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1、大庆铁人中学 20132014 学年度上学期高三期中考试 物理试题 2013.10 考试时间：90 分钟 总分：110 分 一、选择题（本题分为部分单项选择题 和 部分多项选择题）部分 单项选择题（共 6 小题，每小题只有一个答案，每题 5 分，共 30 分）1.一条河宽 100 米，船在静水中的速度为 4m/s，水流速度是 5m/s，则（）A该船可能垂直河岸横渡到对岸 B当船头垂直河岸横渡时，过河所用的时间最短 C当船头垂直河岸横渡时，船的位移最小，是 100 米 D此船不可能渡过此河 2已知引力常量 G、月球中心到地球中心的距离 R 和月球绕地球运行的周期 T。仅利用这三个数据，可以估算出
2、的物理量有（）A月球的质量 B地球的密度 C地球的半径 D地球的质量 3.如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，木板对小球的推力 F1、半球面对小球的支持力 F2的变化情况正确的是()AF1增大，F2减小 BF1增大，F2增大 CF1减小，F2减小 DF1减小，F2增大 4光滑斜面的长度为 L，一物体自斜面顶端由静止开始匀加速滑至低端，经历的时间为 t，则以下结论错误的是（）A物体在运动全过程中的平均速度是 L/t；Ks5u B物体在 t/2 时的瞬时速度为 2L/t；C物体运动到斜面中点时的瞬
3、时速度是2Lt；D物体从顶端运动到斜面中点所需时间是2t2 5如图所示，质量分别为 m 和 M 的两物体 P 和 Q 叠放在倾角为 的斜面上，P、Q 之间的动摩擦因数为 1，Q 与斜面间的动摩擦因数为 2。当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体 P 受到的摩擦力大小为：A0；B.1mgcos;C.2mgcos;D.(1+2)mgcos;6 如图在北戴河旅游景点之一的滑沙场有两个坡度不同的滑道 AB 和 AB(都可看作斜面)。甲、乙两名旅游者分别乘两个滑沙橇从插有红旗的 A 点由静止出发同时沿 AB 和 AB 滑下，最后都停在水平沙面 BC 上设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处
4、处相同，滑沙者保持一定姿势坐在滑沙橇上不动。下列说法中正确的是 A甲的滑行总路程比乙短 B甲、乙停止滑行后回头看 A 处的红旗时视线的仰角一定相同 P 图 Q A B B C C甲在 B 点的速率等于乙在 B点的速率 D甲全部滑行过程的水平位移一定比乙全部滑行过程的水平位移大 部分 多项选择题（共 5 小题，每小题有两个或两个以上答案，全选对得 5 分，共 25 分。部分选对得 3 分，选错不得分。）7如右图所示 质量为 M 的小车放静止在光滑的水平面上，质量为 m 的物体放在小车的一端受到水平恒力 F 作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为 f，车长为L，车发生的位移为 S 时
5、，物体从小车一端运动到另一端，下列说法正确的是（）A物体具有的动能为（F-f）（S+L）B小车具有的动能为 fS C这一过程中物体与车之间产生的热量为 f(S+L)D物体克服摩擦力所做的功为 f(S+L)8如图，质量为 M、倾角为=37的斜面 B 上放置一质量为 m 的物块 A，在力 F 的作用下使 AB 两物块一起向左做匀加速直线运动，当作用在 B 上的外力 F 增大后，物块 A 仍保持与斜面相对静止，下列情况中可能正确的是（）A斜面对 A 的支持力大小不变、斜面对 A 的摩擦力增大 B斜面对 A 的支持力增大、斜面对 A 的摩擦力减小 C斜面对 A 的支持力减小、斜面对 A 的摩擦力大小不
6、变 D斜面对 A 的支持力增大、斜面对 A 的摩擦力大小不变 9“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空 P 点自由下落，图中 a 点是弹性绳的原长位置，c 是人所到达的最低点，b 是人静止地悬吊着时的平衡位置，人在从 P 点落下到最低点 c 的过程中()A人下落至 b 处获得最大速度 B在 ab 段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态 C人在 b 位置处具有的动能等于人由 P 下落到 b 处减少的重力势能 D由 a 至 c 过程中人克服绳的弹力做的功等于人由 P 下落至 c 处时重力势能减少量 10如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一起，大圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲无滑动地转动。
7、大、小圆盘的半径之比为 31，两圆盘和小物体 m1、m2间的动摩擦因数相同。m1距甲盘圆心 O 点 2r，m2距乙盘圆心 O 点 r，当甲缓慢转动且转速慢慢增加时 A.物块相对盘开始滑动前，m1与 m2的角速度之比为 31 B.物块相对盘开始滑动前，m1与 m2的向心加速度之比为 29 C.随转速慢慢增加，m1先开始滑动 D.随转速慢慢增加，m2先开始滑动 11如图所示，平直木板 AB 倾斜放置，板上的 P 点距 A 端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由 A 到 B 逐渐减小，先让物块从 A 由静止开始滑到 B。然后，将 A 着地，抬高 B，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从 B 由静止开
8、始滑到 A。上述两过程相比较，下列说法中一定正确的有 A物块从顶端滑到 P 点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少 B物块经过 P 点的动能，前一过程较小 C物块滑到底端的速度，两次大小相等 A P B P a b c m M B F A a r 2r m1 m2 O O 甲 乙 D物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长 二、实验题(本题共 16 分)12（1）某同学利用图甲的实验装置来进行“探究加速度与物体所受合力 F 的关系”的实验。实验时，为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，应满足的实验条件是：沙和沙桶的总质量 （填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）滑块的质量。该
9、同学保持滑块的质量不变，改变沙的质量，再根据实验数据作出了加速度 a 与合力 F 关系图线（如图乙所示），说明此图线不通过坐标原点的原因是：。（2）该同学又利用了这个实验装置进行“合外力做功与速度变化的关系”的实验。在满足上述条件的基础上，某同学用天平称量滑块的质量 M。往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量 m。让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，已知纸带上相邻两点间的时间间隔为 T，在打点计时器打出的纸带上取两点 p、q（如下图）。图 中 的 L 和 xp、xq的 长 度 已 经 测 出。则 本 实 验 最 终 要 验 证 的 数 学 表 达 式为：。（用题
10、中的字母表示实验中测量得到的物理量）。13“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如下图所示的（甲）或（乙）方案来进行。比 较 这 两 种 方 案，_（填“甲”或“乙”）方 案 好 些，理 由 是_。Ks5u 如图（丙）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=_m/s2(保留两位有效数字)；该纸带是采用_（填“甲”或“乙”）实验方案得到的。图（丁）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 p q xp xq L 水平实验台 滑轮 小沙桶 滑块 细线 打点计时器 纸带 长木板 图甲
11、 F a 0 图乙（甲）打点计时器 纸带 夹子 重锤（乙）小车 打点计时器 纸带 O A B C D E F 7.2 11.9 16.7 21.5 26.4 单位：cm(丙)用下列不同的方法进行，其中正确的是：（）A.gnTvN B.TxxvnnN21 C.TddvnnN211 D.TngvN)1(Ks5u 三、计算题(本题共 4 小题，共 39 分)14（7 分）通过“30m 折返跑”的测试成绩可以反应一个人的身体素质。在平直的跑道上，一学生站立在起点线处，当听到起跑口令后（测试员同时开始计时），跑向正前方 30m 处的折返线，到达折返线处时，用手触摸固定在折返线处的标杆，再转身跑回起点线，
12、返程无需减速，到达起点线处时，停止计时，全过程所用时间即为折返跑的成绩。学生可视为质点，加速或减速过程均视为匀变速，触摸杆的时间不计。该学生加速时的加速度大小为a1=2.5m/s2，减速时的加速度大小为 a2=5m/s2，到达折返线处时速度需减小到零，并且该生全过程中最大速度不超过 vm=12m/s。求该学生“30m 折返跑”的最好成绩（最短时间 tm）。Ks5u 15（8 分）土星上空有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动。其中有两个岩石颗粒 A 和 B 与土星中心距离分别为 rA8.0104 km 和 r B1.2105 km。忽略所有岩石颗粒间的相互作用。（结果可用根式表
13、示）求岩石颗粒 A 和 B 的线速度之比；求岩石颗粒 A 和 B 的周期之比；土星探测器上有一物体，在地球上重为 10 N，推算出他在距土星中心 3.2105 km 处受到土星的引力为 0.38 N。已知地球半径为 6.4103 km，请估算土星质量是地球质量的多少倍？Ks5u 13 题 O N dn-1 dn+1 xn xn+1(丁)(第 14 题图)A B A 37 o 143o B C D O 16（12 分）如图所示，在倾角为 37o的斜面上，一劲度系数为 k=100N/m 的轻弹簧一端固定在 A 点，自然状态时另一端位于 B 点。斜面上方有一半径 R=0.2m、圆心角等于 143的竖
14、直圆弧形光滑轨道与斜面相切于 C 处，圆弧轨道的最高点为 D。斜面 AB 段光滑，BC 段粗糙且长度为 0.4m。现将一质量为 1kg 的小物块从 C 点由静止释放，小物块将弹簧压缩了 0.2m后速度减为零（不计小物块到达 B 处与弹簧碰撞时的能量损失）。已知弹簧弹性势能表达式Ek=21kx2，其中 k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量，重力加速度取 g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8。（计算结果可保留根号）求：小物块与斜面 BC 段间的动摩擦因数 小物块第一次返回 BC 面上时，冲到最远点 E，求 BE 长 若用小物块将弹簧压缩，然后释放，要使小物块在 CD段圆
15、弧轨道上运动且不脱离圆弧轨道，则压缩时压缩量应满足的条件 Ks5u 17（2 分）一同学想设计一个轨道玩具，其设想是将一光滑的倾角为 斜面轨道和一半径为 r 的光滑半圆弧轨道两轨道平滑无缝连接，半圆弧轨道最高点和最低点在同一竖直线上，在轨道连接处无能量损失，让一小球从斜面上某一位置由静止释放，沿斜面轨道和半圆弧轨道运动，经过圆弧的顶点水平抛出并垂直落在斜面上，如图所示，如果他的想法可行，则斜面倾角 应满足什么条件？在满足条件的情况下，小球释放位置距斜面底端高 h 为？Ks5u 大庆铁人中学 20132014 学年度上学期高三期中考试 h 物理答案 2013.10 考试时间：90分钟 总分：11
16、0分 一、选择题(55 分)（1-6 为单选题共 30 分，每小题只有一个答案，每题 5 分；7-11 为多项选择题共 25 分，每小题有两个或两个以上答案，全选对得 5 分，部分选对得 3 分，选错不得分）二、实验题(16 分)12（6 分）（1）远小于；（2 分）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。（2 分）（2）mgL=28TM(2qx-x2p)或 mgL=28TmM(2qx-x2p)（2 分）13（10 分）(1)甲 甲方案中摩擦力较小(2)4.8 m/s2 乙 (3)BC 三、计算题(本题共 4 小题，共 39 分)14（7 分）学生测试过程如图所示。假如学生从 A 到 B 的过程中，先
17、做匀加速运动，紧接着做匀减速直线运动，并设此过程中达到的最大速度为 V，做匀加速运动的时间为 t1,，做匀减速运动的时间为 t2，则由运动学公式，有：11tav 22tav （1 分）)(221ttvL （1 分）联立，可解得：smv/10 st41，st22 （2 分）因为 vvm，所以从 A 到 B 的过程中，学生的确先做匀加速运动，然后做匀减速运动。从 B 到 A 的加速过程中，速度从零增大到 12m/s 需时：31124.82.5mvtssa（1 分）加速过程的位移mtvxm8.2823 （1 分）最后阶段的匀速运动用时：ssvxLtmAB1.0128.28304 （1 分）所以，该学
18、生“30m 折返跑”的成绩为sttttt9.104321 （1 分）15（8 分）解：设土星质量为 M0，颗粒质量为 m，颗粒距土星中心距离为 r，线速度为 v，根据牛顿1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 B D B B C B ABD BD ABD BD BCD(第 23 题图)A B 第二定律和万有引力定律：rmvrmGM220（1 分）解得：rGMv0 （1 分）对于 A、B 两颗粒分别有：AArGMv0和BBrGMv0 得：26BAvv 或 23BAvv（1 分）设颗粒绕土星作圆周运动的周期为 T，则：2rTv （1 分）对于 A、B 两颗粒分别有：2AAArTv和2BBB
19、rTv 得：962BATT 或 3232BATT（1 分）设地球质量为 M，地球半径为 r0，地球上物体的重力可视为万有引力，探测器上物体质量为 m0，在地球表面重力为 G0，距土星中心 r0/3.2105 km 处的引力为 G0/，根据万有引力定律：2000rGMmG （1 分）/000/20GM mGr （1 分）解得：950MM（1 分）16（12 分）解：由动能定理得：02137cos37sin)(200kxBCmgxBCmg 2 分 解得：=0.5 1 分 设小物块最远将冲到 E 点，则由动能定理得：037cos37sin)(21002BEmgBExmgkx 2 分 解得：BE=00
20、8m，即最远冲到距 B 点为 008m 的 E 位置。1 分 要使小物块不脱离圆弧轨道，则小物块应到达图中 F 点时速度减为零则有：BCmgBCxmgkx00237cos37sin)(210 1 分 000237cos37cos37sin)(21mgRBCmgBCxmgkx0 1 分 解得：1008366x10011566 即：0349mx04m 1 分 若恰过最高点 D，则有：)37cos(37cos37sin)(210002RRmgBCmgBCxmgkx12mv2 1 分 mg=mv2R 1 分 解得：x10017566 即：x0479m 1 分 17（12 分）解析：设小球从圆弧顶点以速
21、度0v抛出，经过时间t秒垂直落在斜面上，斜面的倾角为 如图所示 则：grv 0 （分）0cotvgt （分）gvtcot0 （分）gvgty2cot212202 （1 分）gvgvvtvx20000cottantan （分）ryx2 （分）rgvgv22c o t22020 Ks5u grgrv220cot24 或 grgrv1tan2tan42220 （分）2cot24 即：2cot 或 2/2tan （1 分）所以，当斜面角满足2cot或 2/2tan时，其设计是可行的 当小球在斜面上运动到与圆弧顶端等高位置 A 点时，小球的速度为0v 设此时小球下落高度为h，根据动能定理，2021mvmgh （1 分）220cot222rgvh 1tan2tan222r （1 分）所以，小球下滑的高度距斜面底端 222cot2cot26cot2222rrrrrhH 或 1tan22tan61tan2tan2222222rrrrrhH （2 分）