黑龙江省鹤岗三中2015届高三上学期期中物理试卷
一、选择题（共15小题，共75分，每小题5分，全对得5分，正确但不全得3分．）
1．掌握处理物理问题的思想与方法是物理学习的重要部分，下列说法中正确的是( )
A．在实验探究牛顿第二定律中a与F、m间关系时，采用的是控制变量法
B．牛顿发现万有引力定律后，法拉第独自在实验室测出了引力常数G值
C．亚里士多德通过观察发现了天体的运动规律，总结出了开普勒第三定律
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
考点：物理学史．
分析：质点及点电荷采用了理想化的物理模型的方法．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量的思想方法．
解答： 解：A、验探究牛顿第二定律中a与F、m间关系时，采用的是控制变量法，故A正确；
B、牛顿发现万有引力定律后，卡文迪许在实验室测出了引力常数G值，故B错误；
C、开普勒通过观察发现了天体的运动规律，总结出了开普勒第三定律，故C错误；
D、在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故D正确；
故选：AD
点评：在学习物理知识的同时，我们还学习科学研究的方法，常用的方法有：控制变量法、等效替代法、理想实验法、类比法等等．
2．某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2．5s内物体的( )
A．路程为65m
B．位移大小为25m，方向向上
C．速度改变量的大小为10m/s
D．平均速度大小为13m/s，方向向上
考点：竖直上抛运动．
专题：计算题．
分析：竖直上抛运动看作是向上的匀减速直线运动，和向下的匀加速直线运动，明确运动过程，由运动学公式即可求出各物理量．
解答： 解：由v=gt可得，物体的速度减为零需要的时间t==s=3s，故5s时物体正在下落；
12
A、路程应等于向上的高度与后2s内下落的高度之和，由v2=2gh可得，h==45m，后两s下落的高度h'=gt′2=20m，故总路程s=（45+20）m=65m；故A正确；
B、位移h=v0t﹣gt2=25m，位移在抛出点的上方，故B正确；
C、速度的改变量△v=gt=50m/s，方向向下，故C错误；
D、平均速度v===5m/s，故D错误；
故选AB．
点评：竖直上抛运动中一定要灵活应用公式，如位移可直接利用位移公式求解；另外要正确理解公式，如平均速度一定要用位移除以时间；速度变化量可以用△v=at求得．
3．如图为两个物体A和B在同一直线上沿同一方向同时作匀加速运动的v﹣t图线．已知在第3s末两个物体在途中相遇，则物体的出发点的关系是( )
A．从同一地点出发 B．A在B前3m处
C．B在A前3m处 D．B在A前5m处
考点：匀变速直线运动的图像．
专题：运动学中的图像专题．
分析：在速度时间图象中，某一点代表此时刻的瞬时速度，时间轴上方速度是正数，时间轴下方速度是负数；切线表示加速度，加速度，向右上方倾斜，加速度为正，向右下方倾斜加速度为负；图象与坐标轴围成面积代表位移，时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负．
解答： 解：A物体前3秒内的位移（应用平均速度）：xA=×3m=6m；也可解A问题与坐标轴围成的三角形的面积：xA=×3×4m=6m
B物体前3秒内的位移：xB=×3m=3m
两物体在第3s末两个物体在途中相遇，说明A物体出发时应在B物体后方3m处，即B在A前3m处，故C正确．
故选：C
点评：本题是为速度﹣﹣时间图象的应用，既要明确斜率的含义，更应知道在速度﹣﹣时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义．
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4．如图所示，AB两物体在同一直线上运动，当它们相距s=7m时，A在水平拉力和摩擦力的作用下，正以4m/s的速度向右做匀速运动，而物体B此时速度为10m/s，方向向右，它在摩擦力作用下做匀减速运动，加速度大小为2m/s2，则A追上B用的时间为( )
A．7 s B．8 s C．9 s D．10 s
考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
专题：直线运动规律专题．
分析：假设经过时间t，物块A追上物体B，根据位移时间公式结合几何关系列式求解即可．
解答： 解：物体A做匀速直线运动，位移为：xA=vAt=4t
物体B做匀减速直线运动减速过程的位移为：=10t﹣t2
设速度减为零的时间为t1，有
在t1=5s的时间内，物体B的位移为xB1=25m，物体A的位移为xA1=20m，由于xB1+S＞xA1，故物体A未追上物体B；
5s后，物体B静止不动，故物体A追上物体B的总时间为：．
故选：B．
点评：本题是追及问题，特别要注意物体B做匀减速运动，要分清是减速过程追上还是静止后被追上．
5．建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为（g取10m/s2）( )
A．510 N B．490 N C．890 N D．910 N
考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．
专题：共点力作用下物体平衡专题．
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分析：工人站在地面上，匀加速拉升物体，同时绳子也有个力拉工人，由牛顿第二定律可求出绳子的拉力，从而对工人受力分析，由平衡条件可求出工人受地面的支持力，最后由牛顿第三定律可得出工人对地面的压力大小．
解答： 解：先研究物体，以加速度0.5m/s2匀加速被拉升，受力分析：重力与绳子的拉力．
则有：F﹣mg=ma
代入数据解得：F=210N，
再研究工人，受力分析，重力、绳子拉力、支持力，处于平衡状态．
则有：Mg=F+F支
代入数据解得：F支=490N，
由牛顿第三定律可得：F压=490N
故选：B
点评：虽然压力是地面所受，但应该选工人作为研究对象；要知道绳子的拉力，则必须选中物体为研究对象由牛顿运动定律方可求出．所以此题渗透如何合理选择研究对象的思想．
6．如图，质量mA＞mB的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面．让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受力示意图是( )
A． B． C． D．
考点：力的合成与分解的运用．
专题：压轴题；受力分析方法专题．
分析：先对整体结合运动情况受力分析，得到只受重力，加速度为g，即做自由落体运动，然后对B结合运动情况受力分析，得到受力情况．
解答： 解：A与B整体同时沿竖直墙面下滑，受到总重力，墙壁对其没有支持力，如果有，将会向右加速运动，因为没有弹力，故也不受墙壁的摩擦力，即只受重力，做自由落体运动；
由于整体做自由落体运动，处于完全失重状态，故A、B间无弹力，再对物体B受力分析，只受重力；
故选A．
点评：本题关键先对整体受力分析，得到整体做自由落体运动，处于完全失重状态，故A与B间无弹力，最后再对B受力分析，得到其只受重力．
7．如图所示，由物体A和B组成的系统处于静止状态．A、B的质量分别mA和mB，且mA＞mB．滑轮的质量和一切摩擦均可不计．使绳的悬点由P点向右移动一小段距离到Q点，系统再次达到静止状态．则悬点移动前后图中绳与水平面所夹的角θ( )
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A．变大 B．变小
C．不变 D．可能变大，也可能变小
考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．
专题：共点力作用下物体平衡专题．
分析：本题的关键是明确通过滑轮的绳子拉力大小都相等且等于物体B的重力，再对A受力分析由竖直方向上的合力为零即可求出绳与水平面夹角不变．
解答： 解：先对B受力分析可知，绳子拉力大小等于物体B的重力，即=；
由于滑轮质量不计且光滑，所以滑轮两端绳子的拉力相等，对动滑轮受力分析如图所示，由在竖直方向合力为零
可得2sinθ=，即2sinθ=，所以sinθ=，所以悬点移动前后绳与水平面夹角不变，C正确，ABD错误．
故选C．
点评：若滑轮的质量和摩擦不计，则通过滑轮的绳子拉力大小相等．
8．如图所示，将两弹簧测力计a、b连结在一起，当用力缓慢拉a弹簧测力计时，发现不管拉力F多大（未超出量程），a、b两弹簧测力计的示数总是相等，这个实验说明( )
A．这是两只完全相同的弹簧测力计
B．弹力的大小与弹簧的形变量成正比
C．作用力与反作用力大小相等、方向相反
D．力是改变物体运动状态的原因
考点：牛顿第三定律．
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分析：a、b两弹簧秤的示数分别显示b弹簧的拉力和a弹簧的拉力，这是一对作用力与反作用力，两弹簧称的示数相等，说明了作用力与反作用力大小相等、方向相反．
解答： 解：A、a、b两弹簧秤的示数分别显示b弹簧的拉力和a弹簧的拉力，这是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律得知，它们的示数总是相等，与弹簧称无关，故两只弹簧称不一定完全相同．故A错误．
B、此实验不能说明弹力的大小与弹簧的形变量成正比，故B错误；
C、a、b两弹簧秤的示数分别显示b弹簧的拉力和a弹簧的拉力，这是一对作用力与反作用力，两弹簧称的示数相等，说明了作用力与反作用力大小相等、方向相反．故C正确．
D、弹簧称的运动没有改变，故此实验不能说明力是改变物体运动状态的原因．故D错误；
故选：C．
点评：本实验是证明了牛顿第三定律的正确性，不能证明胡克定律、力的作用效果等等其他规律．
9．小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上．从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力( )
A．垂直于接触面，做功为零
B．垂直于接触面，做功不为零
C．不垂直于接触面，做功为零
D．不垂直于接触面，做功不为零
考点：动量守恒定律；功的计算．
专题：动量定理应用专题．
分析：对整体进行受力分析可知，小物块和楔形物块不受外力作用，动量守恒，在物块下滑的过程中，楔形物块向右运动，对小物块受力分析，根据物块的受力情况和功的公式可以分析各个力对物块做功的情况．
解答： 解：对整体进行受力分析可知，小物块和楔形物块不受外力作用，动量守恒，在物块下滑的过程中，楔形物块向右运动，所以小物块沿斜面向下运动的同时会向右运动，由于斜面是光滑的，没有摩擦力的作用，所以斜面对物块只有一个支持力的作用，方向是垂直斜面向上的，物块的运动的方向与力的方向不垂直，支持力做功，故B正确．
故选B．
点评：当力和位移的夹角为锐角时，力对物体做正功，当力和位移的夹角为钝角时，力对物体做负功，当力的方向与物体运动的方向垂直时力对物体不做功．
10．作用在同一物体的两个力F1、F2，其合力为F，下列说法正确的是( )
A．F的作用效果与F1的作用效果相同
B．F的作用效果与F2的作用效果相同
C．F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同
D．F的作用效果可能与F1共同作用的效果不相同
考点：牛顿第三定律．
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分析：合力的作用效果与分力的共同作用效果相同．根据平行四边形定则可以知道合力与分力的大小关系．
解答： 解：作用在同一物体的两个力F1、F2，其合力为F，合力的作用效果与分力的共同作用效果相同，
所以F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同，故C正确，ABD错误；
故选：C．
点评：解决本题的关键知道分力和合力遵循平行四边形定则，以及知道合力的作用效果与合力的作用效果是等效的．
11．如图所示，用铁锤敲击钢片后，A球做平抛运动，B球自同一高度同时开始做自由落体运动，可以“听”到两球同时落地．改变铁锤打击的力度或者改变两球的降落高度，结果仍不变．则这个实验( )
A．只能说明A球在水平方向上的分运动是匀速直线运动
B．只能说明A球在竖直方向上的分运动是自由落体运动
C．既能说明A球在水平方向上的分运动是匀速直线运动，又能说明A球在竖直方向上的分运动是自由落体运动
D．既不能说明A球在水平方向上的分运动是匀速直线运动，又不能说明A球在竖直方向上的分运动是自由落体运动
考点：研究平抛物体的运动．
专题：实验题；平抛运动专题．
分析：探究平抛运动的规律中，实验同时让A球做平抛运动，B球做自由落体运动，若两小球同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，而不能说明A球水平方向的运动性质．
解答： 解：在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，故B正确，A、C、D错误．
故选：B．
点评：本题属于简单基础题目，实验虽然简单，但是很直观的验证了平抛运动在竖直方向上的运动规律．
12．如图所示是一个玩具陀螺，a、b、c是陀螺表面上的三点．当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是( )
A．a、b、c三点的线速度大小相等
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B．a、b两点的线速度始终相同
C．a、b两点的角速度比c点的大
D．a、b两点的加速度比c点的大
考点：线速度、角速度和周期、转速；向心加速度．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，陀螺上各点的角速度相等，根据v=rω，a=rω2比较线速度、向心加速度大小．
解答： 解：A、a、b、c三点的角速度相等，但b、c的半径不等，根据v=rω知线速度的大小不等．故A错误．
B、a、b两点的角速度相等，半径相等，根据v=rω线速度大小相等，但方向不同，则线速度不同．故B错误．
C、a、b、c三点的角速度相等．故C错误．
D、根据a=rω2知，a、b两点的向心加速度比c点大．故D正确．
故选D．
点评：解决本题的关键知道陀螺上各点的角速度大小相等，以及知道线速度、角速度、向心加速度与半径的关系．
13．关于万有引力及其应用，下列表述正确的是( )
A．人造地球卫星运行时不受地球引力作用
B．两物体间的万有引力跟它们质量的乘积成反比
C．两物体间的万有引力跟它们的距离成反比
D．人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，称为第一宇宙速度
考点：万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
专题：万有引力定律的应用专题．
分析：任何两个有质量的物体间都存在万有引力，两物体间万有引力的大小与两物体质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比；绕地球表面做圆周运动的卫星的速度是地球的第一宇宙速度．
解答： 解：A、人造地球卫星运行时受到地球引力作用，故A错误；
B、两物体间的万有引力跟它们质量的乘积成正比，故B错误；
C、两物体间的万有引力跟它们的距离的平方成反比，故C错误；
D、人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，称为第一宇宙速度，故D正确；
故选D．
点评：本题考查了对万有引力定律的理解、考查了第一宇宙速度的概念，是一道基础题，熟练掌握基础知识即可正确解题．
14．探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比( )
A．轨道半径变小 B．向心加速度变小
C．线速度变小 D．角速度变小
考点：万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
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分析：根据万有引力提供向心力列式求解即可得到线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系；根据周期变小，先得到轨道半径的变化，再得出其它量的变化．
解答： 解：由于，所以，T变小，r变小，A正确．
又，，r变小，an增大，B错误．
由，，r变小，v增大，C错误．
由，，r变小，ω增大，D错误
故选A．
点评：人造卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度只与轨道半径有关，与卫星的质量无关！
15．如图所示，一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后，两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B．若滑轮有一定大小，质量为m且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的磨擦．设细绳对A和B的拉力大小分别为T1和T2，已知下列四个，关于T1的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是( )
A．T1= B．T1=
C．T1= D．T1=
考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．
专题：牛顿运动定律综合专题．
分析：题目中滑轮有质量而且还转动，超出了高中的大纲要求，我们接触的题目都是轻质滑轮，质量不计，做选择题时我们不妨设m=0，按照常规题型去求解，解得结果后看看选项中哪个答案符合即可．
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解答： 解：设m=0，则系统加速度a=，
对A物体运用牛顿第二定律得：
T1﹣m1g=m1a
T1=m1（g+a）=，
把m=0带入ABCD四个选项得C选项符合．
故选：C．
点评：该题较为复杂，题目中滑轮有质量而且还转动，超出了高中的大纲要求，我们可以把该题往熟悉的常规题型考虑，用假设法，带数字法等去解选择题．
二．计算题（本题共2小题，16小题10分，17小题15分，共25分．）
16．质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v﹣t图象如图所示．g取10m/s2，求：
（1）0～10s内物体运动位移的大小；
（2）6～10s物体的加速度a2及其所受的摩擦力f的大小与水平面间的动摩擦因数μ；
（3）0～6s的加速度a1及所受的水平推力F的大小．
考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．
专题：牛顿运动定律综合专题．
分析：（1）根据图线与时间轴围成的面积求出0～10s内物体运动位移的大小；
（2）根据速度时间图线的斜率求出物体的加速度，结合牛顿第二定律求出摩擦力以及动摩擦因数的大小．
（3）根据速度时间图线的斜率求出加速度，结合牛顿第二定律求出水平推力的大小．
解答： 解：（1）图线与时间轴围成的面积表示位移，则0～10s内物体运动位移的大小x==46m．
（2）6～10s物体的加速度，
根据牛顿第二定律得，摩擦力f=﹣ma2=2×2N=4N，
动摩擦因数．
（3）0～6s的加速度，
根据牛顿第二定律得，F﹣f=ma1，
解得F=f+ma1=4+2×1N=6N．
答：1）0～10s内物体运动位移的大小为46m；
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（2）6～10s物体的加速度为﹣2m/s2，其所受的摩擦力f的大小为4N，与水平面间的动摩擦因数μ为0.2；
（3）0～6s的加速度为1m/s2，所受的水平推力F的大小为6N．
点评：本题考查了牛顿第二定律和速度时间图线的综合运用，知道图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移．
17．如图所示，将一质量为m=0.1kg的小球自水平平台右端O点以初速度v．水平抛出，小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC，并沿轨道恰好通过最高点C，圆轨道ABC的形状为半径R=2.5m的圆截去了左上角l27°的圆弧，CB为其竖直直径，（sin53°=0.8 cos53°=0.6，重力加速度g取10m/s2）求：（1）小球经过C点的速度大小；
（2）小球运动到轨道最低点B时小球对轨道的压力大小；
（3）平台末端O点到A点的竖直高度H．
考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律；向心力．
专题：机械能守恒定律应用专题．
分析：沿轨道恰好通过最高点C，根据牛顿第二定律求解小球经过C点的速度大小．
从B点到C点，由机械能守恒定律求解B点速度．由牛顿第二定律得小球对轨道的压力大小．
从A到B由机械能守恒定律求出A点速度，在A点进行速度的分解，根据平抛运动规律求出末端O点到A点的竖直高度H．
解答： 解：（1）恰好运动到C点，有重力提供向心力，即
mg=m
vc=5m/s
（2）从B点到C点，由机械能守恒定律有
mvc2+2mgR=mvB2
在B点对小球进行受力分析，由牛顿第二定律有
FN﹣mg=m
FN=6N
根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为6.0N
（3）从A到B由机械能守恒定律有
mvA2+mgR（1﹣cos53°）=mvB2
所以：vA=m/s
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在A点进行速度的分解有：vy=vAsin53°
所以：H==3.36m
答：（1）小球经过C点的速度大小是5m/s；
（2）小球运动到轨道最低点B时小球对轨道的压力大小是6N；
（3）平台末端O点到A点的竖直高度是3.36m．
点评：本题是平抛运动和圆周运动相结合的典型题目，除了运用平抛运动和圆周运动的基本公式外，求速度的问题，动能定理不失为一种好的方法．
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