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江苏省阜宁中学、大丰中学2013届高三上学期期中联考物理试题.


阜宁中学 2012 年秋学期高三年级期中考试

物 理 试 题
第Ⅰ卷(选择题 共 31 分)
一、单项选择题:本题共 5 小题,每小题 3 分,共 15 分.每小题只有一个选项符合题意. .... 1.关于伽利略对自由落体运动的研究,下列说法中正确的是( ) A.伽利略认为在同一地点,重的物体和轻的物体下落快慢不同 B.伽利略猜想运动速度

与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证 C.伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比 D.伽利略用小球在斜面上验证了运动速度与位移成正比 2.如图所示,小球从一个固定的光滑斜槽轨道顶端无初速开始下滑到底端,下面哪个图象 正确的反映了小球的速度大小随时间变化的函数关系( )

3.如图 2 所示,两个等大、反向的水平力 F 分别作用在物体 A 和 B 上,A、B 两物体均处 于静止状态.若各接触面与水平地面平行,则 A、B 两物体各受几个力( ) A.3 个、4 个 B.4 个、4 个 C.4 个、5 个 D.4 个、6 个 4.2011 年 10 月 7 日-16 日在日本东京举行的第 43 届世界体操锦标赛上,我国选手 陈一冰勇夺吊环冠军,成就世锦赛四冠王。比赛中他先双手撑住吊环,然后身体 下移,双臂缓慢张开到图示位置,此时连接吊环的绳索与竖直方向的夹角为 θ。 已知他的体重为 G,吊环和绳索的重力不计。则每条绳索的张力为( ) G G G G A. B. C. cosθ D. sinθ 2sin? 2cos? 2 2 5.一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动,运动过程中保持恒定的牵引功 率,其加速度 a 和速度的倒数(1/v)图象如图所示.若已知汽车的质量,则根 据图象所给的信息,不能求出的物理量是( ) . A.汽车的功率 B.汽车行驶的最大速度 C.汽车所受到阻力 D.汽车运动到最大速度所需的时间 二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分.每小题有多个选项符合题意.全 部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,错选或不答的得 0 分. 6.如图所示,离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒,筒内固定一轻质弹簧,弹 簧处于自然长度。现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出,刚好能 水平进入圆筒中,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )

h
1

A.弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能 B.小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒 C.小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关 D.小球从抛出点运动到圆筒口的时间与小球抛出时的角度无关 7.如图所示,A 板发出的电子经加速后,水平射入水平放置的两平行金属 板间,金属板间所加的电压为 U,电子最终打在光屏 P 上,关于电子的 运动,则下列说法中正确的是( ) A.滑动触头向右移动时,其他不变,则电子打在荧光屏上的位置上升 B.滑动触头向左移动时,其他不变,则电子打在荧光屏上的位置上升 C.电压 U 增大时,其他不变,则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变 D.电压 U 增大时,其他不变,则电子打在荧光屏上的速度大小不变 8.如图所示,bc 为固定在车上的水平横杆,物块 M 串在杆上,靠摩擦力保持相对杆静止, M 又通过细线悬吊着一个小铁球 m,此时小车正以大小为 a 的加速度向右做匀加速直线 运动,而 M、m 均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为 θ,小车的加速度逐渐增大, a M 始终和小车保持相对静止,当加速度增加到 2a 时 ( ) A.细线与竖直方向的夹角的正切值增加到原来的 2 倍 B.横杆对 M 的摩擦力增加了 Ma C.横杆对 M 弹力不变 D.细线的拉力小于原来的 2 倍 9.真空中有一半径为 r0 的带电金属球壳,通过其球心的一直线上各点的电势 φ 分布如图, r 表示该直线上某点到球心的距离,r1、r2 分别是该直线上 A、B 两点离球 心的距离。下列说法中正确的是 ( A.A 点的电势低于 B 点的电势 B.A 点的电场强度方向由 A 指向 B C.A 点的电场强度大于 B 点的电场强度 D.正电荷沿直线从 A 移到 B 的过程中,电场力做负功
O r0 r1 r2 r

M

c m

θ

b



φ φ0

第Ⅱ卷(非选择题

共 89 分)

三、简答题:本题共 2 小题,共 20 分,把答案填在相应的横线上或按题目要求作答。 10、 (9分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示.

2

(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示.计时器打点的时 间间隔为 0.02 s.从比较清晰的点起,每 5 个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的 距离.该小车的加速度 a =________m/s2.(结果保留两位有效数字) (2)平衡摩擦力后,将 5 个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一 个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度 a 与砝码盘中砝码总重力 F 的实验数据如下表: 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 砝码盘中砝码总重力 F/N -2 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 加速度 a/(m· ) s 请根据实验数据在图中作出 a-F 的关系图象. (3)根据提供的实验数据作出的 a-F 图线不通过原点,请说明主要原因.

11. (11 分)用如图实验装置验证 m1 、m2 组成的系统机械能守恒. m2 从高处由静止开始 下落,m1 上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒 定律.下图给出的是实验中获取的一条纸带:0 是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有 4 个点 (图中未标出) 计数点间的距离如图所示. , 已知 m1= 50g 、 2=150g , (g 取 9.8m/s2, m 则 所有结果均保留三位有效数字) (1)在纸带上打下记数点 5 时的速度 v = (2)在打点 0~5 过程中系统动能的增量△EK = m/s; J,系统势能的减少量△EP = m/s2.
单位:cm

J;

(3)若某同学作出 1 v 2 ? h 图像如图,则当地的实际重力加速度 g = 2 0 1 2
3 4 21.60

5
26.40

6

38.40

v2/2 (m2/s2) 5.82
3

O

1.20

h (m)

四、计算或论述题:本题共 5 小题,共 69 分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重 要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值 的单位。 12. (12 分)总质量为 80kg 的跳伞运动员从离地 500m 的直升机上跳下,经过 2s 后拉开绳 索开启降落伞,如图所示是跳伞过程中的 v-t 图像,试根据图像求: 取 10m/s2) (g (1)t=1.3s 时运动员的加速度和所受阻力的大小; (2)估算前 14s 内运动员下落的高度及克服阻力做的功.

13. (12 分)2008 年 9 月 25 日 21 时 10 分,神舟七号飞船成功发射,共飞行 2 天 20 小时 27 分钟,绕地球飞行 45 圈后,于 9 月 28 日 17 时 37 分安全着陆.航天员翟志刚着“飞天” 舱外航天服,在刘伯明的配合下,成功完成了空间出舱活动,进行了太空行走.出舱活动结 束后,释放了伴飞卫星,并围绕轨道舱进行伴飞试验.神舟七号是由长征—2F 运载火箭将 其送入近地点为 A、远地点为 B 的椭圆轨道上,实施变轨后,进入预定圆轨道,其简化的 模拟轨道如图所示. 假设近地点 A 距地面高度为 h, 飞船在预定圆轨道上飞行 n 圈所用时间 为 t,地球表面的重力加速度为 g,地球半径为 R,试求: (1)飞船在近地点 A 的加速度 aA 大小; (2)飞船在预定圆轨道上飞行速度 v 的大小.

4

14.(15 分)如图所示,在 A 点固定一正电荷,电量为 Q,在离 A 高度为 H 的 C 处由静止释 放某带同种电荷的液珠,开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度 g。已知静电常量为 k,两电荷均可看成点电荷,不计空气阻力。求: (1)液珠的比荷 (2)液珠速度最大时离 A 点的距离 h。 kQ (3)若已知在点电荷 Q 的电场中, 某点的电势可表示成 ? ? , 其中 r 为该点到 Q 的距离 (选 r 无限远的电势为零) 。求液珠能到达的最高点 B 离 A 点的高度 rB。 ·B

·C A

15. (15 分)如图所示,从 A 点以 v0=4m/s 的水平速度抛出一质量 m=1kg 的小物块(可视 为质点) ,当物块运动至 B 点时,恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道 BC,经圆弧轨道后滑 上与 C 点等高、静止在粗糙水平面的长木板上,圆弧轨道 C 端切线水平。已知长木板的质 量 M=4kg,A、B 两点距 C 点的高度分别为 H=0.6m、h=0.15m,R=0.75m,物块与长木 板之间的动摩擦因数 μ1=0.5,长木板与地面间的动摩擦因数 μ1=0.2,g=10m/s2。求: (1)小物块运动至 B 点时的速度大小和方向; (2)小物块滑动至 C 点时,对圆弧轨道 C 点的压力; (3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板?

16. (15 分)如图所示,A、B 为两块平行金属板,A 板带正电、B 板带负电。两板之间存 在着匀强电场,两板间距为 d、电势差为 U,在 B 板上开有两个间距为 L 的小孔。C、D 为 两块同心半圆形金属板,圆心都在贴近 B 板的 O′处,C 带正电、D 带负电。两板间的距离 很近,两板末端的中心线正对着 B 板上的小孔,两板间的电场强度可认为大小处处相等, 方向都指向 O’。半圆形金属板两端与 B 板的间隙可忽略不计。现从正对 B 板小孔紧靠 A 板 的 O 处由静止释放一个质量为 m、电量为 q 的带正电微粒(微粒的重力不计) ,问: (1)微粒穿过 B 板小孔时的速度多大? (2)为了使微粒能在 CD 板间运动而不碰板,CD 板间的电场强度大小应满足什么条件?
5

(3)从释放微粒开始,经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最低点 P 点? A B C
D

O

L O′

d

P

6

江苏省阜宁中学 2013 届高三第一学期期中考试 物理参考答案
1.C2.A3.C4.A5.D6.AD7.BC8.ACD9.BC 10. (1)0.16 m/s2 (3 分) (2)如图(3 分) (3)未计入砝码盘重力或砝码盘的重力不能忽略(3 分) 11. (1)2.40m/s (3 分) (2)0.576J ,0.588J, 分) (6 2 (3)9.70m/s (2 分) 16 12. (12 分) (1)a= =8 m/s2 2 (2 分)

mg-f=ma (2 分) f=mg-ma=160N (2 分) (2)大约是 39.5 格,所以 h=39.5?4=158 m 1 Wf=mgh- mv2=1. 25?105 J 2 13、 (12 分)(1) 由 GMm ? mg 2

(2 分) (4 分)

R

(2 分) (2 分)

GMm ? ma A ( R ? h) 2

(2 分)

gR 2 得: a A ? ( R ? h) 2
(2) 由 T?t 得: v ?

n
3

(1 分) GMm ? m( 2? )2 r 2

r

T

(2 分) V ? ? r

(1 分)

2? ngR 2 t

(2 分)

14. (15 分)(1) 设液珠的电量为 q,质量为 m,由题意知,当液珠在 C 点时

k

Qq ? mg ? mg H2 k

(2 分) (2 分) (2 分)

比荷为

q 2 gH 2 ? m kQ

(2 分)

(2)当液珠速度最大时,

Qq ? mg h2 得 h ? 2H

(3) 设 BC 间的电势差大小 UCB,由题意得 UCB= ? C ? ? B ?

kQ kQ ? H rB

(2 分)

对由释放至液珠到达最高点(速度为零)的全过程应用动能定理得 qUCB-mg(rB-H)=0 (3 分) 即 q(

kQ kQ ? ) -mg(rB-H)=0 H rB

将第(1)问的结果代入化简 rB2-3HrB+2H2=0 解得: rB=2H rB′=H(舍去) (2 分) 15. (15 分)⑴物块做平抛运动:H - h =

1 2 gt 2

(2 分)
5 2 v1 ? v02 ? v y = v 0 =5m/s (1 分) 4

设到达 C 点时竖直分速度为 vy:vy=gt (1 分)

7

方向与水平面的夹角为 θ:tanθ =vy / v0=3/4 即:θ =37° (1 分) 1 2 1 ⑵从 A 至 C 点,由动能定理 mgH = mv 2 - mv0 2 (2 分) 2 2 设 C 点受到的支持力为 FN,则有 FN – mg =
mv2 (1 分) R (1 分)
2

由上式可得 v2 = 2 7 m/s FN = 47.3 N 根据牛顿第三定律可知,物块 m 对圆弧轨道 C 点的压力大小为 47.3N(1 分) ⑶由题意可知小物块 m 对长木板的摩擦力 f = μ1mg =5N (1 分) 长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力 f ′ = μ2(M+m)g=10N (1 分) 因 f <f ′,所以小物块在长木板上滑动时,长木板静止不动。 分) (1 小物块在长木板上做匀减速运动,至长木板右端时速度刚好为 0。 则长木板长度至少为 l ?
v 22 2?1 g

=2.8m

(2 分)

16、 (1)设微粒穿过 B 板小孔时的速度为 v,根据动能定理,有

qU ?

1 2 mv 2

⑴ (2 分)

解得

v?

2qU m
E? 4U L

(2 分)

(2)微粒进入半圆形金属板后,电场力提供向心力,有

qE ? m

v2 2v 2 ?m ⑵ (2 分) R L

联立⑴、⑵,得

(2 分)

(3)微粒从释放开始经 t1 射出 B 板的小孔,则

t1 ?

d 2d m ? ? 2d v v 2qU 2

⑶ (2 分)

设微粒在半圆形金属板间运动经过 t2 第一次到达最低点 P 点,则

t2 ?

?L
4v

?

?L
4

m 2qU

⑷ (2 分)

?L? m ? 微粒第一次到达 P 点; 分) (1 ? 4 ? 2qU ? 根据运动的对称性,易知再经过 2 ? t1 ? t2 ? 微粒再一次经过 P 点;
所以从释放微粒开始,经过 ? t1 ? t2 ? ? ? 2d ? …… 所以经过时间 t ? ? 2k ? 1? ? 2d ?

? ?

?L?

m , k ? 0,1, 2,? 微粒经过 P 点。 (2 分) ? 4 ? 2qU

8


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