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福建省厦门大学附属科技中学2012届高三上学期期中考试(物理)


高三物理(三)
一.选择题(只有一个正确答案,每小题 3 分,共 36 分) 1.下列关于力的说法不正确的是 A.作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上 B.太阳系中的行星均受到太阳的引力作用 C 运行的人造地球卫星所受引力的方向不变 D.伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因 2.一水平抛出的小球落到一倾角为 ? 的斜面上时,其速 度方向与斜面垂直,小球在竖直方向下落的距离与在水 平方向通过的距离之比为 A.
1 tan ?

B.

1 2 tan ?

C. tan ?

D. 2 tan ?

3.已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的 6 倍。若某行星的平均密度为 地球平均密度的一半,它的同步卫星距其表面的高度是其半径的 2.5 倍,则该行 星的自转周期约为 A.6 小时 B. 12 小时 C. 24 小时 D. 36 小时 4. 降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞 (A)下落的时间越短 (B)下落的时间越长 (C)落地时速度越小 (D)落地时速度越大 5. 月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为 a ,设月球表面的重力加速度 大小为 g 1 ,在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为 g 2 ,则 (A) g 1
? a

(B) g 2 ? a

(C) g 1 ?

g2 ? a

(D) g 2

? g1 ? a

6、如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为 m 的照相机,三脚架的三 根轻质支架等长,与竖直方向均成 3 0 ? 角,则每根支架中承受的压力大小为
图 6

(A)

1 3

mg

(B)

2 3

mg

(C)

3 6

mg

(D)

2 3 9

mg

7.一根轻质弹簧一端固定,用大小为 F1 的力压弹簧的另一端,平 衡时长度为 l1 ;改用大小为 F 2 的力拉弹簧,平衡时长度为 l 2 .弹簧 的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为 A、
F 2 ? F1 l 2 ? l1

B、

F 2 ? F1 l 2 ? l1

C、

F 2 ? F1 l 2 ? l1

D、

F 2 ? F1 l 2 ? l1

8. 如图所示,A、B 两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力) 。 下列说法正确的是

图8

图9

A. 在上升和下降过程中 A 对 B 的压力一定为零 B. 上升过程中 A 对 B 的压力大于 A 对物体受到的重力

C. 下降过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力 D. 在上升和下降过程中 A 对 B 的压力等于 A 物体受到的重力 9、2009 年 5 月,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在 A 点从圆形 轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B 为轨道Ⅱ上的一点,如图所示,关于航天飞机的运动, 下列说法中不正确的是 (A)在轨道Ⅱ上经过 A 的速度小于经过 B 的速度 (B)在轨道Ⅱ上经过 A 的动能小于在轨道Ⅰ上经过 A 的动能 (C)在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 (D)在轨道Ⅱ上经过 A 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过 A 的加速度 10.如右图,轻弹簧上端与一质量为 m 的木块 1 相连,下端与 另一质量为 M 的木块 2 相连,整个系统置于水平放置的光滑木 板上,并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出,设抽 出后的瞬间,木块 1、2 的加速度大小分别为 a 1 、 a 2 。重力加 速度大小为 g。则有 A. a1 ? g , a 2 ? g C. a 1 ? 0 , a 2
? m?M M g

B. a 1 ? 0 , a 2 ? g D. a1
? g

, a2

?

m?M M

g

11.某同学把掉在地上的普通高中课本《物理 l》捡起放回课桌面,在此过程中,课本重力势 能的增加约为( ) A.O.3 J B.3 J C.30 J D.300 J 12. 船在静水中的航速是 1 m/s,河岸笔直,河宽恒定,河水靠近岸边的流速为 2 m/s,河中 间的流速为 3 m/s。以下说法中正确的是( ) A.因船速小于流速,船不能到达对岸 C.即使船划行中一直沿同一航向也能沿一直线过河 B.船能垂直河岸过河 D.船过河的最短时间是一定的

二.实验与填空题(共 20 分) 13. 分)纯电动概念车 E1 是中国馆的镇馆之宝之一。若 E1 概念车的总质量为 (4 920kg,在 16s 内从静止加速到 100km/h(即 27.8m/s) ,受到恒定的阻力为 1500N, 假设它做匀加速直线运动,其动力系统提供的牵引力为 N。当 E1 概念车 以最高时速 120km/h(即 33.3m/s)做匀速直线运动时, 其动力系统输出的功率 为 kW。 14.(4 分)如图,固定于竖直面内的粗糙斜杆,在水平方 向夹角为 3 0 0 ,质量为 m 的小球套在杆上,在大小不变的拉 力作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端,为使拉力做 功最小,拉力 F 与杆的夹角 a=____,拉力大小 F=_____。 15. 分)图 1 是利用激光测转速的原理示意图,图中圆盘可绕固定轴转动,盘 (4 边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时,接收器可以接 收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号转变成电信号,在示波器显 示屏上显示出来(如图 2 所示) 。

(1)若图 2 中示波器显示屏横向的每大格(5 小格)对应的时间为 5.00×10-2 s , 则圆盘的转速为__________________转/s。 (保留 3 位有效数字) (2)若测得圆盘直径为 10.20 cm,则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为 ________cm。 (保留 3 位有效数字) 16.(4 分)测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重
要问题。为此,某同学设计了如下实验方案: A.实验装置如图所示,一端系在滑块上的细绳通过转轴 光滑的轻质滑轮挂上钩码, 用垫块将长木板固定有定滑轮的 一端垫起。调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长 木板向下做匀速直线运动; B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,让滑块沿 长木板向下做匀加速直线运动。 请回答下列问题: ①滑块做匀速直线运动时, 打点计时器在纸带上所打出点 的分布应该是 ; ②滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小 钩 码的重力大小(选填“大于”、“等于”或“小于”);

17、 分)如下图为验证机械能守恒定律的实验装置示 (4 意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时 器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题 (1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有 ______.(填入正确选项) A、米尺 B、秒表 C、0~12V 的直流电源 D、0~12V 的交流电源 (2)实验中误差产生的原因有______.(写出两个原因) 三.计算题(共 44 分) 18.(8 分)质量为 2 k g 的物体在水平推力 F 的作用下 沿水平面作直线运动,一段时间后撤去 F ,其运动的 2 v ? t 图像如图所示。 g 取 1 0 m / s ,求: (1)物体与水平面间的运动摩擦因数 ? ; (2)水平推力 F 的大小; (3) 0 ? 1 0 s 内物体运动位移的大小。

19. 分)如图,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,经过 3.0 (9 s落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角 ? =37°,运 动员的质量 m=50kg.不计空气阻力。 取 sin37°=0.60, ( cos37°=0.80; 取 10m/s2) g q求 (1)A 点与 O 点时的距离; (2)运动员离开 O 点时的速度大小; (3)运动员落到 A 点时的动能。

20. (9 分)如图所示,水平粗糙轨道 AB 与半圆形光滑的竖直圆轨道 BC 相连,B 点与 C 点的 连线沿竖直方向,AB 段长为 L,圆轨道的半径为 R.一个小滑块以初速度 v0 从 A 点开始沿轨道 滑动,已知它运动到 C 点时对轨道的压力大小恰好等于其重力.求滑块与水平轨道间的动摩 擦因素μ 。

21. 分)图为某工厂生产流水线上水平传输装置的 (9 俯视图,它由传送带和转盘组成。物品从 A 处无初 速放到传送带上, 运动到 B 处后进入匀速转动的转 盘,设物品进入转盘时速度大小不发生变化,此后 随转盘一起运动(无相对滑动)到 C 处被取走装箱。 已知 A、B 两处的距离 L=10 m,传送带的传输速度 v =2.0m/s,物品在转盘上与轴 O 的距离 R=4.O m, 物品与传送带间的动摩擦因数 ? 1 =O.25。取 g=10m/s2。 (1)求物品从 A 处运动到 B 处的时间 t; (2)若物品在转盘上的最大静摩擦力可视为与滑动摩擦力大小相等,则物品与转 盘间的动摩擦因数 ? 2 至少为多大?

22.(9 分)如图,MNP 为整直面内一固定轨道,其圆弧段 MN 与水平段 NP 相切于 N、 P 端固定一竖直挡板。M 相对于 N 的高度为 h,NP 长度为 s.一木块自 M 端从静止开 始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞(碰撞无动能损失,碰撞瞬间前后 木块速率不变)后停止在水平轨道上某处。若在 MN 段的摩擦可忽略不计,物块与 NP 段轨道间的滑动摩擦因数为μ ,求物块停止的地方与 N 点距离的可能值。

23.(5、6 班做)如图甲所示,在真空中足够大的绝缘水平地面上,一个质量为 m=0.2 kg,
带电荷量为 q=+2.0×10 C 的小物块处于静止状态, 小物块与地面间的动摩擦因数 μ =0.1. 从 t=0 时刻开始,空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(取水平 2 向右的方向为正方向,g 取 10 m/s ),求:
-6

(1)23 秒内小物块的位移大小; (2)23 秒内电场力对小物块所做的功.

24. (5、6 班做)如图(a)所示电路中,电源电动势 E=12V,内阻 r=2Ω ,R1=4Ω ,R2=6Ω ,
R3=3Ω 。
(1)若在 C、D 间连一个理想电压表,其读数是多少? (2)若在 C、D 间连一个理想电流表,其读数是多少? (3)图(a)中虚线框内的电路可等效为一个电源,即图(a)可等效为图(b) ,其等效电动 势 E′等于 CD 间未接入用电器时 CD 间的电压;若用导线直接将 CD 两点连接起来,通过该导 线的电流等于等效电源的短路电流。则等效电源的内电阻

r′是多少?
(4)若在 C、D 间连一个“6V,3W”的小灯泡,则小灯泡的 实际功率是多少? E r R1 R3 C R2 D (a) C E′ r′ D (b)

高三物理(三)答案

4 答案:D。解析:根据 H 根据 v
? vx ? vy
2 2

?

1 2

gt

2

,下落的时间不变;

,若风速越大, v y 越大,则降落伞落地时速度越大;

本题考查运动的合成和分解。 5 解析:根据月球绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球引力提供,选 B。 本题考查万有引力定律和圆周运动。难度:中等。这个题出的好。 6.D 【解析】 3 F
co s 3 0 ? m g , F ?
0

2 3 9

mg

。选 D
F 2 ? F1 l 2 ? l1

7 答案: 解析: C。 根据胡克定律有:F1

? k ( l 0 ? l 1 ) ,F 2 ? k ( l 2 ? l 0 ) , 解得: k=



8 答案:A。 9 答案:D。解析:逐项判断 A.根据开普勒定律,近地点的速度大于远地点的速度,A 正确; B.由 I 轨道变到 II 轨道要减速,所以 B 正确; C.根据开普勒定律, D.根据 a
? GM R
2

R T

3 2

? c

, R 2 ? R 1 ,所以 T 2 ? T1 。C 正确;

,应等于,D 错误;

本题选 D。本题考查万有引力和开普勒定律。难度:中等。 10【答案】C。 【解析】在抽出木板的瞬时,弹簧对 1 的支持力和对 2 的压力并未 改变。对 1 物体受重力和支持力,mg=F,a1=0. 对 2 物体受重力和压力,根据牛顿 第二定律 a
? F ? Mg M ? M ? m M g

【命题意图与考点定位】本题属于牛顿第二定律应用的瞬时加速度问题,关键是 区分瞬时力与延时力。 11.B. 12.D. 13.答案:3.1×103;50

F ?mg 14【解析】 ? ? 60 0 , , W ? mgh 。因为没有摩擦力,拉力做功最小。 15【答案】⑴4.55 转 /s ⑵2.91cm 【解析】⑴从图 2 可知圆盘转一圈的时间在横坐标上显示 22 格,由题意知图 2 中 横坐标上每格表示 1.00× -2s,所以圆盘转动的周期是 0.22s,则转速为 4.55 转 /s 10 ⑵反光引起的电流图像在图 2 中横坐标上每次一格,说明反光涂层的长度占圆盘 周长的 22 分之一为
2? r 22 ? 2 ? 3 . 14 ? 10 . 20 22 ? 2 . 91

cm。

【命题意图与考点定位】匀速圆周运动的周期与转速的关系,以及对传感器所得 图像的识图。 16【答案】①等间距(或均匀)②等于 17 答案: (1)AD(2)纸带与打点计时器之间有摩擦,用米尺测量纸带上点的位 置时读数有误差,计算势能变化时,选取始末两点距离过近,交流电频率不稳定。 解析: (1)用 A 项米尺测量长度,用 D 项交流电源供打点计时器使用。 (2)纸带 与打点计时器之间有摩擦,用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差,计算势能 变化时,选取始末两点距离过近,交流电频率不稳定。 18 解析: (1)设物体做匀减速直线运动的时间为△t2、初速度为 v20、末速度为 v2t、加速度 为 a2,则
a2 ? v 2 t ? v 20 ? t2 ? ?2m / s
2



设物体所受的摩擦力为 Ff,根据牛顿第二定律,有 Ff=ma2 ② Ff=-μmg ③ 联立①②得 ?
? ? a2 g ? 0 .2



(2)设物体做匀加速直线运动的时间为△t1、初速度为 v10、末速度为 v1t、加速度 为 a1,则
a1 ? v1 t ? v1 0 ? t1 ? 1m / s
2



根据牛顿第二定律,有 F+Ff=ma1 联立③⑥得 F=μmg+ma1=6N (3)解法一:由匀变速直线运动位移公式,得
x ? x1 ? x 2 ? v1 0 ? t1 ? 1 2 a 1 ? t1 ? v 2 0 ? t 2 ?
2



1 2

a2? t2 ? 46m
2

解法二:根据 v ? t 图象围成的面积,得
x ? v1 0 ? v1 t 2 ? ? t1 ? 1 2 v 20 ? ? t 2 ? 4 6 m

19 解析: (1)运动员在竖直方向做自由落体运动,有 A 点与 O 点的距离
L sin 3 7 ? = 1 2 gt
2

L =

? 2 s in 3 7 ?

gt

2

7m 5

(2)设运动员离开 O 点的速度为 v 0 ,运动员在水平方向做匀速直线运动,



L co s3 7 ? ? v
1 2
2

0

t

解得 v 0

?

L co s3 7 ?
t

? 20 m s

(3)由机械能守恒,取 A 点位重力势能零点,运动员落到 A 点的动能为
E kA ? m g h ? m v0 ? 32500 J

20.解:由牛顿第三定律可得,物块在 C 点时受到轨道的弹力大小也等于重力大小

在 C 点,由牛顿第二定律得

mg ? mg ? m

vC R

2

由 B 到 C 过程中,由机械能守恒定律得 由 A 到 B 过程中,由动能定理得 ? ? mgL 解得 ? ?
v 0 ? 6 gR
2

1 2 ? 1 2

mv c ? mg ? 2 R ?
2

1 2

mv

2 B

mv B ?
2

1 2

mv 0

2

2 gL

21.解: (1)设物品质量为 m,物品先在传送带上做初速度为零的匀加速直线运动, 其位移大小为 S1,由动能定理得μ 1mg S1=
1 2 mV
2

?0

得 S1=0.8m<L 之后,物品与传输带一起以速度 V 匀速运动。 匀加速时间 t1=0.8s 匀速时间 t2=4.6s 所以 t=t1+t2=5.4s (2)最大静摩擦力提供向心力,物品恰好在转盘上无相对滑动,得 μ 2mg ?
v m R
2

得μ 2=0.1
h

22【答案】物块停止的位置距 N 的距离可能为 2 s ?

?



h

?

? 2s

【解析】根据功能原理,在物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中,物块 的重力势能的减少 ? E P 与物块克服摩擦力所做功的数值相等。 ?E P ? W ① 设物块的质量为 m,在水平轨道上滑行的总路程为 s′,则 ?E P ? m g h W ? ? mg s ? ② ③ 连立①②③化简得
s? ? h

?



第一种可能是:物块与弹性挡板碰撞后,在 N 前停止,则物块停止的位置距 N 的距离为
d ? 2s ? s? ? 2s ? h

?



第二种可能是:物块与弹性挡板碰撞后,可再一次滑上光滑圆弧轨道,滑下

后在水平轨道上停止,则物块停止的位置距 N 的距离为 所以物块停止的位置距 N 的距离可能为 2 s ?
23.解析:(1)0~2 s 内小物块的加速度
h

d ? s? ? 2s ?

h

?

? 2s



?



h

?

? 2s



E1q-μ mg 2 a1= =2 m/s m
1 2 位移 s1= a1t1=4 m 2 2 s 末小物块的速度为 v2=a1t1=4 m/s 2 s~4 s 内小物块的加速度 a2=

E2q-μ mg 2 =-2 m/s m

位移 s2=s1=4 m 4 s 末的速度为 v4=0 因此小物块做周期为 4 s 的变速运动,第 22 s 末的速度为 v22=4 m/s,第 23 s 末的速度为 v23=v22+a2t=2 m/s(t=1 s) 22 v22+v23 所求位移为 s= s1+ t=47 m. 2 2 (2)23 秒内,设电场力对小物块所做的功为 W,由动能定理有: 1 2

W-μ mgs= mv2 23

24.解析:(1)若在 C、D 间连一个理想电压表,根据闭合电路欧姆定律,有 .
I1 ? E R1 ? R 2 ? r ? 12 4?6?2 A ? 1A

理想电压表读数为 UV=I1R2=6V (2)若在 C、D 间连一个理想电流表,这时电阻 R2 与 R3 并联,并联电阻大小
R 23 ? R2 ? R3 R2 ? R3 ? 6?3 6?3 ? ? 2?

根据闭合电路欧姆定律,有
I2 ? E R1 ? R 2 3 ? r ? 12 4?2?2 A ? 1 .5 A 理 想 电 流 表 读 数

R1 E r

R3 C

R2 D


I'? R2 R2 ? R3 I2 ? 6 6?3 ? 1 .5 A ? 1A

(a) C
? ? 6?

(3)依题意,该等效电源的电动势 E ' ? 6 V , 短路电流 I ' ? 1A ,所以其等效内阻 r ' ?
E' I' ? 6 1

E′

r′ D (b)

(4)小灯泡的电阻 R A ?

U0 P0

2

?

36 3

? 12?

将小灯泡连在 C、D 之间,相当于接在等效电源 E′两端,则流过小灯泡的电流大小为

I3 ?

E' RA ? r '

?

6 12 ? 6

A ?

1 3

A

小灯泡的实际功率为
P ' ? I3 ? RA
2

4 ?1? ? ? ? ? 1 2 ? W ? 1 .3 3 W 3 ?3?

2



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