恩施市第一中学2016-2017学年度高三年级开学考试物理试题

（时间：90分钟 分值100分 ）

第I卷（选择题共48分）

一、选择题（本大题12小题，每小题4分，共48分）

1．第一次通过实验比较准确的测出引力常量的科学家是（ ）

A． 牛顿 B． 伽利略 C．胡克 D． 卡文迪许

2．如图所示，横截面为直角三角形的物块ABC，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力，这时物块静止不动。假设物块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，现将力F增大，以下说法正确的是（ ）

A．物块所受合力增大

B．物块所受摩擦力增大

C．物块仍将静止不动

D．物块将向下滑动

3．某同学观看跳台跳水比赛，一跳水运动员在离水面10m高的平台向上跃起，该同学估测运动员跃起离平台的最大高度约为0.2m．假设运动员做竖直上抛运动，则该运动员在空中完成动作的时间大约为

A．?1.2m/s B．1.4m/s C．1. 6m/s D．2.0m/s

4．一电阻接在10V直流电源上，电热功率为P；当它接到电压u=10sinωt（V）上时功率为（ ）

A．0.25 P B．0.5 P C．P D．2P

5．一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s．某时刻波形如图所示，下列说法正确的是（ ）

A．这列波的振幅为4cm

B．这列波的周期为8s

C．此时x=4m处质点沿y轴负方向运动

D．此时x=4m处质点的加速度为0

6．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为
,
方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表，下列判断正确的是（ ）

A．X是
，Q2＞Q1

B．X是
，Q2＞Q1

C．X是
，Q2＜Q1

D．X是
，Q2＜Q1

7．如图所示，球带正电
，单摆摆长为 l，当地的重力加速度为g，其最大摆角为
，整个装置处于垂直纸面向里，强度为B的匀强磁场中。当摆球从如图所示最大摆角处运动到摆线竖直的过程中，下列说法中不正确的是

A．在此过程中，重力的冲量为
，方向竖直向下

B．在此过程中，只有重力做功，所以小球的机械能守恒

C．在此过程中，合力对小球的冲量大小为

D．当摆线摆到竖直位置时，线的拉力

8．如图所示，水平杆固定在竖直杆上，两者互相垂直，水平杆上0、A两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质量为m的小球上，OA=OB=AB，现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形OAB始终在竖直平面内，若转动过程OA、AB两绳始终处于拉直状态，则下列说法正确的是（ ）

A．OB绳的拉力范围为0～

B．OB绳的拉力范围为
～

C．AB绳的拉力范围为0～

D．AB绳的拉力范围为0～

9．工业生产中需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤，图甲所示的是“吊斗式”电子秤的结构图，其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器。拉力传感器的内部电路如图所示，R1、R2、R3是定值电阻，R1=20k
，R2=10k
，R0是对拉力敏感的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图象如图乙所示，已知料斗重1×103N，没装料时Uba=0，g取10m/s2。下列说法中正确的是（ ）

A．R3阻值为40 k

B．装料时，R0的阻值逐渐变大，Uba的值逐渐变小

C．拉力越大应变片电阻阻值也变大，Uba传感器的示数也变大

D．应变片作用是把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量

10．用如图所示的装置演示光电效应现象．当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表G的读数为
．若改用更高频率的光照射，此时（ ）

A．将电池正的极性反转，则光电管中没有光电子产生

B．将电键S断开，则有电流流过电流表G

C．将变阻器的触点
向
移动，光电子到达阳极时的速度可能变小

D．只要电源的电动势足够大，将变阻器的触点
向
端移动，电流表G的读数必将变大

11．如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路．线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计．下列说法正确的是（ ）

A．将原线圈抽头P向上滑动时，灯泡变暗

B．电容器的电容C变大时，灯泡变暗

C．图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大

D．若线圈abcd转动的角速度变为2ω，则变压器原线圈电压的有效值为NBSω

12．如图所示，质量为m的物块在倾角为θ的斜面上刚好匀速下滑，如果对物块施加一水平向右的外力F，物块刚好沿斜面向上匀速滑动，整个过程斜面保持静止不动，假设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）

A．外力F=mgtan2θ

B．外力F=mgtanθ

C．当物块沿斜面向上匀速滑行时，地面对斜面有向左的静摩擦力

D．当物块沿斜面向下匀速滑行时，斜面受到5个力作用

第II卷（非选择题）

二、实验题（8分）

13．（本题8分）某同学利用图（a）所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图.如图（b）所示．实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：



（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成 （填“线性”或“非线性”关系）。

（2）由图（b）可知，a-m图线不经过原点，可能的原因是存在 。

（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是 ，钩码的质量应满足的条件是 。

三、计算题（44分）

14．（10分）如图所示，气球吊着A、B两个物体以速度v匀速上升，A物体与气球的总质量为m1，物体B的质量为m2，且m1>m2。某时刻A、B间细线断裂，求当气球的速度为2v时物体B的速度大小并判断方向。（空气阻力不计）

15．（本题10分）如图，物体A、B用跨过轻滑轮的细绳相连，平衡时绳CO与竖直方向成30°角。已知B重100N，地面对B的支持力为80N，求：

（1）A的重力的大小

（2）物体B与地面的摩擦力的大小

（3）绳OC的拉力的大小

16．（本题10分）如图所示，质量为
的木板B放在水平地面上，质量为
的木箱A放在木板B上．一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为θ＝37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数
.现用水平向右、大小为200 N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出(sin 37°≈0.6，cos 37°≈0.8，重力加速度g取10 m/s2)，则木板B与地面之间的动摩擦因数
的大小是多少？

17．（本题14分）在真空中水平放置平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两板间距为d，当平行板电容器的电压为U0时，油滴保持静止状态，如图所示．当给电容器突然充电使其电压增加ΔU1时，油滴开始向上运动；经时间Δt后，电容器突然放电使其电压减少ΔU2，又经过时间Δt，油滴恰好回到原来位置．假设油滴在运动过程中没有失去电荷，充电和放电的过程均很短暂，这段时间内油滴的位移可忽略不计．重力加速度为g.求：

(1)带电油滴所带电荷量与质量之比；

(2)第一个Δt与第二个Δt时间内油滴运动的加速度大小之比；

(3)ΔU1与ΔU2之比．

参考答案

1． D

【解析】

试题分析: 第一次通过实验比较准确的测出引力常量的科学家是卡文迪许，故A、B、C错误，D正确。

考点： 物理学史

2．BC

【解析】

试题分析：将F分解为水平向右方向上的
，竖直向下方向上的
，在F未增加前有
，
，当F增大后，根据数学知识可得
，故物体仍保持静止状态，合力为零，摩擦力
，N增大，所以摩擦力增大，故BC正确；

考点：考查了共点力平衡条件的应用

【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解

3．C

【解析】本题考查竖直上抛运动，上升到最高点h=0.2m，看做反方向的自由落体运动，
，上升到最高点距离水面10.2m，
，选C

4．BZxxkCom

【解析】

试题分析：电阻接在10V直流电源上，电热功率为P，则
；当它接到电压u=10sinωt（V）上时功率为
，故选B.

考点：交流电的有效值.

5．D

【解析】解：A、振幅等于y的最大值，故这列波的振幅为A=2cm．故A错误．

B、由图知，波长λ=8m，由波速公式v=
，得周期T=
=
s=2s．故B错误．

C、简谐机械横波沿x轴正方向传播，由波形平移法得知，此时x=4m处质点沿y轴正方向运动．故C错误．

D、此时x=4m处质点沿处于平衡位置，加速度为零．故D正确．

故选：D．

【点评】根据波的图象读出振幅、波长、速度方向及大小变化情况，加速度方向及大小变化情况等，是应具备的基本能力．

6．B

【解析】

试题分析：根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可判断出X是那种原子核，根据爱因斯坦质能方程可知质量亏损大的释放能量大．

解：
中质量亏损为：△m1=1.0078+12.0000﹣13.0057=0.0021（u），

根据根据电荷数守恒和质量数守恒可知：
中X的电荷数为2、质量数为4，故X为α粒子即
，

质量亏损为：△m2=1.0078+15.0001﹣12.0000﹣4.0026=0.0053（u）．

根据爱因斯坦的质能方程可知：Q1=△m1C2，Q2=△m2C2，则Q1＜Q2，故B正确，ACD错误；

故选：B

7．AD

【解析】不加磁场时周期为
，根据左手定则，小球所受洛伦兹力背离悬点，周期变小，重力的冲量小于

，方向竖直向下，故A错误

在此过程中，只有重力做功，所以小球的机械能守恒，故B正确

在此过程中，根据机械能守恒可得，
，所以最低点速度大小为
，合力对小球的冲量大小等于动量的改变量，即为
，故C正确

最低点
，当摆线摆到竖直位置时，线的拉力
，故D错误

因为本题选不正确的，故选AD

8．BC

【解析】

试题分析：：转动的角速度为零时，OB绳的拉力最小，AB绳的拉力最大，这时二者的值相同，设为T1，则2T1cos30°=mg，解得T1=
mg，增大转动的角速度，当AB绳的拉力刚好为零时，OB绳的拉力最大，设这时OB绳的拉力为T2，则T2cos30°=mg，T2=
mg．因此OB绳的拉力范围
mg～
mg，AB绳的拉力范围0～
mg．故BC正确。

考点：圆周运动

【名师点睛】本题考查圆周运动的向心力，意在考查学生应用牛顿运动定律分析圆周运动的临界问题，难度中等．转动的角速度为零时，OB绳的拉力最小，AB绳的拉力最大，当AB绳的拉力刚好为零时，OB绳的拉力最大，根据共点力平衡和牛顿第二定律进行求解．

9．AC

【解析】

试题分析：没装料时，根据串并联电路规律可得
两端的电压为：

从
图中可得，没装料时，料斗重1×103N，此时
，所以
两端的电压为
，因为此时Uba=0，说明
两端的电压和
两端的电压相等，即
，解得
，A正确；装料时，由于
所在支路电流恒定，所以a点的电势恒定，而
所在支路中
逐渐增大，该支路电流减小，
两端的电压减小，即b的电势减小，所以
逐渐增大，B错误,C正确；应变片作用是把拉力这个力学量转换为电压这个电学量，D错误

考点：考查了串并联电路，欧姆定律，传感器的应用

10．BC

【解析】电流表有示数说明发生了光电效应，有光电子产生，光电管左侧是正极右侧负极，电场线向右，产生的光电子受向左的电场力，逸出后做加速运动，将电池正的极性反转，光电子逸出后做减速运动，也可能到达左极板，A错；将电键S断开，产生的光电子匀速运动到左侧，有电流流过电流表G，将变阻器的触点
向
移动，光电管两侧电压减小，光电子到达阳极时的速度可能变小

11．AD

【解析】

试题分析：在图中将原线圈抽头P向上滑动时，原线圈的匝数变大，故输出的电压变小，灯泡变暗，选项A正确；电容器的电容C变大时，电容对电流的阻碍作用变小，故灯泡变亮，选项B错误；图示位置时，线圈的ab边与磁感线方向平行，故矩形线圈中瞬时感应电动势最小，选项C错误；若线圈abcd转动的角速度变为2ω，且线圈转动一周只有半周产生感应电压，在这半周中，电压的最大值是2NBSω，设变压器原线圈电压的有效值为U，则
t=
×2t，即U=NBSω，选项D正确。

考点：交变电流。

【名师点睛】当线圈在磁场中转动一周时，产生的感应电流就是一个完整的正弦（或余弦）曲线，当只有半周有磁场时，产生的感应电流为半周的正弦（或余弦）曲线，计算有效值时，只把这半周考虑进去，而有效值对应的时间则是整个的时间2t。

12．AC

【解析】

试题分析：物体匀速上滑时受力有重力、支持力N、摩擦力f和水平外力Ｆ，物体匀速下滑时，根据平衡条件得：mg
=f , N=mg
又f=μN三式联立得：μ=
，当匀速上滑时，
，
，两式联立得F=mgtan2θ故A对B错。整体受力分析，竖直向下的重力、地面对斜面的支持力、水平向右的外力F，因为整体处于平衡状态，则地面对斜面的静摩擦力水平向左，故C对。当物块沿斜面向下匀速滑行时，斜面受重力、物块对斜面的压力、物块对斜面的摩擦力、和地面对斜面的支持力，故D错。故选AC。

考点：受力分析、平衡问题。

【名师点睛】物块和斜面处于平衡状态，则各自合外力为零。本题涉及研究对象的灵活选取问题，AB选项中求Ｆ，是物块受力，选物块为研究对象受力分析。C选项中所求力为整体外力，可选整体为研究对象受力分析，D选项中，研究斜面的受力，以斜面为研究对象。在对研究对象进行受力分析时，先分析已知力，然后按平衡条件判断其余未知力。

13．（1）非线性；（2）存在摩擦力；（3）将轨道右端适当垫高，调节轨道倾斜度，以平衡摩擦力；远远小于小车的质量。

【解析】

试题分析：（1）对钩码和小车整体受力分析，根据牛顿第二定律，在沿绳方向上：
，小车的加速度
，可知小车的加速度
与钩码的质量
成非线性关系；（2）若满足
，
，加速度
，可知a-m图线不经过原点的原因可能是
，即小车和轨道之间存在摩擦力；（3）直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，须有
，既要满足
，还需将轨道右端适当垫高，使小车的重力沿轨道向下的分力等于摩擦力，即平衡掉摩擦力。

考点：实验—验证牛顿第二定律

14．
，方向向下

【解析】

试题分析：根据动量守恒定律得：（m1＋m2）v＝m2v2＋2m1v

解得：v2＝

因为m1>m2，所以v2<0

故速度大小为
，方向向下

考点：动量守恒定律

15．（1）
（2）
（3）

【解析】对A受力分析：

对B受力分析：

联立解得T=40N。所以

OC绳的拉力等于细绳拉力之和:

16．μ2＝0.3

【解析】

试题分析：对A受力分析如图甲所示，由题意得FTcos θ＝Ff1（1分）①

FN1＋FTsin θ＝mAg（1分）②

Ff1＝μ1FN1（1分）③

由①②③得：FT＝100 N（2分）

对A、B整体受力分析如图乙所示，由题意得

FTcos θ＋Ff2＝F （1分）④

FN2＋FTsin θ＝(mA＋mB)g （1分）⑤

Ff2＝μ2FN2（1分）⑥

由④⑤⑥得：μ2＝0.3（2分）

考点：考查了共点力平衡条件的应用

【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解

17．（1）
（2）1∶3；（3）

【解析】

试题分析：(1)油滴静止时，由平衡条件得
，则

(2)设第一个Δt内油滴的位移为x1，加速度为a1，第二个Δt内油滴的位移为x2，加速度为a2，则

x1=
a1Δt2，x2=v1Δt－
a2Δt2，且v1=a1Δt，x2=－x1，解得a1∶a2=1∶3。

（3）油滴向上加速运动时：
，即
，油滴向上减速运动时
，即
，则
，解得：
。

考点：带电粒子在电场中的运动

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