福建省厦门市双十中学高三物理上学期期中试题（含解析）新人教版.doc

福建省厦门市双十中学2015届高三上学期期中考试物理试卷一、单项选择题（本大题共12小题，每小题只有一个选项正确，每小题5分，共60分）1 2013年7月，在第十五届游泳世锦赛的跳水比赛中，中国队在全部10个项目中收获了9金2银2铜，再次体现了“梦之队”的风采如图所示是我国选手邱波在十米跳台的精彩表现，若只研究运动员的下落过程，下列说法正确的是（）a为了研究运动员的技术动作，可将正在比赛的运动员视为质点b运动员在下落过程中，感觉水面在加速上升c运动员的位移就是路程d运动员处于超重状态考点：超重和失重；质点的认识；位移与路程.分析：物体能不能看成质点看物体的形状大小在所研究的问题中能不能忽略；运动员在下落的过程做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的规律进行判断即可路程是标量，大小等于物体运动轨迹的长度，位移是矢量，位移的大小等于由初位置指向末位置的有向线段的长度；加速度的方向向下时，运动员处于失重状态解答：解：a、研究运动员的技术动作，运动员的形状大小不能忽略，故运动员不能看成质点故a错误b、运动员在下落的过程做匀加速直线运动，以自己为参考系，水面做匀加速上升故b正确c、位移的大小等于由初位置指向末位置的有向线段的长度，是矢量；路程是运动轨迹的长度，是标量；由题意，运动员的路程不是位移故c错误；d、跳水的过程中运动员的加速度的方向向下时，运动员处于失重状态故d错误故选：d点评：解决本题的关键掌握物体能看成质点的条件，以及知道跳水运动员在下落的过程中速度越来越大，结合运动学公式分析求解2如图，由两种材料做成的半球面固定在水平地面上，球右侧面是光滑的，左侧面粗糙，o点为球心，a、b是两个相同的小物块（可视为质点），物块a静止在左侧面上，物块b在图示水平力f作用下静止在右侧面上，a、b处在同一高度，ao、bo与竖直方向的夹角均为，则a、b分别对球面的压力大小之比为（）asin2：1bsin：1ccos2：1dcos：1考点：共点力平衡的条件及其应用.专题：共点力作用下物体平衡专题分析：分别对a、b两个相同的小物块受力分析，由受力平衡，求得所受的弹力，再由牛顿第三定律，求a、b分别对球面的压力大小之比解答：解：分别对a、b两个相同的小物块受力分析如图，由平衡条件，得：n=mgcos同理n=由牛顿第三定律，a、b分别对球面的压力大小为n、n；则它们之比为，故c正确故选c点评：考查了受力分析，注意各力的方向，灵活利用平衡条件3如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是（）a甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力b甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力c若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利d若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利考点：牛顿第三定律.分析：作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等，方向相反，同时产生同时消失，而平衡力不会同时产生和消失在作用力一样的情况下，由牛顿第二定律可知，质量大的，加速度小，运动的慢解答：解：a、甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力，故a错误；b、甲对绳的拉力与乙对绳的拉力的一对平衡力，故b错误；c、若甲的质量比乙大，则甲的加速度比乙的小，可知乙先到分界线，故甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故c正确；d、收绳速度的快慢并不能决定“拔河”比赛的输赢，故d错误故选c点评：胜负的关键在于看谁的速度大，是谁先到达分界线，由于力的大小一样，又没有摩擦力，就只与质量有关了4（5分）（2013浦东新区二模）如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车以速度v匀速向右运动时，物体p的速度为（）avbvcoscdvcos2考点：运动的合成和分解.专题：运动的合成和分解专题分析：将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于p的速度，根据小车的运动将分解沿绳子方向与垂直绳子方向，即可求解解答：解：设绳子与水平方向的夹角为，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于p的速度，根据平行四边形定则得，vp=vcos故b正确，a、c、d错误故选b点评：解决本题的关键会对小车的速度进行分解，知道小车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度5（5分）如图所示，小球以v0正对倾角为的斜面水平抛出，若小球到达斜面的位移最小，则飞行时间t为（重力加速度为g）（）at=v0tanbt=ct=dt=考点：平抛运动.专题：平抛运动专题分析：由数学知识得：从抛出点到达斜面的最小位移为过抛出点作斜面的垂线设经过时间t到达斜面上，根据平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，表示出水平和竖直方向上的位移，再根据几何关系即可求解解答：解：过抛出点作斜面的垂线，如图所示：当质点落在斜面上的b点时，位移最小，设运动的时间为t，则水平方向：x=v0t竖直方向：y=根据几何关系有则解得t=故d正确，a、b、c错误故选：d点评：解决本题的关键是知道怎样运动时位移最小，再根据平抛运动的基本规律结合几何关系解题6（5分）（2014普陀区二模）如图，在圆锥形内部有三根固定的光滑细杆，a、b、c为圆锥底部同一圆周上的三个点，三杆aa、bb、cc与水平底面的夹角分别为60、45、30每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），三个滑环分别从a、b、c处由静止释放（忽略阻力），用t1、t2、t3依次表示各滑环到达a、b、c所用的时间，则（）at1t2t3bt1t2t3ct1=t3t2dt1=t3t2考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系.专题：牛顿运动定律综合专题分析：根据牛顿第二定律求出加速度，结合位移，运用位移时间公式求出时间的大小，从而进行比较解答：解：小滑环沿杆下滑的加速度a=，根据得，t=，当=60和30时，时间相等，当=45时，时间最短，故t1=t3t2故d正确，a、b、c错误故选：d点评：本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，求出时间的表达式是解决本题的关键7（5分）如图所示，m、n为装在水平面上的两块间距可以调节的光滑竖直挡板，两板间叠放着a、b两个光滑圆柱体，现将两板间距离调大些，这时与原来相比，下列结论中正确的是（）an板对圆柱体a的弹力变大b圆柱体a对圆柱体b的弹力变小c水平面对圆柱体b的弹力变大d水平面对圆柱体b的弹力变小考点：共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力.专题：共点力作用下物体平衡专题分析：隔离a，受力分析，可分析两圆柱体间的弹力大小对整体受力分析，整体处于平衡状态，可分析水平面对b的弹力大小解答：解：a、b、对a研究，分析受力如图2，由平衡条件，n对a的弹力：f右=gatan圆柱体b对圆柱体a的弹力：fab=当将两板间距调小些，减小，则得f右变小，圆柱体b对圆柱体a的弹力fab变小，则a对b的弹力也变小故a正确，b错误c、d、对整体，分析受力如图1，根据平衡条件得知：水平面对圆柱体b的弹力f地=ga+gb，可见，保持不变故c错误，d错误故选：a点评：本题是动态变化分析问题，要灵活选择研究，作出力图，运用函数法进行分析是关键8（5分）如图所示是摩天轮示意图，若摩天轮顺时针匀速转动时，重为g的游客经过图中a、b、c、d四处时，游客对座椅的压力大小分别为na、nb、nc、nd，则（）anagbnbgcncgdndg考点：向心力.专题：匀速圆周运动专题分析：摩天轮顺时针匀速转动时，游客也做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，根据牛顿第二定律比较支持力的大小解答：解：a、在a点，根据牛顿第二定律得，gna=，知nag故a正确；b、在b、d两点，合力方向指向圆心，知竖直方向上的合力为零，则nb=nd=g故bd错误；c、在c点，根据牛顿第二定律得，知ncg故c错误故选：a点评：解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解9（5分）假设地球赤道上有一物体随地球自转时的线速度为v1，地球同步卫星的线速度为v2，第一宇宙速度为v3则关于这三个速度的大小关系，下列判断正确的是（）av1v2v3bv3v2v1cv2v3v1dv3v1v2考点：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度.专题：万有引力定律的应用专题分析：观测站和同步卫星周期相同，根据半径关系比较向心加速度和线速度大小关系，再根据万有引力提供圆周运动向心力比较同步卫星与近地卫星的向心加速度和线速度的大小关系解答：解：比较观测站和同步卫星，因为周期相同角速度相同，根据v=r可知，轨道半径大的同步卫星线速度大于观测站的线速度，即v3v1，同步卫星的轨道高度大于近地卫星的轨道高度，据g=m得线速度v= 知，近地卫星线速度大于同步卫星线速度，故v3v2v1，故b正确，acd均错误故选：b点评：本题比较时注意同类进行比较，观测站和同步卫星周期相同，根据半径比较向心加速度和线速度的大小，同步卫星的近地卫星由万有引力提供向心力比较向心加速度和线速度与半径的关系，掌握规律是正确解题的关键10（5分）如图所示，质量相同的物体分别自斜面ac和bc的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部c点时的动能分别为ek1和ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为w1和w2，则（）aek1ek2w1w2bek1ek2w1=w2cek1=ek2w1w2dek1ek2w1w2考点：动能定理的应用.专题：动能定理的应用专题分析：根据摩擦力做功的公式比较在两个斜面上物体克服摩擦力所做的功，再通过动能定理比较到达底部的动能解答：解：设斜面的倾角为，滑动摩擦力大小为mgcos，则物体克服摩擦力所做的功为mgscos而scos相同，所以克服摩擦力做功相等根据动能定理得，mghmgscos=ek0，在ac斜面上滑动时重力做功多，克服摩擦力做功相等，则在ac面上滑到底端的动能大于在bc面上滑到底端的动能，即ek1ek2故b正确，a、c、d错误故选b点评：解决本题的关键掌握功的公式w=fscos，以及会灵活运用动能定理11（5分）如图所示，具有一定初速度的物块，沿倾角为30的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力f作用，这时物块的加速度大小为6m/s2，方向沿斜面向下，g取10m/s2，那么，在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是（）a物块的机械能一定减小b物块的机械能一定增加c物块的机械能可能不变d物块的机械能可能增加也可能减小考点：机械能守恒定律；功能关系.专题：机械能守恒定律应用专题分析：当物体只有重力做功，物体的机械能守恒当除重力以外的做功时，机械能将发生变化，先根据牛顿第二定律确定出除重力以外各力的合力方向，结合功能关系判断解答：解：物体的加速度为a=6m/s2，方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律得：mgsin30+ff=ma，解得ff=mamgsin30=6m5m=m0，说明除重力以外各力的合力方向沿斜面向下，与物体运动方向相反，所以这个合力对物体做负功，根据功能关系可知物块的机械能一定减小，故a正确，bcd错误故选：a点评：解决本题的关键理解机械能守恒的条件，掌握功能原理，知道当除重力以外的力做功的代数和不为零，机械能不守恒12（5分）在机场货物托运处，常用传送带运送行李和货物，如图所示，靠在一起的两个质地相同，质量和大小均不同的包装箱随传送带一起上行，下列说法正确的是（）a匀速上行时b受四个力作用b匀加速上行时b受四个力作用c若上行过程传送带因故突然停止时，b受三个力作用d若上行过程传送带因故突然停止后，b受的摩擦力一定比原来大考点：物体的弹性和弹力；摩擦力的判断与计算.专题：受力分析方法专题分析：对行李箱进行受力分析，分析受力个数时可借助力的形成原因、作用效果和牛顿第三定律进行判断解答：解：a、匀速上行时，对行李箱受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，a、b间没有挤压，故不会有弹力，故a错误；b、匀加速上行时，对行李箱受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，a、b间没有挤压，故不会有弹力，故b错误；c、上行过程传送带因故突然停止时，两个物体由于惯性继续上滑，根据牛顿定律，有mgsin+mgcos=ma解得：a=g（sin+cos），由于两个行李箱的材料相同，故动摩擦因素相同，故加速度相同，没有相互挤压，故依然受重力、支持力和摩擦力，但摩擦力的方向反了，变为滑动摩擦力，故c正确；d、若上行过程传送带因故突然停止后，物体由于惯性继续上滑，又由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故b受到摩擦力不一定变大，故d错误；故选：c点评：本题关键是对物体受力分析，受力分析时，可以根据力的形成原因，力的作用效果，以及牛顿第三定律进行判断二、实验题（本大题共2小题，第13题6分、第14题12分，共18分）13（6分）（2012深圳一模）某同学利用如图（a）装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态（2）他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小f与弹簧长度x的关系图线，由此图线可得该弹簧的原长x0=4cm，劲度系数k=50n/m（3）他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图（c）所示时，该弹簧的长度x=10cm考点：探究弹力和弹簧伸长的关系.专题：实验题；弹力的存在及方向的判定专题分析：（1）弹簧是竖直的，要减小误差，刻度尺必须竖直；（2）弹簧处于原长时，弹力为零；根据胡克定律f=kx求解劲度系数；（3）直接从弹簧秤得到弹力，再从图象b弹簧弹簧长度解答：解：（1）弹簧是竖直的，要减小误差，刻度尺必须与弹簧平行，故刻度尺要保持竖直状态；（2）弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为4cm；弹簧弹力为2n时，弹簧的长度为8cm，伸长量为4cm；根据胡克定律f=kx，有：；（3）由图c得到弹簧的弹力为3n，根据图b得到弹簧的长度为10cm；故答案为：（1）竖直；（2）4，50；（3）10点评：本题关键是明确实验原理，然后根据胡克定律f=kx并结合图象列式求解，不难14（12分）“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图1所示的甲或乙方案来进行（1）比较这两种方案，甲（选填“甲”或“乙”）方案好些（2）如图2是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知每两个计数点之间的时间间隔t=0.1s物体运动的加速度a=4.8m/s2；该纸带是采用乙（选填“甲”或“乙”）实验方案得到的（3）如图3是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中n点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中最佳选项的是bcavn=gntbvn=cvn=dvn=g（n1）t（4）在（3）中若采用c选项的算法，可预判物体减小的重力势能略大于（选填“略大于”、“略小于”、“等于”）物体增加的动能（5）在（3）中若采用a选项的算法，可预判物体减小的重力势能略小于（选填“略大于”、“略小于”、“等于”）物体增加的动能考点：机械能守恒定律.专题：机械能守恒定律应用专题分析：（1）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，能够根据实验装置和实验中需要测量的物理量进行选择；（2）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用逐差法可以求出物体运动的加速度；（3）根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度（4）、（5）根据功能关系分析得重力势能减小量与动能增加量的大小解答：解：（1）机械能守恒的前提是只有重力做功，实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好故甲方案好一些（2）采用逐差法求解加速度 xdexbc=2a1t2， xcdxab=2a2t2，则有：a=联立代入数据解之得：a=4.8m/s2因a远小于g，故为斜面上小车下滑的加速度所以该纸带采用图乙所示的实验方案得到的（3）根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度，可以求出n点的速度，据图上的数据可知：vn=，故ad错误，bc正确故选：bc（4）在（3）中若采用c选项的算法，由于重锤下落过程中克服阻力做功，产生内能，因此物体减小的重力势能略大于物体增加的动能（5）在（3）中若采用a选项的算法，将重锤的运动看成自由落体运动，这是一种理想的情况，重锤得到的速度较大，可预判物体减小的重力势能略小于物体增加的动能故答案为：（1）甲；（2）4.8；乙；（3）bc（4）略大于（5）略小于点评：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，同时我们要加强物理基本规律在实验中的应用三、计算题（本大题共5小题，第15题12分、第16题12分、第17题16分、第18题16分、第19题16分，共72分）15（12分）某同学研究电梯上升过程的运动规律，乘电梯上楼时他携带了一个质量为5kg的重物和一套便携式dis实验系统，重物悬挂在力传感器上电梯从第一层开始启动，中间不间断一直到最高层停止在这个过程中，显示器上显示出的力随时间变化的关系如图所示重力加速度g取10m/s2根据图象中的数据，求：（1）电梯在最初加速阶段的加速度a1的大小；（2）电梯在在19.0s内上升的髙度h考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系.专题：牛顿运动定律综合专题分析：（1）以重物为研究对象，进行受力分析，根据牛顿第二定律求解加速度；（2）电梯在19s内分别做匀加速运动、匀速运动、匀减速运动，分三段进行求解解答：解：（1）由牛顿第二定律得f1mg=ma1，解得a1=2m/s2（2）电梯在03 s时段的t1=3 s内做匀加速运动末速度v1=a1t1=6 m/s上升的高度h1=a1t12=9 m在313 s时段的t2=10 s内做匀速运动上升的高度h2=v1t2=60 m在1319 s时段的t3=6 s内做匀减速运动f2mg=ma2，解得a2=1 m/s2上升的高度h3=v1t3+a2t32=18 m在19.0 s内上升的髙度h=h1+h2+h3=87 m答：（1）电梯在最初加速阶段的加速度a1的大小为2m/s2；（2）电梯在在19.0s内上升的髙度h为87m点评：本题主要考查了同学们读图和根据物体受力情况确定物体运动情况及运用牛顿第二定律解题的能力，难度适中16（12分）宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种形式是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在半径为r的同一圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的、半径为r的圆形轨道运行设每颗星体的质量为m（1）试求第一种形式下星体运动的周期t1；（2）试求第二种形式下星体运动的周期t2考点：万有引力定律及其应用；牛顿第二定律.专题：万有引力定律的应用专题分析：（1）画出三颗星位置示意图两侧的星由另外两个星的万有引力的合力提供向心力，列式求解周期（2）对于任意一个星体，由另外两个星体的万有引力的合力提供向心力，列式求解周期解答：解：（1）第一种形式下，星体a受到星体b和星体c两个万有引力，它们的合力充当向心力，则：解得，周期 t1=（2）第二种情形下，圆周运动的半径为r，那么星体之间的距离r=星体a受的合力 f合=根据合力提供向心力解得，答：（1）第一种情况下星体运动的周期为（2）第二种情况下星体运动的周期为点评：万有引力定律和牛顿第二定律是力学的重点，在本题中有些同学找不出什么力提供向心力，关键在于进行正确受力分析17（16分）如图甲所示，cabad为竖直放置的轨道，其中圆轨道的半径r=0.10m，在轨道的最低点a和最高点b各安装了一个压力传感器（图中未画出），小球（可视为质点）从斜轨道的不同高度由静止释放，可测出小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力分别为fa和fb，g取10m/s2（1）若不计小球所受的阻力，且小球恰好能通过b点，求小球通过a点时速度va的大小（2）若不计小球所受的阻力，小球每次都能通过b点，fb随fa变化的图线如图乙所示，求小球的质量m考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律；向心力.专题：机械能守恒定律应用专题分析：（1）小球滚到两圆轨道最高点时恰能过b点，此时对轨道无压力，仅受重力，运用向心力公式可求出在其位置的速度对于从a到b过程，根据机械能守恒定律，可求a点速度（2）由图象可知，小球恰能过b点时，对a点压力为6n，根据牛顿运动定律可求此时的重力解答：解：（1）若小球通过b点时的速度为vb，根据牛顿第二定律有： mg=m根据机械能守恒定律有：mva2=mvb2+mg2r由以上两式解得：va=m/s（2）在b点，在a点，小球从a点到b点过程，各式联立得：fb=fa6mg当fb=0时，fa=6n代入上式，解得：m=0.1kg答：（1）小球通过a点时速度va的大小为m/s（2）小球的质量m为0.1kg点评：知道“小球恰能过b点”的含义，能够读懂图象隐含的信息，是解决本题的关键对于图象问题，往往要能根据物理规律得到解析式，再分析图象的意义18（16分）如图甲所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物，运用传感器（未在图中画出）测得此过程中不同时刻被提升重物的速度v与对轻绳的拉力f，并描绘出v图象假设某次实验从静止开始提升重物，所得的图象如图乙所示，其中线段ab与纵轴平行，它反映了被提升重物在第一个时间段内v和的关系；线段bc的延长线过原点，它反映了被提升重物在第二个时间段内v和的关系；第三个时间段内拉力f和速度v均为c点所对应的大小保持不变，因此图象上没有反映实验中还测得重物由静止开始经过t=1.4s，速度增加到vc=3.0m/s，此后物体做匀速运动取重力加速度g=10m/s2，绳重及一切摩擦力和阻力均忽略不计（1）求第一个时间段内重物的加速度有多大？（2）求第二个时间段内牵引力的功率有多大？（3）求被提升重物在第二个时间段内通过的路程考点：动能定理；牛顿第二定律；功率、平均功率和瞬时功率.专题：动能定理的应用专题分析：（1）在第一个时间段内，拉力不变，根据最终做匀速运动，求出重力的大小，结合牛顿第二定律求出第一个时间段内的加速度（2）在第二个时间段内，图线的斜率不变，即功率不变，根据p=fv求出功率的大小（3）根据速度时间公式求出第一个时间段内的时间，从而得出第二个时间段的时间，根据动能定理求出被提升重物在第二个时间段内通过的路程解答：解：（1）由v图象可知，第一个时间段内重物所受拉力保持不变，且f1=6.0 n根据牛顿第二定律有f1g=ma重物速度达到vc=3.0 m/s时，受平衡力，即g=f