河北省故城县高级中学高三物理上学期期中试题（含解析）.doc

河北省故城县高级中学2015届高三物理上学期期中试题（含解析）一、选择题：本题共10小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，16题为单项选择题；710题为多项选择题全部选对得4分，选对但不全给2分，有选错的或不答的给0分）1在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（）a英国物理学家牛顿用实验的方法测出万有引力常量gb第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律c亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快d牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础考点：物理学史分析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可解答：解：a、英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出万有引力常量g，故a错误；b、开普勒接受了哥白尼日心说的观点，并根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律，故b错误；c、伽利略认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快，故c错误；d、牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础，故d正确；故选：d点评：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一2如图所示为某同学以广场中心为原点，向东方向为正方向建立坐标，记录的甲、乙两位同学的vt图线，在0t3时间内，下列说法中正确的是（）a在t1时刻，甲的加速度为零，乙的加速度不为零b在t2时刻，甲、乙两同学相距最远c在t2时刻，甲、乙两同学相遇d在t3时刻，乙的速度、加速度均为零考点：匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系分析：由速度图象可以直接读出速度关系；速度时间图线的斜率表示加速度图线与两个坐标轴所围“面积”等于位移解答：解：a、速度时间图线的斜率表示加速度，根据图象可知，在t1时刻，甲的加速度不为零，乙的加速度为零，故a错误；b、速度图线与两个坐标轴所围“面积”等于位移，图线在t轴上方“面积”表示的位移为正，在t轴下方“面积”表示的位移为负，所以在t2时刻，甲、乙两同学相距最远，没有相遇故b正确，c错误；d、在t3时刻，乙的速度为零，但图象的斜率不为零，所以加速度不为零，故d错误故选：b点评：解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示加速度，即可解答3如图所示，重为mg的水桶悬挂在门楣上，细绳与竖直方向夹角为30且绷紧，在这种情况下，人还要施加一恒定拉力，水桶才能静止人对水桶施加的作用力可能为（）amgbmgcmgdmg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：小球a处于静止，受力平衡，分析受力情况，用作图法得出对小球施加的力最小值解答：解：以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图，根据作图法分析得到，当小球施加的力f与细绳垂直时，所用的力最小根据平衡条件得f的最小值为：fmin=gsin30=故a正确，b、c、d错误故选：a点评：本题物体平衡中极值问题，关键是确定极值条件，本题采用图解法得到力最小的条件，也可以运用数学函数法求解极值4（4分）如图所示，一质量为m的物块从水平固定，倾角为=30的斜面上由静止释放，以加速度a=开始下滑，取出发点为参考点，则图中能正确描述物块的速率v、动能ek、势能ep、机械能e、时间t、位移x关系的是（）abcd考点：机械能守恒定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系专题：机械能守恒定律应用专题分析：滑块从斜面上匀加速下滑，根据运动学公式得出速度与时间的关系式，再得到动能与时间的关系根据重力势能ep=mgh，得到重力势能与位移的关系式根据功能关系分析机械能的变化，再选择图象解答：解：a、滑块从斜面上匀加速下滑，速度 v=at=t，vt，所以a图能正确描述速度与时间的关系故a正确b、动能ek=mv2=t2，得ekt2，是非线性关系所以b图不能正确描述动能与时间的关系，故b错误c、取出发点为参考，滑块向下滑动时，重力势能为负值，则重力势能ep=mgh=mgxsin30=mgx，epx所以c图不能正确描述势能ep与位移x的关系故c错误d、由于滑块的加速度a=ggsin30，说明滑块下滑过程中，受到摩擦力作用，其机械能不守恒所以d图不能正确描述机械能e与位移x关系，故d错误故选：a点评：本题关键要根据物理规律得到解析式，再研究图象，这也是常用的方法5（4分）在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一速度开始滑动，经一段时间后停止，通过的位移为x1，现将该木板改置成倾角为45的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑若小物块与木板间的动摩擦因数为则小物块上滑到最高位置通过的位移为x2，则x1：x2为（）abcd考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系专题：直线运动规律专题分析：根据牛顿第二定律求出物块在水平面上和斜面上运动的加速度大小，结合速度位移公式求出滑行的位移之比解答：解：根据牛顿第二定律得，物块在水平面上的加速度，物块在斜面上的加速度大小=gsin45+gcos45=，根据x=知，故选：a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6（4分）如图所示，可视为质点的小球位于半圆体左端点a的正上方某处，以初速度v0水平抛出，其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于b点过b点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为60，则半圆柱体的半径为（不计空气阻力，重力加速度为g）（）abcd考点：平抛运动专题：平抛运动专题分析：根据平抛运动速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角正切值的2倍，求出竖直方向上的位移，从而求出竖直方向上的分速度，根据速度方向求出平抛运动的初速度解答：解：飞行过程中恰好与半圆轨道相切于b点，知速度与水平方向的夹角为30，设位移与水平方向的夹角为，则有：tan=因为tan=则竖直位移为：y=，=所以，tan=联立以上各式解得：r=，故acd错误，b正确故选：b点评：解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住速度方向，结合位移关系、速度关系进行求解7（4分）2014年3月9日凌晨，2014年国际田联室内田径世锦赛在波兰城市索波特继续展开第二比赛日争夺在男子撑杆跳决赛中，希腊选手菲利皮迪斯爆冷夺得金牌若不计空气阻力，下列说法不正确的是（）a在撑杆的过程中杆对他的弹力大于他对杆的压力b在撑杆上升过程中，他始终处于超重状态c在空中下降过程中他处于失重状态d他落到软垫后一直做减速运动考点：超重和失重分析：当物体的加速度竖直向上时，物体处于超重状态，当当物体的加速度竖直向下时，物体处于失重状态；对支撑物的压力或对悬挂物的拉力小于物体的重力时物体处于失重状态；对支撑物的压力或对悬挂物的拉力大于物体的重力时物体处于超重状态解答：解：a、在撑杆的过程中杆对她的弹力与她对杆的压力是作用力与反作用力，大小相等故a错误；b、在撑杆上升开始阶段加速度的方向向上，她处于超重状态；在上升的最后阶段加速度的方向向下，她处于失重状态故b错误；c、在空中下降过程她只受到重力的作用，加速度的方向向下，她处于失重状态故c正确；d、她落到软垫后开始时，软垫的作用力小于重力，她仍然要做一段加速运动后才会减速故d错误本题选择错误的，故选：abd点评：掌握了超重或失重的概念和特点是解决这类题目的关键，记住加速度向上超重，加速度向下失重8（4分）我国发射了一颗探测卫星，发射时先将卫星发射至距地面50km的近地圆轨道1上，然后变轨到近地点高50km，远地点高1500km的椭圆轨道2上，最后由轨道2进入半径为7900km的圆轨道3，已知地球表面的重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力，则以下说法正确的是（）a在轨道2运行的速率不可能大于7.9km/sb卫星在轨道2上从远地点向近地点运动的过程中速度增大，机械能增大c由轨道2变为轨道3需要在远地点点火加速d仅利用以上数据，可以求出卫星在轨道3上的动能考点：万有引力定律及其应用专题：万有引力定律的应用专题分析：在1圆轨道变轨到2椭圆轨道的过程中，需要加速做离心运动，速度可能大于7.9km/s卫星在轨道2上从远地点向近地点运动的过程中机械能守恒由轨道2变为轨道3需要在远地点点火加速做离心运动不知道卫星的质量，无法计算动能解答：解：a、第一宇宙速度是理论上的最大环绕速度，实际卫星绕地球圆周运动的速度都小于这个值；在1圆轨道变轨到2椭圆轨道的过程中，需要加速，所以速率可能大于7.9km/s，故a错误；b、卫星在轨道2上从远地点向近地点运动的过程中只有万有引力（或者说重力）做功，所以机械能不变，故b错误；c、轨道3是远地轨道，所以由轨道2变为轨道3需要在远地点点火加速做离心运动，故c正确；d、不知道卫星的质量，所以不能求出在轨道3上的动能，故d错误故选：c点评：本题关键明确卫星在圆轨道运行时，万有引力提供向心力，卫星的运动过程中只有重力做功，机械能守恒9（4分）如图所示，在光滑的桌面上有一个质量为m的物块，通过轻绳跨过定滑轮与质量为m的小球相连，不计轻绳与滑轮间的摩擦，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（）a小球的机械能守恒b物块与小球组成的系统机械能守恒c小球下降过程中，小球减少的重力势能等于物块m增加的机械能d小球下降过程中，小球减少的机械能等于物块m增加的机械能考点：机械能守恒定律专题：机械能守恒定律应用专题分析：机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，若除重力或弹力以外的力做功不为零，机械能将不守恒根据能量守恒进行分析解答：解：a、在小球下落的过程中，绳子的拉力做负功，其机械能减少，故a错误b、对于物块与小球组成的系统，由于只有重力做功，所以系统的机械能守恒，故b正确c、在小球下降过程中，根据能量守恒可知，小球减少的重力势能等于物块m与小球m增加的动能之和，故c错误d、在小球下降过程中，根据能量守恒可知，小球减少的机械能等于物块m增加的机械能故d正确故选：bd点评：解决本题的关键要掌握机械能守恒的条件，正确分析物体的受力情况，判断力的做功情况，从而判断机械能是否守恒及能量怎样转化，本题中对单个物体机械能都不守恒10（4分）如图所示，电动机以恒定的功率p和恒定的速度v0卷动绳子，通过光滑的滑轮拉着质量为m的物体在光滑水平地面上向右运动，当物体运动至绳子与水平成角时，下述说法正确的是（）a绳子对物体拉力为恒力，大小为b木箱的速度大小为c此时木箱对地面的压力为mgsind此时木箱加速度大小为cos考点：运动的合成和分解专题：运动的合成和分解专题分析：根据电动机的转速和轮子的半径求出绕绳子的线速度，即可得知物块沿绳子方向上的速度，将木块的速度沿绳子方向和垂直于绳子的方向分解，根据沿绳子方向的速度可得知物块的速度通过对木块受力分析，运用正交分解求出地面的支持力，从而得知木箱对地面的压力大小，根据牛顿第二定律求解加速度解答：解：a、根据p=fv0得：绳子作用于物体上拉力大小为f=，但方向发生变化，因而不是恒力，选项a错误；b、把物体速度沿着绳子和垂直绳子方向分解，得物体的速度大小满足v0=vcos，从而得：v=，物体做加速运动，选项b正确；c、根据竖直方向合力为零，得此时木箱对地的压力n=mgsin，选项c正确；d、根据牛顿第二定律得：cos=ma，解得：a=cos，选项d正确故选：bcd点评：解决本题的关键会对物体的速度按实际效果进行分解，以及会运用正交分解处理力学问题二、实验题：本题共2小题，共18分11（10分）某同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中部分实验步骤如下请仔细读题并完善实验步骤：a在贴有白纸的竖直平木板上将一根橡皮筋的一端固定，另一端绑上两根细线b在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，用一个光滑定滑轮使橡皮筋拉伸，如图甲所示记下：橡皮筋与细线结点的位置o、细线的方向c将步骤b中的钩码取下，然后在两根细线上挂上分别4个和3个质量相等的钩码，用两个可移动的光滑定滑轮使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整两定滑轮的位置，使橡皮筋与细线结点的位置与步骤b中结点位置重合，记下两根细线方向（2）如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中=考点：验证力的平行四边形定则专题：实验题分析：“验证力的平行四边形定则”的实验原理是：记录两个分力以及合力的大小和方向后，选用相同的标度将这三个力画出来，画出来的合力是实际值，然后根据平行四边形画出合力的理论值，通过比较实际值和理论值的关系来进行验证，明确了实验原理即可知知道实验中需要记录的物理量和具体的操作解答：解：（1）根据实验原理可知，图甲中需要记录合力的大小和方向后，画出来的合力是实际值，该实验中根据钩码个数来表示拉力大小，因此需要记录的是：橡皮筋与细线结点的位置o，细线的方向；该实验采用“等效代替”法，因此在用两个绳套拉橡皮筋时，要将橡皮筋与细线结点拉到与步骤b中结点位置重合，同时记录两根细线方向（2）根据o点处于平衡状态，正交分解有：竖直方向：4mgsin+3mgsin=5mg 水平方向：4mgcos=3mgcos 联立解得：=故答案为：（1）橡皮筋与细线结点的位置o，细线的方向；橡皮筋与细线结点的位置与步骤b中结点位置重合；两根细线方向（2）点评：要围绕“验证力的平行四边形定则”的实验原理对实验步骤和实验中需要注意的问题进行理解，正确理解“等效代替”的含义12（8分）某实验探究活动小组利用如图所示的装置验证机械能守恒定律钢球自由下落过程中，先后通过光电门a、b，计时装置测出钢球通过a、b的时间分别为ta、tb用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度测出两光电门间的距离为h，钢球的直径为d，当地的重力加速度为g则：（1）要验证机械能守恒，只要比较ca.d2（）与gh是否相等 b.d2（）与2gh是否相等c.d2（）与gh是否相等 dd2（）与gh是否相等（2）钢球通过光电门的平均速度（填“”或“”）钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差不能（填“能”或“不能”）通过增加实验次数减小为减小上述实验误差，应该选择体积小（填“大”或“小”）的钢球考点：验证机械能守恒定律专题：实验题分析：（1）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，由此可以求出小铁球通过光电门时的瞬时速度，根据机械能守恒的表达式可以求出所要求的关系式（2）根据匀变速直线运动的规律判断求解解答：解：（1）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：v=，根据机械能守恒的表达式有：mgh=md2（）即只要比较d2（）与gh是否相等，故选：c（2）根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度，所以钢球通过光电门的平均速度钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差不能通过增加实验次数减小为减小上述实验误差，应该选择体积小的钢球，因为阻力小，故答案为：（1）c；（2），不能，小点评：无论采用什么样的方法来验证机械能守恒，明确其实验原理都是解决问题的关键，同时在处理数据时，要灵活应用所学运动学的基本规律三、论述、计算题：解答应写出必要的文字说明和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中明确写出数值和单位，共42分13（12分）一倾角为30的粗糙斜面固定在水平面地面上，用一沿斜面向上的大小为20n的恒力f作用在位于斜面低端的一质量为m=2kg的小物块（可视为质点）上，使其由初速度为零开始沿斜面向上做匀加速直线运动已知物块通过a点时的速度为va=1m/s，达到b点所有时间t1=2s，此后再运到8m到达c点，到c点的速度为vc=5m/s（g=10m/s2）求：（1）物块在斜面上运动的加速度a（2）物块与斜面间的动摩擦因数考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与位移的关系专题：牛顿运动定律综合专题分析：（1）利用运动学公式分别在ab与bc即可求得加速度；（2）由牛顿第二定律即可求得摩擦因数解答：解：（1）有速度时间公式可得从a到b过程vb=va+at1从b到c可知联立解得a=1m/s2，a=6m/s2舍去（2）有牛顿第二定律可知fmgcos30mgsin30=ma解得答：（1）物块在斜面上运动的加速度a为1m/s2（2）物块与斜面间的动摩擦因数点评：本题主要考查了牛顿第二定律与运动学公式，加速度是中间桥梁14（14分）（2014绍兴一模）2013年12月14日，“嫦娥三号”携带“玉兔号”月球车在月球表面成功软着陆文文同学为求出“玉兔号”月球车的高度设想了一个实验，具体方案如下：让小物块以某一速度v0沿着静止的月球车顶层的水平板发射出去物块滑行距离l后到达平板的边缘，以速度v垂直边缘线飞出，测得其水平射程为x，则高度可求若l=0.4m，v=2m/s，x=2.8m，物块与顶层平板的动摩擦因数为0.5，查得月球质量大约是地球的倍，半径约是地球的倍不考虑月球自转对重力的影响，地球表面的重力加速度g取9.8m/s2求：（1）月球表面的重力加速度g月（取两位有效数字）（2）“玉兔号”月球车的高度h；（3）初速度v0大小考点：万有引力定律及其应用专题：万有引力定律的应用专题分析：根据重力等于万有引力，分别解出地球表面重力加速度和月球表面重力加速度，两值相比，代入数据化简即可物块离开顶层平板后做类平抛运动，水平方向做匀速运动，计算出时间，代入竖直方向上的位移公式，可计算出高度根据牛顿第二定律计算出加速度，结合运动学公式计算初速度解答：解：（1）在地球表面的物体受到重力等于万有引力，得同理月球表面的重力加速度为所以（2）物块离开顶层平板后做类平抛运动据x=vt，解得t=1.4s代入=1.568m（3）设物块在平板上做匀减速运动的加速度大小为a，则有mg月=ma根据代入得=2.2m/s答：（1）月球表面的重力加速度g月为1.6m/s2（2）“玉兔号”月球车的高度h为4.568m；（3）初速度v0大小为2.2m/s点评：本题要掌握在星球表面上的物体受到的重力等于万有引力，能够熟练运用平抛运动的规律解决问题15（16分）如图所示，竖直平面内的