1、2013届江苏省阜宁中学、大风中学高三上期中联考物理试卷与答案（带解析） 选择题 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 答案： C 试题分析：伽利略认为，在忽略空气阻力的情况下，重的物体和轻的物体下落快慢相同，所以 A 选项错误；伽利略当时猜想出了运动速度与下落时间成正比，但当时测量时间和测量速度的技术有限，并没有直接用实验验证出这一结论，所以
2、 B选项错误；伽利略推测出位移与时间平方成正比，并且用实验验证了这一结论，所以 C选项正确，而 D选项错误。 考点：本题考查物理学史文题。 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 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 答案： BC 试题分析：据题意，从上图可知，距离 r 增大电势降低，则可知 B 点电势较低，A选项错
3、误；电场线由高电势指向低电势，由于 A点电势较高，所以 B选项正确；由于电势的为正值的减少，说明 A点更靠近正的源电荷，则 A点的电场强度较大， C选项正确；正电荷从 A到 B电场力做正功，所以 D选项错误。 考点：本题考查电场的性质。 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 ，小车的加速度逐渐增大， 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
4、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 答案： ACD 试题分析：据题意，由于 m始终相对 M静止， m在水平方向的合加速度为：a=gtan,当加速度为 2a时有： 2a=gtan,则 tan/ tan=1/2,所以 A选项正确；对M和 m整体受力分析，受到重力 G、支持力 N 和向右的静摩擦力 f，由于两者相对静止，且加速度为 a时，竖直方向有（ M+m） g=N，水平方向有：摩擦力为 f=(M+m)a；当加速度为 2a时，竖直方向有（ M+m） g=N，水平方向有：摩擦力为 f=2(M+m)a，则摩擦力增加了 (M+m)a，而弹力不变，所以 B 选
5、项错误，C选项正确；加速度为 a时 m的拉力为 T=mg/cos=mga/gsin=ma/sin,当加速度为 2a时，拉力 T=mg/cos=mg2a/gsin=2ma/sin,则 T/T=sin/2sin,所以 D选项正确。 考点：本题考查物体的平衡条件和整体法和隔离法的应用。 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
6、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 答案： BC 试题分析：据题意，电子经过加时电场加速，加速电压设为 U0，据动能定理有：eU0=mv02/2；当电子经过偏转电场打在 P点时有： tan=vy/vx， vy=at， a=eU/md，t=L/v0，联立以上式子有： tan=U0L/2Ud,所以，当触头向右移动时，加速电压U0增加，导致电子打在荧光屏上的位置下降，所以 A选项错误；相反，触头向左移动时，电子打在荧光屏上的位置将上升， B选项正确；据 t=L/v0可知，当偏转电压 U增大时，对电子打在荧光屏上的时间没有影响，所以 C选项
7、正确而D选项错误。 考点：本题考查带电粒子在加速电场和偏转电场中的运动。 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（ ） 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 答案： AD 试题分析：据题意，对小球受 力分析，小球运动过程中受到重力 G、弹力 F和阻力 f，所以小球运动过程中机械能不守
8、恒，则弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能， A选项正确而 B选项错误；这是个向上的斜抛运动，抛出的初速度除了与圆筒高度有关还与阻力等其它因素有关，所以 C选项错误；由h=at2/2 和 a=(G-f)/m得 t= ，则小球运动时间与小球抛出的角度无关， D选项正确。 考点：本题考查机械能守恒定律的条件、平抛运动的逆运动的应用。 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
9、的时间 答案： D 试题分析：据题意，汽车以某一初速度运动，保持功率 P恒定，则有： P=FV，对汽车受力分析，汽车在水平方向受到的力为牵引力 F和阻力 f，据牛顿第二定律有： F-f=ma,，则 F=f+ma，将其代入 P=FV，求得： a=P/mV-f/m；观察图像通过（ 0.05 . 0）和（ 0 . -2）这两点代入上式，可以求得 f=2m、 P=40m，所以 A、C选项正确；当加速度为 0时，正是 F=f的时候，此时有： Vm=P/f=20m/s，所以B 选项正确；由于汽车做变加速运动，汽车的时间无法求出，所以 D 选项错误。 考点：本题考查机车的启动方式、牛顿第二定律、物体的平衡条
10、件。 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 。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（ ） A B C cos D sin 答案： A 试题分析：据题意，对运动员进行受力分析，运动员受到重力 G和两根绳的拉力 T，如图所示位置，运动员可以看成处于平衡状态，利用正交分解法，在竖直方向建立 y轴，设每条绳的拉力为 T，有： 2Ty=G，而 Ty=Tcos，所以T=G/2cos。所以 A选
11、项正确。 考点：本题考查对物体的平衡条件的应用。 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 答案： C 试题分析：据题意，由于 A、 B物体处于静止状态，则整体受到的合力为 0 ，对 A物体受力分析， A物体的合力也为 0 ，那么 A物体受到重力 G、支持力 N、拉力 F和静摩擦力 f，且 F=f，一共是 4个力；对 B物体受力分析， B物体的合力也为 0，则 B物体受到重力 G、支持力 N， A物体给它的
12、压力 FN，外力 F和A物体给的静摩擦力 f，且 F= f，综上所述，由于 F= f= f，所以 A物体受到 4个力而 B物体受到 5个力。 C选项正确。 考点：本题考查受力分析的能力和物体的平衡条件的应用。 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（ ） 答案： A 试题分析：据题意，从图可知，小球从光滑斜槽顶端无初速度加速下滑过程中，小球的加速度为 a=gsin，且小球越往下倾角 越小，则小球的加速度越小，据v=at,所以小球做的是加速度减小的加速运动。所以正确选项为 A选项。 考点：本题考查变速运动中的速度
13、与时间关系的 v-t图像的理解。 实验题 （ 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 、 m2=150g ，则（ g取 9.8m/s2，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 = m/s； （ 2）在打点 05过程中系统动能的增量 EK = J，系统势能的减少量 EP = J； （ 3）若某同
14、学作出 图像如图，则当地的实际重力加速度 g = m/s2 答案：（ 1） 2.40m/s （ 2） 0.576J ， 0.588J， （ 3） 9.70m/s2 试题分析：（ 1）据题意，每相邻两个计数点之间有 4个点没有画出，则相邻计数点的时间间隔为 0.1s；据 t时间内的平均速度大小等于 t/2 时刻的瞬时速度，即 v5=x46/0.2=2.40m/s；（ 2）在打 0、 5两点的动能增量为：Ek5=(m1+m2)v52/2=0.576J， EP05=(m2-m1)gh05=0.588J。（ 3）据 (m1+m2)v52/2=(m2-m1)gh05可知，图线的斜率为 k= (m2-m1
15、)g/ (m1+m2)，则当地重力加速度为9.70m/s2. 考点：本题考查验证机械能守恒定律的实验。 （分） “探究加速度与力、质量的关系 ”的实验装置如图甲所示 (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： 砝码盘中砝码总重力 F/N
16、 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度 a/(m s-2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 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 答案：（ 1） 0.16 m/s2 （）如图 （ 3）未计入砝码盘重力或砝码盘的重力不能忽略 试题分析：（ 1）据题意，通过研究纸带上的点运动情况可以知道小车的运动情况，纸带上每隔 0.1s取一个计数点，则加速度 a=（ a1+a2） /2， a1=(x32-x21)/T2，a2=(x43-x32)/T2，所以加速度大小为 a=0.16m/s2
17、；（）据实验数据描点过程中按照让尽量多的点在直线上，不在直线上的点尽量平均分布在直线的两侧，如图所示。（ 3）据题意，已经平衡了摩擦力了，既然图线还是不过原点，则说明不施加拉力时，小车已经具备了一定大小的加速度，则据（ m码 +m盘 ） g=(M)a，得a=（ m码 +m盘 ） g/M，当没有加砝码时有： a=m盘 g/M，即砝码盘也对小车施加了一定大小的力，致使小车产生一定大小的加速度。即砝码盘的重力不能忽略不计。 考点：本题考查对小车加速度、质量和拉力大小关系的研究的实验。 计算题 （ 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
18、图所示是跳伞过程中的 v-t 图像，试根据图像求：（ g取 10m/s2） （ 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 答案：（ 1） 160N （ 2） 1. 25105 J 试题分析：（ 1） a 8 m/s2 mg-f ma f mg-ma 160N （ 2）大约是 39.5格，所以 h 39.54 158 m Wf mgh- mv2 1. 25105 J 考点：本题考查牛顿第二定律和动能定理的应用。 （ 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
19、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 答案： (1) gR2 /(R+h)2
20、 （ 2） 试题分析： (1)由 GMm/R2=mg GMm/(R+h)2=maA 得： aA=gR2 /(R+h)2 （ 2）由 T=t/n GMm/r2=m4 2r/T2 V=rw 得： v= 考点：本题考查万有引力定律的应用。 (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。 (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（
21、选无限远的电势为零）。求液珠能到达的最高点 B离 A 点的高度 rB。 答案： (1) q/m=2gh2/kQ (2) h= H (3) rB=2H 试题分析： (1) 设液珠的电量为 q,质量为 m,由题意知，当液珠在 C点时 kQq/H2-mg=mg 比荷为 q/m=2gh2/kQ (2)当液珠速度最大时， kQq/h2=mg 得 h= H (3) 设 BC 间的电势差大小 UCB,由题意得 UCB=C-B=kQ/H-kQ/rB 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 即 q(kQ/H-kQ)/rB -mg(rB-H)=0 将第 (
22、1)问的结果代入化简 rB2-3HrB+2H2=0 解得： rB=2H rB=H(舍去 ) 考点：本题考查牛顿第二定律、电势差与电势大小关系、电场力做功的应用。 （ 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 1 0.5，长木板与地面间的动摩擦因数 1 0
23、.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 答案： 5m/s =37 47.3N 2.8m 试题分析： 物块做平抛运动： H - h =1/2t2 设到达 C点时竖直分速度为 vy： vy gt v1= =5v0/4=5m/s 方向与水平面的夹角为 ： tan vy / v0 3/4 即： =37 从 A至 C点，由动能定理 mgH =mv22/2-mv02/2 设 C点受到的支持力为 FN，则有 FN mg =mv22/R 由上式可得 v2=2 m
24、/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 由题意可知小物块 m对长木板的摩擦力 f = 1mg =5N 长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力 f = 2(M+m)g=10N 因 f f ，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动。 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=v22/21g=2.8m 考点：本题考查对平抛运动、动能定理、匀变速直线运动规律的应用。 （ 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
25、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？ （ 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？
26、 答案：（ 1） （ 2） 4U/L （ 3） t+(2k+1)(2d+ L/4) ， k=0、 1、2 试题分析：（ 1）设微粒穿过 B板小孔时的速度为 v，根据动能定理，有 Qu=mv2/2 解得 v= （ 2）微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，有 Qe=mv2/R=m2v2/L 联立 、 ，得 E=4U/L （ 3）微粒从释放开始经 t1射出 B板的小孔，则 t1=2d/v=2d 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 所以从释放微粒开始，经过 (t1+t2)=(2d+ L/4) 粒第一次到达 P点； 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； 所以经过时间 t+(2k+1)(2d+ L/4) ， k=0、 1、 2 微粒经过 P点。 考点：本题考查带电粒子在电场中的加速问题、动能定理。
