江西省师大附中高三物理上学期期中试题（含解析）.doc

江西省师大附中2015届高三上学期期中考试物理试题（解析版） 【试卷综析】本试卷是高三期中考试试题，包含了高中物理的必修一、必修二等内容，主要包含受力分析、共点力平衡、匀变速直线运动的规律、追及问题、牛顿运动定律、机械能守恒定律；万有引力定律、力学实验、动能定理、电场强度等内容，在考查问题上以基本定义、基本规律为主，重视生素养的考查，注重主干知识，兼顾覆盖面.一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分17题为单项选择题，810题为多项选择题。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)【题文】1如图所示，a、b两物体紧靠着放在粗糙水平面上a、b间接触面光滑在水平推力f作用下两物体一起加速运动，物体a恰好不离开地面，则关于a、b两物体的受力个数，下列说法正确的是()aa受4个力，b受3个力 ba受3个力，b受4个力ca受3个力，b受3个力 da受4 个力，b受4个力【知识点】受力分析 共点力平衡b4【答案解析】b解析： 对于a物体：由题，物体a恰好不离开地面，地面对a没有支持力，也没有摩擦力，则a受到重力、f和b对a的支持力共3个力作用对于b物体：受到重力、a对b的压力和地面的支持力和摩擦力，共4个力作用故acd错误，b正确.【思路点拨】物体a恰好不离开地面时，地面对a没有支持力，按重力、弹力和摩擦力的顺序分析两物体受力【题文】2地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，已知其轨道半径为r，周期为t，引力常量为g，地球表面的重力加速度为g。根据题目提供的已知条件，不能估算出的物理量有（ ）a.地球的质量 b.同步卫星的质量c.地球的平均密度 d.同步卫星离地面的高度【知识点】万有引力定律d5【答案解析】b解析：据题意，已知地球同步卫星的运动周期为t，轨道半径为r，据可得地球质量为：，a选项正确；地球质量与密度关系为：，则据可以求得地球的密度为：，而半径为：，故可以求得地球密度：,所以c选项正确；同步卫星高度为：，故d选项正确；而同步卫星的质量在计算过程中被消去，无法计算，所以，据题意应该选择b选项.【思路点拨】同步卫星的质量在计算过程中被消去，无法计算.【题文】3在地面上方的a点以e1=3j的初动能水平抛出一小球，小球刚要落地时的动能为e2=7j，落地点在b点，不计空气阻力，则a、b两点的连线与水平方向的夹角为( )a30 b37 c45 d60【知识点】平抛运动d2【答案解析】a解析：设物体的质量为m，物体的动能为e1=3j，所以e1= mv02=3j，所以物体的速度v0为v0= ，物体的末动能e2=7j，根据e2= mv2=7j，所以物体的速度v为v= ，所以物体在竖直方向上的速度的大小为vy=，设a、b两点的连线与水平方向的夹角为，则tan= ,所以=30，故选a【思路点拨】物体做的是平抛运动，根据水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，求出a、b两点的连线与水平方向的夹角的正切值，即可求得夹角的大小【题文】4如图，一长为l的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成60时，拉力的功率为()amgl b.mglc.mgl d.mgl【知识点】线速度、角速度和周期、转速；功率、平均功率和瞬时功率d6 e1【答案解析】c解析：先求拉力f的大小根据力矩平衡，f sin60=mglcos60，得f= ；再求速度v= ；再求力与速度的夹角=30，所以功率p=fvcos= mgl故选：c【思路点拨】先根据力矩平衡条件求出拉力f的大小，再根据瞬时功率表达式求拉力的功率【题文】5如右图所示，传送带通过滑道将长为l、质量为m的柔软匀质物体以初速度v0向右送上水平台面，物体前端在台面上滑动s距离停下。已知滑道上的摩擦不计，物体与台面间的动摩擦因数为而且sl，则物体的初速度v0为：（ ）abcd【知识点】功 动能定理 e1 e2【答案解析】b解析：当时，滑动摩擦力对位移的平均值等于，此过程中摩擦力做功为w=-fl=-，当时，f=，此过程中摩擦力做功为w=-(s-l),由动能定理得-（s-l）=0，v0=，故acd错误，b正确.【思路点拨】当时，滑动摩擦力对位移的平均值等于，此过程中摩擦力做功为w=-fl=-，当时，f=，此过程中摩擦力做功为w=-(s-l),由动能定理可得.【题文】6如图所示，a为带正电的点电荷，电量为q，中间竖直放置一无限大的金属板，b为质量为m、电量为+q的小球，用绝缘丝线悬挂于o点，平衡时丝线与竖直方向的夹角为，且a、b二个小球在同一水平面上，间距为l，则金属板上的感应电荷在小球b处产生的电场强度大小e为（）a b c d【知识点】电场强度i1【答案解析】c解析：静电平衡时，金属板的感应电荷在b处产生的电场强度方向向右以小球为研究对象，分析受力情况：重力、点电荷对小球的静电力f、感应电荷的静电力qe和细线的拉力，如图根据共点力平衡条件： f+qe=tsin，mg=tcos又根据库仑定律得：f=，联立得，故错误，正确【思路点拨】以小球为研究对象，分析受力情况，作出力图，根据共点力平衡条件和库仑定律列式，求解e的大小【题文】7一质量为m的小球a用轻绳系于o点，如果给小球一个初速度使其在竖直平面内做圆周运动，某时刻小球a运动的圆轨道的水平直径的右端点时，如图所示位置，其加速度大小为，则它运动到最低点时，绳对球的拉力大小为（）a b3mg c d4mg【知识点】机械能守恒 向心力公式e3 d4【答案解析】d解析：设小球在水平直径右端时的速度为v1，由已知条件：a水平=，而a合=， 设小球在最低点时的速度为v2，则由机械能守恒得：mv12+mgr=mv22，在最低点：f-mg=，由以上两式可解得：f=mg，故正确a、c错误故选d【思路点拨】结合小球在水平位置的加速度，通过平行四边形定则求出小球在水平位置的速度，根据机械能守恒定律求出小球在最低点时的速度，根据牛顿第二定律求出绳对小球的拉力大小【题文】8一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能ep随位移x变化的关系如图所示，其中0x2段是对称的曲线，段是直线，则下列说法正确的是（ ）a处电场强度为零b、处电势、的关系为c粒子在0段做匀变速运动，段做匀速直线运动；d段是匀强电场。 【知识点】电场强度 电势差、电势i1 i2【答案解析】abd解析：据ep=-w，在0x1段电势能减小，电场力做正功，即w=qex，因为w0、q0、，所以e0；在x1x2段电势能增加，电场力做负功，即w=qex,因为w0、q0、x0，所以e0；又由于电势能变化对称，所以，在0x2段关于y= x1的两点场强大小相等方向相反，所以x1处合场强为0，a选项正确； x1x2段，电势能增加，即ep2-ep1=q2- q10，因为q0，所以2-10，所以21，同理可得3t1，故相遇前车已停下设人经过t2追上汽车，则人追上汽车需满足的条件为：x人x车7 m，x人v人t2，x车联立以上三式，代入数据解得t28 s.【思路点拨】先求汽车刹车所用时间，用运动公式可求.【题文】17(8分) 如图所示，为一个从上向下看的俯视图，在光滑绝缘的水平桌面上，固定放置一条光滑绝缘的挡板轨道abcd，ab段为直线，bcd段是半径为r的一部分圆弧（两部分相切于b点），挡板处于场强为e的匀强电场中，电场方向与圆的直径mn平行现使一带电量为q、质量为m的小球由静止从斜挡板内侧上某点释放，为使小球能沿挡板内侧运动，最后从d点抛出，试求：（1）小球从释放点到n点沿电场强度方向的最小距离s；（2）在上述条件下小球经过n点时对挡板的压力大小【知识点】电场 牛顿第二定律 牛顿第三定律i1 c2 c1【答案解析】（1）（2）6qe解析（1）根据题意分析可知，小球过m点时对挡板恰好无压力时，s最小，根据牛顿第二定律有：由动能定理得：联立解得：答：小球从释放点到n点沿电场强度方向的最小距离：（2）小球过n点时，根据牛顿第二定律有：有：由动能定理得：联立解得：fn=6qe由牛顿第三定律可知，小球对挡板的压力大小为6qe【思路点拨】小球恰能从d点通过，知在m点对轨道的压力为零，靠电场力提供向心力，根据牛顿第二定律求出最小速度，从而根据动能定理求出小球从释放点到c点沿电场强度方向的最小距离；从开始到n点利用动能定律结合向心力公式可求出小球经过n点时对挡板的压力大小【题文】18(8分)引体向上运动是同学们经常做的一项健身运动如题图所示，质量为的某同学两手正握单杠，开始时，手臂完全伸直，身体呈自然悬垂状态，此时他的下鄂距单杠面的高度为，然后他用恒力向上拉，下颚必须超过单杠面方可视为合格，已知=0.6m，=60kg，重力加速度=10m/s2不计空气阻力，不考虑因手弯曲而引起人的重心位置变化（1）第一次上拉时，该同学持续用力（可视为恒力），经过=1s时间，下鄂到达单杠面，求该恒力的大小及此时他的速度大小（2）第二次上拉时，用恒力=720n拉至某位置时，他不再用力，而是依靠惯性继续向上运动，为保证此次引体向上合格，恒力的作用时间至少为多少？【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系c2 a2【答案解析】(1)f672 n 、v1.2 m/s. (2) s解析：(1)第一次上拉时，该同学向上做匀加速运动，设他上升的加速度大小为a1，下颚到达单杠时的速度大小为v，由牛顿第二定律及运动学规律可得：fmgma1 (2分) ha1t2 va1t 联立解得：f672 n v1.2 m/s. (2)第二次上拉时，设上拉时的加速度为a2，恒力至少作用的时间为tmin，上升的位移为x1，此时的速度为v1，自由上升时位移为x2，根据题意可得：fmgma2 x1x2h x1a2t v2gx2 v1a2tmin 联立解得：tmin s .【思路点拨】（1）第一次上拉时，该同学向上匀加速运动，写出牛顿第二定律方程和匀变速直线运动位移与时间的关系式联立求解；（2）第二次上拉时，该同学先做匀加速度运动后做匀减速运动，末速度恰好等于零位移和等于h，联立方程求解19（8分）如图所示，竖直平面内放一直角杆aob，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数0.20，杆的竖直部分光滑。两部分各套有质量分别为2.0kg和1.0kg的小球a和b，a、b间用细绳相连，初始位置oa1.5m，ob2.0m。g取10m/s2，则：（1）若用水平拉力f1沿杆向右缓慢拉a，使之移动0.5m，该过程中a受到的摩擦力多大？拉力f1做功多少？（2）若小球a、b都有一定的初速度，a在水平拉力f2的作用下，使b由初始位置以1.0m/s的速度匀速上升0.5m，此过程中拉力f2做功多少？【知识点】受力分析 共点力平衡 动能定理b4 e2【答案解析】（1）a受到的摩擦力为6n，力f1作功为20j（2）力f2作功为6.8j解析(1)a、b小球和细绳整体竖直方向处于平衡状态，a受到水平杆的弹力为：n=(ma+mb)g 则a受到的摩擦力为f=(ma+mb)g=0.20(2.0+1.0)10 n=6 n由题意w1-wf-=0，拉力f1做功为w1=f s+mbgs=8.0 j.(2)设细绳与竖直方向的夹角为，拉细绳的速度为v，由速度的分解可知v=vbcos v=vacos(90-)va=vbcos/cos(90-)=vbcot则va1=m/s va2=m/s设拉力f2做功为w2，对系统由动能定理得：w2-fs-mbgs=mava22-mava12 w2=6.8 j.【思路点拨】（1）先对ab整体受力分析，受拉力f、总重力g、支持力n、向左的摩擦力f和向右的弹力n1，根据共点力平衡条件列式，求出支持力n，从而得到滑动摩擦力为恒力；最后对整体运用能量关系列式，得到拉力做的功（2）设细绳与竖直杆的夹角为，由于绳子不可伸长，运用速度的分解，有vbcos=vasin，可求出b匀速上升0.5m过程a的初速度和末速度，再由能量关系求解拉力f2做功20（8分）如图甲所示，在竖直平面内有一个直角三角形斜面体，倾角为300，斜边长为x0，以斜面顶部o点为坐标轴原点，沿斜面向下建立一个一维坐标x轴。斜面顶部安装一个小的定滑轮，通过定滑轮连接两个物体a、b（均可视为质点），其质量分别为m1、m2，所有摩擦均不计 ，开始时a处于斜面顶部，并取斜面底面所处的水平面为零重力势能面，b物体距离零势能面的距离为x0/2；现加在a物体上施加一个平行斜面斜向下的恒力f，使a由静止向下运动。当a向下运动位移x0时，b物体的机械能随x轴坐标的变化规律如图乙，则结合图象可求：（1）b质点最初的机械能e1和上升x0时的机械能e2；（2）恒力f的大小。【知识点】机械能守