36.2018学年陕西省西安市碑林区铁一中学高三（上）期中物理试卷（含解析.docx

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1、微信公众号：678高中初中资料库 资料正文内容开始2017-2018学年陕西省西安市碑林区铁一中学高三（上）期中物理试卷一、选择题（共5小题，每小题6分，满分30分）1（6分）如图，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d，在下极板上叠放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动，重力加速度为g。粒子运动加速度为（）AldgBd-ldgCld-lgDdd-lg2（6分）两颗互不影响的行星P1、P2，各有一颗近地卫星S1、S2绕其做匀速圆周运动图中纵轴表示行星周围空间某位置的引力加速度a，横轴表示某位

2、置到行星中心距离r平方的倒数，a-1r2关系如图所示，卫星S1、S2的引力加速度大小均为a0则（）AS1的质量比S2的大BP1的质量比P2的大CP1的第一宇宙速度比P2的小DP1的平均密度比P2的大3（6分）如图甲所示的电路中理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，A、V均为理想电表，R、L和D分别是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）、理想线圈和灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是（）A有光照射R时，A的示数变大B电压u的频率为100HzCV的示数为222VD抽出L中的铁芯，D变亮4（6分）物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法不正确的是（

3、）A射线是高速运动的电子流B83210Bi的半衰期是5天，100克83210Bi经过10天后还剩下50克C粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D天然放射现象说明原子核内部是有结构的5（6分）如图所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为O、半径为R轨道正上方离地h处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O点正上方。A、B是质量均为m的小环，A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环。两环均可看做质点，且不计滑轮大小与质量。现在A环上施加一个水平向右的力F，使B环从地面由静止沿轨道上升。则（）A缓慢提升B环至

4、D点，F一直减小BA环动能的增加等于B环机械能的减少CB环被拉到与A环速度大小相等时，sinOPB=RhD若F为恒力，且作用足够长时间，B环可能会经过D点之后将会沿半圆形轨道运动至右侧最低点，然后沿轨道返回左侧最低点，之后将重复运动三、非选择题（包括必考题和选考题两部分第22题-第32题为必考题，每个试题考生都必须作答其余为选考题，考生根据要求作答）6（6分）.某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图（b）所示（1）图线 是在轨道左侧抬高成为斜面情况

5、下得到的（选填“”或“”）；（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量m kg；滑块和轨道间的动摩擦因数 （3）实验中是否要求滑块和位移传感器发射部分的总质量远远大于重物质量的条件？ 7（9分）在练习使用多用表时，某同学将选择开关拨至“10”档时，欧姆表的内部结构可简化成图甲中虚线框内的电路，其中定值电阻R0与电流表G 的内阻之比R0：Rg1：4，电流表G 的量程已知，故能正确读出流过电流表G 的电流值。欧姆表已经进行了必要的调零。该同学想用一个电阻箱Rx较精确的测出该倍率下电路中电源的电动势E 和欧姆表的总内阻R内，他的操作步骤是：a将欧姆表与电阻箱Rx 连成图甲所示的闭合回路b改变电阻箱阻值，

6、记下电阻箱示数Rx和与之对应的电流表G的示数IG；c将记录的各组Rx、IG 的数据描点在乙图中，得到1IG-Rx图线如图乙所示；d根据乙图作得的IGRx图线，求出电源的电动势E和欧姆表的总内阻R内。图甲中，a 表笔和b表笔的颜色分别是 和 ，电源的电动势E 为 V，欧姆表总内阻R内为 电流表G 的量程是 A。8（14分）如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在x0的区域内有电场强度大小E4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d2m。一质量m6.41027kg、电荷量q3.21019C的带电粒子从P点，其坐标为（0，1m）以速度V4104m/s，沿x轴正方向进入电场，经电场偏转最终

7、通过x轴上的Q点（图中未标出），不计粒子重力。求：（1）当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标；（2）若只改变上述电场强度的大小，且电场左边界的横坐标x处在0x3m范围内，要求带电粒子仍能通过Q点，求此电场左边界的横坐标x与电场强度的大小E的函数关系。9（18分）如图，静止放在光滑水平面上的小车左端有四分之一光滑圆弧滑道AB，与水平滑道相切于B点，水平滑道的BC部分粗糙，小车右端固定一轻弹簧P，整个滑道的质量为m1现让质量为m2的滑块（可视为质点）自A点由静止释放，滑块滑过BC后与小车右端弹簧碰撞，第一次被弹簧弹回后再没有滑上圆弧AB滑道。已知粗糙水平滑道BC长L1m。滑块与BC间的动摩擦因数0

8、.15，m12m2，重力加速度g10m/s2，求：（1）四分之一光滑圆弧滑道AB的半径R大小范围。（2）整个过程中小车可能获得的最大速度。2017-2018学年陕西省西安市碑林区铁一中学高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共5小题，每小题6分，满分30分）1（6分）如图，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d，在下极板上叠放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动，重力加速度为g。粒子运动加速度为（）AldgBd-ldgCld-lgDdd-lg【考点】AK：带电粒子在匀强电场中的

9、运动；CM：带电粒子在混合场中的运动菁优网版权所有【专题】537：带电粒子在复合场中的运动专题【分析】金属板内部场强为零，有厚度为l的金属板，相当于平行板电容器的间距减小了l；粒子受重力和电场力，根据平衡条件和牛顿第二定律列式求解加速度。【解答】解：粒子受重力和电场力，开始时平衡，有：mgqUd-l当把金属板从电容器中快速抽出后，根据牛顿第二定律，有：mgqUd=ma 联立解得：a=ldg故选：A。【点评】本题要记住平行板电容器内插入金属板，可以等效成极板间距减小了；然后结合共点力平衡条件和牛顿第二定律列式分析，不难。2（6分）两颗互不影响的行星P1、P2，各有一颗近地卫星S1、S2绕其做匀速

10、圆周运动图中纵轴表示行星周围空间某位置的引力加速度a，横轴表示某位置到行星中心距离r平方的倒数，a-1r2关系如图所示，卫星S1、S2的引力加速度大小均为a0则（）AS1的质量比S2的大BP1的质量比P2的大CP1的第一宇宙速度比P2的小DP1的平均密度比P2的大【考点】4A：向心力；4F：万有引力定律及其应用菁优网版权所有【专题】33：参照思想；34：比较思想；4B：图析法；528：万有引力定律的应用专题【分析】根据牛顿第二定律得出行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a与r的表达式，结合a-1r2的正比关系函数图象得出P1、P2的质量关系，根据密度和第一宇宙速度的表达式分析求解【解答】解

11、：AB、根据牛顿第二定律得：GMmr2=ma，则得行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度为：a=GMr2，由此不能判断近地卫星S1、S2的质量大小。由数学知识知，a-1r2图象的斜率等于GM，斜率越大，GM越大，M越大，所以P1的质量比P2的大，故A错误。B正确。C、设第一宇宙速度为v。则 a0=v2R，得 v=a0R由图看出，P1的半径比P2的半径大，a0相等，可知P1的第一宇宙速度比P2的大，故C错误。D、行星的平均密度 =M43R3=a0R2G43R3=3a04GR，P1的半径比P2的半径大，a0相等，则P1的平均密度比P2的小，故D错误。故选：B。【点评】解决本题的关键掌握万有引力提

12、供向心力这一思路，知道线速度、角速度、周期、加速度与轨道半径的关系，并会用这些关系式进行正确的分析和计算3（6分）如图甲所示的电路中理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，A、V均为理想电表，R、L和D分别是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）、理想线圈和灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是（）A有光照射R时，A的示数变大B电压u的频率为100HzCV的示数为222VD抽出L中的铁芯，D变亮【考点】E3：正弦式电流的图象和三角函数表达式；E8：变压器的构造和原理菁优网版权所有【专题】34：比较思想；4B：图析法；53A：交流电专题【分析】有光照射R时，R减小。变压器的输出电

13、压不变，由欧姆定律分析输出电流的变化，从而判断出A的示数变化情况。由图乙读出周期，再求频率。由变压器原、副线圈中的电压之比等于匝数之比，求V的示数。抽出L中的铁芯，分析输出电压的变化，再来分析D亮度的变化。【解答】解：A、有光照射R时，R阻值随光强增大而减小，根据P=U2R+RD，U不变，得知线圈输出功率增大，所以原线圈输入功率增大，A的示数变大，故A正确。B、原线圈接入如图乙的电压，则知其周期为 T0.02s，所以频率f=1T=50Hz，故B错误。C、原线圈接入电压最大值为 Um2202，原线圈接入电压的有效值U=Um2=220V，因为理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，所以副线圈电压22

14、V，则V的求数为22V，故C错误。D、抽出L中的铁芯，线圈自感系数减小，线圈对电流的阻碍减小，所以D变亮，故D正确。故选：AD。【点评】本题是交流电路中动态变化分析问题，总的原则是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。4（6分）物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法不正确的是（）A射线是高速运动的电子流B83210Bi的半衰期是5天，100克83210Bi经过10天后还剩下50克C粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D天然放射现象说明原子核内部是有结构的【考点】JA：原子核衰变及半衰期、衰变速度菁优网

15、版权所有【专题】31：定性思想；43：推理法；54O：衰变和半衰期专题【分析】知道三种射线的本质与特点；根据半衰期与质量的公式mm0(12)n分析；关键物理学史分析CD选项。【解答】解：A射线是高速运动的光子流，不是电子。故A不正确。B、83210Bi的半衰期是5天，经过10天，即经过2个半衰期，剩余质量mm0(12)2=14m0=14100=25g，故B不正确；C粒子散射实验的重要发现是原子核式结构，而不是电荷的量子化，故C不正确。D天然故射现象是原子核发生衰变而产生的，说明原子核内部是有结构的，故D正确。本题选择不正确的，故选：ABC。【点评】对于原子物理的一些常识我们一定要熟记并知道在日

16、常生活中的应用。这也高考考查内容之一。5（6分）如图所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为O、半径为R轨道正上方离地h处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O点正上方。A、B是质量均为m的小环，A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环。两环均可看做质点，且不计滑轮大小与质量。现在A环上施加一个水平向右的力F，使B环从地面由静止沿轨道上升。则（）A缓慢提升B环至D点，F一直减小BA环动能的增加等于B环机械能的减少CB环被拉到与A环速度大小相等时，sinOPB=RhD若F为恒力，且作用足够长时间，B环可能

17、会经过D点之后将会沿半圆形轨道运动至右侧最低点，然后沿轨道返回左侧最低点，之后将重复运动【考点】29：物体的弹性和弹力；3C：共点力的平衡菁优网版权所有【专题】527：共点力作用下物体平衡专题【分析】作出B环的受力图，由合成法和三角形相似法分析F的变化。由系统的功能关系分析能量的变化。若F为恒力，且B环能运动到D点速度不为零时，B环会经过D点之后将会沿半圆形轨道运动至右侧最低点，然后沿轨道返回左侧最低点，之后将重复运动。【解答】解：A、以B环研究对象，根据力的三角形和PB0相似可得，TPB=mgPO，T=mgPOPB，PO不变，PB减小，则绳子的拉力T慢慢减小，F减小。故A正确。B、由于有外力

18、F做功，所以A、B的机械能不守恒，则A环动能的增加不等于B环机械能的减少，故B错误。C、当PB线与圆轨道相切时，vBvA，根据数学知识有sinOPB=Rh，故C正确。D、若F为恒力，B环能运动到D点时速度不为零时，B环会经过D点之后将会沿半圆形轨道运动至右侧最低点，然后沿轨道返回左侧最低点，之后将重复运动。故D正确。故选：ACD。【点评】本题要注意分析题意，运用三角形相似法分析力的变化，找出题目中给出的几何关系，要知道当PB线与圆轨道相切时两球的速度大小相等。三、非选择题（包括必考题和选考题两部分第22题-第32题为必考题，每个试题考生都必须作答其余为选考题，考生根据要求作答）6（6分）.某实

19、验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图（b）所示（1）图线是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的（选填“”或“”）；（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量m0.5kg；滑块和轨道间的动摩擦因数0.2（3）实验中是否要求滑块和位移传感器发射部分的总质量远远大于重物质量的条件？否【考点】M8：探究加速度与物体质量、物体受力的关系菁优网版权所有【专题】13：实验题；522：牛顿运动定律综合专题【分析】知道滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位

20、移传感器发射部分的总质量的倒数对滑块受力分析，根据牛顿第二定律求解【解答】解：（1）由图象可知，当F0时，a0也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高所以图线是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的（2）根据Fma得a=Fm，所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数由图形b得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k2，所以滑块和位移传感器发射部分的总质量m0.5Kg，由图形b得，在水平轨道上F1N时，加速度a0，根据牛顿第二定律得Fmg0，解得0.2；（3）滑块和位移传感器发射

21、部分受到的拉力由力传感器得出，实验过程中不需要控制滑块和位移传感器发射部分的总质量远远大于重物质量故答案为：（1）；（2）0.5；0.2；（3）否【点评】通过作出两个量的图象，然后由图象去寻求未知量与已知量的关系运用数学知识和物理量之间关系式结合起来求解7（9分）在练习使用多用表时，某同学将选择开关拨至“10”档时，欧姆表的内部结构可简化成图甲中虚线框内的电路，其中定值电阻R0与电流表G 的内阻之比R0：Rg1：4，电流表G 的量程已知，故能正确读出流过电流表G 的电流值。欧姆表已经进行了必要的调零。该同学想用一个电阻箱Rx较精确的测出该倍率下电路中电源的电动势E 和欧姆表的总内阻R内，他的操

22、作步骤是：a将欧姆表与电阻箱Rx 连成图甲所示的闭合回路b改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数Rx和与之对应的电流表G的示数IG；c将记录的各组Rx、IG 的数据描点在乙图中，得到1IG-Rx图线如图乙所示；d根据乙图作得的IGRx图线，求出电源的电动势E和欧姆表的总内阻R内。图甲中，a 表笔和b表笔的颜色分别是黑和红，电源的电动势E 为9V，欧姆表总内阻R内为180 电流表G 的量程是0.01 A。【考点】N4：用多用电表测电阻菁优网版权所有【专题】32：定量思想；46：实验分析法；535：恒定电流专题【分析】欧姆表内置电源的正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连；根据电路图应用欧姆定律求出函数图象表

23、达式，然后根据函数表达式与图象求出电动势与内阻。【解答】解：由图甲所示可知，a与电源正极相连，则a表笔是黑色的；由图甲所示，在闭合电路中，电源电动势：EI（R内+RX），而又因R0：Rg1：4，则I5Ig则E5Ig（R内+Rx） 则：1Ig=5ERx+5R内E由图乙所示图象可知，图象纵轴截距：b=5R内E=100 ， 图象斜率：k=5E=300-100360=2036解得：E9V，内阻：R内180，电流表G的满偏电流为：Ig=ER内15=918015=0.01A，则电流表量程为0.01A。故答案为：黑，红，9，180，0.01【点评】根据电路图与闭合电路欧姆定律求出图象的函数表达式，根据函数表

24、达式与图象可以求出电源电动势与内阻，要掌握应用图象法处理实验数据的方法8（14分）如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在x0的区域内有电场强度大小E4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d2m。一质量m6.41027kg、电荷量q3.21019C的带电粒子从P点，其坐标为（0，1m）以速度V4104m/s，沿x轴正方向进入电场，经电场偏转最终通过x轴上的Q点（图中未标出），不计粒子重力。求：（1）当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标；（2）若只改变上述电场强度的大小，且电场左边界的横坐标x处在0x3m范围内，要求带电粒子仍能通过Q点，求此电场左边界的横坐标x与电场强度的大小E的

25、函数关系。【考点】AK：带电粒子在匀强电场中的运动菁优网版权所有【专题】531：带电粒子在电场中的运动专题【分析】（1）粒子进入匀强电场，只受电场力，做类平抛运动，根据运动的分解，求出粒子离开电场时的速度偏向角为，由数学知识求出Q点的横坐标。（2）讨论当0x3m时，Q点在电场外面右侧，研究速度偏向角，求出横坐标x与电场强度的大小E的函数关系。【解答】解：（1）带电粒子垂直进入电场后做类平抛运动。粒子在电场中加速度 qEma运动时间 dvt1沿y方向位移 y=12at12沿y方向分速度 vyat1设P点到原点0的距离为r，据题有：r1m粒子出电场后又经时间t2达x轴上Q点：ryvyt2故Q点的坐

26、标为：xd+vt25.0m；（2）电场左边界的横坐标为x。当0x3m时，设粒子离开电场时的速度偏向角为，则：tan=Eqdmv2又：tan=14-x由上两式得：E=164-x；答：（1）当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标为5.0m；（2）此电场左边界的横坐标x与电场强度的大小E的函数关系为E=164-x【点评】本题是磁场和电场组合场问题，考查分析和解决综合题的能力，关键是运用运动的分解法，由牛顿第二定律和运动学公式、几何关系求解。9（18分）如图，静止放在光滑水平面上的小车左端有四分之一光滑圆弧滑道AB，与水平滑道相切于B点，水平滑道的BC部分粗糙，小车右端固定一轻弹簧P，整个滑道的质量为m

27、1现让质量为m2的滑块（可视为质点）自A点由静止释放，滑块滑过BC后与小车右端弹簧碰撞，第一次被弹簧弹回后再没有滑上圆弧AB滑道。已知粗糙水平滑道BC长L1m。滑块与BC间的动摩擦因数0.15，m12m2，重力加速度g10m/s2，求：（1）四分之一光滑圆弧滑道AB的半径R大小范围。（2）整个过程中小车可能获得的最大速度。【考点】53：动量守恒定律；6B：功能关系菁优网版权所有【专题】52F：动量定理应用专题【分析】（1）根据动量守恒知，滑块相对小车静止时，共同速度为零，对滑块运用动能定理，抓住滑块的路程大于L小于2L，求出圆弧滑道AB的半径大小范围。（2）由系统动量守恒可知，滑块速度最大时，

28、小车速度也最大，所以滑块第一次滑到B点时小车具有最大速度，根据动量守恒定律和能量守恒定律求出小车获得最大速度。【解答】解：（1）因为m1和m2系统水平方向总动量守恒为0，依题意知最终二者一同静止，且滑块m2静止在粗糙段BC上 设滑块在BC段滑动的路程为S，由能量关系得m2gR m2gS 其中S应满足 LS2L 解得 0.15mR0.30m （2）由系统动量守恒可知，滑块速度最大时，小车速度也最大，所以滑块第一次滑到B点时小车具有最大速度，而当半径R0.30m时小车能获得的速度最大。规定向右为正方向，根据动量守恒定律有：m2V2m1V10根据能量守恒定律有：m2gR=12m2V22+12m1V12 代入m12m2，R0.30m 解得V11m/s为小车可能获得的最大速度。答：（1）四分之一光滑圆弧滑道AB的半径R大小范围为0.15mR0.30m。（2）整个过程中小车可能获得的最大速度为1m/s。【点评】本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合运用，知道系统开始总动量为零，当滑块速度最大时，小车的速度最大，这是解决本题的关键。声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2019/4/12 21:30:28；用户：tp；邮箱：lsgjgz137；学号：21474120第10页（共10页）