1、2013届湖北省咸宁市鄂南鄂州高级中学高三 11月联考物理试卷与答案（带解析） 选择题 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。对以下几位科学家所作科学贡献的表述中，与事实相符的是（ ） A亚里士多德根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因 B牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量 C库伦发现了电荷之间相互作用规律 库仑定律，卡文迪许用扭秤实验测出了静电力常量 D密立根最早通过实验，比较准确的测定了电子的电量 答案： D 试题分析： A、伽利略通过理想斜面实验，提出力是改变物体运动的原因 B、牛顿提出万有引力定律，但是卡文迪许猜测量了引力常数 G C、库伦发
2、现了电荷之间相互作用规律 库仑定律，并用扭秤实验测出了静电力常量 D、密立根最早通过油滴法实验，比较准确的测定了电子的电量 因此答案：选 D 考点：物理学史 点评：本题考察了物理学中较重要的实验或常数的测量，类似问题还有关于亚里士多德的某些不科学言论的判断等。 在空间中水平面 的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为 的带电小球由 上方的 点以一定初速度水平抛出，从 点进入电场，到达 点时速度方向恰好水平， 三点在同一直线上，且 ，如右图所示由此可见 ( ) A电场力为 B小球带正电 C小球从 A到 B与从 B到 C的运动时间相等 D小球从 A到 B与从 B到 C的速度变化量的大小不相等 答案：
3、A 试题分析：小球在 MN 上方做自由落体，根据题意在 MN 下方做类平抛运动。已知 ，根据类平抛运动规律可证明 ，说明 C错误。在 y方向进入电场前后速度可以认为不变，由于 ，说明 即，说明 ， A正确。并说明该粒子应带负电， B错误。根据加速度定义 可知，从 A到 B和从 B到 C的速度改变量相等， D错误。 考点：类平抛运动规律、受力分析 点评：此类题型综合了平抛运动和类平抛运动规律（倒着运动），通过利用类平抛规律并结合运动独立性求解，属于要求较高的数理结合类题型。 在光滑的水平面上有水平向右的匀强电场，其上固定一个光滑绝缘圆环，圆环平面与水平面平行。 为圆环直径，方向与电场强度 的方向
4、平行，在圆环的 处有一个光滑小孔。有一质量为 、带电量为 的小球套在圆环上。一根绝缘轻质细线的一端系着小球，另一端穿过小孔用手拉住，如图所示。现用力 拉细线，使小球沿圆环由 向 缓慢移动（小球带电量不变）。在移动的过程中轨道对小 球的弹力为 。下列说法正确的是（ ） A力 大小不变， 变大 B力 减小， 大小不变 C小球由电势高处向电势低处移动，电势能增加 D由于克服电场力做功，所以力 F做正功 答案： BD 试题分析：由于是缓慢移动，所以动能不变，且支持不做功，电场力在从 B到A过程中做负功，因此力 F做正功， D正确。由于电场力做负功，所以电视能增加，但是是从低电势移动到高电势，所以 C说
5、法错误。 由上式可以求的 ，在从 B移动到 A过程中，角度从 0变为 90，说明 F变小。 ，化简 ，说明支持力不变。 考点：受力分析 、正交分解法求平衡问题 点评：此类题型考察了通过正交分解法求解平衡问题。这类题目不能仅凭印象想当然，需要通过严格的正交分解才能求解出正确答案：。 如图所示，现有一个以 O 为圆心、以 OP长为半径的圆，四变形 ABCD为圆的内接正方形， 分别为正方形的四个边 AB、 BC、 CD和 DA的中点， P、 Q 分别为弧 AB和弧 CD的中点。现在 A、 B、 C、 D四点分别放上等量的正电荷和负电荷，若取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（ ） A. 点的电场强度
6、和电势均为零 B.把同一电荷从 点移到 点，电场力做功为零 C.把一正电荷从 点移到 点，电势能增加 D.同一电荷在 P， Q 两点所受电场力不同 答案： B 试题分析：根据场强叠加原理， AC 在 O 处场强沿着 AC 方向， BD在 O 处场强沿着 BD方向，显然电场强度不可能为零， A错。由于对称性并根据场强叠加原理，在 bd直线上场强方向均为垂直 bd向左侧，即 bd为一条等势线，因此把同一电荷从 点移到 点，电场力做功为零， B正确。 AB侧为正电荷，根据电场线方向，所以 a点电势高于 O（ b）点，所以电场力对正电荷做正功，电势能应减少，所以 C错。由于对称关系， P、 Q 两点处
7、场强相同，所以同一电荷所受电场力应相同， D错 误。 考点：场强叠加原理、等势线与电场线关系 点评：此类题型充分考察了对称位置放置的等量异种电荷的电场线的性质：电场的叠加、电场力做功等 某汽车从静止开始以加速度 匀加速启动，最后做匀速运动已知汽车的质量为 ，额定功率为 ，匀加速运动的末速度为 ，匀速运动的速度为 ，所受阻力为 下图是反映汽车的速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象，其中可能正确的是（ ） 答案： ACD 试题分析：汽车在运动过程中 为了维持恒定加速度，因此要求汽车功率随速度正比增加。当增加到额定功率之后， P不能增加，所以 D正确。但由于牵引力还大于阻力，所以继续加速
8、，只是牵引力 变小，直到牵引力 F等于阻力，物体最终做匀速直线运动，所以 C正确， B错误。根据 v-t图像的斜率可知 A正确。 考点：汽车由恒定加速度启动问题 点评：此类题型考察了汽车以恒定加速度启动过程中各物理量变化问题。在这类问题中，通常是由速度引起牵引力变化，并随之使得加速度变化，而加速度变化又会影响速度的变化。 如图所示， 为静止在地球赤道上的物体 , 为绕地球椭圆轨道运行的卫星，为地球的同步卫星， 为 、 两卫星轨道的交点。已知 、 绕地心运动的周期相同。相对于 地心，下列说法中正确的是（ ） A卫星 的运行速度小于物体 的速度 B物体 和卫星 具有相同大小的加速度 C在每天的同一
9、时刻卫星 出现在 的正上方 D卫星 在 点的加速度与卫星 在 点的加速度相等 答案： CD 试题分析：由于 A、 C周期相同，所以 可知， C的线速度大于 A的线速度， A 错。同时根据 可知， C 的向心加速度大于 A 的向心加速度， B 错。由于 P点均仅受万有引力，因此加速度相等，所以 D对。物体 A是匀速圆周运动，线速度大小不变，角速度不变，而卫星 B 的线速度是变化的，近地点最大，远地点最小，即角速度发生变化，但 ABC 周期相等，所以如图所示开始转动一周的过程中，会出现 A先追上 B，后又被 B落下，一个周期后 A和 B都回到自己的起点。所以可能出现：在每天的某一时刻卫星 B在 A
10、的正上方，则 C正确。 考点：在轨卫星和不在轨物体的万有引力问题 点评：此类题型要区分在轨卫星和不在轨物体，在轨卫星属于万有引力恰好提供向心力，不在轨物体则不属于该情况，要去分开两种不同情况，才能正确使用公式。 如图所示， 能在水平光滑杆上自由滑动，滑杆连架装在转盘上 用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为 的物体相连当转盘以角速度 转动时， 离轴距离为 ，且恰能保持稳定转动当转盘转速增至原来的 2倍，调整 使之达到新的稳定转动状态，则滑块 （ ） A所受向心力变为原来的 4倍 B线速度变为原来的 C半径 r变为原来的 D M的角速度变为原来的 答案： B 试题分析：由题意可知质量为 m物体的
11、重力提供 M物体转动需要的向心力即：，当转速变为 2倍，即 可知，角速度变为原来 2倍，代入公式则在向心力 mg 不变情况下半径应变为原来 1/4，所以 AC 均错。调整 r重新稳定转 动，则角速度变为原来 2倍，所以 D错误。而 可知，线速度变为原来 1/2， B正确。 考点：匀速圆周运动中向心力公式 点评：此类题型考察了匀速圆周运动向心力公式的各种变形。在本题中要始终注意向心力来源为质量为 m的物体的重力。 如图所示是倾角为 的斜坡，在斜坡底端 P点正上方某一位置 处以速度v0水平向左抛出一个小球 A，小球恰好能垂直落在斜坡上，运动时间为 t1.小球B从同一点 Q 处自由下落，下落至 P点
12、的时间为 t2.不计空气阻力，则 t1 t2( ) A 1 2 B 1 C 1 3 D 1 答案： D 试题分析： 根据平抛运动规律则 、 ，小球能垂直落在斜坡上，则证明，根据几何关系： ，且 ，即 ，证明 ，自由落体运动的时间 ，所以 ，答案：为 D 考点：平抛运动规律 点评：此类题型考察了平抛运动规律，但是结合了一部分数理结合的知识，相对而言增加了解题难度。因此这类题目降低思维难度的方法是通过画出示意图，从而便于找出几何关系建立等式。 一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一带电油滴（电量很小，不影响电场分布）位于 点且恰好处于平衡状 .如图所示，若保持正极板不动，将负极
13、板移到图中虚线所示的位置，则（ ） A带电油滴将沿竖直方向向下运动 B 点的电势将升高 C带电油滴的电势能不变 D电容器的电压增大 答案： C 试题分析：充完电的电容器，与电源断开，则移动板时可以认为电荷量 Q 保持不变。通过 可知， d变小时， C变大，又因为 ，说明 U变小，所以 D错。通过电容器公式 可以证明 ，即电场强度不变。所以带电粒子 P依然保持平衡。所以 A错。由于 E不变，所以 可知，P点电势不变， B错。 可以证明 P点处电荷电势能不变， C正确。 考点：平行板电容器、电势能 点评：这类问题的关键是看电键开关是否断开。若电键始终闭合，则说明电动势保持不变；若充好电之后电键断开
14、，说明电容器电荷量保持不变。本题需要注意的地方是如何推导电容器间的电场。 如图所示，质子、氘核和 粒子都沿平行板电容器两板中线 OO方向垂直于电场线射入板间的匀强电场，射出后都打在同一个与 OO垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点下列说法中正确的是 ( ) A若它们射入电场时的速度相等，在荧光屏上将出现 3个亮点 B若它们射入电场时的动量相等，在荧光屏上将只出现 2个亮点 C若它们射入电场时的动能相等，在荧光屏上将只出现 1个亮点 D若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的，在荧光屏上将只出现 1个亮点 答案： D 试题分析：根据类平抛运动规律则 ，化简则 假如进入时速度相等，则偏转距离
15、 y取决于荷质比，三种粒子荷质比分别是： 1： 1； 1:2； 1:2，因此应该有 2个亮点；同理若 mv=P相等，则 ，则偏转距离 y取决于 mq 乘积，三种粒子 mq 乘积分别为： 1； 2； 8，所以应该有三个亮点；若射入时动能相等，即 ，偏转距离 y取决于 q，而三种粒子的 q分别为 1；1； 2，所以应有 2个亮点 。若通过同一电场由静止加速，则根据动能定理，代入即 说明只有 1个亮点， D正确。 考点：带电粒子在电场中的偏转 点评：此类题型考察了带电粒子在电场中的偏转，本题通过结合不同初始条件，求出偏转距离与已知量之间的关系，从而判断偏转距离。 如图所示，将一个质量为 的小物块轻轻
16、放上倾角为 （ ）的斜面，已知斜面质量也为 ,重力加速度为 斜面放在足够粗糙的水平地面上没有滑动，那么地面对斜面的支持力 和摩擦力 有可能为（ ） A , B , C , D , 答案： BC 试题分析：若物体静止在 斜面上不动（或者匀速下滑），则可以将两者看作一个整体，即 ， ， B答案：正确； 若物体沿斜面加速下滑，设物块沿水平方向加速度为 ，竖直方向加速度 。支持力 FN1、摩擦力 Ff1在竖直方向合力为 ，水平方向为 。则，而对于支持斜面而言，由于处于静止状态则： 其中 为 的反作用力， 为 的反作用力。假设地面支持力为 16.4N，代入则，即说明物体的加速度 ， ，即 ，说明 ，即证
17、明地面所受静摩擦力为 4.8N，方向向右。即答案： C也正确。 考点：受力分析、正交分解法求解物体受力 点评：此类题型考察了通过正交分解法求解物体的受力，本题中受力过程并不复杂，需要一定的数理结合能力。一般情况下在进行受力分析之后，建立的坐标系尽量不要分解加速度。 如图所示， I、 II分别是甲、乙两小球从同一地点沿同一直线运动的 图线，根据图线可以判断（ ） A甲、乙两小球初速度方向相反，而加速度大小相同、方向相反。 B两球在 时刻速率相等 C图线交点对应的时刻两球相距最近 D两球在 时再次相遇 答案： BD 试题分析：根据 v-t图像，比较容易知道速度方向、加速度以及通过的位移。通过图像可
18、知 ， 的加速度为 -10m/s2， 的加速度为 ,说明两者加速度不同， A错。通过图像可知，在 t=2s时，两者速度大小均为 20m/s， B对。由于甲乙两球从同一地点同时一直线出发，根据 v-t图像，两者在图像交点时刻应相隔最远而非最近， C错。 T=8s时，通过图像可知， 、 各自位移均为零，说明重新回到出发点，即再次相遇， D正确。 考点： v-t图像的理解 点评：此类题型考察了对 v-t图像的理解，如何通过 v-t图像求位移等方法。 实验题 （ 8 分）某物理学习小组在 “验证机械能守恒定律 ”的实验中（ g 取 9.8m/s2）： （ 1）他们拿到了所需的打点计时器（带导线）、纸带
19、、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要 _（填字母代号） A直流电源 B交流电源 C游标卡尺 D毫米刻度尺 E天平及砝码 F秒表 （ 2）先接通打点计时器的电源，再释放重物，打出的某条纸带如下图所示， O是纸带静止时打出的点， A、 B、 C是标出的 3个计数点，测出它们到 O 点的距离分别为 x1=12.16cm、 x2=19.1cm和 x3=27.36cm，其中有一个数值不符合读数规则，代表它的符号是 _（选填 “x1”、 “x2”或 “x3”）。 （ 3）已知电源频率是 50Hz，利用（ 2）中给出的数据求出打 B点时重物的速度=_ 。 (保留三位有效数字 ) （ 4）重物在计数点
20、O、 B对应的运动过程中，减小的重力势能为 mgx2，增加的动能为 ，通过计算发现， mgx2_ （选填 “”、 “ 纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力 试题分析：在利用打点计时器时，需要给与配套交流电源，并需要借助毫米刻度尺测量距离，以便验证 机械能守恒定律，因此还需要 BD两种仪器。 再利用毫米刻度尺读书时，应注意估读，因此 x2 读数不符合要求。 根据 则， B点速度应为 纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力，因此减少的重力势能应大于增加动能。 考点：基本仪器的使用与读数、通过打点计时器求速度的方法 点评：此类题型属于比较基础的实验，所考察的内容是最基本的实验仪器的使用 （ 9分）某同学用如图所示
21、装置 “研究物体的加速度与外力关系 ”，他将光电门固定在气垫轨道上的某点 B处，调节气垫导轨水平后，用重力为 F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，每次滑块从同一位置 A由静止 释放，测出遮光条通过光电门的时间 t。改变钩码个数，重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表。 实验次数 1 2 3 4 5 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 40.4 28.6 23.3 20.2 18.1 1632.2 818.0 542.9 408.0 327.6 6.1 12.2 18.4 24.5 30.6 （ 1）为便于分析 F与 t的关系，应作出 的关系图象，并在坐标纸上作出该图线。 （ 2）
22、设 AB间的距离为 s，遮光条的宽度为 d，请你由上述实验结论推导出物体的加速度 a与时间 t的关系式为 。 答案： 试题分析：根据题意 可以求得 ，在质量不变情况下，根据牛顿第二定律则： ，即说明 考点：匀变速直线运动规律 点评：此类题型考察了加速度的另外一种求法，即通过光电门来求加速度，此题的难点在于同学们可能对光电门的工作原理不够清楚，题目中应加强信息的给予，以降低思维难度。 计算题 （ 10分）已知 O、 A、 B、 C为同一直线上的四点， A、 B间的距离为 ，B、 C间的距离为 ，一物体自 O 点由静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过 A、 B、 C三点，已知物体通过 AB段与
23、 BC 段所用的时间相等，则 （ 1）物体通过 A点和 B点时的速度大小之比为多少？ （ 2） O、 A间的距离为多少？ 答案：（ 1） （ 2） 0.125m 试题分析：设物体的加速度为 a，通过 AB段与 BC 段所用的时间分别为 t,已知AB=1m,BC = 2m. (1)在 AB段由位移公式得： 在 AC 段： 由 得： 又由 得： 则 (2) 设 O,A间的距离为 由运动学公式得： 考点：匀变速直线运动规律及其推论 点评：此类题型考察了匀变速直线运动规律及其推论， 是一种常见的题型，在需要注意的是身体要明确，要清楚匀变速直线运动公式中推论的成立条件。 （ 10分）我国已启动 “嫦娥工
24、程 ”，并于 2007年 10月 24日和 2010年 10月1日分别将 “嫦娥一号 ”和 “嫦娥二号 ”成功发射 , “嫦娥三号 ”亦有望在 2013年落月探测 90天，并已给落月点起了一个富有诗意的名字 “ 广寒宫 ” （ 1）若已知地球半径为 ，地球表面的重力加速度为 ，月球绕地球运动的周期为 ，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，请求出月球绕地球运动的轨道半径 （ 2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处 以速度 竖直向上抛出一个小球，经过时间 ，小球落回抛出点已知月球半径为 ，引力常量为，请求出月球的质量 答案：（ 1） （ 2） 试题分析： 根据万有引力定律和向心力公式：
25、 G （ 1） 质量为 m的物体在地球表面时： mg = G （ 2） 解（ 1）（ 2）得： （ 3） 设月球表面处的重力加速度为 g月 ，根据题意： （ 4） （ 5） 解（ 4）（ 5）得： （ 6） 考点：万有引力提供向心力 点评：此类题型考察了万有引力提供向心力的相关公式的变形处理。这类问题通常可以看作一个半径十分大的匀速圆周运动，只是其向心力由万有引力提供。 (12分 )如图所示，有一半径为 R=0.30m的光滑半圆形细管 AB，将其固定在竖直墙面并使 B 端切线水平，一个可视为质点的质量为 0.50kg的小物体 m由细管上端沿 A点切线方向进入细管，从 B点以速度 飞出后，恰好能
26、从一倾角为 的倾斜传送带顶端 C无碰撞的滑上传送带，已知传送带长度为L=2.75m（图中只画出了传送带的部分示意图）物体与传送带之间的动摩擦因数为 =0.50，（取 sin370=0.60， cos370=0.80， g=10m/s2不计空气阻力，不考虑半圆形管 AB的内径） （ 1）求物体在 A点时的速度大小及对轨道的压力； （ 2）若传送带以 V1=2.5m/s顺时针匀速转动，求物体从 C到底端的过程中，由于摩擦而产生的热量 Q； 答案：（ 1） ，压力为 1.67N，方向竖直向上 （ 2） 8J 试题分析：（ 1)由： 得： 设物体在 A点所受轨道作用力为 则由 ，可得： 由牛顿第三定律
27、得：物体在 A点时对轨道的压力大小为 1.67N ，方向为：竖直向上 (2)物体落到传送带顶端 C时的速度大小为： 传送带顺时针匀速转动时，对物体施加的摩擦力沿传送带上表面向上 则 可得： 由： L= 得物体从 C到底端的时间： 此过程中，由于摩擦而产生的热量为 考点：机械能守恒定律、向心力知识、匀变速直线运动规律 点评：此类题型综合了物理上常见的运动模型，考察问题也十分经典，对学生的基本功有较好的考察，例如通过相对运动判断物体在皮带上经历的物理过程，并结合能的观点考察能量转化问题。 （ 13分）如图所示， ABCD为固定在竖直平面内的轨道， AB段光滑水平，BC 段为光滑圆弧，对应的圆心角
28、= 370，半径 r=2.5m， CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为 E=2l05N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量 m=5l0-2kg、电荷量 q=+110-6C的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向右滑行，在 C点以速度 v0=3m/s冲上斜轨。以小物体通过 C点时为计时起点， 0.1s以后，场强大小不变，方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数 =0.25。设小物体的电荷量保持不变，取g=10m/s2 sin370=0.6， cos370=0.8。 (1)求弹簧枪对小物体所做的功； (2)在斜轨上小物体能到达的最高点为 P，求 CP的
29、长度。 答案：（ 1） W=0.475J （ 2） CP=0.57m 试题分析： (1)设弹簧枪对小物体做功为 W，由动能定理得 代人数据得 W=0.475J (2)取沿平直斜轨向上为正方向。 设小物体通过 C点进入电场后的加速度为 a1 由牛顿第二定律得 小物体向上做匀减速运动，经 t1=0.1s后，速度达到 v1，有 由 可知 v1=2.1m/s，设运动的位移为 s1，有 电场力反向后，设小物体的加速度为 a2，由牛顿第二定律得 设小物体以此加速度运动到速度为 0，运动的时间为 t2，位移为 s2，有 设 CP的长度为 s，有 s=s1+s2 联立相关方程，代人数据解得 s=0.57m 考点：动能定理、牛顿第二定律解决动力学问题、匀变速直线运动规律 点评：此类题型考察了物理学中常见的解题工具，本题需要对物理过程有一个较清楚的认识，对于多过程问题，优先使用动能定理。对于恒力作用的过程可以考虑使用牛顿第二定律。
