1、2013届陕西省兴平市高三上学期第一次摸底测试物理试卷与答案（带解析） 选择题 牛顿的三大运动定律构成了物理学和工程学的基础。它的推出、地球引力的发现和微积分的创立使得牛顿成为过去一千多年中最杰出的科学巨人之一。下列说法中正确的是 A牛顿第一定律是牛顿第二定律的一种特例 B牛顿第二定律在非惯性系中不成立 C牛顿第一定律可以用实验验证 D为纪念牛顿，人们把 “力 ”定为基本物理量，其基本单位为 “牛顿 ” 答案： B 试题分析：牛顿三大定律彼此独立，并非牛顿第一定律是牛顿第二定律的一种特例， A错。符合牛顿运动定律的才称之为惯性系，所以 B正确。伽利略通过理想实验说明牛顿第一定律的正确性，但理想
2、实验无法在客观世界中存在， C错。 “力 ”不是国际物理的基本量， D错。 考点：物理学史 点评：本题考查了对牛顿运动定律的理解以及物理学史中关于牛顿运动定律的常识。本题中关于惯性系的说法在高中物理题目中不是很常见。 如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球 a和 b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆 C和 D上，质量为 ma 的 a球置于地面上，质量为 mb的 b球从水平位置静止释放。当 b球摆过的角度为 90时， a球对地面压 力刚好为零，下列结论正确的是 ( ) A B C若只将细杆 D水平向左移动少许，则当 b球摆过的角度为小于 90的某值时， a 球对地面的压力刚好为零 D若
3、只将细杆 D水平向左移动少许，则当 b 球摆过的角度仍为 90时， a 球对地面的压力刚好为零 答案： AD 试题分析： b在下落过程中，机械能守恒即 ，在最低处，两个式子联立则 ，此刻 a与地面恰好没有支持力，说明 ， A对。通过上式分析，该作用力 F与 r之间没有关系，所以不管左移还是右移动，在 b摆动 90后， a 球对地面的压力刚好为零， D对 考点：机械能守恒定律、圆周运动 点评：本题结合了机械能守恒定律并利用圆周运动知识列式求解绳子拉力。本题解题方法一般但题意立意新颖。 如图所示，一光滑斜面固定在水平面上，斜面上放置一质量不计的柔软薄纸带。现将质量为 M=2kg的 A物体和质量 m
4、=1kg的 B物体轻放在纸带上。两物体可视为质点，物体初始位置数据如图， A、 B与纸带间的动摩擦因数分别为A=0.5、 B=0.8（ sin37=0.6， cos37=0.8， g取 10m/s2）。则 A物体 A离开纸带前匀加速下滑，物体 B静止不动 B物体 A离开纸带后匀速 下滑，物体 B匀加速下滑 C两物体同时由静止释放后， A物体滑离纸带需要的时间是 0.8s D两物体同时由静止释放后， B物体经 1.8s到达水平面上 答案： ACD 试题分析：本题可以等效将纸带看作联系 AB物体的线， A重力分解后， A受到最大静摩擦力为 6N，同理 B 重力分解后， B的最大静摩擦力为 6.4N
5、，所以 A匀加速下滑，但 B静止不动， A对， B错。下滑时 A加速度为 ，所以，时间为 0.8s， B对。当 A离开之后， B开始下滑，由于没有 A的牵连，所以 B的加速度为 ，根据 可知，下落时间为 1s，所以 B总共时间 1.8s， D对 考点：匀变速直线运动规律 点评：本题需要有一个模型的建立，将纸带与轻绳等价，通过等价便能容易理解本题，从而找到解题方法。本题中 A先离开纸袋， B后离开，且 B离开时不受纸带摩擦力。 如图甲所示，用一水平外力 F拉着一个静止在倾角为 的光滑斜面上的物体，逐渐增大 F，物体做变加速运动，其加速度 a随外力 F变化的图象如图乙所示 .若重力加速度 g取 1
6、0 ，根据图乙中所提供的信息，不能计算出（） A物体的质量 B斜面的倾角 C物体能静止在斜面上所施加的最小外力 D加速度为 6 时物体的速度 答案： D 试题分析：受力分析，并建立平行斜面的正交坐标系： ，即 ，通过待定系数法 ，求得 ，物体静止时即 a=0，此刻 。由于外力 F变化时加速度也在变，不能用匀变速直线运动规律求，所以 D不知 考点：正交分解法 点评：本题考查了利用正交分解列牛顿第二定律表达式，通过数学待定系数法求解质量、角度等 从地面上以初速度 v0竖直上抛一质量为 m的小球，若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比，球运动的速率随时间变化的规律如图所示， t1时刻到达最高点，再
7、落回地面，落地速率为 v1，且落地前小球已经做匀速运动，则下列说法中错误的是 A小球加速度在上升过程中逐渐减小，在下降过程中也逐渐减小 B小球抛出瞬间的加速度大小为（ 1+ v0/ v1） g C小球被抛出时的加速度值最大，到达最高点的加速度值最小 D小球上升过程的平均速度小于 v0/2 答案： C 试题分析：上升时 ，阻力随速度减小，所以加速度之间减小，下降时 ，加速度逐渐变小， A 说法正确。速度为 v1 时匀速，则 ，即 ，所以抛出瞬间 ，化简后 B说法正确。在整个运动时，做一条初速度为 v0，时间到 t1 减为 0的匀减速直线运动，发现实际位移小于辅助线的位移，即小球上升过程的平均速度
8、小于 v0/2， D 说法正确。加速度最小值为最后匀速直线运动，所以 C错误 考点：受力分析 点评：本题考查了结合受力分析的牛顿第二定律。本题通过抛出时，抛出后最终状态，求出摩擦力的比例系数，利用牛顿第二定律求解 “蹦极 ”是一项刺激的极限运动，运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下。在某次蹦极中，弹性绳弹力 F的大小随时间 t的变化图象如图所示，其中 t2、 t4时刻图线的斜率最大。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，弹性绳中弹力与伸长 量的关系遵循胡克定律，空气阻力不计。下列说法正确的是 A t1 t2时间内运动员处于超重状态 B t2 t4时间内运动员的机械能先减少后增大
9、 C t3时刻运动员的加速度为零 D t4时刻运动员具有向下的最大速度 答案： B 试题分析：蹦极的人先做自由落体运动，当 t1 时刻是绳子绷紧瞬间，当绳子绷紧后，弹簧弹力逐渐增加但是重力大于弹力，加速度向下 ，且加速度逐渐减小，物体处于失重，当弹力等于重力，加速度为零，速度最大。此后继续向下，弹力大于重力，加速度大小为 ，加速度向上，加速度逐渐变大，当加速度最大时，速度为零，物体处于超重。此后人向上运动，加速度大小为 ，加速度向上且逐渐变小，速度变大，物体又处于超重状态。根据以上分析 t1 t2时间内运动员先处于失重后处于超重状态， A错。 t2 t4时间内弹簧形变先变大后变小，即弹性势能先
10、增加后减少，所以运动员的机械能先减少后增大， B对。 t3时刻运动员在最低处，但加速度不为零， C错。 T4时刻应该是最大向上速度，所以 D错 考点：加速度与速度之间的关系 点评：本题通过牛顿第二定律分析加速度，并结合加速度与速度之间的关系判断物体所处 的状态。本题过程较多，复杂，但对考查学生手里分析基本功而言是到不错的好题。 如图所示，水平传送带 AB距离地面的高度为 h，以恒定速率 v0 顺时针运行。甲、乙两滑块（视为质点）之间夹着一个压缩轻弹簧（长度不计），在AB的正中间位置轻放它们时，弹簧立即弹开，两滑块以相同的速率分别向左、右运动。下列判断正确的是 A甲、乙滑块可能落在传送带的左右两
11、侧，且距释放点的水平距离可能相等 B甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧，但距释放点的水平距离一定不相等 C甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧，且距释放点的水平距离一定相等 D甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧，但距释放点的水平距离一定不相等 答案： AC 试题分析：根据题意甲乙两物体的速度大小相同，若此速度大于 v0，且皮带轮很近，则甲乙均减速并以相同速度滑出皮带，即平抛后落地点距离相等， A正确 B错误。若甲乙物体速度很小，皮带足够长，则甲先做减速，后在皮带上匀加速至皮带速度后以皮带速度平抛，乙物体则加速到跟皮带速度一致后，平抛所以他们的平抛距离一定相同所以 C答案：正确。当甲乙速度小于皮带，则
12、甲减速至零后回头加速 一定回到出发点时速度跟释放时速度一样（即与乙相同）所以距释放点的水平距离一定相等。 考点：匀变速直线运动规律 点评：本题考查了传送带问题，其中涉及到先减速后加速等情况，并且物体在皮带上的运动情况与初速度有关，本题难度较大。 一杂技演员把三个球依次竖直向上抛出，形成连续的循环。他每抛出一个球后，再过一段与刚才抛出的球刚才在手中停留的时间相等的时间，又接到下一个球，这样，在总的循环中，便有形成有时空中有三个球，有时空中有两个球，而演员手中则有一半时间内有一个球，有一半时间内没有球。设每个球上升的最大高度为 1. 25 m ，（ g取 10m/s2）则每个球在手中停留的时间是（
13、 ） A t=0.4s B t=0.3s C t=0.2s D t=0.1s 答案： C 试题分析：小球上升高度 1.25m，根据匀变速直线运动规律则 ，。球上升下落的时间必然是相同的，所以一个球在空中运行的总的时间为 1 s。也就是说杂技演员抛球的一个循环的时间为 1 s。再假设每个球停留手中时间为 x 秒，有 5x=1 所以 x=0.2 s。 考点：匀变速直线运动规律 点评：本题考查了匀变速直线运动规律解决实际问题的能力。本题若能通过化示意图，比较容易找到等式关系 取一根长 2 m 左右的细线， 5个铁垫圈和一个金属盘在线的一端系上第一个垫圈，隔 12 cm再系一个，以后每两个垫圈之间的距
14、离分别为 36 cm、 60 cm、84 cm，如图所示，站在椅子上，向上提起线的另一端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地面上的金属盘内松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、 3、 4、 5各垫圈 ( ) A落到盘上的声音时间间隔越来越大 B落到盘上的声音时间间隔相等 C依次落到 盘上的速率关系为 1 2 3 4 D依次落到盘上的时间关系为 1 ( -1) ( - ) (2- ) 答案： BC 试题分析：这些金属盘在下落时均作自由落体运动，根据 ,根据题目已知数据，想领的间隔均为 24cm，所以落到盘上的声音时间间隔相等， B正确。设 2落到 1的时间为 T，则 3到 1的时间为 2T，
15、依此类推。所以根据 v=at可知，依次落到盘上的速率关系为 1 2 3 4， C对， D错。 考点：匀变速直线运动规律 点评：本题考查了匀变速直线运动的推论。根据题目中已知的数据便能推导出物体的运动时间间隔相等，从而分析出答案：。 一块物和传送带间摩擦因数为 ，传送带与水平面间倾角为 ，传送带沿逆时针方向转动，将物块轻放在传送带顶端，在以后的运动过程中，下面关于物块的速度时间图象不可能的是： 答案： D 试题分析：物体初速度小于皮带速度，所以物体重力，支持力，沿斜面向下的滑动摩擦力，所以物体先匀加速看，加速度为 。若物体的重力分量小于最大静摩擦力，则物体加速到与皮带速度相同就会匀速，即 B正确
16、。或者一直到底还未加速到与皮带速度一样，即 A正确。若重力大于最大静摩擦力，则当物体加速到与皮带速度一样厚，滑动摩擦力向上，则物体加速度，因此加速度应小于第一阶段， C正确。 考点：受力分析 点评：本题考查了经典的传送带专题，通过相对运动判断滑动摩擦力的方向决定物体第一阶段运动，然后根据重力分量与滑动摩擦力的关系，决定第二阶段的运动规律 某河流中水流的速度是 2m/s，小船相对于静水的速度为 1m/s，让小船船头正对河岸渡河，恰好行驶到河对岸的 B 点。现使小船船头指向上游某方向渡河，则小船 A到达河对岸的位置 一定在 B点的右侧 B到达河对岸的位置一定在 B点的左侧 C仍可能到达 B点，但渡
17、河的时间比先前长 D仍可能到达 B点，但渡河的时间比先前短 答案： C 试题分析：船头指向上游，但是不知道角度，因此既有可能到达 B，也有可能在 B左侧，也有可能在 B点右侧，所以 AB均错。船头指向上游，所以垂直过河的速度分量变小，所以过河时间肯定变长， C对。 考点：运动的独立性、运动等时性 点评：本题考查了运动的独立性与等时性，通过独立性能弄清物体的运动规律，并利用等时性建立两个独立运动的等式。 关于摩擦力，下面说法不正确的是 ： A摩擦力的方向可以和运动方向相同，也可以相反，但一定和运动方向在一条直线上 B摩擦力方向可能和运动方向之间成某一夹角 C滑动摩擦力的方向一定和相对运动的方向相
18、反 D运动物体可能受到静摩擦力作用，静止物体也可能受到滑动摩擦力作用 答案： A 试题分析：摩擦力的方向总是与相对运动方向或者相对运动趋势方向相反，所以 A错误 C正确。物体随着转盘一起做匀速圆周运动，静摩擦力指向圆心提供向心力，所以 B理解正确。两物体叠放一起向右匀加速直线运动，则上面的物体靠静摩擦力提供加速度；将两个物体其中上面的物体用绳子固定在墙上，将下面的物体抽出，则上面的物体处于静止，但下面的物体与物体间受滑动摩擦力，所以 D正确。 考点：摩擦力 点评：本题考查了关于摩擦力的方向的判断和理解。静止的物体也可以收到滑动摩擦力，运动的物体也能受静摩擦力。 实验题 （ 4分（ 1）、（ 2
19、）两问每问 2分）有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则： 在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮 A和 B，将绳子打一个结点 O，每个钩码的重量相等，当 系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、 TOB和 TOC，回答下列问题： (1)改变钩码个数，实验能完成的是 A钩码的个数 N1 N2 2， N3 4 B钩码的个数 N1 N3 3， N2 4 C钩码的个数 N1 N2 N3 4 D钩码的个数 N1 3， N2 4， N3 5 (2)在拆下钩码和绳子前，最必要的一个步骤是 . A标记结点 O 的位置，并记录 OA、 OB、 OC三段绳子的方向 B量出 OA、 OB
20、、 OC三段绳子的长度 C用量角器量出三段绳子之间的夹角 D用天平测出钩码的质量 答案： (1)BCD (2)A 试题分析：（ 1）第一问实际上考查合力跟分力之间的数量关系，即， A 成立的条件是 F1、 F2 的方向夹角为零度，所以不可能。BCD经验算都满足上式，因此能完成实验的为 BCD （ 2）为了验证分力与合力的关系，需要利用平行四边形来验证，因此需要知道分力与合力分方向，并为了验证合力，需要记录 O 点的位移，以便找到等效的合力，所以 A答案：正确。 考点：力的平行四边形 点评：本题考查了如何通过实验来验证平行四边形定则，常见的类似问题还有理论合力与实验合力进行对比的问题 填空题 （
21、 8分，每空 2分）铁路 转弯处的弯道半径 r是根据地形决定的，弯道处要求外轨比内轨高，其内外高度差 h的设计不仅与 r有关，还取决于火车在弯道上的行驶速率。下表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径 r及与之相对应的轨道的高度差 h。 弯道半径 r（ m） 660 330 220 165 132 110 内外轨高度差 h（ m） 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 （ 1）根据表中数据，试导出 h与 r关系的表达式为： _，并求出当 r=440m时， h的设计值应为： _m. （ 2）铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全，要求内外轨道均不向车轮施加侧面压力，又已知
22、我国铁路内外轨的间距设计值为 L=1.500m，结合表中数据，算出我国火车的转弯速率： v _m/s ；（路轨倾角很小时，正弦值按正切值处理， g=10m/s2） （ 3）随着人均生活节奏加快，对交通运输的快捷提出了更高的要求，为了提高运输能力，国家对铁路不断进行提速，这就要求铁路转弯速率也需要提高，请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施？ _. 答案：（ 1） r. h=33m2 0.075 （ 2） 14.8或 （ 3）增大 h或增大 r（选取任一种方法均算对） 试题分析：（ 1）根据表格数据，发现 。当 r=440m时， h计算应该为0.075m。 （ 2）火车拐弯时
23、，靠路基的支持力与自身重力的合力提供向心力，如图。其合力提供向心力即 ，即。 （ 3）从公式分析来看，要提高速度，需从增加 h 或者 r 入手。 L 是铁轨的宽度，不可能改变。 考点：火车拐弯 点评：本题考查了火车拐弯的向心力来源问题，并涉及到数学近似处理。在很多物理问题中通常有合理的近似，例如光的干涉条纹间距中的推导就利用了数学近似方法。 计算题 （ 12分）机动车驾驶执照考试的其中一个项目是定点停车：要求考生根据考官的指令在一路边标志杆旁停车。在一次练习中，车以一定速度匀速行驶，在距标志杆距离为 s=4m时，教练命令考生到标志杆停车，考生立即刹车，车在阻力 f1=2400N 作用下做匀减速
24、直线运动，经一段时间，车刚好停在标志杆旁。第二次练习时，车以同样的初速度匀速行驶，教练在同样的位置命令考生到标志杆停车，考生迟了 t=0.7s时间才刹车，最后车也刚好停在标志杆旁。已知车和人的总质量为 M=1200kg，车视为质点。求： （ 1）车行驶的初速度是多少？ （ 2）第 二次车做匀减速运动时受到的阻力 f2是多少？ 答案：（ 1） 4m/s（ 2） 8000N 试题分析：（ 1）设初速度为 ，第一次练习做匀减速运动时的加速度为 a1,由牛顿第二定律 由运动学公式： 解出 4 m /s (2) 第二次练习做匀减速运动时加速度为 a2 由牛顿第二定律： 由运动学公式： 联立可得： 考点：
25、牛顿第二定律、匀变速直线运动 点评：本体通过牛顿第二定律先求出加速度，利用匀变速直线运动规律求出初速度，最后反过来利用匀变速直线运动求加速度，然后利用牛顿第二定律求出物体的受力，这类问题属于 典型的动力学的两类基本问题。 （ 16分）如图所示，平板车长为 L=6m，质量为 M=10kg，上表面距离水平地面高为 h=1.25m，在水平面上向右做直线运动， A、 B是其左右两个端点某时刻小车速度为 v0=7.2m/s，在此时刻对平板车施加一个方向水平向左的恒力F=50N，与此同时，将一个质量 m=1kg为小球轻放在平板车上的 P点（小球可视为质点，放在 P点时相对于地面的速度为零）， PB长度为
26、L的三分之一，经过一段时间，小球脱离平板车落到地面车与地面的动摩擦因数为 0.2，其他摩擦均不计取 g=10m/s2求： （ 1）小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间； （ 2）小球从轻放到平板车开始至离开平板车所用的时间； （ 3）从小球轻放上平板车到落地瞬间，平板车的位移大小 答案：（ 1） 0.5s（ 2） 2s（ 3） 5.175m 试题分析：（ 1）小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间 （ 2）小球放到平板车后相对地面静止，小车的加速度为 小车向右运动的距离为 小于 4m，所以小球不会从车的左端掉下 小车向右运动的时间为 小车向左运动的加速度为 小车向左运动的距离为 小车向左
27、运动的时间为 故小球从轻放到平板车开始至离开平板车所用的时间 t=t1+t2=3s （ 3）小球刚离开平板车瞬间，小车的速度方向向左，大小为 小球离开车子后，车的加速度为 车子向左运动的距离为 从小球轻放上平板车到落地瞬间，平板车的位移大小 X= x1 + x2+ x3 =5.175m 考点：平抛运动、匀变速直线运动、牛顿第二定律 点评：本题包含了较丰富的物理过程，需要考虑的因素较多。通过平抛运动能解决小球落地时间。小球跟物体之间有相对滑动，因此遇到第一个难点就是判断摩擦力。通过匀变速直线运动规律，分别考虑小车和小球的位移，从而找到小球离开小车的等式关系。在小球下落的时间中，小车的加速度跟第二问不同，需要重新计算并利用匀变速直线运动公式再次求解。
