1、2014届四川省成都石室中学高三上期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 2012年伦敦奥运会上中国选手周璐璐在女子 75公斤级比赛中以 333公斤的总成绩获得冠军，并打破世界纪录。如图为她挺举时举起 187公斤的图片，两臂成 120，周璐璐沿手臂撑的力 F及她对地面的压力 N的大小分别是（ g取10m/s2）（ ） A F=4080N， N=1870N B F=2620N， N=1870N C F=1870N， N=4080N D F=1870N， N=2620N 答案： D 试题分析：据题意，据物体的平衡条件，周璐璐对地面的压力为为整体对地面的压力，即： ，由于被举起的物体处于平衡状态，
2、则双手所施加的力相等，且由于双手互为 120，则合力与分力大小相等，所以双手每只手臂上的力为： 。 考点：本题考查物体的平衡条件和力的合成。 如图所示，质量均为 m的 A、 B两物体叠放在劲度系数为 k的竖直轻质弹簧上并保持静止，其中 B带负电，电荷量大小为 q， A始终不带电。现加上竖直向下的匀强电场，场强大小为 mg/2q，当运动距离 h时 B与 A分离。从开始运动到 B和 A刚分离的过程中，下列说法正确的是（ ） A B物体的动能一直增加 B两物体运动的距离 C B对 A的压力一直减小 D物体 B机械能的增加量为 答案： BC 试题分析：据题意，提供电场前， A、 B 整体受到重力和弹力
3、，有： ，得 ；施加电场后整体有： ，则加速度为 ；由于 B物体带负电，所受电场力为： ，对 B物体受力分析受到竖直向上的电场力 F， A物体提供的支持力 N和自身重力 mg，有：；对 A物体受力分析受到重力 mg、向上的弹力 kx和 B物体提供的压力 N，有： ；当 A、 B物体分离时 B物体的支持力N=0，则有： ，此时 A物体的压力也为 0，则有： ，则 A、 B物体上升的高度为： ，故 B选项正确；由于 B物体的加速度为，则 B物体一定经过了一个先加速后减速的过程，故动能先增加后减小，A选项错误；据 B物体受力情况有： ，即 ，加速度 a一直在减小，则 N在减小，故 C选项正确； B物
4、体的机械能增加量为电场力和支持力所做的功之和，即 ，故 B选项错误。 考点：本题考查牛顿第二定律、物体平衡条件和胡克定律以及功能关系。 如图所示，一根轻质弹簧固定在一倾角为 的光滑斜面底端的挡板上，空间存在竖直向下的匀强电场 E。一带正电的小球在光滑斜面上由 A 点静止释放，到达 B点时与弹簧粘在一起，在斜面上作简谐振动。在物体由 C点运动到 D点（ C、 D两点未在图上标出）的过程中，弹簧的弹性势增加了 3.0J，物体的重力势能减少了 5.0J，则（弹簧不超过弹性限度）（ ） A当弹簧的弹力等于 mgsin时，小球动能最大 B在以后的简谐运动过程中，当小球的速率等于零时，小球和弹簧组成的系统
5、机械能最大或最小 C从 C到 D小球动能增加量大于 2J， C点的位置可能在平衡位置以下 D从 C到 D小球动能增加量大于 2J， D点的位置可能在平衡位置以上 答案： BD 试题分析：据题意，小球动能最大的地方是 合力为 0 的位置，当合力为 0 时有：，故弹力为： 则 A 选项错误；该系统中，如果只有重力和弹力做功机械能守恒，现在除了重力和弹力还有电场力做功，机械能变化量等于电场力做功，当小球速度为 0 时，电场力做功最多，机械能变化量最大，据 有： ，当电场力做正功，此时机械能最大，当电场力做负功此时机械能最小，则 B选项正确；从 C到 D据弹性势能增加 3J则弹力做功为 -3J，重力势
6、能减小 5J则重力做功 5J，据动能定理有：，代入数据得： ，由于重力做正功则电场力也做正功，所以从 C到 D动能变化比 2J大，由于重力做正功且动能增加， 说明位置 D在平衡位置上方，故 D选项正确。 考点：本题考查物体平衡条件和动能定理。 地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，已知其轨道半径为 r，周期为 T，引力常量为 G，地球表面的重力加速度为 g。根据题目提供的已知条件，不能估算出的物理量有（ ） A地球的质量 B同步卫星的质量 C地球的平均密度 D同步卫星离地面的高度 答案： B 试题分析：据题意，已知地球同步卫星的运动周期为 T，轨道半径为 r，据可得地球质量为： ， A选项正确；地
7、球质量与密度关系为： ，则据 可以求得地球的密度为：，而半径为： ，故可以 求得地球密度： ,，所以 C选项正确；同步卫星高度为： ，故 D选项正确；而同步卫星的质量在计算过程中被消去，无法计算，所以，据题意应该选择 B选项。 考点：本题考查万有引力定律的应用。 如图所示，质量 M，中空为半球型的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为 m的小铁球，现用一水平向右的推力 F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成 角。则下列说法正确的是（ ） A小铁球受到的合外力方向水平向左 B凹槽对小铁球的支持力为 C系统的加速度为 a= gtan D推力 F= Mg
8、tan 答案： C 试题分析：据题意，小铁球与凹槽相对静止，由于凹槽加速度水平向右则小球加速度也水平向右，故 A选项错误；凹槽对小球的支持力为： ，故 B选项错误；则小球的加速度为： ，故 C选项正确；由于整体的加速度相等且水向右，则推力为： ，则 D选项错误。 考点：本题考查牛顿第二定律以及整体法和隔离法的应用。 一辆汽车在公路上做匀速直线运动，速度大小为 v1=10m/s，一人骑自行车在汽车前面以 v2=4m/s的速度做匀速直线运动，汽车司机发现骑自行车的人时离自行车还有 s0=8m远。汽车司 机立即刹车让汽车开始做匀减速直线运动，加速度大小为 a=2m/s2, 试判断骑自行车的人是否安全
9、？（ ） A不安全 B安全 C有惊无险 D无法判断 答案： A 试题分析：据题意，车速为 v1=10m/s 做匀速直线运动，自行车速度为 v2=4m/s，也做匀速直线运动，当汽车做匀减速运动后，要保证汽车不撞到自行车，在汽车即将追上自行车是两车速度 相等，这个过程所用时间为： ，这段时间内有：自行车位移与原来两车距离之和 小于汽车在该段时间内的位移 ，故不安全。 A选项正确。 考点：本题考查追击相遇问题。 如图所示，小船过河时，船头偏向上游与水流方向成 角，船相对于静水的速度为 v，其航线恰好垂直于河岸现水流速度稍有增大，为保持航线不变，且准时到达对岸，下列措施中可行的是 ( ) A减小 角，
10、增大船速 v B增大 角，增大船速 v C减小 角，保持船速 v不变 D增大 角，保持船速 v不变 答案： B 试题分析：据题意，设船速为 v1和水速为 v2，当水速 v2增加后，要使航线保持不变，即合运动的方向不变，要准时到达，则据： 可知水速 v1也要增加，再据 可知当水速增加后，要保持时间不变，则需要使水速与合运动方向的夹角 变大，故 B选项正确。 考点：本题考查小船渡河问题。 实验题 （ ）某研究性学习小组为 “探究加速度与力、质量的关系 ”独力设计了如图甲所示的实验装置。已知小车质量为 m1，砝码和盘的质量为 m2，除了装置图中所给的器材外，另外备有垫木、复写纸、电键及导线若干。 （
11、 1）除了上面涉及的实验器材外，本次实验还缺少的器材有 。 （ 2）保持 m1不变，改变 m2的大小，小明同学根据实验数据作出了加速度 a随拉力 F的变化图象如图乙所示，该图线不通过坐标原点，最可能 的原因是： 。 （ 3）如图丙所示为某次实验得到的一条纸带，相邻计数点间还有四个点没有画出。 AB、 CD计数点之间的距离已测出，由于疏漏 B、 C两计数点之间的距离忘记了标注，根据纸带上现有的数据情况，可计算出小车运动的加速度为 m/s2（交流电的频率为 50Hz，结果保留两位有效数字） （ 4）在探究加速度与力的关系实验中，要尽可能保证 a-F图象是一条直线，需要控制的条件是 _。 答案：（
12、1）交流电源（或答学生电源）和刻度尺（ 2分）； （ 2）没有平衡摩擦 力或平衡摩擦力不够（ 2分）； （ 3） 0.52（ 2分）； （ 4）小车质量 m1远大于砝码和盘的质量 m2（或答 m1 m2）（ 2分） 试题分析：（ 1）从图中所给器材和题目中所给器材可知，还缺少的器材是：是打点计时器工作的交流电源，纸带打出来后测量长度的刻度尺。（ 2）从图中可知，在提供了一定的拉力后加速度仍然为 0，说明有摩擦力与拉力平衡，即没有平衡好摩擦力。（ 3）据题意，相邻计数点之间时间间隔为 T=0.1s，加速度为：，则 。（ 4）为了保证图像是一条过原点的直线，需要使小车质量远大于砝码和盘的质量之和，
13、因为在 中当时有 ，加速度为 。 考点：本题考查探究小车加速度与质量和拉力关系。 用下列器材设计描绘电阻 R0伏安特性曲线的电路 定值电阻 R0（阻值约为 25k） 电流表 A1：（量程 100A，内阻约 2k）； 电流表 A2：（量程 500A，内阻约 300） 电压表 V1：（量程 10V，内阻约 100k）； 电流表 V2：（量程 50V，内阻约 500 k） 电源 E：（电动势 15V，允许最大电流 1A）； 滑动变阻器 R1（最大阻值 200，额定电流 0.5A）； 滑动变阻器 R2（最大阻值 20，额定电流 0.6A） 电键 S，导 线若干；为了尽量减小实验误差，要求测多组数据 （
14、 1）电流表应选 _；电压表应选 _；滑动变阻器选 （ 2）在答题卷的方框内画出实验电路图 答案：（ 1） A 2 V1 R1（每一空 2分共 6分） （ 2）如图示（ 3分） 试题分析：（ 1）电源电动势为 E=15v，据电表选择标准，使指针偏转到量程的一半左右，则电压表需要选择量程为 10v的 V1，如果选择量程为 50v的电压表，误差较大；电路中的最大电流为： ，则电流表选择 500A的 A2；滑动变阻器应该选择 R1，因为如果选择 R2，它的额定电流为 0.6A，而通过它的最大电流为： ，这样可能会烧坏 R2。（ 2）由于 滑动变阻器总电阻远小于待测电阻，要较大范围调整电路中电压，应该
15、解除分压式；据可知，电流表应解除内接法。 考点：本题考查伏安法进行电阻的测量。 计算题 （ 15分）如图所示，质量 m=2.2kg的金属块放在水平地板上，在与水平方向成 =37角斜向上、大小为 F=10N的拉力作用下，以速度 v=5.0m/s向右做匀速直线运动。（ cos37=0.8， sin37=0.6，取 g=10m/s2） 求： （ 1）金属块与地板间的动摩擦因 数； （ 2）如果从某时刻起撤去拉力，撤去拉力后金属块在水平地板上滑行的最大距离。 答案：（ 1） 0.5 （ 2） 2.5m 试题分析：（ 1）设地板对金属块的支持力为 N，金属块与地板的 动摩擦因数为 ，因为金属块匀速运动，
16、所以有 Fcos=N 3分 mg=Fsin+N 3分 解得： 2分 （ 2）撤去 F后，设金属块受到的支持力为 N ，运动的加速度为 a，在水平地板上滑行的距离为 x，则 N =mg， mg=ma 2分 2分 解得： x=2.5m 3分 考点：本题考查物体平衡条件和牛顿第二定律及运动学关系。 （ 17分）如图所示，在 xoy平面直角坐标系的第一象限有射线 OA， OA与x轴正方向夹角为 30， OA与 y轴所夹区域内有沿 y轴负方向的匀强电场 E1，第二象限存在水平向右的匀强电场 E2（未知），其它区域存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。有一质量为 m、电量为 q的带正电粒子，从 y轴上的 P点
17、沿着 x轴正方向以初速度 v0射入电场，运动一段时间后经过 Q点垂直于射线 OA进入磁场，经磁场垂直 x轴进入偏转电场 E2，过 y轴正半轴上的 P点再次进入匀强电场 E1，已知 OP=h，不计粒子重力，求： (1)粒子经过 Q点时的速度大小； (2)匀强电场电场强度 E1的大小； (3)粒子从 Q点运动到 P点所用的时间。 答案：（ 1） 2V0 （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）设粒子在 Q的速度为 V，则 V sin30=V0 有 V=2V0 （ 2）在电场 E1中，对粒子有 h-OQ sin30= at2 OQ cos30=V0t 粒子的加速度 qE1=ma V cos30=a t
18、 得： E1= OQ= h （ 3）粒子以 O为圆心作匀速圆周运动 OQ= r = T= 在磁场中运动时间 t1= T= 在电场 E2中运动时间 t2= = Q点运动到 P点的时间 t=t1 t2= 考点：本题考查运动的分解、带电粒子在匀强电场中的类平抛运动、及匀速圆周运动。 (19分 )如图所示，足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧，一个质量 、电量 的可视为质点的带电小球与弹簧接触但不栓接。某一瞬间释放弹簧弹出小球，小球从水平台右端 A点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高 B点，并沿轨道滑下。已知 AB的竖直高度 ，倾斜轨道与水平方向夹角为 、倾斜轨道长为，带电小
19、球与倾斜轨道的动摩擦因数 。倾斜轨道通过光滑水平轨道 CD与光滑竖直圆轨道相连 ，在 C点没有能量损失，所有轨道都绝缘，运动过程小球的电量保持不变。只有过山车模型的竖直圆轨道处在范围足够大竖直向下的匀强电场中，场强 。（ cos37=0.8， sin37=0.6，取g=10m/s2）求： （ 1）被释放前弹簧的弹性势能？ （ 2）要使小球不离开轨道（水平轨道足够长），竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件？ （ 3）如果竖直圆弧轨道的半径 ，小球进入轨道后可以有多少次通过竖直圆轨道上距水平轨道高为 0.01m的某一点 P？ 答案：（ 1） 0.32J （ 2） 或 （ 3） 6次通过距水平轨道高为
20、 0.01m的某一点 试题分析：（ 1） A到 B平抛运动： 1分 B点： 2分 被释放前弹簧的弹性势能： 2分 （ 2） B点： B到 C： ， 2分 恰好过竖直圆轨道最高点时： ， 从 C到圆轨道最高点： 2分 恰好到竖直圆轨道最右端时： 2分 要使小球不离开轨道，竖直圆弧轨道的半径 或 2分 （ 3） ，小球冲上圆轨道 H1=0.825m高度时速度变为 0，然后返回倾斜轨道 h1高处再滑下，然后再次进入圆轨道达到的高度为 H2。 有 ， 2分 同除得： 之后物块在竖直圆轨道和倾斜轨道之间往返运动 同理： n次上升高度 （ n 0）为一等比数列。 2分 ，当 n=4时，上升的最大高度小于 0.01m 则小球共有 6次通过距水平轨道高为 0.01m的某一点。 2分 考点：本题考查平抛运动、动能定理、圆周运动
