安徽省马鞍山二中高三物理上学期期中试题（含解析）新人教版.doc

安徽省马鞍山二中2015届高三上学期期中考试物理试卷一、单项选择题（每小题4分，共40分，每小题给出的四个选项只有一个选项符合题意，请把符合题意的选项填到答题卷规定的答题处）1（4分）在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）（1）伽利略发现了行星运动的规律（2）卡文迪许通过实验测出了引力常量（3）牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因（4）笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献a（1）（2）b（3）（4）c（1）（3）d（2）（4）考点：物理学史.分析：本题抓住开普勒发现了行星运动的规律、卡文迪许通过实验测出了引力常量、伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献，即可进行解答解答：解：（1）行星运动的规律是开普勒发现的，而不是伽利略发现的，故（1）错误（2）牛顿发现万有引力之后，首先是卡文迪许通过实验测出了引力常量g故（2）正确（3）伽利略通过理想斜面实验，最早指出力不是维持物体运动的原因故（3）错误（4）笛卡尔研究了力与运动的关系，为牛顿第一定律的建立做出了贡献故（4）正确故选d点评：解答本题的关键是掌握力学常见的物理学史，了解牛顿、伽利略等等著名科学家的成就2（4分）（2014海南）如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于o点，右端跨过位于o点的固定光滑轴悬挂一质量为m的物体；oo段水平，长度为l；绳子上套一可沿绳滑动的轻环现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升l则钩码的质量为（）ambmcmdm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：由几何关系求出环两边绳子的夹角，然后根据平行四边形定则求钩码的质量解答：解：重新平衡后，绳子形状如下图：由几何关系知：绳子与竖直方向夹角为30，则环两边绳子的夹角为60，则根据平行四边形定则，环两边绳子拉力的合力为mg，根据平衡条件，则钩码的质量为m故选：d点评：该题的关键在于能够对线圈进行受力分析，利用平衡状态条件解决问题力的计算离不开几何关系和三角函数3（4分）如图所示，一位高为h的中学生绕着o点把倒在地上的旗杆扶起来，当学生以速度v向左运动时，旗杆与地面的夹角恰为，则旗杆转动的角速度为（）a=b=c=d=考点：向心力；线速度、角速度和周期、转速.专题：匀速圆周运动专题分析：要计算角速度，先计算线速度，将速度进行分解求出旗杆的速度v1，由v=r求解解答：解：把人的速度分解为垂直于旗杆的速度v1和沿杆的速度v2，如图v1=vsin，此时手握旗杆的位置到o点距离为，则有：，所以c正确，abd错误故选：c点评：解决此题关键是将运动进行分解求出旗杆的线速度，注意合速度为水平的速度4（4分）如图所示，一名跳台滑雪运动员经过一段时间的加速滑行后从o点水平飞出，初速度为20m/s，已知o点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角=37，不计空气阻力（sin 37=0.6，cos 37=0.8；g取10m/s2）下列说法正确的是（）a运动员离斜坡的最大距离为9mb运动员离斜坡的最大距离为12mc运动员空中飞行了1.5sda点与o点的距离l=70m考点：平抛运动.专题：平抛运动专题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据水平位移与竖直位移之间的关系求的时间和距离解答：解：a、当运动员速度方向沿斜面时，离斜面最远；此时速度方向与水平方向成37；vy=v0tan37=20=15m/s；则平抛运动的时间t=1.5s；将运动员的平抛运动分解为平行于斜面方向与垂直于斜面方向，运动员在垂直于斜面方向做初速度大小为v0sin，加速度大小为gcos的匀减速运动，则得到 运动员离斜坡的最大距离s=v0sintgcost2200.61.5（1.5）2=9m故a正确，b错误；c、水平位移为x=v0t竖直位移为y=联立解得t=3sx=m=100m；故cd错误；故选：a点评：本题第cd规题，抓住斜面的倾角反映位移的方向而ab项要灵活应用运动的合成与分解求解；难度较大5（4分）（2014海南）设地球自转周期为t，质量为m，引力常量为g，假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为r同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为（）abcd考点：万有引力定律及其应用.分析：在赤道上物体所受的万有引力与支持力提供向心力可求得支持力，在南极支持力等于万有引力解答：解：在赤道上：g，可得 在南极： 由式可得：=故选：a点评：考查物体受力分析及圆周运动向心力的表达式，明确在两极物体没有向心力6（4分）某大型游乐场内的新型滑梯可以等效为如图所示的物理模型一个小朋友在ab段的动摩擦因数1tan，bc段的动摩擦因数为2tan，他从a点开始下滑，滑到c点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态则该小朋友从斜面顶端a点滑到底端c点的过程中（）a地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左，后水平向右b地面对滑梯始终无摩擦力作用c地面对滑梯的支持力的大小始终等于小朋友和滑梯的总重力的大小d地面对滑梯的支持力的大小先大于、后小于小朋友和滑梯的总重力的大小考点：摩擦力的判断与计算；物体的弹性和弹力.专题：摩擦力专题分析：小朋友在ab段做匀加速直线运动，加速度沿斜面向下；在bc段做匀减速直线运动，加速度沿斜面向上以小朋友和滑梯整体为研究对象，将小朋友的加速度分解为水平和竖直两个方向，由牛顿第二定律分析地面对滑梯的摩擦力方向和支持力的大小解答：解：ab、小朋友在ab段做匀加速直线运动，将小朋友的加速度a1分解为水平和竖直两个方向，如图1以小朋友和滑梯整体为研究对象，由于小朋友有水平向左的分加速度，根据牛顿第二定律得知，地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左同理可知，小朋友在bc段做匀减速直线运动时，地面对滑梯的摩擦力方向水平向右故a正确，b错误cd、以小朋友和滑梯整体为研究对象，小朋友在ab段做匀加速直线运动时，有竖直向下的分加速度，则由牛顿第二定律分析得知地面对滑梯的支持力fn小于小朋友和滑梯的总重力同理，小朋友在bc段做匀减速直线运动时，地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力故cd错误故选：a点评：本题对加速度不同的两个运用整体法处理，在中学阶段应用得不多，也可以采用隔离法研究7（4分）如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内），与稳定在竖直位置相比，小球的高度（）a一定升高b一定降低c保持不变d升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定考点：牛顿第二定律；胡克定律.专题：牛顿运动定律综合专题分析：以小球为研究对象，由牛顿第二定律可得出小球的加速度与受到的拉力之间的关系即可判断解答：解：设l0为橡皮筋的原长，k为橡皮筋的劲度系数，小车静止时，对小球受力分析得：t1=mg，弹簧的伸长即小球与悬挂点的距离为l1=l0+，当小车的加速度稳定在一定值时，对小球进行受力分析如图，得：t2cos=mg，t2sin=ma，所以：t2=，弹簧的伸长：则小球与悬挂点的竖直方向的距离为：l2=（l0+）cos=l0cos+=l1，所以l1l2，即小球在竖直方向上到悬挂点的距离减小，所以小球一定升高，故a正确，bcd错误故选：a点评：本题中考查牛顿第二定律的应用，注意整体法与隔离法的使用，同时要注意审题8（4分）如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端下列说法正确的是（）a第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功b第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加c第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加d物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热考点：动能定理的应用；功能关系.专题：传送带专题分析：物体轻轻放在传送带上，匀加速过程：受到沿传送带向上的滑动摩擦力，物体将沿向上运动；物体相对于传送带静止后，受到沿传送带向上的静摩擦力，即可判断摩擦力做功的正负；根据功能关系：除重力之外的力所做的功等于物体机械能的增加；摩擦生热与物体与传送带间的相对位移成正比，根据运动学公式分析物体的位移与物体和传送带相对位移的关系，由功能关系分析摩擦生热和物体机械能变化的关系解答：解：a、第一阶段物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力，第二阶段物体受到沿斜面向上的静摩擦力做功，两个阶段摩擦力方向都跟物体运动方向相同，所以摩擦力都做正功，故a错误；b、根据动能定理得知，外力做的总功等于物体动能的增加，第一个阶段，摩擦力和重力都做功，则第一阶段摩擦力对物体做的功不等于第一阶段物体动能的增加；故b错误；c、由功能关系可知，第一阶段摩擦力对物体做的功（除重力之外的力所做的功）等于物体机械能的增加，即e=w阻=f阻s物，摩擦生热为q=f阻s相对，又由于s传送带=vt，s物=t，所以s物=s相对=s传送带，即q=e，故c正确d、第二阶段没有摩擦生热，但物体的机械能继续增加，故d错误故选c点评：本题运用功能关系分析传送带问题，分析物体的运动情况和摩擦力的方向是解题的基础，根据动能定理和功能原理分析功能关系9（4分）如图所示为牵引力f和车速倒数的关系图象若一汽车质量为2103kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，设其中最大车速为30m/s，则（）a汽车所受阻力为4103nb汽车在车速为15m/s时，功率为6104wc汽车匀加速运动的加速度为3m/s2d汽车匀加速所需时间为10s考点：功率、平均功率和瞬时功率.专题：功率的计算专题分析：从图线看出，开始图线与x轴平行，表示牵引力不变，牵引车先做匀加速直线运动，倾斜图线的斜率表示额定功率，即牵引车达到额定功率后，做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动解答：解：a、当速度为30m/s时，牵引车的速度达到最大，做匀速直线运动，此时f=f，所以f=2103n故a错误；b、牵引车的额定功率p=fv=210330w=6104w匀加速直线运动的加速度a=，匀加速直线运动的末速度v=，匀加速直线运动的时间t=因为15m/s10m/s，所以汽车速度为15m/s时，功率已达到额定功率，故b正确；c、由b分析各匀加速运动加速度大小为2m/s2，故c错误；d、由b分析知，d错误故选：b点评：解决本题的关键能够从图线中分析出牵引车的运动情况，知道倾斜图线的斜率表示牵引车的额定功率10（4分）（2010海淀区一模）如上右图所示，在光滑的水平面上有一质量为m、倾角为的光滑斜面体，斜面上有一质量为m的物块沿斜面下滑关于物块下滑过程中对斜面压力大小的解答，有如下四个表达式要判断这四个表达式是否合理，你可以不必进行复杂的计算，而是根据所学的物理知识和物理方法进行分析，从而判断解的合理性根据你的判断，下述表达式中可能正确的是（）abcd考点：牛顿第二定律.分析：本题要求定性的分析即可，所以可以采用特殊值的方法来快速的得到答案解答：解：如果物体不是放在斜面上，而是在水平面上，即=0的时候，此时mm之间的作用力应该是mg，此时的sin=0，ab选项的结果为0，所以ab错误；对于c选项，m=msin2是可能的，而在c选项中，此时的结果为无穷大，所以c错误；所以正确的为d选项故选：d点评：由于斜面是在光滑的水平面上，并没有固定，物体与斜面相互作用会使斜面后退，由于斜面后退，物体沿着斜面下滑路线与地面夹角，与物体沿着固定斜面下滑截然不同二、填空题（每空2分，共12分.请把答案填到答题卷规定的答题处）11（8分）在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示o为第一个点，a、b、c为从合适位置开始选取连续点中的三个点已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么：（1）根据图上所得的数据，应取图中o点到b点来验证机械能守恒定律；（2）从o点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量ep=1.88 j，动能增加量ek=1.84 j （结果取三位有效数字）；（3）若测出纸带上所有各点到o点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是图2中的a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：该实验的原理是验证物体下降的距离从o点到b点，动能的增加量和重力势能的减小量是否相等根据ep=mgh求重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出b点的速度，从而求出动能的增加量解答：解：（1）因为通过某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可以求出b点的速度，所以取图中o点到b点来验证机械能守恒定律（2）重物重力势能的减少量ep=mgh=9.800.192=1.88jb点的速度=1.92m/s，则b点的动能=1.84j所以动能的增加量ek=1.84j（3）根据mgh=得，即与h成正比故a正确故答案为：（1）b（2）1.881.84（3）a点评：解决本题的关键知道验证机械能守恒定律的实验原理，掌握重力势能减小量和动能增加量的求法12（4分）如图所示的实验装置可以验证牛顿第二定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有砂子砂桶的总质量（包括桶以及桶内砂子质量）记为m，小车的总质量（包括车、盒子及盒内砂子质量）记为m验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比从盒子中取出一些砂子，装入砂桶中，称量并记录砂桶的总重力mg，将该力视为合外力f，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出多次改变合外力f的大小，每次都会得到一个相应的加速度本次实验中，桶内的砂子取自小车中，故系统的总质量不变以合外力f为横轴，以加速度a为纵轴，画出af图象，图象是一条过原点的直线（1）af图象斜率的物理意义是（2）你认为把砂桶的总重力mg当作合外力f是否合理？答：合理（填“合理”或“不合理”）考点：验证牛顿第二运动定律.专题：实验题分析：该实验研究的对象为系统，保持系统质量不变，沙桶的重力等于系统所受的合力，改变重力即可改变系统所受的合力，从而可探究加速度与合力的关系解答：解：（1）将车内的沙子转移到桶中，就保证了m+m不变，即系统的总质量不变，研究对象是整个系统，a=，可见af图象斜率的物理意义是，即系统的总质量倒数（小车、盒子及盒内沙子、悬挂的桶以及桶内沙子质量之和倒数）（2）因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg，当作合外力f是合理的故答案为：（1）（2）合理点评：解决本题的关键知道该实验研究的对象是系统，保证系统质量不变，改变合力，可探究加速度和合力的关系保持合力不变，改变系统质量，可探究加速度与质量的关系三、计算题（共48分）13（12分）如图，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为的固定斜面，斜面上放一质量为m的光滑球静止时，箱子顶部与球接触但无压力箱子由v开始向右做匀加速运动，当速度达到2v时，立即改做加速度大小为a的匀减速运动直至静止，从加速开始经过的总路程为s（1）求箱子加速阶段的加速度大小a（2）若agtan，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力考点：牛顿第二定律；物体的弹性和弹力.专题：牛顿运动定律综合专题分析：（1）由运动学的公式即可求得物体的加速度；（2）可以先设小球不受车厢的作用力，求得临界速度，然后使用整体法，结合牛顿第二定律即可求解解答：解：（1）设加速度为a，由匀变速直线运动的公式：得：s=s1+s2解得：（2）设小球不受车厢的作用力，应满足：nsin=mancos=mg解得：a=gtan减速时加速度的方向向左，此加速度有斜面的支持力n与左壁支持力共同提供，当agtan 时，左壁的支持力等于0，此时小球的受力如图，则：nsin=mancosf=mg解得：f=macotmg答：（1）箱子加速阶段的加速度为；（2）若agtan，减速阶段球受到箱子左壁的作用力是0，顶部的作用力是macotmg点评：该题中的第二问中，要注意选取受到的左壁的作用力等于0的临界条件，以及临界速度中档题目14（8分）宇航员在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为2l若抛出时初速度增大到原来的2倍，则抛出点与落地点之间的距离为l已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为r，万有引力常数为g求该星球的质量m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：根据平抛知识求得星球表面的重力加速度，再根据重力与万有引力相等由重力加速度和星球半径求得星球质量m解答：解：设第一次抛出速度为v、高度为h，根据题意可得右图：（ 2l）2=h2+（vt）2 （l）2=h2+（2vt）2 又 h= 由式解得g=又在星球表面重力与万有引力相等有：mg=所以可得星球质量m=答：该星球的质量m为点评：解决本题的关键掌握平抛运动的规律，并能灵活运用对于多种情形，要抓住相等量或不变量15（12分）（2013山东）如图所示，一质量m=0.4kg的小物块，以v0=2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力f作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由a点运动到b点，a、b之间的距离l=10m已知斜面倾角=30，物块与斜面之间的动摩擦因数=重力加速度g取10m/s2（1）求物块加速度的大小及到达b点时速度的大小（2）拉力f与斜面的夹角多大时，拉力f最小？拉力f的最小值是多少？考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；力的合成与分解的运用.专题：压轴题；牛顿运动定律综合专题分析：（1）物体做匀加速直线运动，根据运动学公式求解加速度和末速度；（2）对物体受力分析，受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律列式求解出拉力f的表达式，分析出最小值解答：解：（1）物体做匀加速直线运动，根据运动学公式，有： v=v0+at 联立解得；a=3m/s2v=8m/s（2）对物体受力分析，受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，如图根据牛顿第二定律，有：平行斜面方向：fcosmgsin30ff=ma垂直斜面方向：fsin+fnmgcos30=0其中：ff=fn联立解得：f=故当=30时，拉力f有最小值，为n；答：（1）物块加速度的大小为3m/s2，到达b点的速度为8m/s；（2）拉力f与斜面的夹角30时，拉力f最小，最小值是n点评：本题是2013年山东卷高考理综试题第22题，是已知运动情况确定受力情况，关键先根据运动学公式求解加速度，然后根据牛顿第二定律列式讨论16（16分）如图所示，abc是半径r=m的光滑圆弧轨道，a点和圆弧圆心o的连线与竖直方向的夹角=37，c端在圆弧轨道圆心o的正下方，现在某一位置水平抛出一个质量m=2kg的小滑块（可视为质点），并恰好从轨道的上端a点以速度va=4m/s沿圆弧切线进入轨道，从轨道末端c点滑上了与它等高的足够长的木板，小物块与木板间的动摩擦因数=0.5，水平面光滑且右边有竖直的挡板p，挡板p与c间的距离足够远，设长木板与挡板p碰撞无机械能损失，长木板的质量m=1kg（g取10m/s2），试求：（1）小物块的抛出点到o的竖直距离（2）小物块经过圆弧轨道上a点的正下方b点时对轨道的压力的大小（3）从小物块滑上长木板到长木板第三次与挡板p碰撞前小物块变速运动的时间和小物块距长木板左端的距离考点：动能定理的应用；向心力.专题