福建省三明市尤溪县文公中学高三物理上学期期中试题（含解析）新人教版.doc

2012-2013学年福建省三明市尤溪县文公中学高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（每题只有一个正确答案、每题3分、共36分）1（3分）关于重心，下列说法中正确的是（）a重心就是物体上最重的点b重心的位置不一定在物体上，但形状规则的质量分布均匀的物体的重心一定在物体上c用一根细线悬挂的物体静止时，细线方向不一定通过重心d重心位置与物体的质量分布情况及形状有关考点：重心分析：重力的作用点叫做重心，物体的重心与物体的质量分布及物体形状有关，质量分布均匀、形状规则的物体其重心在它的几何中心可以用悬挂法确定物体的重心解答：解：a、重力的作用点叫做重心，重心并不是物体上最重的点，故a错误；b、重心的位置不一定在物体上，形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其几何中心，但不一定在物体上，故b错误；c、用一根细线悬挂的物体静止时，细线方向一定通过重心，故c错误；d、重心位置与物体的质量分布情况及形状有关，故d正确；故选d点评：知道重心的概念及重心位置的决定因素即可正确解题，学习时要注意基础知识的掌握2（3分）一人握住旗杆往上爬，则下列说法中正确的是（）a人受的摩擦力的方向向下b人受的摩擦力的方向向上c人握旗杆所用的力越大，所受的摩擦力也越大d人所受的摩擦力是滑动摩擦力考点：滑动摩擦力专题：摩擦力专题分析：人握住旗杆匀速上爬时，人有向下滑的趋势，受到旗杆的静摩擦力，根据静摩擦力与物体相对运动趋势方向相反和平衡条件分析静摩擦力的方向与大小解答：解：a、b、d人握住旗杆匀速上爬时，人相对于旗杆有向下滑的趋势，受到旗杆的静摩擦力方向向上故ad错误，b正确； c、人竖直方向受到重力和摩擦力，由平衡条件分析得知，人受的摩擦力等于人的重力，保持不变，所以人握旗杆用力越大，并不会使人受的摩擦力增大故c错误；故选b点评：分析静摩擦力的方向可以根据静摩擦力方向的特点，也可以根据平衡条件分析基础题3（3分）下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是（）a荡秋千时当秋千摆到最低位置时，人处于失重状态b列车在水平直轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态c在国际空间站内的宇航员处于完全失重状态，因为这时候宇航员不受重力了d电梯正在减速下降，人在电梯中处于超重状态考点：超重和失重分析：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g解答：解：a、荡秋千时当秋千摆到最低位置时，人具有向上的向心加速度，故处于超重状态，故a错误；b、列车在水平直轨道上加速行驶，竖直方向加速度为零，故支持力等于重力，不超重，也不失重，故b错误；c、在国际空间站内的宇航员处于完全失重状态，重力提供其绕地球圆周运动的向心力，不变，故c错误；d、电梯正在减速下降，加速度向上，超重，故d正确；故选d点评：本题主要考查了对超重失重现象的理解，人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力变了4（3分）a、b两个物体从同一地点在同一直线上做匀变速直线运动，它们的速度图象如图所示，则（）aa、b两物体运动方向相反bt=4s时，a、b两物体相遇c在相遇前，t=4s时a、b两物体相距最远d在相遇前，a、b两物体最远距离20m考点：匀变速直线运动的图像专题：运动学中的图像专题分析：在vt图象中图象与坐标轴围成的面积表示位移在时间轴上方的位移为正，下方的面积表示位移为负如果从同一位置出发，相遇要求在同一时刻到达同一位置，即同一段时间内的位移相同解答：解：a、由图可知，两物体的速度均沿正方向，故方向相同，a错误；b、t=4s时，由图象可知a图象与坐标轴围城的面积比b与坐标轴围成的面积要小，又是从同一地点出发的，故不可能相遇，故b错误；c、由图象可知，t=4s时，a、b两物体的速度相同，之前b物体的速度比a物体的速度大，两物体相距越来越远，之后a物体的速度大于b物体的速度，故两物体相距越来越近，故t=4s时两物体相距最远，最远距离，故cd正确；故选cd点评：对于速度时间图象要明确以下几点：（1）每一点的坐标表示该时刻物体的速度；（2）图象的斜率表示物体的加速度；（3）图象与时间轴围成的面积表示物体在这段时间内通过的位移本题关键是根据速度时间图象得到两个物体的运动规律，然后根据速度时间图象与时间轴包围的面积表示位移大小，结合初始条件进行分析处理5（3分）p、q、r三点在同一条直线上，物体做匀加速直线运动，经过p点的速度为v，经过q 点的速度为2v，到r点的速度为3v，则pq：qr等于（）al：3b3：5c3：8dp点速度不为零，因而无法判定考点：匀变速直线运动的速度与位移的关系专题：直线运动规律专题分析：由匀加速直线运动速度位移公式求解最快解答：解：设加速度为a，由速度位移公式得：=；=故：xpq：xqr=3：5故选b点评：匀变速直线运动规律经常使用的有三个，推论有两个，要牢记、活用6（3分）如图所示，质量为m的木架上有一个质量为m的金属环，当环沿着木架以加速度a加速下滑时，环与木架之间滑动摩擦力大小为f，则下滑过程中木架对地面的压力为（）a（m+m）gmab（m+m）gcmg+fd（m+m）gf考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用专题：牛顿运动定律综合专题分析：隔离对木架分析，木架受重力、地面的支持力和环对木架的摩擦力平衡，根据共点力平衡求出支持力的大小根据牛顿第二定律求出环滑动摩擦力大小与重力的关系解答：解：对木架，根据共点力平衡得，mg+f=n则压力与支持力相等，则下滑过程中木架对地面的压力为mg+f对环运用牛顿第二定律得，mgf=ma，则f=mgma，则地面的支持力又等于n=mg+mgma故a、c正确，b、d错误故选ac点评：解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律和共点力平衡进行求解7（3分）如图，质量为m的小球，从离桌面高h处由静止下落，桌面离地面高为h，设桌面处物体重力势能为零，空气阻力不计，那么，小球落地时的机械能为（）amghbmghcmg（h+h）dmg（hh）考点：机械能守恒定律；重力势能分析：没有空气的阻力作用，小球只受到重力的作用，所以小球的机械能守恒，只要求得小球在任何一点的机械能即可解答：解：在整个过程中，小球的机械能守恒，设桌面处物体重力势能为零，则子刚开始下落时球的动能为零，重力势能为mgh，所以此时的机械能即为mgh，故小球落地时的机械能也为mgh故选b点评：全过程中球的机械能都守恒，只要求得其中一点的机械能就可以知道机械能的大小8（3分）木块在水平恒力f作用下，沿水平路面由静止出发前进了s，随即撤去此恒力，木块沿原方向前进了2s才停下来，设木块运动全过程中地面情况相同，则摩擦力的大小f和木块所获得的最大动能ekm为（）af=，ekm=bf=，ekm=fscf=，ekm=df=，ekm=考点：动能定理的应用专题：动能定理的应用专题分析：对物体运动的整个过程由动能定理可以求出摩擦力大小；当撤去拉力的瞬间，物体的速度最大，动能最大，由动能定理可以求出物体的最大动能解答：解：在物体的整个运动过程中，由动能定理得：fsf（s+2s）=00，f=；从物体开始运动到撤去外力的过程中，由动能定理得：fsfs=ekm0，解得ekm=；故选c点评：拉力对物体做正功，摩擦力对物体做负功，撤去拉力的瞬间物体的动能最大，由动能定理可以正确解题9（3分）某人把原来静止于地面上的质量为2kg的物体向上提起1m，并使物体获得1m/s的速度，取g=10m/s2，则过程中（）a人对物体做功20jb合外力对物体做功21jc物体的重力势能增加20jd物体的机械能增加1j考点：动能定理的应用专题：动能定理的应用专题分析：物体向上运动的过程中，重力做负功mgh，人对物体做正功，两个力的总功等于物体动能的变化，根据动能定理求解人对物体做功和合外力做功重力对物体做负功，物体的重力势能增加解答：解：a、设人对物体做功为w，根据动能定理得，wmgh=mv20，代入解得w=21j，故a错误；b、由动能定理得，合外力做功w合=mv2=1j，故b错误；c、物体向上运动的过程中，重力做负功，为wg=mgh=20j，则物体重力势能增加20j，故c正确；d、除重力之外的力所做的功等于物体机械能的增加量，e=w=21j，故d错误；故选c点评：本题考查动能定理和重力做功与重力势能变化关系的应用能力求合力做功，往往优先考虑动能定理10（3分）如图，重物p放在粗糙的水平板om上，当水平板绕o端缓慢抬高，在重物p没有滑动之前，下列说法中正确的是（）ap受到的支持力不做功bp受到的支持力做正功cp受到的摩擦力负功dp受到的摩擦力做正功考点：功的计算专题：功的计算专题分析：对物块受力分析可知，物块受到重力支持力和摩擦力的作用，处于平衡状态，根据功的公式可以分析支持力和摩擦力对物块的做功的情况解答：解：物块在上升的过程中，物块相对于木板并没有滑动，所以物块受到的摩擦力对物块做的功为零，由于重力对物块做了负功，摩擦力对物块不做功，根据动能定理可以知道，支持力对物块做正功，故b正确故选b点评：能正确的受力分析，理解做功的条件并结合动能定理分析各力的做功情况是解决此题的关键，属于中档题目11（3分）如图所示，粗糙的斜面体m放在粗糙的水平面上，物块m恰好能在斜面体上沿斜面匀速下滑，斜面体静止不动，斜面体受地面的摩擦力为f1；若用平行力于斜面向下的力f推动物块，使物块加速下滑，斜面体仍静止不动，斜面体受地面的摩擦力为f2；若用平行于斜面向上的力f推动物块，使物块减速下滑，斜面体仍静止不动，斜面体受地面的摩擦力为f3则（）af2f3f1bf3f2f1cf2f1f3df1=f2=f3考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用专题：牛顿运动定律综合专题分析：先对滑块受力分析，得到滑块对斜面的压力和摩擦力，然后对斜面体受力分析，根据平衡条件进行判断解答：解：先对滑块研究，受重力、支持力、沿着斜面向上的摩擦力，图二和图三中有推力，垂直斜面方向平衡，故支持力n=mgcos，故滑动摩擦力f=n=mgcos；即三幅图中支持力和摩擦力均相同；根据牛顿第三定律，滑块对斜面题的力也相同；最后对斜面体受力分析，受重力、压力、滑动摩擦力、支持力、地面对其可能有静摩擦力，三种情况下力一样，故静摩擦力相同；故f1=f2=f3故选d点评：本题关键三种情况下滑块对斜面体的压力和滑动摩擦力都没有变化，故斜面体受力情况相同，简单题12（3分）如图所示，由理想电动机带动的传送带以速度v保持水平方向的匀速运动，现把一工件（质量为m）轻轻放在传送带的左端a处，一段时间后，工件被运送到右端b处，a、b之间的距离为l（l足够长）设工件与传送带间的动摩擦因数为那么该电动机每传送完这样一个工件多消耗的电能为（）amglbcdmv2考点：功能关系；牛顿第二定律专题：传送带专题分析：本题的关键是首先求出工件达到传送带速度需要的时间，然后求出因摩擦而产生的热量，再根据电动机多消耗的电能应等于工件增加的机械能与产生的热量之和，即可求解解答：解：设工件经时间t速度达到v，由a=gt=，此时工件运动的位移为=，传送带运动的位移为=vt=，所以两者相对位移为=，在此过程中产生的内能为=f=mg.=，根据能量守恒定律，电动机多消耗的电能为e=+=m，所以d正确故选d点评：应记住“电动机多消耗的电能等于工件增加的机械能与产生的热量之和”，注意摩擦生热公式=f中的含义是相对位移，所以遇到此类问题时，应先求出工件速度达到传送带速度的时间，进而求出相对位移，然后求解二、实验题（本题共11小格，每格2分，共22分）13（8分）某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图1，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为w当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和a电源a、交流 b、直流（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是da、放开小车，能够自由下滑即可b、放开小车，能够匀速下滑即可c、放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可d、放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是ba、橡皮筋处于原长状态b、橡皮筋仍处于伸长状态c、小车在两个铁钉的连线处d、小车已过两个铁钉的连线（4）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的gk部分进行测量（根据下面所示的纸带回答）考点：探究功与速度变化的关系专题：实验题分析：（1）打点计时器是利用电磁感应原理工作的，故应该选用交流电源；（2）小车受到重力、支持力、摩擦力和细线的拉力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量平衡摩擦力，摩擦力包括纸带受到的摩擦和长木板的摩擦；（3）当合力减为零时，速度最大；（3）要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分解答：解：（1）打点计时器是利用电磁感应原理工作的，打点周期等于交流电的周期；故选a（2）小车受到重力、支持力、摩擦力和细线的拉力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量平衡摩擦力，而摩擦力包括纸带受到的摩擦和长木板的摩擦；故选d（3）小车先做加速度逐渐减小的加速运动，当拉力减小到等于阻力时，合力减为零，速度达到最大；故选b（4）要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分；故答案为：gk点评：本题涉及打点计时器的工作原理和探究功与速度变化关系实验的原理，从实验原理的角度分析即可14（14分）在验证机械能守恒定律的实验中：（1）用公式mv2=mgh时对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，为此，所选择的纸带第一、第二两点间距离应接近2mm（2）若实验中所用重物的质量m=1kg，打点纸带如图甲所示，打点时间间隔为0.02s，则记录b点时，重物的速度vb=0.59m/s，重物动能ekb=0.174j从开始下落到至b点，重物的重力势能减少量是0.173j，因此可得出的结论是在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒（3）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是如图乙中的c考点：验证机械能守恒定律专题：实验题；机械能守恒定律应用专题分析：书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚纸带法实验中，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对于物理量线性关系图象的应用我们要从两方面：1、从物理角度找出两变量之间的关系式2、从数学角度找出图象的截距和斜率，两方面结合解决问题解答：解：（1）用公式mv2=mgh时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，打点计时器的打点频率为50 hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm，h=9.80.022 m2 mm（2）利用匀变速直线运动的推论=0.59m/s，重锤的动能ekb=0.174j从开始下落至b点，重锤的重力势能减少量ep=mgh=19.80.176j=0.173j得出的结论是在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒（3）利用v2h图线处理数据，从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出：mgh=mv2，即v2=gh所以以v2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，也就是图中的c故选c故答案为：（1）重锤是从初速度为零开始，2mm（2）0.59m/s，0.174j，0.173j在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒（3）c点评：运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题要能够找出斜率和截距的物理意义，我们必须要从物理角度找出两个物理变量的关系表达式利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法我们更多的研究直线图形，找出其直线的斜率和截距三、计算题（共42分，要求写出必要的过程和结果，只写答案的不给分）15（12分）小船在200m宽的河中横渡，水流速度为3m/s，船在静水中的航速是5m/s，求：（1）当小船的船头始终正对对岸时，它将在何时、何处到达对岸？（2）要使小船到达正对岸，应如何行驶？耗时多少？考点：运动的合成和分解专题：运动的合成和分解专题分析：（1）将小船运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，根据垂直于河岸方向上的速度求出渡河的时间，再根据沿河岸方向上的运动求出沿河岸方向上的位移（2）当合速度与河岸垂直时，将运行到正对岸，求出合速度的大小，根据河岸求出渡河的时间解答：解：（1）渡河时间t=x=v水t=340m=120m（2）当合速度于河岸垂直，小船到达正对岸设静水速的方向与河岸的夹角为，知=53合速度的大小为v=则渡河时间t=答：（1）当小船的船头始终正对对岸时，渡河时间为40s，小船运动到下游120m处（2）当静水速的方向与河岸成53度时，小船到达正对岸，用时50s点评：解决本题的关键知道分运动与合运动具有等时性，以及各分运动具有独立性，互不干扰16（10分）质量为4.0千克的铅球从离沙坑面1.8米高处自由落下，落入沙坑后在沙中运动了0.2米后停止，求沙坑对铅球的平均阻力考点：动能定理的应用专题：动能定理的应用专题分析：铅球在整个运动过程中受到重力与沙坑阻力作用，对整个运动过程应由动能定理即可求出沙坑的阻力解答：解：以铅球为研究对象，在整个运动过程中，由动能定理得：mg（h+s）fs=00，解得：f=400n；答：沙坑对铅球的平均阻力为400n点评：本题可以对整个过程应用动能定理解题，也可以分：铅球自由下落与在沙坑中的运动两段，分别应用动能定理解题17（10分） 如图，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和ba球质量为2kg，静置于地面；b球质量为3m，用于托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧从静止开始释放b后，求a可达到的最大高度考点：机械能守恒定律专题：机械能守恒定律应用专题分析：本题可以分为两个过程来求解，首先根据ab系统的机械能守恒，可以求得a球上升h时的速度的大小，之后，b球落地，a球的机械能守恒，从而可以求得a球上升的高度的大小解答：解：在b球落地前，ab球组成的系统机械能守恒，且ab两球速度大小相等，设为v，根据机械能守恒定律有：3mgh=mgh+（3m+m）v2，解得：v=此时绳子恰好放松，a球开始做初速为v=的竖直上抛运动，由机械能守恒有mgh+mv2=mgh解得a球能达到的最大高度h为1.5h答：a可达到的最大高度为1.5h点评：在a球上升的全过程中，a球的机械能是不守恒的，所以在本题中要分过程来求解，第一个过程系统的机械能守恒，在第二个过程中只有a球的机械能守恒18（10分）一辆质量为5103kg的汽车，额定功率为60kw，现让汽车保持60kw的功率的水平路面上从静止开始运动，运动中汽车所受阻力恒为车重的0.1倍，求：（1）汽车行驶能达到的最大速度（g=10m/s2）（2）汽车的加速度为1m/s2时汽车的速度；（3）汽车行驶达到最大速度时所用时间为10s，在这段时间内汽车的位移为多大？考点：功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律专题：功率的计算专题分析：（1）当阻力等于牵引力时，汽车速度最大，根据p=fvm即可求出汽车最大速度（2）根据牛顿第二定律求出此时汽车牵引力，然后根据p=fv求解即可（3）根据动能定理即可求解解答：解：（1）当汽车速度最大时，牵引力等于阻力，f=f此时：vm=12m/s（2）根据牛顿第二定律得：ff=ma 汽车功率恒定，由p=fv得：v=联立带入数据得v=6m/s（3）这段时间内，根据动能定理得：ptfx=解得：x=480m答：（1）汽车行驶能达到的最大速度为12m/s；（2）汽