1、2013届湖北省部分重点中学高三上学期期中联考物理试卷与答案（带解析） 选择题 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察与思考往往比掌握知识更重要，下列说法不符合物理学史实的是：（ ） A法拉第最早提出电场的概念，并提出用电场线表示电场 B牛顿通过 “理想斜面实验 ”，推翻了亚里斯多德的 “力是维持物体运动的原因 ”。 C库仑总结出了真空中静止点电荷之间相互作用的规律， D美国物理学家密立根最早用油滴实验精确地测出了元电荷 e的电荷量 答案： B 试题分析： A法拉第最早提出电荷周围存在着由它产生的电场；正确 ,不选 B、伽利略通过 “理想斜面实验 ”，推翻了亚里斯多德的 “力是维持物体运
2、动的原因 ”；错误，选 B C、库伦总结出了库仑定律描述，真空中静止点电荷之间相互作用的规律；正确，不选 D、美国物理学家密立根用油滴实验精确地测出了元电荷 e的电荷量，正确，不选 故选 B 考点：物理学史 点评：容易题。学习物理学史，可以让我们了解物理学建立的过程，加深对物理知识的理解。 某兴趣小组对遥控电动小车进行研究：先从电动车上取下电池，测量它的电动势与内阻，在设计的实验中，给出了三种实 验方案。下面所给出的四种电路中，能完成此实验要求的是 图。答案：丙 试题分析：甲图电流表测量的不是通过电源的电流；不能完成，乙图电压表测量的不是路端电压；不能完成，用安阻法或伏阻法测电源的电动势和内电
3、阻是，必须用电阻箱，所以丁图不能完成，丙图可以完成。 考点：伏安法测电源电动势和内电阻 点评：容易题。熟练掌握伏安法测电源电动势和内电阻各种方法。 某同学通过查资料得知：电量为 Q 的均匀带电球壳外的场强公式为： E = k（ r为距离球心的距离）。现已知电荷 q均匀分布在半球面 AB上，球面半径为 R， CD为通过半球 顶点与球心 O 的轴线，如图所示， M是位于 CD轴线上球面外侧，且 OM=ON =2R。已知 M点的场强为 E，则 N 点的场强为（ ） A E B C D 答案： D 试题分析：如果是一个完整球体，则在 M点的场强为 ，已知 M点的场强为 E，则右半部分在 M的场强为 ，
4、根据对称性，左半部分在 N点的场强和右半部分在 M的场强大小相等。 故选 D 考点：割补法求场强 点评：中等难度。在应用库仑定律解题时，由于其适用条件是点电荷，所以造成了一些非点电荷问题的求解困难，对于环形或球形缺口问题， “割补法 ”非常有效所谓 “割 ”是指将带电体微元化，再利用对称性将带电体各部分所受电场力进行矢量合成所谓 “补 ”是将缺口部分先补上，使带电体能作为点电荷来处理 球 A以初速度 从地面上一点竖直向上抛出，经过一段时间 后又以初速度 将球 B从同一点竖直向上抛出（忽略空气阻力），为了使两球能在空中相遇， 取值范围正确的是（ ）。 A 3S 4S B 0 6S C 2S 8S
5、 D 0 8S 答案： C 试题分析：从两方面考虑： A落地之前， B必须抛出，否则 A已经落地。时间间隔应小于 A的全程时间 ； B落地前， A必须落地，否则 B可能已经落地。时间间隔应小于 A、 B全程的运动时间之差，即总之： t范围为： 2s t8s 故选 C 考点：竖直上抛运动 点评：难题。竖直上抛运动的处理方法： (1)分段法：上升过程是加速度 a=-g，末速度 v=0的匀减速直线运动，下落过程是自由落体运动 (2)整体法：将全过程看做是初速度为 、加速度为 -g的匀变速直线运动，其运动过程符合匀变速直线运动 规律，即匀变速直线运动的几个关系式可以直接应用 小球自由下落，与地面发生碰
6、撞后以原速率反弹。若从释放小球开始计时，不计小球与地面发生碰撞的时间及空气阻力。则下图中能正确描述小球位移 s、速度 v、动能 EK、机械能 E与时间 t关系的是（ ）答案： BD 试题分析： A、图像显示为匀速运动，方向随时间周期性变化，而自由落体为匀变速运动；错误 B、自由落体运动速度随时间均匀变化，正确 C、图像显示动能随时间均匀变化，即速率的平方随时间均匀变化，而自由落体运动速度随时间均匀变化；错误 D、自由落体运动，机械能守恒；正确 故选 BD 考点：运动图像的应用 点评：中等难度。注意充分审读图像提供的各种有用信息，并仔细分析物体的运动过程，能将图像提供的信息与物体的运动过程建立正
7、确的联系。 某静电场中 x轴上的电势随 x坐标变化的图象如图所示， -x图象关于 轴对称， a、 b两点到 O 点的距离相等。将一电荷从 x轴上的 a点由静止释放后粒子沿 x轴运动到 b点，运动过程中粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是（ ） A该电荷一定带负电 B电荷到 b点时动能为零 C从 O 到 b，电荷的电势能减小 D从 a到 b电场力对电荷先做正功，后做负功 答案： BD 试题分析：电荷从 x轴上的 a点由静止释放后在电场力作用下由高电势点向低电势点运动，则小球带正电；错误 B、由图知 ，由动能定理有： 得，电荷到 b点时动能为零；正确 C、从 O 到 b，电场力做负功，电势能增大
8、；错误 D、从 a到 b电场力对电荷先做正功，后做负功；正确 故选 BD 考点：电场中的功能关系 点评：中等难度。正电荷从高电势向低电势运动电场力做正功，电势能减少，动能增加，从低电势向高电势运动，电场力做负功，动能减少。如果电场变化时对称的，则运动也是对称的。 如图所示，一质量为 m、电荷量为 q的带电液 滴以速度 v沿与水平面成 角的方 向斜向上进入匀强电场，在电场中做直线运动，则液滴向上运动过程中（忽略空气阻力）正确的 是 ( ) A电场力不可能小于 mgcos B液滴的动能一定不变 C液滴的机械能可能不变化 D液滴的电势能一定不变 答案： AC 试题分析： A、带电液滴在电场中做直线运
9、动，则电场力的最小值为：；正确 B、电场力与重力做功之和不一定为零，液滴的动能可能变化；错误 C、电场力的最小时其方向与速度方向垂直，只有重力做功，液滴的机械能不变；正确 D、电场力可能做功，电势能可能变化；错误 故选 AC 考点：带电粒子在电场中的运动问题 点评：中等难度。物体做直线运动的条件是合力方向和初速度方向在一条直线上，以此为依据，确定电场力的方向和取值范围再进一步应用牛顿定律、动能定理、机械能守恒等求解 关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是（ ） A分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期 B沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率 C在赤道
10、上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同 D沿不同轨道经过 北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合 答案： B 试题分析： A、根据开普勒第三定律 可知，只要圆轨道的半径和椭圆轨道的半长轴相等，周期就相同。 B、沿椭圆轨道运行的卫星速率是变的，但是关于长轴对称的两点速率是相等的；正确 C、所有同步卫星的轨道半径、周期、线速度、角速度等均相同；错误 D、轨道平面过地心和北京上空的轨道平面有无限多个；错误 故选 B 考点：人造卫星相关知识 点评：中等难度。所以人造地球卫星的轨道平面必过圆心，万有引力做向心力，轨道可以是圆的也可以是椭圆的，开普勒第三定律中的恒量均相等。 如图所示，
11、带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球 A用细线悬挂于支架前端，质量为 m的物块 B始终相对于小车静止地摆放在右端。 B与小车平板间的动摩擦因数为 .若某时刻观察到细线偏离竖直方向 角，则此刻小车对物块 B产生的作用力的大小和方向为（ ） A ，竖直向上 ; B ，斜向左上方 ; C ，水平向右 D ，斜向右上方 答案： D 试题分析：一小球为研究对象受力如图，由牛顿第二定律有， ，因系统运动状态相同，对 B有 ，方向水平向右，则此刻小车对物块 B产生的作用力的大小 ，方向斜向右上方； 故选 D 考点：牛顿第二定律的应用 点评：中等难度。此题注意由小球的运动状态得出物体 B的摩擦力方向，
12、另外小车对物块 B产生的作用力为支持力与摩擦力的合力。 汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动， t1末关闭发动机，做匀减速直线运动， t2末静止，其 v-t图象如图所示，图中 ，若汽车牵引力做功为W，平均功率为 P；汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为 W1和 W2，平均功率分别为 P1和 P2，则 ( ) A W1 W2 W B W1 W2 C P P1 D P1 P2 答案： D 试题分析： A、由动能定理可知： ；错误 B、 ， ，由图像知 ，则 ；错误 C、 ， ，汽车加速则 则 ；错误 D、 ， 则 ；正确 故选 D 考点：功和功率的计算 点评：中等难度。注意 既可计算瞬时
13、功率也可计算平均功率；本题要能由图像正确获得相关信息。 如图所示，轻质刚性弹簧两端拴接着可看作质点的小球 A和 B当两球静置于内壁光滑半径为 R的半球形容器内时，两球之间的距离为 R，小球球心与弹簧轴芯所连的直线与水平方向夹角 =300，则 A、 B两小球的质量之比为（ ） A B 2 C 2 D 答案： C 试题分析： 系统受到三个力的作用，三力平衡必共点，即这三个力相交于球心O 点（如图） ,所以系统重心的竖直线过 O 点，则有 : ,由几何关系得，,可得 ； C正确 故选 C 考点：共点力平衡 点评：中等难题。此题涉及三力平衡问题的处理方法，也可以用一般的隔离法分别对 A、 B进行受力分
14、析和计算。 有一种新型交通工具如图，乘客的座椅能始终保持水平，当此车加速上坡时，乘客是 ( ) A处于失重状态 B处于超重状态 C受到向前的摩擦力 D受到向后的摩擦力 答案： BC 试题分析：当此车加速上坡时，乘客与车有相同的沿斜面向上的加速度，由牛顿第二定律知竖直方向有： ，所以处于超重状态；水平方向有：，则受到向前的摩擦力； 故选 BC 考点：牛顿第二定律 点评：稍难。此题注意根据运动状态对物体进行正确的受力分析，再由牛顿第二定律列方程求解；此题分解加速度较简单。 实验题 该兴趣小组接着测遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验： 用天平测出电动小车的质量为 0.4 kg； 将电动小车、纸带
15、和打点计时器按如图甲所示安装； 接通打点计时器 (其打点周期为 0.02 s)； 使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器 (设在整个过程中小车所受的阻力恒定 )在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的点迹如图乙、图丙所示，图中 O 点是打点计时器打的第一个点请你分析纸带数据，回答下列问题：（结果保留二位有效数字） (1)该电动小车运动的最大速度为 _m/s. (2)该电动小车运动过程中所受的阻力为 _N. (3)该电动小车的额定功率为 _W. 答案：（ 1） 1.5m/s （ 2） 1.6 N. （ 3） 2.4 W 试题分析：（ 1）小车
16、达到最大速度匀速运动一段时间则，（ 2）纸带最后一段为小车只在摩擦力作用下做匀减速直线运动则：，由牛顿第二定律有： (3) 考点：机车起动问题 点评：中等难度。汽车启动问题有几个关键点： 1、匀加速最后时刻功率达到额定功率； 2达到功率后做加速度减小的加速，此过程求位移用动能定理； 3、达到最大速度后牵引力等于阻力。 计算题 两根完全相同的光滑细直杆上各套有一个完全相同的小球，且两杆均与水平面成 角放置，将两小球均从离地面 10m高处由静止释放，如图甲、乙所示。在水平向右的 风力作用下， A球保持静止， B球沿细直杆下滑。求 B球滑到地面所需的时间。（结果保留三位有效数字）（ ） 答案： .6
17、7s 试题分析：设风力为 F，对 A受力分析后 由平衡条件得： （ 2分） 解得：风力 （ 1分） 对 B受力分析，由牛顿第二定律得： （ 2分） 解得 B运动的加速度： （ 2分） 由运动学公式 （ 1分） 由几何关系得： （ 1分） 解得 B下滑所用时间： （ 1分） 考点：牛顿第二定律的应用 点评：中等难度。本题是第二定律、受力平衡及匀变速直线运动规律的应用，关键是对物体进行正确的受力分析，明确物体的运动情况。 如图所示，一质量为 m 1 kg的小粉笔轻轻放在水平匀速运动的传送带上的 A点，随传送带运动到 B点，小粉笔从 C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道恰能做圆周运动已知圆弧半径 R
18、 0.9m，轨道最低点为 D， D点距水平面的高度 h 0.8m小粉笔离开 D点后恰好垂直碰击放在水平面上 E点的固定倾斜挡板已知粉笔与传送带间的动摩擦因数 0.3，传送带以 5 m/s恒定速率顺时针转动（ g取 10 m/s2） ，（忽略空气阻力）试求： （ 1）传送带 AB两端的距离； （ 2）倾斜挡板与水平面间的夹角 的正切值 答案：（ 1） 1.5m (2) 试题分析：（ 1）对小粉笔，在 C点恰能做圆周运动， 由牛顿第二定律得： ， 则 （ 2分） 由于 ，小粉笔在传送带上一直加速， (1分 ) 则由 A到 B有 ， （ 1分） （ 1分） 所以粉笔加速运动的 . （ 1分） (2)
19、：对小粉笔，由 C到 D有 （ 2分） 解得： (1分 ) 小粉笔从 D点抛出后做平抛运动，则 ，得 t 0.4s （ 2分） 将小粉笔在 E点的速度进行分解得 . （ 2分） 考点：力学综合问题 点评：中等难度。此类问题可以分阶段研究，把每个阶段看成一个小问题，会使问题更为简单。 物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为 的质点距离质量为 M0-的引力源中心为 时。其引力势能 （式中 G为引力常数）。现有一颗质量为 的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行，由于受高空稀薄空气的阻力作用，卫星的圆轨道半径从 缓慢减小到 。已知地球的半径为 R，地球表
20、面的重力加速度为 g，求此过程中卫星克服空气阻力做功。（用 m、 R、 g、 、 表示） 答案： 试题分析：设卫星轨道半径为 r时， 由： （ M为地球的质量） （ 2分） 由题目条件 其引力势能为： （ 1分） 由 得： 卫星在在 r处时的总能量（动能与引力势能之和）为： （ 1分） 故半径为 r1时，卫星总能量 （ 1分） 故半径为 r2时，其总能量 （ 1分） 由功能关系关系得：卫星轨道变化过程中克服阻力的功 （ 3分） 又由： （ 2分） 由 得： （ 1分） 考点：万有引力定律的应用 点评：中等难度。引力势能实际是重力势能的另一种表现形式，克服阻力做的功等于卫星损失的机械能（动能与引
21、力势能之和），千万注意不要丢了动能。 直流电源的路端电压 U=182 V。金属板 AB、 CD、 EF、 GH相互平行、彼此靠近。它们分别和变阻器上的触点 a、 b、 c、 d连接。变阻器上 ab、 bc、 cd段电阻之比为 1 2 3。孔 O1正对 B和 E，孔 O2正对 D和 G。边缘 F、 H正对。一个电子以初速度 v0=4106 m/s沿 AB方向从 A点进入电场，恰好穿过孔 O1和O2后，从 H点离开电场。金属板间的距离 L1=2 cm， L2=4 cm， L3=6 cm。电子质量 me=9.110-31 kg，电量 q=1.610-19 C。正对两平行板间可视为匀强电场，（不计电子
22、的重力） 求：（ 1）各相对两板间的电场强度（小数点后保留 2位）。 （ 2）电子离开 H点时的动能。 （ 3）四块金属板的总长度（ AB+CD+EF+GH）。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 0.24 m 试题分析： (1)三对正对极板间电压之比 , （ 1分） 板间距离之比 故三个电场场强相等（ 2分） （ 2分） (2)根据动能定理 （ 2分） 电子离开 H点时动能 （ 1分） (3)由于板间场强相等，则电子在 “竖直方向 ”受电场力不变，（ 2分） 加速度恒定 .可知电子做类平抛运动： “竖直方向 ” （ 2分） “水平方向 ” 消去 t解得 x=0.12 m.（ 1分） 极板总长 AB+CD+EF+GH=2x=0.24 m.（ 2分） 考点：带电粒子在电场中的偏转 点评：难题。本题有两个关键点： 三个电场场强相等的原因 四块金属板的总长度和电子做类平抛运动水平位移的关系。
