2017届湖北省师大第一附中高三上期中考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

在同一条平直公路上行驶的a车和b车，其速度-时间图像分别为图中直线a和曲线b，由图可知（    ）

A．a车与b车一定相遇两次

B．在t₂时刻b车的运动方向发生改变

C．t₁到t₂时间内某时刻两车的加速度可能相同

D．t₁到t₂时间内b车会追上并超越a车

2. 难度：困难

如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为F₀；质量为m和2m的木块间的最大静摩擦力为F₀．现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块一起加速运动，下列说法正确的是（    ）

A．质量为2m的木块受到四个力的作用

B．当F逐渐增大到F₀时，轻绳刚好被拉断

C．在轻绳未被拉断前，当F逐渐增大时，轻绳上的拉力也随之增大，并且大小总等于F大小的一半

D．在轻绳被拉断之前，质量为m和2m的木块间已经发生相对滑动

3. 难度：简单

2016年10月19日3时31分，“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功实现自动交会对接，形成一个组合体，组合体在距离地面393千米高的圆形轨道绕地球做匀速圆周运动。航天员景海鹏、陈冬随后进入“天宫二号”空间实验室，两人将在“天空二号”空间实验室中进行科学实验和科普活动。下列说法中正确的是（   ）

A. 对接前，飞船欲追上空间实验室，可以在同一轨道上点火加速

B. 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接

C. 在组合体中工作的宇航员因受到平衡力作用而在舱中悬浮或静止

D. 两位航天员可以在“天宫二号”空间实验室中借助重锤和打点计时器为全国中学生演示“验证机械能守恒定律”实验

4. 难度：困难

四个电荷量大小相同的点电荷位于正方形四个角上，电性与各点电荷附近的电场线分布如图所示．ab、cd分别是正方形两组对边的中垂线，O为中垂线的交点，P、Q分别为ab、cd上的两点，OP>OQ，下列说法中正确的是（    ）

A．P、Q两点电势相等，场强也相等

B．P点的电势比M点的低

C．PM两点间的电势差大于QM间的电势差

D．带负电的试探电荷在Q点时比在M点时电势能小

5. 难度：中等

竖直平面内有一个四分之一圆弧AB，OA为水平半径，现从圆心O处以不同的初速度水平抛出许多个相同质量的小球，小球可以看作质点，不计空气阻力，当小球落到圆弧上时（    ）

A. 速度的反向延长线可能过OA的中点

B. 小球在圆弧上的落点越靠近B点动能越小

C. 小球落在圆弧中点处时动能最小

D. 动能最小的位置在圆弧中点的上方

6. 难度：中等

竖直平面内有一半径为R的光滑半圆形轨道，圆心为O，一小球以某一水平速度v₀从最高点A出发沿圆轨道运动，至B点时脱离轨道，最终落在水平面上的C点，OA和OB间的夹角为θ，不计空气阻力．下列说法中正确的是（    ）

A．

B．在B点时，小球的速度为

C．A到B过程中，小球水平方向的加速度先增大后减小

D．A到C过程中，小球运动时间大于

7. 难度：中等

如图所示，竖直平面内有一个圆，BD是其竖直直径，AC是其另一条直径，该圆处于匀强电场中，场强方向平行于圆周所在平面。带等量负电荷的相同小球从圆心O以相同的初动能沿不同方向射出，小球会经过圆周上不同的点，其中通过圆周上A点的小球动能最小，忽略空气阻力，下列说法中正确的是（    ）

A．电场方向沿OA方向

B．小球经过圆周上的不同点时，过B点的小球的动能和电势能之和最小

C．小球经过圆周上的不同点时，过C点的小球的电势能和重力势能之和最小

D．小球经过圆周上的不同点时，机械能最小的小球应经过圆弧CND上的某一点

8. 难度：中等

如图所示，直杆AB与水平面成α角固定，在杆上套一质量为m的小滑块，杆上各处与滑块之间的动摩擦因素保持不变，杆底端B点处有一弹性挡板，杆与板面垂直，滑块与挡板碰撞后原速率返回．现将滑块拉到A点由静止释放，滑块与挡板第一次碰撞后恰好能上升到AB的中点，设重力加速度为g，下列说法中正确的是（    ）

A．可以求出滑块下滑和上滑过程加速度的大小a₁、a₂

B．取过B点的水平面为零势能面，则可以判断滑块从A下滑至B的过程中，重力势能等于动能的位置在AB中点的下方

C．可以求出滑块在杆上运动的总路程S

D．可以求出滑块第一次与挡板碰撞时重力做功的瞬时功率P

二、实验题

9. 难度：中等

现有一电池，电动势E约为9V，内阻r在35~55Ω范围内，允许通过的最大电流为50mA。为测定该电池的电动势和内阻，某同学利用如图（a）所示的电路进行实验。图中R为电阻箱，阻值范围为0~9999Ω；R₀为保护电阻。

（1）可备选用的定值电阻R₀有以下几种规格，本实验应选用（      ）

A．20Ω，2．5W        B．50Ω，1．0W

C．150Ω，1．0W      D．1500Ω，5．0W

（2）按照图（a）所示的电路图，接好电路，闭合电键后，调整电阻箱的阻值，记录阻值R和相应的电压表示数U，取得多组数据，然后作出图像，如图（b）所示，由图中所给的数据可知，电源的电动势E=        V，r=        Ω．（结果保留两位有效数字）

10. 难度：中等

某实验小组利用如题图甲所示的装置探究功和动能变化的关系，他们将宽度为d的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B时的遮光时间，小车中可以放置砝码。

（1）实验主要步骤如下：

①将木板略微倾斜以平衡摩擦力，使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功。

②将小车停在C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车、小车中砝码和挡光片的质量之和为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，小车通过A、B时的遮光时间分别为t₁、t₂，则小车通过A、B过程中动能的变化量ΔE=_______（用字母M、t₁、t₂、d表示）。

③在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复②的操作。

④用游标卡尺测量挡光片的宽度d

（2）下表是他们测得的多组数据，其中M是小车、小车中砝码和挡光片的质量之和，|v－v|是两个速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，取绳上拉力F大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，W是F在A、B间所做的功。表格中ΔE₃＝_______，W₃＝__________（结果保留三位有效数字）。

次数	/kg	|v-v|/（m/s）^2	ΔE/J	F/N	W/J
1	1．000	0．380	0．190	0．400	0．200
2	1．000	0．826	0．413	0．840	0．420
3	1．000	0．996	ΔE3	1．010	W3
4	2．000	1．20	1．20	2．420	1．21
5	2．000	1．42	1．42	2．860	1．43

（3）若在本实验中没有平衡摩擦力，假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为。利用上面的实验器材完成如下操作：保证小车质量不变，改变砝码盘中砝码的数量（取绳上拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力），测得多组m、、的数据，并得到m与的关系图像，如图乙所示。已知图像在纵轴上的截距为b，直线PQ的斜率为k，A、B两点的距离为s，挡光片的宽度为d，则=_______（用字母b、d、s、k、g表示）。

三、计算题

11. 难度：困难

如图所示，在竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径r=0．2m的四分之一细圆管CD，圆管内径略大于小球直径，管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐，一个可视为质点的小球放在曲面AB上，小球质量m=1kg。现从距BC的高度为h=0．6m处由静止释放小球，它与BC间的动摩擦因数μ=0．5，小球进入管口C端时，它对上管壁有F_N=10N的相互作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧弹性势能E_p=0．5J。取重力加速度g=10m/s²。求：

（1）小球通过C点时的速度大小；

（2）水平面BC的长度；

（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能E_km

12. 难度：中等

如图，绝缘平板S放在水平地面上，S与水平面间的动摩擦因数μ＝0．4。两足够大的平行金属板P、Q通过绝缘撑架相连，Q板固定在平板S上，P、Q间存在竖直向上的匀强电场，整个装置总质量M＝0．48kg ，P、Q间距为d＝1m，P板的中央有一小孔。给装置某一初速度，装置向右运动。现有一质量m＝0．04kg、电量q＝+1× 10^-4C的小球，从离P板高h＝1．25m处静止下落，恰好能进入孔内。小球进入电场时，装置的速度为v₁＝5m/s。小球进入电场后，恰能运动到Q板且不与Q板接触。忽略平行金属板外部的电场对小球运动的影响，不计空气阻力，g取10m/s²。

（1）求匀强电场的场强大小E；

（2）求当小球第一次返回到P板时，装置的速度v₂；

（3）小球第一次与P板碰撞时间极短，碰后速度大小不变，方向反向，碰后电量变为q’＝-4 ×10^-4C。求从小球进入电场到第二次到达Q板过程中，绝缘平板S与地面因为摩擦而产生的热量。（由于小球带电量很小，碰撞过程对P、Q上的电荷分布的影响可以忽略，可认为碰撞前后两金属板间的电场保持不变）

四、多选题

13. 难度：简单

下列说法中正确的是（        ）

A．布朗运动是指液体或气体中悬浮的固体小颗粒的无规则运动

B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加

C．液体表面张力形成的原因是由于液体表面层分子间距离大于r₀，分子间作用力表现为引力

D．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和气压，水蒸发越慢

E．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律

五、计算题

14. 难度：中等

如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞面积之比S_A：S_B＝1∶3，两活塞以穿过B底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动，两个气缸都不漏气。初始时活塞处于平衡状态，A、B中气体的体积均为V₀，A、B中气体温度均为T₀＝300K，A中气体压强p_A＝1．6p₀，p₀是气缸外的大气压强。

（1）求初始时B中气体的压强p_B；

（2）现对A中气体加热，使其中气体的压强升到p_A′＝2．5p₀，同时保持B中气体的温度不变，求活塞重新达到平衡状态时A中气体的温度T_A′。

六、多选题

15. 难度：简单

一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c点，t＝0．6s时波恰好传到e点，波形如图中虚线所示，a、b、c、d、e是介质中的质点，下列说法正确的是（       ）

A．当t＝0．5s时质点b和质点c的位移相等

B．当t＝0．6s时质点a的位移为 -cm

C．质点c在0~0．6s时间内沿x轴正方向移动了3m

D．质点d在0~0．6s时间内通过的路程为20cm

E．这列简谐横波遇到频率为1Hz的另一列简谐横波时我们能够观察到干涉现象

七、计算题

16. 难度：中等

如图所示为一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中装一定量的水，在容器底部有一单色点光源，已知水对该单色光的折射率为，玻璃对该单色光的折射率为1．5，容器底部玻璃的厚度为d，水的深度为2d。求：

（1）该单色光在玻璃和水中传播的速度

（2）水面形成的圆形光斑的半径（不考虑两个界面处的反射光线）