解出运动时间，再根据几何关系得到自由落体的位移，从而进一步求得时间，最后得到比值。8NASA宣布开普勒太空望远镜发现了1400光年外天鹅座的“另一个地球”-开普勒452b，开普勒452b的直径为地球直径的1.6倍，表面的重力加速度为地球的2倍，公转周期为384天，距离其母星（开普勒452）的距离为1.05天文单位（地球到其母星太阳的平均距离为一个天文单位），则下列判断正确的是A开普勒452b的平均密度比地球的平均密度小B开普勒452的质量比太阳的质量略大C开普勒452b的第一宇宙速度约为地球的第一宇宙速度的1.8倍D开普勒452b的向心加速度比地球的向心加速度略小【答案】BCD【解析】之比大约为，开普勒452的质量比太阳的质量略大，故B正确；万有引力提供向心力：，解得：，因为开普勒452b的表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为，半径之比为，则第一宇宙速度之比为，故C正确；万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得，表面的重力加速度为地球的2倍，公转周期为384天，距离其母星（开普勒452）的距离为1.05天文单位（地球到其母星太阳的平均距离为一个天文单位），开普勒452b的向心加速度比地球的向心加速度略小，故D正确。考点：万有引力定律及其应用【名师点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用。9如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，取g10 m/s2，由此可知()A物体加速度大小为2 m/s2BF的大小为24 NC2 s末F的功率大小为48 WD1 s内F做功的平均功率为24W【答案】AD【解析】考点：功率、平均功率和瞬时功率、牛顿第二定律【名师点睛】本题的易错点在于认为物体的位移等于F作用点的位移，实际上F作用点的位移和速度是物体位移和速度的2倍。10有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则()Aa的向心加速度等于重力加速度gB在相同时间内b转过的弧长最长Cc在4 h内转过的圆心角是Dd的运动周期有可能是20 h【答案】BC【解析】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【名师点睛】对于卫星问题，要建立物理模型，根据万有引力提供向心力，分析各量之间的关系，并且要知道同步卫星的条件和特点。11宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若AOOB，则()A星球A的质量一定大于B的质量B星球A的线速度一定大于B的线速度C双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越小D双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越小【答案】BC【解析】试题分析：双星靠相互间的万有引力提供向心力，所以向心力相等；根据万有引力提供向心力公式得：，因为，所以，即B的质量一定大于A的质量故A错误；双星系统角速度相等，根据，且，可知，A的线速度大于B的小速度，故B正确；根据万有引力提供向心力公式得：，解得周期为，可知双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越小，故C正确；根据周期为，可知双星的总质量一定，双星之间的距离越大，转动周期越大，故D错误。考点：万有引力定律及其应用【名师点睛】解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度以及会用万有引力提供向心力进行求解。12把质量为m的小球(可看作质点)放在竖直的轻质弹簧上，并把小球向下按到A的位置(图甲)，如图所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，球升至最高位置C点(图丙)，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙)。已知AB的高度差为h1，BC的高度差为h2，通过AB和BC所用时间为t1和t2，重力加速度为g，不计空气阻力A小球从A上升到B位置的过程中，动能一直增大B小球从A上升到C位置的过程中，机械能先增大后不变C小球在图甲中时，弹簧的弹性势能为mg(h1+ h2) D若h1等于h2，则一定有t1小于t2【答案】BCD【解析】考点：功能关系、弹性势能【名师点睛】解决本题的关键掌握机械能守恒的条件，在只有重力或弹簧弹力做功的情形下，系统机械能守恒。第II卷（非选择题 共52分）二、实验题（共14分）13用图(a)的装置“验证牛顿第二定律”时有两个“巧妙”的设计，一是要求小车的质量远大于砂和砂桶的质量之和；二是对小车要进行“平衡摩擦力”操作。回答下列问题：(1)实验要求“小车质量远大于砂和砂桶质量之和”的目的是_。(2)对小车进行“平衡摩擦力”操作时，下列必须进行的是_(填字母序号)。A取下砂和砂桶B在空砂桶的牵引下，轻推一下小车，小车能做匀速直线运动C小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动D把长木板有定滑轮的一端垫起适当高度(3)在满足实验条件下，某同学得到了如图(b)的图线(M为小车和砝码的总质量)，图线在纵轴上截距不为零的原因是_(选填“长木板倾角过大” 或“长木板倾角偏小” )。【答案】(1)小车所受拉力近似等于砂和砂桶的总重力； (2)AC； (3)长木板倾角过大【解析】考点：验证牛顿第二运动定律【名师点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后熟练应用物理规律来解决实验问题要学会应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。14如图甲所示的装置叫做“阿特伍德机”，是早期英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示（1）实验时，该同学进行了如下操作：将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态测量出_(选填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为t测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律（2）如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒，应满足的关系式为_ (已知重力加速度为g)（3）引起该实验系统误差的主要原因有_(写一条即可)（4）验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？a随m增大会趋于一个什么值？请你帮该同学解决：写出a与m之间的关系式：_最终a的值会趋于_【答案】（1）挡光片中心（2）（3）绳子有一定的质量、滑轮与轴之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等（4）；重力加速度g【解析】增大，则a趋向于。考点：验证机械能守恒定律【名师点睛】解决本题的关键知道实验的原理，知道误差产生的原因；明确验证机械能守恒定律的实验方法；正确应用牛顿第二定律的进行分析求解。三、计算题（共4小题，共38分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题目，答案必须明确写出数值和单位。）15如图所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为d=9cm，板长为L=30cm，接在直流电源上，有一带电液滴以v0=0.6m/s的初速度从板间的正中央水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时迅速将下板向上提起cm（下板向上提起过程极短，对液滴运动的影响可忽略不计），液滴刚好从金属板末端飞出，g取10m/s2求：（1）将下板向上提起后，液滴的加速度；（2）液滴从射入电场开始计时，匀速运动到P点的时间【答案】（1）；（2）【解析】考点：验证机械能守恒定律【名师点睛】解决本题的关键知道实验的原理，知道误差产生的原因；明确验证机械能守恒定律的实验方法；正确应用牛顿第二定律的进行分析求解。16如图所示，半径为R的光滑圆环竖直放置，直径MN为竖直方向，环上套有两个小球A和B，A、B之间用一长为R的轻杆相连，小球可以沿环自由滑动，开始时杆处于水平状态，已知A的质量为m，B球的质量为4m，重力加速度为g。(1) 由静止释放轻杆，求B球由初始位置到达N点时的速度大小；(2) 由静止释放轻杆，求B球由初始位置到达N点的过程中，轻杆对B球所做的功。【答案】(1) ；(2) 【解析】考点：机械能守恒定律、动能定理的应用【名师点睛】本题要抓住系统的机械能守恒，但单个小球的机械能并不守恒，能运用动能定理求变力做的功。17如图所示，竖直平面内固定着一个滑槽轨道，其左半部是倾角为37，长为l1 m的斜槽PQ，右部是光滑半圆槽QSR，RQ是其竖直直径。两部分滑槽在Q处平滑连接，R、P两点等高。质量为m0.2 kg的小滑块(可看做质点)与斜槽间的动摩擦因数为0.375。将小滑块从斜槽轨道的最高点P释放，使其开始沿斜槽下滑，滑块通过Q点时没有机械能损失。求：(取g1