1、2013届浙江省杭州外国语学校高三 9月月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 物理学中用到大量的科学研究方法，在建立下列物理概念时，都用到 “等效替代 ”方法的是 （ ） A “合力与分力 ”、 “质点 ”、 “电场强度 ” B “质点 ”、 “平均速度 ”、 “点电荷 ” C “点电荷 ”、 “总电阻 ”、 “电场强度 ” D “合力与分力 ”、 “平均速度 ”、 “总电阻 ” 答案： D 试题分析：质点、点电荷是理想化模型， ABC错；故选 D 考点：考查物理方法 点评：本题难度较小，掌握一般的物理方法，等效替代、理想化模型、整体隔离等 一个物块与竖直墙壁接触 ,受到水平推力 F的作用 ,
2、F随时间变化的规律为 F= kt(常量 k0).设物块从 t=0时起由静止开始沿墙壁竖直向下滑动 ,物块与墙壁间的动摩擦因数为 (mB，整个系统处于静止状态。滑轮的质量和一切摩擦均不计，如果绳一端由 Q 点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体 A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角 变化情况是（ ） A. 物体 A的高度升高， 角变大 B. 物体 A的高度降低， 角变小 C. 物体 A的高度升高， 角不变 D. 物体 A的高度不变， 角变小 答案： C 试题分析：最终平衡时，绳的拉力 F大小仍为 mAg，由二力平衡可得 2FsinmBg，故 角不变，但因悬点由 Q 到 P，左侧部分绳子变
3、长，故 A应升高，所以 C正确 考点：考查受力平衡的分析 点评：本题难度中等，由于整段绳子由一个动滑轮连接，使得两端绳子的拉力大小相等，由对称性可判断绳子拉力大小关系 如图 ,一根轻弹簧上端固定在 O 点 ,下端拴一个钢球 P,球处于静止状态 .现对球施加一个方向水平向右的外力 F,使球缓慢偏移 ,在移动中的每一个时刻都可认为钢球处于平衡状态 ,若外力 F的方向始终水平 ,移动中弹簧与竖直方向的夹 角 90,且弹簧的伸长量不超过弹性限度 ,则下图给出的弹簧伸长量 x与 cos的函数关系图象中 ,最接近实际的是 ( ) 答案： D 试题分析：以小球为研究对象，进行受力分析，受到重力、水平拉力和弹
4、簧的弹力，由三角函数关系可知 ，故选 D 考点：考查受力平衡的分析 点评：本题难度较小，本题为动态平衡问题，先对小球进行受力分析，由受力平衡的关系式推导 x与 的关系 小球在离地面 h处以初速度 v水平抛出，球从抛出到着地，速度变化量的大小和方向为（ ） A ，方向竖直向下 B ，方向斜向下 C ，方向斜向 下 D ，方向竖直向下 答案： D 试题分析：由匀变速直线运动的公式 可知速度变化量的方向与加速度方向相同，竖直向下， BC 错；由 ，故选 D 考点：考查平抛运动规律 点评：本题难度较小，注意应用公式 进行判断，公式为矢量式，等号左右的数值相同，方向相同 在如图所示的位移图象和速度图象中
5、，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是（ ） A甲车做曲线运动，乙车做直线运动 B 0 时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程 C丁车在 时刻领先丙车最远 D 0 时间内丙、丁两车的平均速度相等 答案： C 试题分析：位移时间图像不是物体的运动轨迹，甲、乙车均做直线运动； A错误； 0 时间内甲、乙车均做单方向的直线运动，甲、乙车通过的路程相等；B错误；由图像可知 0 t2时间内丁车得速度一直比丙车的速度大， t2时刻两车速度相等，此时相距最远； C正确；速度图线和时间轴围成的面积代表物体位移的大小，由图可知 0 t2时间内丁车得位移大
6、，所以丁车得平均速度大； D错误，故选 C 考点：考查位移图像和速度图像 点评：本题难度较小，研究图像时一定要注意坐 标轴的意义，知道交点、面积斜率等所代表的含义 如图所示，弹簧秤一端固定在墙壁上，另一端与小木块 A相连，当用力加速抽出长木板 B的过程中，观察到弹簧秤的示数为 4.0N，若匀速抽出木板 B，弹簧秤的示数大小（ ） A一定大于 4.0N B一定等于 4.0N C一定小于 4.0N D一定为零 答案： B 试题分析：物体 A静止，受力平衡，弹力等于摩擦力，无论如何抽出物体 B，AB间的摩擦力不变，弹力不变，故选 B 考点：考查摩擦力的计算 点评：本题难度较小， AB间的摩擦力大小与
7、 B物体的运动状态无关，只要两物体发生相对滑动，摩擦力只决定于 A物体的重力 实验题 （ 12分）如图所示，质量为 M的滑块 A放在气垫导轨 B上， C为位移传感器，它能将滑块 A到传感器 C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块 A的位移 时间 (x-t)图象和速率 时间 (v-t)图象 .整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为 l、高度为 h.(取重力加速度 g=9.8 m/s2，结果保留一位有效数字 ). (1)现给滑块 A一沿气垫导轨向上的初速度， A的 v-t图线如下图实所示 .从图线可得滑块 A下滑时的加 速度 a = m/s2，摩擦力对滑块 A运动的影
8、响 .(填 “明显，不可忽略 ”或 “不明显，可忽略 ”) (2)此装置还可用来验证牛顿第二定律 .实验时通过改变 可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变 可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系 . (3)将气垫导轨换成滑板，滑块 A换成滑块 A，给滑块 A一沿滑板向上的初速度， A的 x-t图线如下图实所示 .图线不对称是由于 造成的，通过图线可求得滑块与滑板间的动摩擦因数 = . 答案： (1) a = 6 m/s2，影响不明显，可忽略。 (2)改变斜面高度 h，改变滑块 A的质量 M及斜面的高度 h，且使 Mh不变 (3)由于滑动摩擦力， =0.3（ 0.2-0.4都对）
9、. 试题分析： (1)从图像可以看出，滑块上滑和下滑过程中的加速度基本相等，所以摩擦力对滑块的运动影响不明显，可以忽略。根据加速度的定义式可以得出（ 2）牛顿第二定律研究的是加速度与合外力和质量的关系。当质量一定时，可以改变力的大小，当斜面高度不同时，滑块受到的力不同，可以探究加速度与合外力的关系。由于滑块下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力提供，所以要保证向下的分力不变，应该使 不变，所以应该调节滑块 的质量及斜面的高度，且使 Mh不变。 （ 3）滑板与滑块间的滑动摩擦力比较大，导致图像成抛物线形。从图上可以读出，滑块上滑和下滑时发生位移大小约为 ，上滑时间约为 ，下滑时间约为 ，上滑时看做
10、反向匀加速运动，根据动学规律有： ，根据牛顿第二定律有 ，下滑时，有 ， ；联立解得 考点：考查力与运动的关系 点评：本题难度较大，首先应利用加速度概念，结合速度时间图像求得加速度大小，根据如题的运动情况判断受力情况，摩擦力不变，导致图像成抛物线，利用牛顿第二定律和运动学结合求解 小汽车正在走进我们的家庭，一辆汽车性能的 优劣，其油耗标准非常重要 .而影响汽车油耗标准最主要的因素是其在行进中所受到的空气阻力。人们发现汽车在高速行驶中所受到的空气阻力 f (也称风阻 )主要与两个因素有关： (1)汽车正面投影面积 S； (2)汽车行驶速度 v。某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列
11、数据： (1)由上述数据可得汽车风阻 f 与汽车正面投影面积 S 及汽车行驶速度 v 的关系式为 f = (要求用 k表示比例系数 )； (2)由上述数据得出 k的大小和单位是 ； (3)据推理或猜测， k的大小主要与 、 等因素有关。 答案：（ 1） kSv2（ 2） 0.26 kg/m3 (3)与空气密度、车的外形、车表面情况等因素有关 （具体可酌情） 试题分析：（ 1）分析当速度为 20m/s时，随着面积 S的变化，发现阻力与 S成正比，分析 S为 2.0时，随着速度 v的变化，阻力成平方倍数增大，可知阻力 f与速度的平方成正比，可知 f = kSv2（ 2）带入一组数据可得常数 K 的
12、值，根据公式可推导 k的单位为 kg/m3 (3) 据推理或猜测， k的大小主要与空气密度、车的外形、车表面情况等因素有关 考点：考查控制变量法的应用 点评：本题难度较小，本实验主要是利用了控制变 量法判断其中两个物理量的关系，从一次正比关系逐次判断 计算题 质量为 2kg的物体在水平推力 F的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去 F，其运动的 v-t 图像如图所示。 g取 10m/s2，求： (1)物体在 0-6s和 6-10s的加速度； (2) 内物体运动位移的大小； (3) 物体与水平面间的动摩擦因数 ； (4) 水平推力 的大小。 答案：（ 1） a1=1m/s2， a2=-2m/
13、s2 （ 2） s=46m (3) =0.2 （ 4） F=6N 试题分析：（ 1）设物体做匀减速运动的时间为 t2、初速度为 v20、末速度为 v2t、加速度为 a2，则 a2= = =-2m/s2 1分 同理求得 0-6s间加速度为 （ 2）根据 v-t图像所围成的面积得： s=（ 6+ 84） m=46 m 3分 （ 3）设物体所受的摩擦力为 f，根据牛顿第二定律有 -mg=ma2 2分 =0.2 1分 （ 2）设物体做匀加速运动的时间为 t1、初速度为 v10、末速度为 v1t、加速度为a1，则 a1= = =1m/s2 1分 根据牛顿第二定律有 F-mg=ma1 2分 F=mg+ma
14、1=（ 0.2210+21） N=6N 2分 考 点：考查力与运动的关系 点评：本题难度较小，处理本类型题时，应从图像入手，求得每段过程的加速度大小，对每一段过程进行受力分析，根据牛顿第二定律求解 一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以 10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过 5.5s后警车发动起来，并以 2.5m/s2的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度必须控制在 90km/h以内问： （ 1）警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？ （ 2）判定警车在加速阶段能否追上货车？（要求通过计算说明） （ 3）警车发动后要多长时间才能追上货车？ 答案： (1
15、)75米 （ 2）没有追上 （ 3） 12S 试题分析： (1)警车在追赶货车的过程中 ,刚开始货车速度大于警车速度，所以两者之间距离渐渐拉大，当两车速度相等时 ,它们间的距离最大，此后警车速度超过货车，两者间距离缩短。 设警车发动后经过 t1时间两车的速度相等 则 在这段时间内： 所以两车间的最大距离 (2)v0 90 km/h 25 m/s 当警车刚达到最大速度时，运动时间 因为 ，故此时警车尚未赶上货车，且此时两车距离 警车达到最大速度后做匀 速运动，设再经过 时间追赶上货车，则所以警车发动后要经过 才能追上货车 考点：考查追击问题 点评：本题难度较小，此类题型属于过程较多的追击问题，一
16、般通过公式法可以求解，但需要对过程较熟悉，并能熟练运用公式，此类题型可以通过图像法求解，图像法具有形象、直观的特点并且能够直观的判断出何时速度最大等优点 如图（ a）所示，木板 OA可绕轴 O 在竖直平面内转动，某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于斜面、大小为 F 8N 的力作用下加速度与斜面倾角的关系。已知物块的质量 m 1kg，通过 DIS实验，得到如图（ b）所示 的加速度与斜面倾角的关系图线。若物块与木板间的动摩擦因数为 0.2，假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力， g取 10m/s2。试问： （ 1）图（ b）中图线与纵坐标交点 ao多大？ （ 2）图（ b）中
17、图线与 轴交点坐标分别为 1和 2，木板处于该两个角度时的摩擦力指向何方？说明在斜面倾角处于 1和 2之间时物块的运动状态。 （ 3）如果木板长 L 2m，倾角为 37，物块在 F的作用下由 O 点开始运动，为保证物块不冲出木板顶端，力 F最多作用多长时间？（取 sin37 0.6， cos37 0.8） 答案：（ 1） 6(m/s2) （ 2）处于静止状态（ 3） t3.1s 试题分析：（ 1）当木板水平放置时，物块的加速度为 a0 此时滑动摩擦力 f = N = mg=0.2110 = 2(N) =6(m/s2) （ 2）当摩擦力沿斜面向下且加速度为零时木板倾角为 1，当摩擦力沿斜面向上且
18、加速度为零时木板倾角为 2，这时物块处于静止状态。 （ 3） N1=mgcos1 F1=N1=mgcos1 F=mgsin1+mgcos1 联立方程 8 = 10sin1+ 2cos1 解得 140.4 （ 4）力 F作用时的加速度 （ m/s2） 撤去力 F后的加速度大小 （ m/s2） 设物块不冲出木板顶端，力 F最长作用时间为 t 则撤去力 F时的速度 v=a1t 位移 撤去力 F后运动的距离 由题意有 即 解得：t3.1s 考点：考查力与运动的关系 点评：本题难度较小，对于涉及到摩擦力的问题时，应首先根据运动情况判断摩擦力的类型，如果给出加速度 a与时间的关系图像，应用牛顿第二定律化简
19、公式，知道图像的斜率、截距的物理意义，必要的时候根据运动学公式求解 如图 1所示，在 2010上海世博会上，拉脱维亚馆的风洞飞行表演，令参观者大开眼界，最吸引眼球的就是正中心那个高为 H=10m，直径 D=4m的透明“垂直风洞 ”。风洞是人工产生和控制的气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动。在风力作用的正对面积不变时，风力 F=0.06v2（ v为风速）。在本次风洞飞行上升表演中，表演者的质量 m=60kg，为提高表演的观赏性，控制风速 v与表演者上升的高度 h间的关系如图 2所示。 g=10 m/s2。求： 设想：表演者开始静卧于 h=0处，再打开气流，请描述表演者从最低点到最高点的运动状
20、态； 表演者上 升达最大速度时的高度 h1； 表演者上升的最大高度 h2； 为防止停电停风事故，风洞备有应急电源，若在本次表演中表演者在最大高度 h2时突然停电，为保证表演者的人身安全，则留给风洞自动接通应急电源滞后的最长时间 tm。（设接通应急电源后风洞一直以最大风速运行） 答案： 略 (2)4m(3)8m(4) 0.52s 试题分析： 由图 2可知 ，（ 1分） 即风力 （ 1分） 当表演者在上升过程中的最大速度 vm时有 （ 1分） 代入数据得 m.（ 1分） 对表演者列动能定理得 （ 2分） 因 与 h成线性关系，风力做功 （ 1分） 代入数据化简得 m （ 2分） 当应急电源接通后以风洞以最大风速运行时滞后时间最长，表演者减速的加速度为 m/s2 （ 2分） 表演者从最高处到落地过程有 （ 2分） 代入数据化简得 s0.52s。（ 2分） 考点：考查功能关系 点评：本题难度中等，首先应根据图像得到 v2 与 h的关系式，当 F与重力相等时速度最大，由 F、速度和 h的关系可知 F随着 h的变化线性变化，由此可以把变力 F转变为恒力，再利用功能关系求解
