2016-2017学年陕西省西安中学高三(上)第五次月考物理试卷(解析版)

第1页（共26页）2016-2017学年陕西省西安中学高三（上）第五次月考物理试卷一、选择题（共8小题，每小题3分，满分24分）1．质量为m=10kg的木箱置于水平地面上，它与地面间动摩擦因数μ=，受到一个与水平方向成θ角斜向上的拉力F，为使木箱做匀速直线运动，拉力F的最小值以及此时θ分别是（）A．50N30°B．50N60°C．N30°D．N60°2．光滑圆柱体被a、b两支架支持处于平衡，接触点为A和B，圆柱体中心为O，AO水平，BO和水平成30°，支架a、b对圆柱体的支持力分别为Na和Nb．保持接触点B不动，把接触点A从图示的位置缓慢沿圆周移到O的正下方的过程中（）A．Na不断增大，Nb不断增大B．Na先增大再减小，Nb不断增大C．Na先减小再增大，Nb不断减小D．Na不断减小，Nb不断减小3．在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（Rn），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42：1，如图所示，那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个（）第2页（共26页）A．Rn→Fr+eB．Rn→Po+HeC．Rn→At+eD．Rn→At+H4．如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场边界上A点一粒子源，源源不断地向磁场发射各种方向（均平行于纸面）且速度大小相等的带正电的粒子（重力不计），已知粒子的比荷为k，速度大小为2kBr．则粒子在磁场中运动的最长时间为（）A．B．C．D．5．图（a）为示管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压图按图（b）所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图（c）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是（）第3页（共26页）A．B．C．D．6．如图所示，太阳系各行星可近似看成在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动．设天王星公转周期为T1，公转半径为R1；地球公转周期为T2，公转半径为R2．不计两行星之间的引力作用，万有引力常量为G，当地球和天王星运行到太阳两侧，且三者排成一条直线时，下列说法正确的是（）A．太阳的质量为B．天王星公转速度大于地球公转速度C．地球与天王星相距最近至少需经历D．天王星公转的向心加速度与地球公转的向心加速度之比为7．如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，则（）A．圆环L有收缩的趋势B．圆环L有扩张的趋势C．圆环内产生的感应电流变大D．圆环内产生的感应电流变小8．在如图所示的电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，第4页（共26页）四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示．下列比值正确的是（）A．不变，变大B．变大，变大C．变大，不变D．变大，不变二、非选择题9．（8分）利用下述装置“探究弹簧的弹性势能”，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连：弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放：小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．回答下列问题：（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等．已知重力加速度大小为g．为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的（填正确答案标号）．A．小球的质量mB．小球抛出点到落地点的水平距离sC．桌面到地面的高度hD．弹簧的压缩量△xE．弹簧原长l0（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek=．第5页（共26页）（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s～△x图线．从理论上可推出，如果m不变，h增加，s～△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”）．由图（b）中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与△x的次方成正比．10．（8分）某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E．（1）先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图1，其示数为V．（2）然后，用电压表、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．①根据图2电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路．②闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表相应示数U．该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1/R与1/U的值．请用表中数据在坐标纸上描点，并作出图3（﹣）图线．R/Ω166.771.450.033.325.020.0U/V8.35.94.84.23.22.9/（×10﹣2Ω﹣1）0.601.402.003.004.005.00/V﹣10.120.170.210.240.310.35③从图线中可求得E=V．（计算结果保留三位有效数字）11．（12分）如图所示，质量M=4kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=5m．从某时刻开始，有质量m=2kg的物块，以水平向右的速度v0=6m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ=0.4，取g=10m/s2，求：第6页（共26页）（1）该过程所经历的时间t及物块与小车保持相对静止时的速度v；（2）该过程中物块发生的位移s1及小车发生的位移s2；（3）该过程中物块和小车间产生的热量Q．12．（18分）如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的电阻，一质量m=0.1kg，电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.4T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x=9m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1：Q2=2：1．导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：（1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；（3）外力做的功WF．三、选考题13．（5分）雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果．雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）．某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化．据此材料，以下叙述正确的是（）A．PM10表示直径小于或等于1.0×10﹣6m的悬浮颗粒物第7页（共26页）B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D．PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大14．（10分）一氧气瓶的容积为0.08m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36m3．当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．15．（6分）在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为y=5sin（t），它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x=12m处，波形图如图所示，则（）A．此后再经6s该波传播到x=24m处B．M点在此后第3s末的振动方向沿y轴正方向C．波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D．此后M点第一次到达y=﹣3m处所需时间是2s16．（9分）半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角i0由O点射入，折射光线由上边界的A点射出．当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生反射．求A、B两点间的距离．第8页（共26页）2016-2017学年陕西省西安中学高三（上）第五次月考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共8小题，每小题3分，满分24分）1．质量为m=10kg的木箱置于水平地面上，它与地面间动摩擦因数μ=，受到一个与水平方向成θ角斜向上的拉力F，为使木箱做匀速直线运动，拉力F的最小值以及此时θ分别是（）A．50N30°B．50N60°C．N30°D．N60°【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力【分析】木箱受到重力mg、拉力F、地面的支持力和滑动摩擦力作用，根据平衡条件和滑动摩擦力公式得出F与θ的关系式，再由数学知识求拉力F的最小值．【解答】解：在拉力作用下木箱重力mg、拉力F、地面的支持力和滑动摩擦力作用，根据平衡条件得：Fcosθ=fFsinθ+N=mg又f=μN联立解得：F==，其中tanα==，α=60°由数学知识知：当θ+α=90°，即θ=30°时F有最小值，且最小值为：Fmin===50N故A正确，BCD错误故选：A第9页（共26页）【点评】本题采用函数法研究物体平衡中极值问题，关键要根据平衡条件得到F与θ的关系式，再由三角知识求解．2．光滑圆柱体被a、b两支架支持处于平衡，接触点为A和B，圆柱体中心为O，AO水平，BO和水平成30°，支架a、b对圆柱体的支持力分别为Na和Nb．保持接触点B不动，把接触点A从图示的位置缓慢沿圆周移到O的正下方的过程中（）A．Na不断增大，Nb不断增大B．Na先增大再减小，Nb不断增大C．Na先减小再增大，Nb不断减小D．Na不断减小，Nb不断减小【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力【分析】以圆柱体为研究对象进行受力分析，利用矢量三角形法则画出两个力的变化情况进行分析．【解答】解：以圆柱体为研究对象进行受力分析，初状态在重力mg、Na、Nb作用下处于平衡状态；当B不动，把接触点A从图示的位置缓慢沿圆周移到O的正下方的过程中．利用矢量三角形法则画出两个力的变化如图所示，由图可得，Na先减小再增大，Nb不断减小，所以C正确、ABD错误；第10页（共26页）故选：C．【点评】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．本题是利用图解法来分析3．（2015•天津模拟）在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（Rn），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42：1，如图所示，那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个（）A．Rn→Fr+eB．Rn→Po+HeC．Rn→At+eD．Rn→At+H【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；原子核衰变及半衰期、衰变速度【分析】核衰变过程动量守恒，反冲核与释放出的粒子的动量大小相等，结合带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得小粒子与反冲核的电荷量之比，利用排除法可得正确答案【解答】解：原子核的衰变过程满足动量守恒，可得两带电粒子动量大小相等，方向相反，就动量大小而言有：m1v1=m2v2由带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得：第11页（共26页）r=所以，===审视ABCD四个选项，满足42：1关系的只有B故选B【点评】原子核的衰变过程类比于爆炸过程，满足动量守恒，而带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式中的分子恰好是动量的表达式，要巧妙应用4．（2014•上高县校级模拟）如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场边界上A点一粒子源，源源不断地向磁场发射各种方向（均平行于纸面）且速度大小相等的带正电的粒子（重力不计），已知粒子的比荷为k，速度大小为2kBr．则粒子在磁场中运动的