浙江省杭州地区（含周边）重点中学2016届高三物理上学期期中联考试题.doc

‎2015 学年第一学期期中杭州地区(含周边)重点中学 高三年级物理学科 试题 考生须知：‎ ‎1．本卷满分 100 分，考试时间 90 分钟；‎ ‎2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。‎ ‎3．所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；‎ ‎4．考试结束后，只需上交答题卷。‎ 一、 单项选择题（每题 3 分，共 30 分）‎ ‎1．请用学过的物理知识判断，下列说法正确的是（） A．四种基本相互作用是指：重力、弹力、电场力、磁场力 B．地面上的物体具有的重力势能是物体和地球共有的 C．做圆周运动的物体受到的合外力一定指向圆心 D．从台球与台球桌边碰撞立即被反向弹回现象说明运动物体的速度可以瞬间反向 ‎2．如图所示，质量分别为 M和 m的两个小球静止置于高低不同的两个平台上，a、b、c 分别为不 同高度的参考平面，下列说法正确的是 （ ）‎ A．若以 c 为参考平面，M的机械能大 B．若以 b 为参考平面，M的机械能大 C．若以 a 为参考平面，m的机械能大 D．无论如何选择参考平面，总是 M的机械能大 A ‎3．如图所示，在粗糙水平面上放置 A、B、C、D 四个相同的小物块，各小物块之间由四根完全相 同的轻弹簧相互连接，正好组成一个菱形，∠BAD=120°，整个系统保持静止状态．已知 A 物块 所受的摩擦力大小为 f，则 D 物块所受的摩擦力大小为（）‎ ‎3‎ A． f ‎2‎ ‎‎ - 20 -‎ B．f C． ‎‎3 f ‎‎ - 20 -‎ D．‎‎2 f ‎‎ - 20 -‎ ‎120o B D C ‎4．一个系统的机械能增大，究其原因，下列推测正确的是()‎ A．可能是重力对系统做了功 B．一定是合外力对系统做了功 C．一定是系统克服合外力做了功 D．可能是摩擦力对系统做了功 ‎5．如图所示，D、E、F、G 为地面上间距相等的四点，三个质量相等的小 球 A、B、C 分别在 E、F、G 的正上方不同高度处，以相同的初速度水 平向左抛出，最后均落在 D 点．若不计空气阻力，则可判断 A、B、C 三个小球（）‎ A. 初始离地面的高度比为 1：2：3‎ B. 落地时重力的瞬时功率之比为 1：2：3‎ C．落地时的速度大小之比为 1：2：3‎ D．从抛出到落地的过程中，动能的变化量之比为 1：2：3‎ ‎6．如图所示，一个质量为 m 的滑块静止置于倾角为 30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖 直墙上的 P 点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为 30°，则（） A．滑块一定受到四个力的作用 B．弹簧一定处于压缩状态 C．斜面对滑块的支持力不能为零 D．斜面对滑块的摩擦力的大小等于 mg ‎7．如图甲为某滑雪场运动滑道示意图，由斜道 AB 与水平轨道 BC 组成，假设滑板与轨道间粗糙情 况相同，不计斜面与水平面间接触处能量损失。在某次滑雪时，运动员从斜道上最高点 A 从静 止开始下滑最终停止于水平轨道上的 P 点。现将斜轨道（滑板与轨道间粗糙情况与甲完全相同） 改为图乙（AB 轨道仍为斜面，但斜面部分更长）和图丙（AB 轨道为四分之一圆弧），两种情况 水平部分轨道相同，让运动员同样从轨道最点 A 静止下滑，则关于运动员最终停止的位置下列 说法中正确的是（）‎ A．图乙将停于 P 点前面某处 B．图丙将停于 P 点前面某处 C．图乙将停于 P 点后面某处 D．图丙将停于 P 点处 ‎8．太极球是广大市民中较流行的一种健身器材．将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟 练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做半径为Ｒ匀速圆周运动，且在运动到图中的 A、B、C、D 位置时球与板间无相对运动趋势．A 为圆周的最高点，C 为最低点，B、D 与圆 心 O 等高．球的质量为 m，重力加速度为 g，则（）‎ A．在 C 处板对球所需施加的力比 A 处大 6mg B．球在运动过程中机械能守恒 C．球在最低点 C 的速度最小值为 D．板在 B 处与水平方向倾斜角è随速度的增大而减小 - 20 -‎ ‎9．如右上图所示，一竖直放置的轻弹簧下端固定于桌面，现将一物块放于弹簧上同时对物块施加 一竖直向下的外力，并使系统静止，若将外力突然撤去，则物块在第一次到达最高点前的速度 ‎—时间图像（图中实线）可能是图中的（）‎ A B C D ‎10．如图所示，在光滑的水平面上有一质量为 M、倾角为q的光滑斜面，一质量为 m 的物块从斜 面上由静止下滑．下面给出的物块在下滑过程中对斜面压力大小 FN 的四个表达式中，只有一个 是正确的，你可能不会求解，但是你可以通过分析，对下列表达式做出合理的判断．根据你的 判断，合理的表达式应为（）‎ A． Mmg sinq ‎ M + m sin 2 q ‎‎ - 20 -‎ B． mgcosq ‎ M + m sin 2 q C． Mmgcosq ‎ M + m sin2 q ‎‎ - 20 -‎ D． Mmgcosq ‎ m + M sin 2 q 二、选择题（题中所给的四个选项中至少一个正确，全对得 4 分，漏选得 2 分，错选得 0 分，共 ‎20 分）‎ ‎11．某物理兴趣小组用加速度传感器探究一个质量为 m 的物体从静止开始作直线运动的情况，得 到加速度随时间变化的情况如图所示，由图可得（）‎ A．物体先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动 B．物体在 t＝10s 时速度为 ‎3.4m/s C．物体在 4～6s 内的平均速度为 ‎1.7m/s D．物体在 t＝2s 与 t＝8s 时所受合外力大小相等，方向相同 ‎12．‎2015 年 7 月 18 日，极具观赏性的世界悬崖跳水赛在葡萄牙亚速尔 群岛成功举办。选手们从悬崖上一跃而下，惊险刺激的场景令观众大呼过 瘾。如图所示，为一选手从距离水面高为 ‎20 米的悬崖上跳下，选手受到的 空气阻力跟速度成正比（g 取 ‎10m/s2），则以下说法正确的是（） A．选手在空中作匀加速运动 B．选手从开始跳下到入水的时间大于 2 秒 C．选手在空中下落过程合力做正功，入水后合力做负功 D．选手在空中下落过程机械能增大，入水后机械能减小 ‎13．如图甲所示为一斜面 AC，长为 L，B 为 AC 的中点，其中 AＢ部分斜面光滑，BC 部分斜面粗糙。 现将一小物体（可视为质点）在恒定外力 F的作用下从斜面最低点 A 向上运动，运动到 C 点的 总时间为 t0 图乙是物体沿斜面上升的 动能 EK与沿斜面运动位移的关系图 像，则下列关于物体速度 v与时间 t 加速度大小 a与位移 x、加速度大小 a 与时间 t及机械能 E与位移 x变化关 系可能正确的是 （ ）‎ ‎14．如图所示，物体 A 在斜面 B 上匀速下滑，斜面体 B 静止不动。若某时刻给 A 施加一个水平向 右的恒力，则在 A 下滑过程中关于斜面体的受力情况分析正确的是（ ） A．地面摩擦力为零 B．地面摩擦力方向水平向左 C．地面支持力大小不变 ‎ - 20 -‎ D．地面支持力变大 ‎15．如图所示，小物块从距 A 点高度 h 处自由下落，并从 A 点沿切线方向进入半径为 R 的四分之 R 一圆弧轨道 AB，经过最低点 B 后又进入半径为 ‎2‎ ‎‎ - 20 -‎ 的半圆弧轨道 BC，图中 C 点为轨道最高点，O 为半圆弧轨道 BC 的圆心，两轨道均光滑且在最低点相切 重力加速度为 g。则以下说法正确的是（）‎ R A．若物块能从轨道 BC 的最高点 C 飞出，则下落的高度 h 可能为 ‎3‎ B．若已知下落高度 h=R，则可求出物块打到轨道 AB 上的速度大小 C．释放的高度越高，在轨道 BC 的最高点 C 和最低点 B 的压力差越大 D．若物块从最高点 C 飞出后，碰到轨道 AB 上的速度方向不可能与过碰撞点的轨道切线垂直 三、实验题（每空格 2 分，共 20 分）‎ ‎16．（10 分）在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学将实验器材组装后，如图所示为 释放小车前瞬间的情景。（甲图为实际拍摄图，乙图为相应的简图）‎ ‎（1）在接通电源进行实验之前，请你指出图中的错误或不妥之处（写出两处即可）：‎ ‎ ‎ 小车 纸带 打点计时器 沙桶 干电池 开关 乙 甲 ‎（2）为更好完成本实验，必须先平衡摩擦力。其目的是：‎ ‎（3）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验。图丙是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻 两计数点之间的时间间隔为 0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度 a 为 m/s2，当打点计时 器打下 C 点时，小车的速度 vC 为 m/s（结果取两位有效数字）。‎ ‎17．（10 分）如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数 学家和物理学家阿特伍德（G•Atwood ‎ - 20 -‎ ‎1746-1807）创制的 一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规 律．某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定 律，如图乙所示。 B ‎（1）实验时，该同学进行了如下步骤： C ‎①将质量均为 M（A 的含挡光片、B 的含挂钩）的重物用 绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态， A 测量出（填“A 的上表面”、“A 的下表面”或“挡光片中心” 甲 到光电门中心的竖直距离 h。‎ ‎②在 B 的下端挂上质量为 m 的物块 C，让系统（重物 A、‎ ‎‎ - 20 -‎ 光电门 B 挡光片 A 乙 B 以及物块 C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为 Dt 。‎ ‎③测出挡光片的宽度 d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律。‎ ‎（2）如果系统（重物 A、B 以及物块 C）的机械能守恒，应满足的关系式为（已知重力加速度为 g）‎ ‎（3）引起该实验系统误差的原因有（写一条即可）。‎ ‎（4）验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统（重物 A、B 以及物块 C）的机械能守恒，不 断增大物块 C 的质量 m，重物 B 的加速度 a 也将不断增大，那么 a 与 m 之间有怎样的定量关系？ a 随 m 增大会趋于一个什么值？请你帮该同学解决：‎ ‎①写出 a 与 m 之间的关系式：（还要用到 M 和 g）；‎ ‎②a 的值会趋近于。‎ 四、计算题（每小题 10 分，共 30 分）‎ ‎18．（10 分）某同学骑自行车沿一倾角为q的斜坡从坡底沿斜坡匀速向上行驶，后轮转动 N 圈时到 坡顶（其间该同学不间断的匀速蹬踏），所用的时间为 t。已知自行车和人的总质量为 m，轮盘 半径为 R1，飞轮半径为 R2，车后轮半径为 R3，重力加速度为 g。上坡过程中斜坡及空气作用于 自行车与人的阻力大小恒为 f，车轮与坡面接触处无打滑，不计自行车内部各部件之间因相对运 动而消耗的能量，斜坡足够长。求：‎ ‎（1）自行车匀速行驶的速度 v；‎ ‎（2）该同学沿斜坡向上匀速行驶过程中消耗的平均功率 P；‎ ‎（3）该过程中自行车轮盘转动的圈数。‎ ‎19．一个弹簧放在水平地面上，Q 为轻弹簧上端连在一起的秤盘，P 为重物，已知 P 的质量 M =‎10.5 kg,Q 的质量 m =‎1.5 kg,弹簧的质量不计,劲度系数 k =800 N/m,系统处于 静止.如图所示,现给 P 施加一个方向竖直向上的力 F,使 PQ 一起从静止开始 向上做匀加速运动,已知在匀加速阶段 F 的最大值为 168N.(取 g =‎10m/s 2 ) 求：（1）匀加速阶段的加速度 ‎（2）Q 做匀加速运动的时间 ‎（3）拉力 F 的最小值 - 20 -‎ ‎20．如图所示，质量为 m 的小物块放在长直水平面上，用水平细线紧绕在半径为 R、质量为 ‎2m 的 薄壁圆筒上．t=0 时刻，圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动，转动中角速度满足 ù=ê1t（ê1 为已知常数），物块和地面之间动摩擦因数为ì．求：‎ ‎（1）物块做何种运动？请说明理由．‎ ‎（2）物块运动中受到的拉力．‎ ‎（3）从开始运动至 t=t1 时刻，电动机做了多少功？‎ ‎（4）若当圆筒角速度达到ù0 时，使其减速转动，并以此时刻为 t=0，且角速度满足ù=ù0－ê2t（式 中ù0、ê2 均为已知），则减速多长时间后小物块停止运动？‎ R ‎2m m - 20 -‎ ‎2015 学年第一学期期中杭州地区(含周边)重点中学 高三年级物理学科参考答案 一、单项选择题（30 分）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 B B C D B C B C A C 二、选择题（20 分）‎ 题号 ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ 答案 BD BC BD AD ABD ‎16、（1）打点计时器没有用交流电源（答成“用直流电源”也可以）；小车应靠近打点计时器（答成 ‎“小车离计时器太远”也可以）;没有平衡摩擦力。（写出两处即可）‎ ‎（2）使小车受到的合力为绳子的拉力 ‎（3）0.40（0.38～0.42）; 0.20。（结果正确，有效位数错误扣 1 分）‎ ‎17、（1）挡光片中心；（2） mgh = 1 (‎2M + m)( d ) 2‎ ‎2 Dt ‎（3）绳子有质量；滑轮与绳子有摩擦；重物运动受到阻力作用（回答一个即可）‎ mg ‎（4）① a = ‎‎ - 20 -‎ ‎2M‎ + m ‎‎ - 20 -‎ ‎；②重力加速度 g ‎18、（10 分）‎ ‎（1） S = N ´ 2p R3 = 2p NR3‎ ‎‎ - 20 -‎ ‎(1 分) v = S = 2p NR3 (2 分)‎ t t ‎（2） Pt - fs - mgS sinq = 0 （3 分） P = 2p NR3 ( f + mg sin q ) （1 分）‎ t ‎（3） N 2p R2 = N ¢2p R1 （2 分）‎ N ¢= R2 N R1‎ ‎19、（10 分）‎ ‎‎ - 20 -‎ ‎(1 分) （其它正确解法同样给分）‎ ‎（1）由题意知末状态拉力 F 最大，且此时 PQ 间作用力为零 F-Mg=Ma （2 分） 所以 a=‎6m/s2 （1 分）‎ ‎（2）初状态弹簧形变量 Dx1‎ ‎‎ - 20 -‎ ‎（m + M）g = k 末状态弹簧形变量 Dx 2 满足方程： kDx 2 - mg = ma （2 分）‎ Dx1 - Dx 2 = ‎‎ - 20 -‎ ‎1 at 2‎ ‎2‎ 解得 t=0.2s （2 分）‎ ‎（3）t=0 时，F 最小，整体考虑得 F=（M+m）a （2 分） 所以最小值 F=72N （1 分）‎ ‎20、（10 分）（1）圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同 根据 v=ùR=Rê1t，线速度与时间成正比 物块做初速为零的匀加速直线运动（3 分）‎ ‎（2）由（1）问分析结论，物块加速度为 a= Rê1‎ 根据物块受力，由牛顿第二定律得 T－ìmg=ma 则细线拉力为 T=ìmg+m Rê1 （2 分）‎ ‎（3）对整体运用动能定理，有 ‎1 2 1 2‎ W 电+Wf=2mv +‎ ‎‎ - 20 -‎ ‎22mv （1 分）‎ 其中 Wf=－ìmgs=－ìmg （1 分）‎ 则 电 动 机 做 的 功 为 W 电 = ìmg +‎ ‎（1 分）‎ ‎（或对圆筒分析，求出细线拉力的做功，结果正确同样给分）‎ ‎（4）圆筒减速后，边缘线速度大小 v=ùR=ù0R－Rk2t，线速度变化率为 a= Rk2‎ 若 a≤ìg，细线处于拉紧状态，物块与圆筒同时停止，物块减速时间为 t=ù0/k2（1 分） 若 a>ìg，细线松弛，物块水平方向仅受摩擦力，物块减速时间为 t=ù0R/ìg（1 分）‎ - 20 -‎