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2014-2015学年广东省东莞市南开实验学校高三(上)期中物理试卷


2014-2015 学年广东省东莞市南开实验学校高三(上)期中物理 试卷
一、单选题(每题 4 分共 16 分) 1. (4 分) (2015?上海)降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则 降落伞( ) A. 下落的时间越短 B. 下落的时间越长 C. 落地时速度越小 D. 落地时速度越大 考点: 运动的合成和分解. 分析: 降落伞参加了竖直方向的分

运动和水平方向分运动, 水平方向的分运动对竖直分运 动无影响. 解答: 解:A、B、降落伞参加了竖直方向的分运动和水平方向分运动,水平方向的分运 动对竖直分运动无影响,故风速变大时,下落的时间不变,故 AB 均错误; C、D、根据 v= ,若风速越大,水平风速 vx 越大,则降落伞落地时速度越大,故 C

错误,D 正确; 故选:D. 点评: 本题关键在于水平分运动与竖直分运动互不影响,落地时间由竖直分运动决定. 2. (4 分) (2015?郑州一模)一个质量为 2kg 的物体,在六个恒定的共点力作用下处于平衡 状态、现同时撤去大小分别为 15N 和 20N 的两个力,关于此后该物体运动的说法中正确的 是( ) A. B. C. D. 一定做匀变速直线运动,加速度大小可能是 5m/s 2 可能做匀减速直线运动,加速度大小是 2m/s 2 一定做匀变速运动,加速度大小可能是 15m/s 2 可能做匀速圆周运动,向心加速度大小可能是 5m/s
2

考点: 牛顿第二定律;力的合成. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 物体在六个恒定的共点力作用下处于平衡状态, 故六个力的合力为零, 撤去大小分 别为 15N 和 20N 的两个力,剩下的四个力没有改变,故这四个力的合力也不变,其合力与 撤去的两个力的合力等值、反向、共线,根据牛顿第二定律计算加速度的可能大小,根据合 力与速度方向间的关系判断物体的运动情况. 解答: 解:A、物体在六个恒定的共点力作用下处于平衡状态,故六个力的合力为零,时 撤去大小分别为 15N 和 20N 的两个力,剩下的四个力没有改变, 故这四个力的合力也不变, 其合力与撤去的两个力的合力等值、反向、共线,故这四个力的合力范围为:5N≤F≤35N, 如果速度与合力不共线,物体就做曲线运动,故 A 错误; B、四个力的合力范围为:5N≤F≤35N,根据牛顿第二定律,加速度的范围为: 2 2 2 2.5m/s ≤a≤17.5m/s ,加速度不可能为 2m/s ,故 B 错误; 2 2 C、四个力的合力恒定,范围为:5N≤F≤35N,故加速度恒定,范围为:2.5m/s ≤a≤17.5m/s , 故 C 正确;

D、由于加速度的大小和方向都恒定,故不可能做匀速圆周运动,故 D 错误; 故选 C. 点评: 本题根据根据共点力平衡条件得到四个力的合力范围, 然后根据牛顿第二定律得出 加速度的范围,最后根据曲线运动的条件判断物体可能的运动. 3. (4 分) (2015?浙江)如图所示,A、B 两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计 空气阻力) .下列说法正确的是 ( )

A. B. C. D.

在上升和下降过程中 A 对 B 的压力一定为零 上升过程中 A 对 B 的压力大于 A 对物体受到的重力 下降过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力 在上升和下降过程中 A 对 B 的压力等于 A 物体受到的重力

考点: 牛顿第二定律. 分析: 把 AB 看成一个整体,不计空气阻力,整体做竖直上抛运动,加速度为 g,方向向 下.然后把 A 作为研究对象,对其受力分析,就可以得出结论. 解答: 解:以 A、B 整体为研究对象:在上升和下降过程中仅受重力,由牛顿第二定律知 加速度为 g,方向竖直向下. 再以 A 为研究对象: 因加速度为 g, 方向竖直向下, 由牛顿第二定律知 A 所受合力为 A 的重力,所以 A 仅受重力作用,即 A 和 B 之间没有作用力. 故选 A. 点评: 本题是整体法和隔离法的应用, 整体跟部分的运动情况相同, 可以通过计算整体的 加速度来确定部分的加速度,再对部分进行受力分析,得出最终结论. 4. (4 分) (2007?连云港校级模拟)若不计空气阻力,下面列举的各个实例中,机械能不守 恒的是( ) A. 做平抛运动的物体 B. 物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端 C. 一小球在粘滞性较大的液体中匀速下落 D. 用细线拴着一个小球在竖直平面内做圆周运动 考点: 机械能守恒定律. 专题: 机械能守恒定律应用专题. 分析: 物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功, 根据机械能守恒的条件逐个分 析物体的受力的情况,即可判断物体是否是机械能守恒. 解答: 解:A、做平抛运动的物体,在空中只受到重力的作用,所以机械能守恒,故 A 错 误. B、物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端,斜面的支持力不做功,只有重力做功,满足机械能 守恒条件.故 B 错误. C、一小球在粘滞性较大的液体中匀速下落,对其受力分析可知,小球一定要受到阻力的作 用,并且阻力对小球做了负功,物体的机械能要减小,故 C 正确.

D、用细线拴着一个小球在竖直平面内做圆周运动,细线的拉力不做功,只有重力对小球做 功,故小球的机械能守恒.故 D 错误. 故选 C 点评: 本题是对机械能守恒条件的直接考查, 掌握住机械能守恒的条件是关键, 题目比较 简单. 二、双选题(每题 6 分共 30 分) 5. (6 分) (2015 春?榆树市校级期中)2008 年 9 月 27 日“神舟”七号宇航员翟志刚顺利完成 出舱活动任务,他的第一次太空行走标志着中国航天事业全新时代的到来.“神舟”七号绕地 球做近似匀速圆周运动,其轨道半径为 r,若另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的半径为 2r,则可以确定( )

A. 卫星与“神舟”七号的向心加速度大小之比为 1:2 B. 卫星与“神舟”七号的线速度大小之比为 1: C. 翟志刚出舱后不再受地球引力 D. 翟志刚出舱任务之一是取回外挂的实验样品, 假如不小心实验样品脱手, 则实验样 品做自由落体运动 考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用. 专题: 人造卫星问题. 分析: “神舟七号”飞船绕地球做匀速圆周运动,飞船上的任何物体都处于完全失重状态; 再根据人造卫星的万有引力等于向心力,列式求解出周期、线速度、加速度的表达式进行讨 论. 解答: 解:A、人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质 量为 m、轨道半径为 r、地球质量为 M,有 =ma 解得:a= ,所以卫星与“神舟七号”

的加速度大小之比为

,故 A 错误;

B、根据

解得:v=

,卫星与“神舟七号”的线速度大小与轨道的平方根成反比,

故 B 正确; C、“神舟七号”飞船绕地球做匀速圆周运动,翟志刚出舱后处于完全失重状态,但是受到重 力作用,重力提供向心力,故 C 错误; D、翟志刚出舱取回外挂实验样品,若样品脱手,则样品由于惯性继续绕地球做匀速圆周运 动,故 D 错误; 故选:B. 点评: 本题关键要掌握航天器中的失重现象, 同时要能根据万有引力等于向心力列式求解 出卫星的加速度和线速度.

6. (6 分) (2015?广东)下列关于力的说法正确的是( ) A. 作用力和反作用力作用在同一物体上 B. 太阳系中的行星均受到太阳的引力作用 C. 运行的人造地球卫星所受引力的方向不变 D. 伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因 考点: 万有引力定律及其应用;牛顿第三定律. 专题: 压轴题;万有引力定律的应用专题. 分析: 掌握牛顿第三定律的内容,清楚作用力和反作用力的含义. 知道万有引力定律的内容. 了解牛顿第一定律的内容. 解答: 解:A、作用力和反作用力作用在两个不同的物体上,故 A 错误. B、太阳系中的行星均受到太阳的引力作用,自然界中任何两个物体都有引力作用.故 B 正 确. C、运行的人造地球卫星所受引力提供向心力,方向指向圆心不断改变,故 C 错误. D、伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因,故 D 正确. 故选 BD. 点评: 掌握一些基本的定律内容,并能在具体问题中进行应用. 7. (6 分) (2015 秋?泰兴市期中)如图所示是电场中某一条电场线,某一电子先后放在 A、 B 点时,受到的电场力分别为 F1、F2,具有的电势能分别为 EP1、EP2,下列说法正确的是 ( )

A. B. C. D.

A、B 两点电场方向相同 F1 一定大于 F2 EP1 一定小于 EP2 电子从 A 点运动到 B 点的过程中,电场力做负功

考点: 电势能;电场强度. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 该电场线为一点电荷形成的一条电场线, 因不知是正点电荷还是负点电荷, 所以无 法判断 a、 b 两点的场强大小以及电场力大小. 电场线上某一点的切线表示电场强度方向. 沿 着电场线的方向电势降落,负电荷的电势能增加. 解答: 解:A:A、B 两点在同一条电场线上,并且是一条直线,所以 A、B 两点场强方 向相同,故 A 正确. B:因不知是正点电荷还是负点电荷产生的电场线,所以无法判断 A、B 两点的场强大小以 及电场力大小.故 B 错误; C:电子带负电荷,受力的方向与电场线的方向相反,即从 A 指向 B,电子从 A 点运动到 B 点的过程中,电场力做正功,负电荷的电势能减小,因此电子在 A 点电势能大,B 点的电 势能小,故 C 错误, D:电子带负电荷,受力的方向与电场线的方向相反,即从 A 指向 B,电子从 A 点运动到 B 点的过程中,电场力做正功,故 D 错误.

故选:A. 点评: 解决本题的关键掌握电场线的特点, 电场线的疏密可表示电场强度的强弱, 电场线 某点的切线方向表示场强的方向,沿着电场线的方向电势降落,电场力对负电荷做负功,负 电荷的电势能增加. 8. (6 分) (2013 秋?瑞安市期中)在以某场源电荷为球心的球面上,各点相同的物理量为 ( ) A. 电场强度 B. 同一试探电荷受到的电场力 C. 电势 D. 同一试探电荷具有的电势能 考点: 电场线;电势能. 分析: 只有大小和方向都相同时, 矢量才相同; 标量只有大小, 没有方向, 只要大小相等, 标量就相同.以点电荷为球心的球面是一个等势面,其上各点的电势相等,电场强度大小相 等,方向不同. 解答: 解:A、以点电荷为球心的球面各点的电场强度大小相等,方向不同,故电场强度 不同.故 A 错误. B、由 F=qE 可知,同一电荷受到的电场力大小相等,方向不同,故电场力不同,故 B 错误. C、以点电荷为球心的球面是一个等势面,即各点的电势相等.故 C 正确. D、由电势能与电势的关系可知,电势相同,同一电荷具有相同的电势能.故 D 正确. 故选:CD. 点评: 本题关键要抓住以点电荷为球心的球面是一个等势面、 各点的场强大小相等、 方向 不同,即可正确求解. 9. (6 分) (2015?泰兴市校级模拟)如图所示,已知小车 A 和物体 B 的质量分别为 M 和 m, 小车 A 在物体 B 的牵引下以速度 v 水平向左匀速运动(不计滑轮和绳子质量以及滑轮和轴 之间的摩擦) ,在此过程中( )

A. B. C. D.

B 匀速下降 绳子拉力大于 B 的重力 B 重力做的功与 A 克服摩擦力做的功相等 B 机械能的减少与 A 克服摩擦力做的功相等

考点: 功能关系;运动的合成和分解;功的计算. 专题: 压轴题. 分析: 由于小车是匀速运动,根据平行四边形定则分解小车速度,得沿绳方向减速运动, 即 B 物体减速下降,超重,再根据功能关系.得出机械能变化与做功关系.

解答: 解:A、将连接小车的绳子端点的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳 子方向的速度等于物体 B 的速度,设绳子与水平方向的夹角为 θ,有 vcosθ=vB,θ 增大,v 不变,所以 B 的速度 VB 减小.即 B 物体减速下降,故 A 错误; B、B 物体减速下降,处于超重状态.绳子的拉力大于 B 的重力.故 B 正确. C、B 的机械能减少了,A 的机械能没有变化,根据能的转化与守恒,一定是 A 克服摩擦力 做功,故 C 错误,D 正确. 故选:BD 点评: 本题综合性较强,包括了运动的分解,超重失重,功能关系等,需要综合考虑. 三、实验题(10 题每空 2 分 11 题每小题 6 分两题共 18 分) 10. (6 分) (2015 秋?东莞校级期中)一打点计时器固定在斜面上,一小车拖着穿过打点计 时器的纸带从斜面上滑下,如图 1 所示.图 2 是打出的纸带的一段.

(1)打点计时器使用的交流电频率为 50Hz,利用图 2 给出的数据可求出小车下滑的加速度 2 a= 4.0m/s . (保留两位有效数字) (2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需测量的物理量有 (利用直尺和天平量, 写出相应物理) 小车质量,斜面上任意两点间距离及这两点的高度差 . 用测得的物理量及加速度 a 表示小车在下滑过程中所受的阻力计算式为 f= mg ﹣ma .

考点: 测定匀变速直线运动的加速度. 专题: 实验题. 分析: 纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运 动的推论, 可计算出打出某点时纸带运动的加速度, 为了求出小车在下滑过程中所受的阻力, 我们应该想到运用牛顿第二定律去求解. 解答: 解: (1)由图 2 中的纸带可知相邻的 2 个计数点间的时间间隔 t=2×0.02s=0.04s, 相邻两个计数点的距离分别为 x1=8.33cm,x2=8.95cm…, 为了减小误差可用逐差法求加速度: a= =4.0m/s ,
2

(2)对小车进行受力分析,小车受重力、支持力、阻力. 将重力沿斜面和垂直斜面分解,设斜面倾角为 θ,根据牛顿第二定律得: F 合=mgsinθ﹣f=ma f=mgsinθ﹣ma, 所以我们要求出小车质量 m 和 sinθ, 那么实际测量时,我们应该测出斜面上任意两点间距离 L 及这两点的高度差 h 来求 sinθ, 即 sinθ=

所以 f=mg ﹣ma. 故答案为: (1)4.05m/s
2

(2)小车质量,斜面上任意两点间距离及这两点的高度差,mg ﹣ma 点评: 加强匀变速直线运动规律和推论的应用,要注意单位的换算和有效数字的保留. 11. (12 分) (2015?上海)如图为“用 DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度 和力的关系”的实验装置.

(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持 小车的总质量 不变,用钩码所受的重力 作为 小车所受外力 ,用 DIS 测小车的加速度. (2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出 a﹣F 关系图线(如图所示) . ①分析此图线的 OA 段可得出的实验结论是 在质量不变的条件下,加速度与外力成正 比, . ②(单选题)此图线的 AB 段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是 C (A)小车与轨道之间存在摩擦 (B)导轨保持了水平状态 (C)所挂钩码的总质量太大 (D)所用小车的质量太大. 考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系. 专题: 实验题. 分析: 解决实验问题首先要掌握该实验原理, 了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事 项. 该实验是探究加速度与力的关系,我们采用控制变量法 进行研究. 根据图象得出变量之间的关系,知道钩码所受的重力作为小车所受外力的条件. 解答: 解: (1)因为要探索“加速度和力的关系”所以应保持小车的总质量不变,钩码所受 的重力作为小车所受外力; (2)由于 OA 段 a﹣F 关系为一倾斜的直线,所以在质量不变的 条件下,加速度与外力成正比;由实验原理:mg=Ma 得 a= = ,而实际上 a′= ,可见 AB 段明显偏离直线是由于没有满足 M>>m 造

成的. 故答案为: (1)小车的总质量,小车所受外力, (2)①在质量不变的条件下,加速度与外力成正比, ②C, 点评: 要清楚实验的研究方法和实验中物理量的测量.

当钩码的质量远小于小车的总质量时,钩码所受的重力才能作为小车所受外力. 四、计算题(每题 18 分共 36 分) 12. (18 分) (2015 秋?东莞校级期中)如图,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从 O 点 水平飞出, 经过 3.0s 落到斜坡上的 A 点. 已知 O 点是斜坡的起点, 斜坡与水平面的夹角 θ=37°, 2 运动员的质量 m=50kg.不计空气阻力. (取 sin37°=0.60,cos37°=0.80;g 取 10m/s )求: (1)A 点与 O 点的距离 L; (2)运动员离开 O 点时的速度大小; (3)运动员落到 A 点时的动能.

考点: 平抛运动;动能. 专题: 平抛运动专题. 分析: 根据运动的时间求出平抛运动的高度, 从而得出 AO 的距离, 根据水平位移和时间 求出平抛运动初速度.根据速度时间公式求出落在 A 点的速度,结合平行四边形定则求出 A 点的速度,从而得出落在 A 点的动能. 解答: 解: (1)运动员在竖直方向上的距离 y= 则 AO 的距离 L= . ,

(2)平抛运动的水平位移 x=Lcosθ=75×0.8m=60m, 则运动员离开 O 点的 .

(3)落到 A 点竖直分速度 vyA=gt=10×3m/s=30m/s, 则落到 A 点的速度 v= A 点的动能 = . m/s,

答: (1)A 点与 O 点的距离 L 为 75m; (2)运动员离开 O 点时的速度大小为 20m/s; (3)运动员落到 A 点时的动能为 32500J. 点评: 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律, 结合运动学公 式灵活求解,基础题. 13. (18 分) (2015 秋?中山期末)如图所示,质量为 m=5×10 kg 的带电粒子以 v0=2m/s 的速度从水平放置的平行金属板 A、B 中央飞入电场,已知板长 L=10cm,板间距离 d=2cm, 3 当 A、B 间加电压 UAB=10 V 时,带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时 A 板电势高) .求: (1)带电粒子的电性和所带电荷量; (2)A、B 间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出?
﹣8

考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;动能定理的应用. 专题: 带电粒子在电场中的运动专题. 分析: (1)根据电场力等于重力,则可确定电荷的电量与电性; (2)当电场力大于重力时,根据牛顿第二定律与运动学公式可求出对应的电压;当电场力 小于重力时,同理可求出对应的电压.从而确定电压的范围. 3 解答: 解: (1)当 UAB=10 V 时,粒子做直线运动, 则有:q =mg, 解得:q= 且带负电. (2)当电压 UAB 比较大时,即 qE>mg,粒子向上偏, =10
﹣11

C,

当刚好能从上板边缘飞出时, 有: 解得,U1=1800V 当电压 UAB 比较小时,即 qE<mg,粒子向下偏, 设刚好能从下板边缘飞出, 有:mg﹣ y= a2t = 解之得 U2=200 V. 则要使粒子能从板间飞出,A、B 间所加电压的范围为 200 V≤UAB≤1800 V. ﹣11 答: (1)带电粒子的电性:负电和所带电荷量 10 C; (2)A、B 间所加电压在 200 V≤UAB≤1800 V 范围内带电粒子能从板间飞出. 点评: 本题考查重力与电场力大小的关系,何时做直线运动,何时做曲线运动,及如何处 理类平抛运动方法.突出牛顿第二定律与运动学公式的重要性.
2

=ma2


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