1、2013届辽宁省五校协作体高三上学期期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律在创建万有引力定律的过程中，牛顿 ( ) A接受了胡克等科学家关于 “吸引力与两中心距离的平方成反比 ”的猜想 B根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即 F m的结论 C根据 F m和牛顿第三定律，分析了地、月间的引力关系，进而得出F m1、 m2 D根据大量实验数据得出了比例系数 G的大小 答案： 试题分析：牛顿在创建万有引力定律的过程中，接受了胡克等科学家关于 “吸引力与两中心距离的平方成反比 ”
2、的猜想；并根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，根据 和牛顿第三定律，分析了地、月间的引力关系，进而得出 ；但是引力常量是卡文迪许测出的 故选 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。 在如图所示的电路中，电源电动势为 3.0V，内阻不计， L1、 L2、 L3为 3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图所 示 .当开关闭合后，下列判断正确的是（ ） A灯泡 L1的电阻为 12 B通过灯泡 L1的电流为灯泡 L2电流的 2倍 C灯泡 L1消耗的电功率为 0.75W D灯泡 L2消耗的电
3、功率为 0.30W 答案： C 试题分析： AC、灯泡 两点电压为 3V，由图可知电流为 0.25A，； AC 正确 BD、两灯泡串联，每个灯泡分的 1.5V电压，电流为 0.20A, ； B错 D对 故选 C 考点：小灯泡的伏安特性 点评：中等难度。注意小灯泡电阻随电流的增大而增大。 如图所示， C为两极板水平放置的空气平行板电容器，闭合开关 S，当滑动变阻器 R1、 R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器 C两极板间的带点尘埃 P恰好处于静止状态 .要使尘埃 P向下加速运动，下列方法中可行的是（ ） A把 R1的滑片向左移动 B把 R2的滑片向左移动 C把 R2的滑片向右移动 D把开关
4、 S断开 答案： B 试题分析：要使尘埃 P向下加速运动，电容 C两端电压就得下降， 在含容电路中相当于一根导线， 和电源组成分压电路，把 R2的滑片向左移动，电容两端电压就会下降；把开关 S 断开，电容 C 两端电压等于电源电动势 ，电压升高，尘埃 P向上加速运动。 故选 B 考点：与电容器有关电路分析 点评：稍难。电容器稳定后可认为断路，电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压与电容器串联的电阻可作为导线处理。 如图所示，空间分布着竖直向上的匀强电场 E，现在电场区域内某点 O 处放置一负点电荷 Q，并在以 O 点为球心的球面上选取 a、 b、 c、 d四点，其中ac连线为球的水平大圆
5、直径， bd连线与电场方向平行。不计空气阻力，则下列说法中正确的是 （ ） .b、 d两点的电场强度大小相等，电势相等 .a、 c两点的电场强度大小相等，电势相等 .若从 a点抛出一带正电小球，小球可能沿 a、 c所在圆周作匀速圆周运动 D.若从 a点抛出一带负电小球，小球可能沿 b、 d所在圆周作匀速圆周运动 答案： 试题分析： A、根据电场叠加的性质，点电荷电场的中 b、 d两点电势相等，匀强电场中 d点电势高于 b点电势，叠加后 d点电势高于 b点；错误 B、匀强电场中各点场强均相等， a、 c两点连线与电场线垂直，在同一个等势面上，点电荷电场中 a、 c两点也在同一等势面上，所以 a、
6、 c两点电势相等；正确 CD、当匀强电场的电场力和重力相等时，点电荷的库仑力等于向心力时，小球可能沿 a、 c所 在圆周作匀速圆周运动； C对 D错 故选 考点：电场的叠加 点评：难题。当空间有几个带电体同时存在时，它们的电场就互相叠加，形成合电场，这时某点的场强就等于各个带电体单独存在时在该点产生场强的矢量和如果各个带电体的场强已知，则可用求矢量和的方法求出合场强，常用的方法有平行四边形法、正交分解法、图解法等 如图所示，一物体 m在沿斜面向上的恒力 F作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间 t力 F做功为 60 J，此后撤去恒力 F，物体又经时间 t回到出发点，若以地
7、面为零势能点，则下列说法正确的是 ( ) A物体回到出发点时的动能是 60 J B开始时物体所受的恒力 F 2mgsin C撤去力 F时，物体的重力势能是 45 J D动能与势能相同的位置在撤去力 F之前的某位置 答案： 试题分析： A、根据功能原理可知，除重力 (或弹力 )做功以外，其它力做的功等于物体机械能的增加量， F做功为 60 J，机械能增加 60J，物体回到出发点时，重力势能没变，所以动能是 60 J；正确 B、撤去 F 前有： ， 撤去 F 后有： ，；由此可得 ，所以有 ；错误 C、由 ，重力做功与重力势能的关系有，撤去力 F 时 ，物体的重力势能 ；正确 D、由动能定理撤去力
8、 F时物体动能为， 小于此时的重力势能 45J，之后重力势能增大动能减小，所以动能与势能相同的位置在撤去力 F之前的某位置；正确 故选 考点：对功能关系的理解 点评：难题。熟练掌握哪种力做功对应哪种形式的能量变化。 质量为 2103 kg，发动机额定功率为 80 kw的汽车在平直公路上行驶汽车所受阻力大小恒为 4103 N，则下列判断中正确有（ ） A车的最大动能是 4105 J B车以加速度 2 m/s2匀加速启动，启动后第 2 s末时发动机实际功率是 32 kW C车以 2 m/s2加速度做初速度为 0的匀加速运动，达到最大速度时阻力做功为4105 J D汽车保持额定功率启动，则当汽车速度
9、为 5 m/s时，其加速度为 6 m/s2 答案： 试题分析： A、汽车速度最大时牵引力大小等于阻力大小，所以，则最大动能 ；正确 B、车以加速度 匀加速启动，牵引力 ， 2 s末汽车的速度为 ，发动机实际功率 ；正确 C、汽车以恒定加速度达到最大速度时功率也达到额定值， ，此时位移 ， ；错误 D、由 得 ， ；正确 故选 考点：汽车启动问题 点评：难题。本题中 P、 F、 v、 a是相互关联的， P不变， v变化则 F变化， F变化引起 a变化， a变化引起速度变化快慢的变化，要弄清它们之间的变化关系，才能准确无误的解出这道题。 如图所示，一弹簧的下端固定在地面上，一质量为 0.05kg的
10、木块 B固定在弹簧的上端，一质量为 0.05kg的木块 A置于木块 B上， A、 B两木块静止时，弹簧的压缩量为 2cm；再在木块 A上施一向下的力 F，当木块 A下移 4cm时，木块 A和 B静止，弹簧仍在弹性限度内， g取 10m/s2.撤去力 F的瞬间，关于 B对 A的作用力的大小，下列说法正确的是（ ） A.2.5N B.0.5N C.1.5N D.1N 答案： 试题分析：根据胡克定律可知 A、 B两木块静止时 ，弹簧被压缩 4cm后弹力增加量为 ，可得 ，撤去力 F的瞬间， A、 B两木块的合外力为 ，由牛顿第二定律 可得 ，以 A为研究对象则有 ， 。 故选 考点：牛顿第二定律中的
11、整体法 点评：中等难度。对于连接体各部分加速度相同时，一般的思维方法是先用整体法求出加速度，再求出各部分间的相互作用力 如图所示，以 8 m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有 2 s将熄灭，此时汽车距离停车线 18m。该车加速时最大加 速度大小为 2 m/s2，减速时最大加速度大小为 5 m/s2。此路段允许行驶的最大速度为 12.5 m/s，下列说法中正确的有： ( ) A如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线 B如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速 C如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线 D如果距停车线 5m处减速，汽车能停在停车
12、线处 答案： AC 试题分析： AB、如果立即做匀加速运动， 2s内位移为 =20m，此时速度 ，与要求相符； A对 B错 C、如果立即做匀减速运动，速度减小到零所需时间 ，位移为，所以在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线，如果距停车线5m处减速，由于 ，所以汽车不能停在停车线处； C对 D错 故选 AC 考点：匀变速直线运动规律的应用 点评：中等难度。本题关键是算出加速和减速运动的距离和题中要求相比较就可以，应用公式时一定要联系实际。 质量为 m 20 kg的物体，在大小恒定的水平外力 F的作用下，沿水平面做直线运动。 0 2 s内 F与运动方向相反， 2 s 4 s内 F与运动方向相同，物体
13、的速度 -时间图象如图所示，已知 g取 10 m/s2 。则 （ ） A物体在 0 4 s内通过的位移为 8 m B拉力 F的大小为 100N C物体与地面间的动摩擦因数为 0 4 D物体克服摩擦力做的功为 320 J 答案： 试题分析： A、速度图线和时间轴围成的面积等于物体的位移，由图可知位移是 8m；正确 BC、 0 2 s内加速度大小为 ， 2 s 4 s内加速度大小为 ，由牛顿第二定律可得，在 0 2 s内 ，在 2 s 4 s内 ，解得 ， ； BC 均错 D、由图可知物体路程为 12m，则物体克服摩擦力做的功 ；错误 故选 考点：牛顿第二定律的应用 点评：中 等难度。因为摩擦力总
14、是和运动方向相反，所以克服摩擦力做的功等于摩擦力大小与路程的乘积，而不是与位移的乘积。 如图所示， A， B 两个带有异种电荷的小球分别被两根绝缘细线系在木盒内，且在同一竖直线上，静止时木盒对地面的压力为 FN，细线对 B的拉力为 F.若将系 B的细线断开，下列说法中正确的是 ( ) A刚断开时木盒对地的压力等于 FN B刚断开时木盒对地的压力等于 FN F C刚断开时木盒对地的压力等于 FN-F D在 B向上运动的过程中，木盒对地的压力逐渐变大 答案： 试题分析：以木盒为研究对象，将系 B的细线断开前有 ，剪断后 B的加速度 ，根据牛顿第二定律 可得，随着 B向上运动， AB间的库仑力增大，
15、 B的加速度 a增大，木盒对地的压力逐渐变大。 故选 考点：牛顿第二定律 点评：中等难度。将一组连接体作为一个整体看待，牛顿第二定律中 ，是整体受的合外力，只分析整体所受的外力即可 (因为连接体的相互作用力是内力，可不分析 )，简化了受力分析在研究连接体时，连接体各部分的运动状态可以相同，也可以不同当连接体各部分运动状态不同时，整体的合外力等于各部分质量与各部分加速度乘积的 矢量和。 如图所示，倾角 =30的斜面上有一重为 G的物体，在与斜面底边平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动，若图中 45，则 ( ) A物体一定沿虚线向下运动 B物体一定沿虚线向上运动 C物体与斜面间的动摩擦因数
16、0 D物体与斜面间的动摩擦因数 答案： 试题分析：物体匀速运动合外力为零， 则 由图可知摩擦力沿虚线向上，由摩擦力总是与相对运动方向相反知，物体一定沿虚线向下运动； A正确； 则 ，可知 ，得； D正确 故选 考点：滑动摩擦力 点评：中等难度。由受力情况得 出物体的运动方向是解题的关键。 某实验小组，利用 DIS系统观察超重和失重现象，他们在电梯内做实验，在电梯的地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个重为 20 N 的物块，如图甲所示，实验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系，如图乙所示以下根据图象分析得出的结论中正确的是 ( ) A从时刻 t1到 t2，物块处于失重状态
17、 B从时刻 t3到 t4，物块处于失重状态 C电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层 D电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层 答案： 试题分析： A、由图乙可知从时刻 到 ，传感器所受物块的压力大于物块的重力，物块处于超重状态；错误 B、由图乙可知从时刻 到 ，传感器所受物块的压力小于物块的重力，物块处于失重状态；正确 CD、由图乙可知 0到 和 到 时刻，传感器所受物块的压力与物块的重力相等，物块加速度为零，运动状态可能静止、可能匀速直线； 到 时刻有向上的加速度，运动状态：向上加速或向下减速； 到 时刻有向下的加
18、速度，运动状态：向下加速或向上减速 ；有分析得 C正确 故选 考点：超重与失重 点评：稍难。超重与失重是物体对支持无的压力（或对悬挂物的拉力）大于（或小于）其重力的现象，物体有竖直方向的加速度；此题关键是能有图像获得正确的相关信息。 实验题 某研究性学习小组做探究 “橡皮筋做的功和物体速度变化的关系 ”的实验，实验开始前，他们提出了以下几种猜想： 。实验装置如图所示，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时橡皮筋对小车做的功记为 W。 当我们用 2条、 3条 完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2次、第 3次 实验时，每次橡皮筋 都拉伸到同一位置释放。 小车在实验中获得的速度由打点
19、计时器所打的纸带测出。 (1)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是 ； (2)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了计算出小车获得的速度，应选用纸带的 部分进行测量； (3)同学们设计了以下表格来记录数据。其中 w1、 w2、 w3、 w4 表示橡皮筋对小车做的功 , v1、 v2、 v3、 v4、 表示物体每次获得的速度 实验次数 1 2 3 4 w w1 w2 w3 w4 v v1 v2 v3 v4 他们根据实验数据绘制了如图乙所示的 wv 图象，由图象形状得出结论。他们的做法是否合适？请说明理由： 。 答案： 把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力 (2分 ) 点距均
20、匀 (2分 ) 不合适。由曲线不能直接确定函数关系，应进一步绘制 图象。 (2分 ) 试题分析：（ 1）当重力沿斜面向下的分力与滑动摩擦力相等时，橡皮筋的拉力即为小车所受的合力，实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力。 （ 2）当橡皮筋拉力为零时，小车以最大速度做匀速直线运动所以为了计算出小车获得的速度，应选用纸带的点距均匀部分进行测量。 （ 3）根据实验数据绘制的 W-v 图像为曲线不能判断 W 一定与速度平方成正比，应进一步描绘 图像，如果为过原点的一条直线则可得出结论 ，所以他们的做法不合适。 考点：探究 “橡皮筋做的功和物体速度变化的关系 ” 点评
21、：稍难。本实验要求的速度，是橡皮筋恢复原长小车匀速运动的速度；学会用图像的方法研究实验数据。 某同学在做 “研究匀变速直线运动 ”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有 4个 点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为 50Hz。 如果用 S1、 S2、 S3、 S4、 S5、 S6来表示各相邻两个计数点间的距离，则该匀变速直线运动的加速度的表达式为 a=_（用符号写出表达式，）。带入数值计算得 a= m/s2。（答案：要求保留 3位有效数字）与纸带上 D点相对应的瞬时速度 v=_ m/s。（答案：要求保留 3位有效数字） 答案： (2
22、分 ) 1.93m/s2(2分 ) 1.39m/s(2分 ) 试题分析：由 可得： ； 与纸带上 D点相对应的瞬时速度 考点：研究匀变速直线运动 点评：中等难度。求加速度时，为了减小误差，采用逐差法事实上，可以把整条纸带分成两大段 (时间相等 )据 求加速度。求某点速度时，要用该点左右相邻的位移求平均速度。 计算题 （ 8分）从地面上以初速度 v0=10 m/s竖直向上抛出一质量为 m=0.2 kg的球，若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系，球运动的速率随时间变化规律如图所示， t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为 v1=2 m/s，且落地前球已经做匀速运动 (g=10m/s2
23、)求： （ 1）球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功； （ 2）球抛出瞬间的加速度大小； 答案： (1)9.6J (2)60m/s 试题分析：（ 1）由动能定理得 克服空气阻力做功 （ 2分） 代入数据得： (1分 ) （ 2）空气阻力 落地前匀速，则 （ 1分） 刚抛出时加速度大小为 ，则 （ 2分） 解得 （ 1分） 代入数据得： (1分 ) 考点：动能定理 点评：中等难度。注意空气阻力是变力，求变力做功用动能定理方便简单，不用考虑中间过程。 （ 10分）某球形天体的密度为 0，引力常量为 G （ 1）证明对环绕密度相同的球形天体表面运行的卫星，运动周期与天体的大小无关（球的体积公式为
24、 ，其中 R为球半径） 2）若球形天体的半径为 R，自转的角速度为 ，表面周围空间充满厚度 （小于同步卫星距天体表面的高度）、密度 = 的均匀介质，试求同步卫星距天体表面的高度 答案：（ 1）见 （ 2） R 试题分析：（ 1）设环绕其表面运行卫星的质量为 m，运动周期为 T，球形天体半径为 R，天体质量为 M，由牛顿第二定律有 （ 2分） 而 （ 1分） 由 式解得 ，可见 T与 R无关，为一常量 （ 1分） （ 2）设该天体的同步卫星距天体中心的距离为 r，同步卫星的的质量为 m0，则有 （ 2分） 而 （ 2分） 由 式解得 （ 1分） 则该天体的同步卫星距表面的高度 （ 1分） 考点：
25、利用万有引力定律研究天体运动 点评：中等难度。把天体运动当做匀速圆周运动，向心力来源于万有引力，再根据问题的实际情况选用恰当的公式进行计算。 （ 10分）如图所示，内半径为 R的光滑圆轨道竖直放置，长度比 2R稍小的轻质杆两端各固定一个可视为质点的小球 A和 B，把轻杆水平放入圆形轨道内，若 mA=2m、 mB=m，重力 加速度为 g，现由静止释放两球使其沿圆轨道内壁滑动，当轻杆到达竖直位置时，求： （ 1） A、 B两球的速度大小； （ 2） A球对轨道的压力； 答案： (1) (2) 试题分析：（ 1）设杆运动到竖直位置时， A、 B两球的速度均为 AB系统机械能守恒： （ 2分） 解方程
26、得： （ 1分） （ 2）在竖直位置时，设杆对 B球的弹力为 ，轨道对 A球的弹力为 对 B球 （ 2分） ，负值表示杆对 B球有向上的支持力 （ 1分） 对 A球： （ 2分） 解得 （分） 由牛顿第三定律， A球对轨道的压力为 （ 1分） 考点：机械能守恒定律的应用 点评：中等难度。在机械能守恒定律的三种表达式中，若应用 ，则无需选取参考平面，因为无论参考平面怎样选，重力势能的差值是不变的，利用这个特点，对此题会带来很大方便。 （ 12分）如图（ a）所示， A、 B为水平放置的平行金属板，板间距离为 d（ d远小于板的长和宽）在两板之间有一个带负电的质点 P已知若在 A、 B间加电压 U
27、0，则质点 P可以静止平衡现在 A、 B间加上如图（ b）所示的随时间 t变化的电压 u在 t=0时质点 P位于 A、 B间的中点处且初速度为零已知质点 P能在 A、 B之间以最大的幅度上下运 动而又不与两板相碰，求图（ b）中u改变的各时刻 t1、 t2、 t3及 tn的表达式（质点开始从中点上升到最高点，及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中，电压只改变一次）答案： ； 试题分析：由已知可得： ，因此在两板间有电压 2U0时，质点所受的合外力将是 mg，方向竖直向上，加速度为 g，方向竖直向上；而两板间无电压时，质点所受的合外力也是 mg，方向竖直向下，加速度为 g，方向竖直
28、向下。 如右图所示：为使质点在两板间以最大幅度运动， t=0开始应使质点先匀加速上升 d/4到 Q，再匀减速上升 到 M。设匀加速、匀减速的时间均为 ， ， （分） 得 ； （分） 从上极板运动到下极板过程中，质点先匀加速下降 d/2到 P，再匀减速下降到 N。设匀加速、匀减速的时间均为 ， ，得 。 （ 2分） 按照题目要求，可知 ； （ 1分） ， （ 2分） （ 1分） 同理，以后每相邻的 t之间的时间间隔是 ， （ 2分） 所以有： （ 1分） 考点：带电粒子在变化电场中的运动 点评：难题。物理图像是表达物理过程、规律的基本工具之一，用图像反映物理过程、规律，具有直观、形象的特点，带电粒子在交变电场中运动时，受电场力作用，其加速度、速度等均做周期性变化，借助图像来描述它在电场中的运动情况，可直观展示物理过程，从而获得启迪，快捷地分析求解
