重庆一中高三物理上学期期中试题（含解析）.doc

物理试卷一、选择题（共5小题，每小题6分，满分30分）1某同学为估测一教学楼的总高度，在楼顶将一直径为2cm的钢球由静止释放，测得通过安装在地面的光电门数字计时器的时间为0.001s，由此可知教学楼的总高度约为（不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2）（）a 10mb20mc30md40m考点：自由落体运动分析：物体做的是自由落体运动，根据自由落体的位移公式可以求得解答：解：设运动时间为t，根据h=gt2可得，根据x=xtxt1即gt2g（t0.001）2=x，即10t210（t0.001）2=0.02解得：t=2sh=1022=20m故选：b点评：本题考查的是自由落体运动公式的直接应用，题目比较简单，属于基础题2汽车以恒定的功率在平直公路上行驶，所受到的摩擦阻力恒等于车重的0.1倍，汽车能达到的最大速度为vm则当汽车速度为时，汽车的加速度为（重力加速度为g）（）a 0.1gb0.2gc0.3gd0.4g考点：功率、平均功率和瞬时功率分析：汽车达到速度最大时，汽车的牵引力和阻力相等，根据功率p=fv，可以根据题意算出汽车发动机的功率p，当速度为时，在运用一次p=fv即可求出此时的f，根据牛顿第二定律就可求出此时的加速度解答：解：令汽车质量为m，则汽车行驶时的阻力f=0.1mg当汽车速度最大vm时，汽车所受的牵引力f=f，则有：p=fvm当速度为时有：由以上两式可得：=2f根据牛顿第二定律：ff=ma所以=0.1g故a正确，b、c、d均错误故选：a点评：掌握汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，能根据p=fv计算功率与速度的关系3（6分）2013年12月2日“嫦娥三号”探月卫星在西昌卫星发射中心发射，“嫦娥三号”先在离月球表面某一高度的圆轨道上运动，随后多次变轨，最后围绕月球表面做圆周飞行，周期为t引力常量g已知则（）a变轨过程中必须向运动的反方向喷气b变轨后比变轨前相比，机械能增大c可以确定该星球的质量d可以确定该星球的密度考点：万有引力定律及其应用；机械能守恒定律专题：万有引力定律的应用专题分析：由题意知，嫦娥三号变轨使其卫星轨道减小，故由此判定嫦娥三号三变轨的过程中做近心运动，需要减速，故判定其喷气方向，由于变轨过程中发动机对嫦娥三号做负功，其机械能减小，仅由周期不能求和月球的质量，但可以结合密度公式求出其密度解答：解：a、变轨过程中必须向运动的方向喷气，使其减速做近心运动，才可以进入近月轨道，故a错误b、变轨过程中必须向运动的方向喷气，即飞船要克服阻力做功，机械能减小，故b错误c、由于只知道周期，不知道轨道半径，故无法计算该星球的质量，故c错误d、卫星绕月球表面飞行，根据万有引力提供向心力，得月球的质量，根据密度的定义式，故d正确故选：d点评：掌握卫星变轨原理，通过加速做离心运动和减速做近心运动实现轨道的变化，同时知道加速时向运动的反方向喷气，减速时向运动方向喷气，这是正确解题的关键4（6分）一小球从地面上以某一初速度竖直向上抛出，运动过程中受到的阻力大小与速率成正比，在上升过程中，下列能正确反映小球的机械能e随上升高度h的变化规律（选地面为零势能参考平面）的是（）abcd考点：机械能守恒定律专题：机械能守恒定律应用专题分析：只有重力对物体做功时，物体的机械能守恒，由于物体受空气阻力的作用，所以物体的机械能要减小，减小的机械能等于克服阻力做的功根据功能关系列式分析解答：解：设小球运动的速率为v时所受的阻力大小为f，根据题意可知：f=kv 根据功能原理得：e=wf=fh则得 e=e0e=e0fh因为速度逐渐减小，所以f逐渐减小，故图象的斜率逐渐减小，只有c正确故选：c点评：物体受空气阻力的作用，物体的机械能要减小，由于空气阻力逐渐减小，所以机械能减小的越来越慢由功能原理分析是常用的方法5（6分）如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径ab长度为2r，现将质量也为m的小球从距a点正上方h0高处由静止释放，然后由a点经过半圆轨道后从b冲出，在空中能上升的最大高度为h0（不计空气阻力），则（）a小球和小车组成的系统动量守恒b小车向左运动的最大距离为c小球离开小车后做斜上抛运动d小球第二次能上升的最大高度h0hh0考点：动量守恒定律专题：动量定理应用专题分析：水平地面光滑，系统水平方向动力守恒，则小球离开小车后做竖直上抛运动，下来时还会落回小车中，根据动能定理求出小球在小车中滚动时摩擦力做功第二次小球在小车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功变小，据此分析答题解答：解：a、小球与小车组成的系统在水平方向所受合外力为零，水平方向系统动量守恒，但系统整体所受合外力不为零，系统动量不守恒，故a错误；b、系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：mvmv=0，mm=0，解得，小车的位移：x=r，故b错误；c、小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，小球由a点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故c错误；d、小球第一次车中运动过程中，由动能定理得：mg（h0h0）wf=0，wf为小球克服摩擦力做功大小，解得：wf=mgh0，即小球第一次在车中滚动损失的机械能为mgh0，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于mgh0，机械能损失小于mgh0，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于：h0h0=h0，而小于h0，故d正确；故选：d点评：动能定理的应用范围很广，可以求速度、力、功等物理量，特别是可以去求变力功摩擦力做功使得机械能转化成内能二、解答题（共5小题，满分68分）6（9分）如图所示为实验室“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置下列说法中不符合本实验要求的是aa入射球比靶球质量大，但二者的直径可以不同b在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放c安装轨道时，轨道末端必须水平d需要使用的测量仪器有天平和刻度尺实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为o点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为m、p、n，并测得它们到o点的距离分别为、和已知入射球的质量为m1，靶球的质量为m2，如果测得m1+m2近似等于m1，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒在实验中，根据小球的落点情况，若等式=m12m12成立，则可证明碰撞中系统的动能守恒（要求用问中的涉及的物理量表示）考点：验证动量守恒定律专题：实验题分析：要使两球发生对心正碰，两球半径应相等，为防止入射球碰撞后反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，根据实验原理与实验注意事项分析答题；应用动量守恒定律根据图示求出需要验证的表达式，然后分析答题应用机械能守恒定律分析答题解答：解：a、要使两球发生对心正碰，两球半径应相等，为防止入射球碰撞后反弹，入射球的质量应大于靶球的质量，即：入射球比靶球质量大，入射球与靶球半径应相等，故a错误；b、为保持入射球的初速度相等，在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，故b正确；c、为保证小球离开轨道后做平抛运动，小球离开轨道时的速度必须水平，安装轨道时，轨道末端必须水平，故c正确；d、实验中需要测出小球质量与小球的水平位移，需要使用的测量仪器有天平和刻度尺，故d正确，本题选错误的，故选a两球碰撞后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，碰撞过程动量守恒，则m1v1=m1v1+m2v2，两边同时乘以时间t得：m1v1t=m1v1t+m2v2t，则m1=m1+m2，如果m1=m1+m2，则碰撞过程中，系统动量守恒如果碰撞过程动能守恒，则：m1v12=m1v12+m2v22，m1（）2=m1（）2+m2（）2，m12=m12+m22，即：如果m12=m12+m22，m22=m12m12，则碰撞过程动能守恒故答案为：a； m1；m12m12点评：本题考查了实验注意事项、实验器材的选择、数据处理，知道实验原理、实验注意事项即可正确解题；小球离开轨道后做平抛运动，它们在空中的运动时间相等，水平位移与初速度正正比，可以用水平位移表示初速度7（10分）用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压为6v的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，已知重力加速度为g，即可验证机械能守恒定律下面列举了该实验的几个操作步骤：a按照图示的装置安装器件；b将打点计时器接到电源的直流输出端上；c用天平测量出重锤的质量；d先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；e测量打出的纸带上某些点之间的距离；f根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能其中没有必要或操作不恰当的步骤是bcd（填写选项对应的字母）如图2所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为o，并在离o点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为a、b、c、d、e、f，量出与o点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6，使用交流电的周期为t，设重锤质量为m，则在打e点时重锤的动能为，在打o点和e点这段时间内的重力势能的减少量为mgh5在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于（填“大于”或“小于”）重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出问中纸带各点对应的速度，分别记为v1至v6，并作hn图象，如图3所示，直线斜率为k，则可测出阻力大小为考点：验证机械能守恒定律专题：实验题分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项，只有理解了这些才能真正了解具体实验操作的含义纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值解答：解：（1）b、将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故b错误c、因为我们是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故c错误d、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故d错误故选：bcd（2）在打o点和e点这段时间内的重力势能的减少量ep=mgh5利用匀变速直线运动的推论ve=eke=mve2=（3）在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用；重锤下落过程中，受到重力和阻力作用，根据牛顿第二定律得：mgf=ma 重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小f=m（ga）=mgm=故答案为：bcd； ，mgh5；大于； 点评：明确实验原理、实验目的，了解具体操作，掌握匀变速直线运动规律以及牛顿第二定律在具体实验中的应用，要提高应用基础知识解决实验问题的能力8（15分）如图所示，一质量为m的氢气球用细绳拴在地面上，地面上空风速水平且恒为v0，球静止时绳与水平方向夹角为已知风力的大小与风速成正比，可以表示为f=kv（k为已知的常数）求：（1）氢气球受到的浮力为多大；（2）某时刻绳突然断裂，则绳断裂瞬间氢气球加速度为多大？考点：牛顿第二定律；共点力平衡的条件及其应用专题：牛顿运动定律综合专题分析：对氢气球受力分析，根据共点力平衡求出浮力的大小当绳子断裂后，合力的大小与绳子的拉力大小相等，方向相反，根据牛顿第二定律求出加速度解答：解：（1）气球静止时，设细绳的拉力为t，由平衡条件得tsin+mgf浮=0 tcos=kv0 解得f浮=kv0tan+mg（2）细绳断裂瞬间，气球所受合力大小为t，则加速度大小为解得答：（1）氢气球受到的浮力为kv0tan+mg（2）绳断裂瞬间氢气球加速度为点评：本题考查了共点力平衡和牛顿第二定律的基本运用，知道绳子断裂后，氢气球的合力与绳子的拉力等值反向，结合牛顿第二定律进行求解，难度不大9（16分）某兴趣小组为了研究过山车原理，做了一个简易实验：取一段长度l=1m水平粗糙轨道ab，如图所示，在b点设计一个竖直平面内的光滑圆轨道，半径r的大小可以调节现有一电动小车（可视为质点）质量为m=0.2kg静止在a点，通过遥控器打开电源开关，在恒定牵引力f=2n作用下开始向b运动，小车与水平轨道的动摩擦因数为=0.1，当小车刚好到达b时立即关闭电源，然后进入圆轨道，g=10m/s2，求：（1）若圆轨道半径r=0.1m，小车到达轨道最高c点时对轨道的压力；（2）要使小车不脱离轨道，则圆轨道的半径r应满足什么条件？考点：动能定理的应用；向心力专题：动能定理的应用专题分析：（1）由动能定理可求得小车到达c点的速度，再由牛顿第二定律可求得小车到达最高点时的压力；（2）由题意可明确小车不离开轨道的情况，再由动能定理可求得半径条件解答：解：（1）小车从a到c的过程，由动能定理得解得m/s在c点，由向心力公式得解得fc=26n由牛顿第三定律知，在c点对轨道压力fc=fc=26n，竖直向上（2）从a到b的过程，由动能定理得不脱离轨道有两种情况：第一，圆周运动能过最高点设轨道半径为r1，有：解得r10.36m第二，往上摆动不超过四分之一圆周；设轨道半径为，有：解得r20.9m所以，轨道半径r的范围是：r0.36m和r0.9m答：（1）若圆轨道半径r=0.1m，小车到达轨道最高c点时对轨道的压力为26n；（2）要使小车不脱离轨道，轨道半径r的范围是：r0.36m和r0.9m点评：本题考查动能定理的应用，要注意正确应用动能定理及牛顿第二定律进行分析求解10（18分）如图所示，光滑的水平导轨mn右端n处与水平传送带理想连接，传送带长度l=4.0m，皮带以恒定速率v=3.0m/s 顺时针转动三个质量均为m=1.0kg 的滑块a、b、c置于水平导轨上，b、c之间有一段轻弹簧刚好处于原长，滑块b与轻弹簧连接，c未连接弹簧，b、c处于静止状态且离n点足够远，现让滑块a以初速度v0=3.0m/s 沿b、c连线方向向b运动，a与b碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短滑块c脱离弹簧后滑上传送带，并从右端p滑出落至地面上已知滑块c与传送带之间的动摩擦因数=0.1，重力加速度g=10m/s2求：（1）滑块a、b碰撞时损失的机械能；（2）滑块c在传送带上因摩擦产生的热量q；（3）若每次实验开始时滑块a的初速度v0大小不相同，要使滑块c滑上传送带后总能落至地面上的同一位置，则v0的取值范围是什么？考点：动量守恒定律；机械能守恒定律专题：动量定理应用专题分析：（1）a、b碰撞过程系统动量守恒，由动量守恒定律与能量守恒定律可以求出碰撞过程损失的机械能（2）由动量守恒定律与机械能守恒定律、运动学公式、功的计算公式可以求出产生的热量（3）应用匀变速直线运动规律、动量守恒定律求出临界速度，然后确定速度范围解答：解：（1）设a和b碰撞后共同速度为v1，a、b系统动量守恒，以a的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0=2mv1 碰撞时损失机械能： 代入数据解得：e=2.25j；（2）设ab碰撞后，弹簧第一次恢复原长时ab的速度为vb，c的速度为vc，对a、b、c和弹簧组成的系统从ab碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中，以向右为正方向，由动量守恒定律得：2mv1=2mvb+mvc 由机械能守恒定律得： 代入数据解得：vc=2m/s，c以vc滑上传送带，假设匀加速直线运动位移为s时与传送带共速，由运动学公式得：，代入数据解得：s=2.5ml，加速运动的时间为t，有：t=，代入数据解得：t=1s c在传送带上滑过的相对位移为：s=vts，摩擦生热：q=mgs，代入数据解得：q=0.5j（3）设a的最大速度为vmax，滑块c在与弹簧分离时c的速度为vc1、ab的速度为vb1，则c在传送带上一直匀减速直线运动直到在p点与传送带共速，有： ，解得m/s，设a的最小速度为vmin，滑块c在与弹簧分离时c的速度为vc2、ab的速度为vb1，则c在传送带上一直匀加速直线运动直到在p点与传送带共速，有： ，解得：m/s对a、b、c和弹簧组成的系统从ab碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mvmax=2mvb1+mvc1由机械能守恒定律得：解得：m/s同理解得：vmin=m/s所以：m/sv0m/s；答：（1）滑块a、b碰撞时损失的机械能为2.25j；（2）滑块c在传送带上因摩擦产生的热量q为0.5j；（3）要使滑块c滑上传送带后总能落至地面上的同一位置，则v0的取值范围是：m/sv0m/s点评：本题着重考查碰撞中的动量守恒和能量守恒问题，同时借助传送带考查到物体在恒定摩擦力作用下的匀减速运动，分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律、能量守恒定律、机械能守恒定律、运动学公式即可正确解题三.选做题【选修3-3】11（4分）下列说法正确的是（）a布朗运动是液体分子的无规则运动b晶体都具