1、2014届河南省南阳市高三五校联谊期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 关于物理学研究的方法，以下说法错误的是（ ） A在用实验探究加速度、力和质量三者之间的关系时，应用了控制变量法 B在利用速度一时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时，使用的是微元法 C用点电荷代替带电体 ,应用的是理想模型法 D伽利略在利用理想实验探究力和运动的关系时，使用的是实验归纳法 答案： D 试题分析：物体的加速度与所受外力的物体质量有关，研究加速度与物体所受外力关系时，需要保持物体的质量不变，这种方法叫做控制变量法，所以 A选项正确；在利用 图像推导匀变速直线运动公式时，我们采用无限思想，把时间轴无限分割，得
2、出面积大小等于物体位移的结论，这种方法叫做微元法，所以 B正确；理想模型是为研究问题方便而引入的物理模型，当带电体的大小和形状对所研究的问题影响很小以至于忽略时，我们就把它看做是一个点电荷，所以 C正确；伽利略对自由落体的研究及理想斜面实验探究力和运动关系时，采用的理想实验法，而不是实验归纳，所 以 D错误；本题中让选择说法错误的选项，故选 D； 考点：物理方法 如图所示，质量为 m的滑块在水平面上向左撞向弹簧，当滑块将弹簧压缩了 x0 时速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开。已知弹簧的劲度系数为 k，滑块与水平面间的动摩擦因数为 ，整个过程弹簧未超过弹性限度，则（ ） A滑块向左运动过程中
3、，始终做减速运动 B滑块向右运动过程中，始终做加速运动 C滑块与弹簧接触过程中最大加速度为 D滑块向右运动过程中，当弹簧形变量 x 时，物体的加速度为零 答案： ACD 试题分析：以滑块为研究对象分析受力可知，滑块向左接触弹簧的运动过程中，在水平方向上受到向右的弹簧弹力和摩擦力作用，且弹簧的弹力逐渐增大，即滑块所受合力始终与运动方向相反，故滑块一直做减速运动，所以 A正确、 B错误；当弹簧的压缩量为 x0时，弹簧弹力最大，滑块所受合力最大，由牛顿第二定律有 ，故此时滑块的加速度最大 ，所以 C正确；在滑块向右运动过程中，当弹簧形变量 时，由胡克定律知此时，弹簧弹力 ，与摩擦力大小相等、方向相反
4、，滑块所受合力为零，加速度为零，所以 D正确； 考点：胡克定律、牛顿定律、动能、势能 如图所 示，在竖直平面内有匀强电场（图中未画出），一个质量为 m带电小球，从 A 点以初速度 v0沿直线运动。直线与竖直方向的夹角为 （ 90），不计空气阻力，重力加速度为 g。以下说法正确的是 （ ） A小球一定做匀变速运动 B小球在运动过程中可能机械能守恒 C小球运动过程中所受电场力不少于 mgsin D当小球速度为 v时，其重力的瞬时功率 p mgvsin 答案： BC 试题分析：以小球为研究对象分析受力可知，若当小球所受电场力竖直向上，且大小等于重力时，可以沿直线做匀速运动，所以 A错误；当小球所受电
5、场力不是竖直向上时，则电场力与重力的合力一定沿运动轨迹所在的直线方向上，由下图可知电场力的最小值为 ，所以 C正确；此时电场力做功，故小球的机械能不守恒，所以 B错误；当小球速度为 v时，其沿重力方向的速度分量为 vcos，故此时重力的瞬时功率 ，所以 D错误； 考点：静电场、能量守恒、功率 一电子在电场中由 a点运动到 b点的轨迹如图中虚线所示，图中平行实线是等势面。则下列说法中正确的是 （ ） A a点的电势比 b点高 B电子在 a点的加速度方向向右 C电子从 a点到 b点动能减小 D电子从 a点到 b点电势能减小 答案： AC 试题分析：根据电场线与等势面的关系可知电场强度方向是沿竖直方
6、向，且由电子的运动轨迹可知，电子所受电场力的方向竖直向下，故电场方向竖直向上，如下图所示，电势沿电场线的方向降落，所以可知 a点电势高于 b点同，所以A正确；电子受向下的电场力，所以加速度竖直向下，所以 B错误；电子克服电场力做功、电势能增大、动能减小，所以 C正确、 D错误； 考点：带电粒子在电场中的运动 如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为 m，物块与木板间的动摩擦 因数为 ，木板与水平面间动摩擦因数 ，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为 g现对物块施加一水平向右的拉力 F，则木板加速度大小 a可能是 （ ） A a g B aC
7、 a D a - 答案： BD 试题分析：设物块与木板一起向右加速，没有发生相对滑动，以物块和木板整体为研究对象进行受力分析，有 ，立解得 ，所以 D正确；此时的拉力 ，若拉力 F超过此临界值，则物块和木板间发生相对滑动，以木板为研究对象有 ，解得 ，所以 A、 C错误、 B正确； 考点：牛顿第二定律及应用 如图所示，在半径为 R的四分之一光滑圆弧轨道的顶端 a点，质量为 m的物块（可视为质点）由静止开始下滑，经圆弧最低点 b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在 b点与水平轨道平滑相接 ,物块最终滑至 c点停止。若物块与水平面问的动摩擦因数为 ,下列说法正确的是（ ） A物块滑到 b点时的速度为 B物块
8、滑到 b点时对 b点的压力是 2mg C c点与 b点的距离为 D整个过程中物块机械能损失了 mgR 答案： CD 试题分析：物块从 a点到 b点的过程中，机械能守恒，故有 ，解得物块在 b点时的速度为 ，所以 A错误；根据牛顿第二定律可知，所以可得到物块在 b 点时对地的压力为 ，故 B 错误；从 b点到 c点由动能定理得 ，代入解得两点间的距离为 ，所以 C正确；全程由能量守恒定律可知，物块机械能损失为 mgR，所以 D正确； 考点：机械能守恒、动能定理、牛顿第二定律 图中 a、 b是一质量 m 6103kg的公共汽车在 t 0和 t 4s末两个时刻的两张照片 .当 t 0时，汽车刚启动（
9、汽车的运动可看成匀加速直线运动）图 c是车内横杆上悬挂的手拉环的图象，测得 30根据题中提供的信息，无法估算出的物理量是 （ ） A汽车的长度 B 4s末汽车的速度 C 4s内汽车牵引力所做的功 D 4s末汽车合外力的瞬时功率 答案： C 试题分析：以拉环为研究对象分析受力，如下图： 故可知 ，所以可解得加速度的大小为 ，所以可求得 4s末汽车的速度为 ，故 B正确；而汽车在 4s内的位移即汽车的长度，所以可求出，故 A正确；由加速度和汽车的质量可求出汽车所受的合外力，根据 可求得汽车在 4s末时合外力的瞬时功率，所以 D正确；因不知道汽车所受到的阻力大小，所以不能求出牵引力，也就无法求出在
10、4s内汽车索引力所做的功，所以 C错误；本题问不能估算出的物 理量，所以选择 C； 考点：速度、功、功率、牛顿第二定律 某研究性学习小组用加速度传感器探究物体从静止开始做直线运动的规律，得到了质量为 1 0kg的物体运动的加速度随时间变化的关系图线，如图所示。由图可以得出（ ） A从 t 4.0s到 t 6.0s的时间内物体做匀减速直线运动 B物体在 t 10.0s时的速度大小约为 5.8m s C从 t 10 0s到 t 12 0s的时间内合外力对物体做的功约为 7.3J D不能从已知信息粗略估算出物体在 t 3.0s时的速度 答案： C 试题分析：由图像可以看出，在 4s 至 6s 的时间
11、内，物体的加速度在逐渐减小，所以物体做变加速的减速运动，所以 A错误；加速度时间图线与时间轴所包围的面积表示物体的速度变化量，故 10s时的速度等于前 10s图线与时间轴所包围的面积，由图可知，此时的速度为 ，所以 B错误；同理，可以估算出 12s 时物体的速度大约为 7.8m/s，也可以估算出 3s 时的速度，根据动能定理可知，在 10s到 12s的时间内，合外力做的功，所以 C正确、 D错误； 考点：运动学图像 甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向做直线运动的 v-t图象如图所示，则（ ） A t 2s时两物体相距最远 B t 4s时甲在乙的前面 C两个物体两次相遇的时刻是 2s末和 6s末
12、 D甲物体一直向前运动，乙物体先向前运动 2s，随后向后运动 答案： C 试题分析：根据图像特点可知，图线与时间轴所包围的面积表示物体的位移，由图像可知，在 4s时两图线与时间轴所包围的面积差最大，即位移差最大，所以 A错误；此时乙的位移大于甲的位移，所以乙在甲的前面，故 B错误；当两物体的位移相等时相遇，由图像可以看出，在 2s和 6s时刻，两物体相遇，所以 C 正确；两物体的速度一直都在正值，即两物体一直都是单向直线向前运动 ，所以 D错误； 考点：运动学图像 一同学为探月宇航员估算环绕月球做匀速圆周运动的卫星的最小周期，想出了一种方法：在月球表面以初速度 v0竖直上抛一个物体，测出物体上
13、升的最大高度为 h，假设物体只受月球引力作用，又已知该月球的直径为 d，则卫星绕月球做圆周运动的最小周期为（ ） A B C D 答案： D 试题分析：根据匀变速直线运动公式可知，在月球表面有 ，即月球表面的重力加速度为 ，根据万有引力定律及圆周运动公式得，故可知，当卫星绕月球表面做圆周运动时的周期最小，联立上述各式解得 ，所以只有选项 D正确； 考点：万有引力定律及其应用 如图所示，上表面光滑的半圆柱体放在水平面上，小物块从靠近半圆柱体顶点 O 的 A点，在外力 F作用下沿圆弧缓慢下滑到 B点，此过程中 F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态下列说法中正确的是（ ） A半圆柱体对小物块
14、的支持力变大 B外力 F先变小后变大 C地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小 D地面对半圆柱体的支持力变大 答案： C 试题分析：以小物块为研究对象进行受力分析，如下图： 故有： ，由于 角越来越大，所以可得知，支持力 N逐渐变小，拉力 F逐渐变大，所以 A、 B错误；以半圆柱体为研究对象进行受力分析，如图 故有： 联立解得 ， ，由于 角越来越大，所以可知，静摩擦力先变大后变小，支持力先变小后变大，故 C正确、 D错误； 考点：共点力平衡 如图所示，滑轮 A可沿倾角为 的足够长光滑轨道下滑，滑轮下用轻绳挂着一个重为 G的物体 B，下滑时，物体 B相对于 A静止，则下滑过程中 （ ） A B的加
15、速度为 gsin B绳的拉力为 C绳的方向保持竖直 D绳的拉力为 G 答案： A 试题分析： AB相对静止，即两物体的加速度相同，以 AB整体为研究对象分析受力可知，系统的加速度为 ，所以 A正确；再以 B研究对象进行受力分析，如下图，根据平行四边形法则可知，绳子的方向与斜面垂直，拉力大小等于 ，故 B、 C、 D都错误； 考点：牛顿第二定律及应用 实验题 （ 12分）某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度。 请指出该同学在实验操作中存在的两处错误： a_； b_。 该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点，测得 h1、 h2、 h3、h4、 h5若打点的周期为 T，则打 E
16、点时速度为 vE _；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出 v2与 h的关系图线，如图丙所示，则重力加速度 g _m s2 答案： 打点计时器应该接交流电源（ 3分）；开始时重物应该靠近打点计时器（ 3分）（其他说明若正确也给分）； (3分 )； 9.4（ 3分） 试题分析：（ 1）打点计时器使用交流电源，而此题中使用的是直流电源；重物离打点计时器太远，这样会导致纸带上所打点很少，不利于减小误差；（ 2）匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故打下 E点时的速度为 ；根据 得 ，故可知在题目中的图像斜率表示 2g，所以有 ，则解得重力加速度； 考点：实验
17、“验证机械能守恒定律 ” （ 6分）某学习小组利用自行车的运动 “探究阻力做功与速度变化的关系 ”人骑自行车在平直的路面上运动，当人停止蹬车后，由于受到阻力作用，自行车的速度会逐渐减小至零，如图所示在此过程中，阻力做功使 自行车的速度发生变化设自行车无动力后受到的阻力恒定 （ 1）在实验中使自行车在平直的公路上获得某一速度后停止蹬车，需要测出人停止蹬车后自行车向前滑行的距离 s，为了计算自行车的初速度 v，还需要测量_（填写物理量的名称及符号） （ 2）设自行车受到的阻力恒为 f,计算出阻力做的功 W及自行车的初速度 v改变人停止蹬车时自行车的速度，重复实验，可以得到多组测量值 ,以阻力对自行
18、车做功的大小为纵坐标，自行车初速度为横坐标，作出 W-v曲线分析这条曲线，就可以得到阻力做的功与自行车速度变化的定性关系在实 验中作出 W-v图象如图所示，其中符合实际情况的是 _ 答案：（ 1）人停止蹬车后自行车向前滑行的时间 t（ 3分）；（ 2） C （ 3分）； 试题分析：（ 1）因停止蹬车后自行车只受摩擦阻力，做匀减速直线运动，根据平均速度公式 可知，自行车的初速度 ，故还需要测量出人停止蹬车后自行车向前滑行的时间 t；（ 2）根据动能定理有 得知，故只有选项 C正确； 考点：动能定理、匀变速直线运动公式 计算题 （ 12分）汽车前方 120m处有一自行车正以 6m s的速度匀速前进
19、，汽车以 18m s的速度追赶自行车 ，若两车在同一条公路不同车道上作同方向的直线运动，求： （ 1）经多长时间，两车第一次相遇 （ 2）若汽车追上自行车后立即刹车，汽车刹车过程中的加速度大小为 2m s2，则再经多长时间两车第二次相遇 答案：（ 1） 10s；（ 2） 13.5s； 试题分析：（ 1）设经时间 t1，汽车追上自行车，则有： 解得： （ 5分） （ 2）设汽车从刹车到停下用时 ，则有： （ 2分） 停止前汽车的位移： （ 2分） 自行车追上时间为： （ 2分） 所以再经过 13.5s两车第二次相遇。 （ 1分） 考点：匀变速直线运动公式 （ 12分）质量为 60kg的消防队员从
20、一根固定的竖直金属杆上由静止滑下，经 2 5 s落地。消防队员受到的竖直向上的摩擦力变化情况如图所示，取 g10m s2。在消防队员下滑的过程中： （ 1）他落地时的速度多大 （ 2）他克服摩擦力做的功是多少 答案：（ 1） 1m/s；（ 2） 3420J 试题分析：（ 1）在第 1s内，由牛顿第二定律得： 解得： （ 2分） 他在 1s末时的速度为： （ 1分） 后 1.5s内由牛顿第二定律得： 解得： （ 2分） 落地时的速度为： （ 1分） (2)该队员在第 1s内下滑的高度： （ 2分） 在后 1.5s内下滑的高度： （ 2分） 他克服摩擦力做的功为： （ 2分） （本题利用动能定理
21、求解也可以） 考点：功、牛顿第二定律、匀变速直线运动 （ 14分）如图所示， AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道，高度为 h，末端 B处的切线方向水平一个质量为 m的小物体 P从轨道顶端 A处由静止释放，滑到 B端后飞出，落到地面上的 C点，轨迹如图中虚线 BC 所示已知它落地时相对于 B点的水平位移 OC l现在轨道下方紧贴 B点安装一水平传送带，传送带的右端与 B的距离为 当传送带静止时，让 P 再次从 A 点由静止释放，它离开 轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出，仍然落在地面的 C点（不计空气阻力） （ 1）求 P滑至 B点时的速度大小； （ 2）求 P与传送带之间的动摩擦因数 ； （
22、 3）当传送带运动时（其他条件不变）， P的落地点为仍为 C点，求传送带运动方向及速度 v的取值范围 答案：（ 1） ；（ 2） ；（ 3）方式一：当传送带向右运动时，若传送带的速度 ，即 时，物体在传送带上一直做匀减速直线运动，离开传送带的速度仍为 ， P的落地点仍为 C点。 （ 2分） 方式二：当传送带向左运动时，速度无大小要求，物体都一直做匀减速运动，离开传送带的速度仍为 ， P的落地点仍为 C点； （ 2分） 试题分析：（ 1）物体 P在 AB轨道上滑动时，根据动能定理有 （ 2分） P滑到 B点时的速度为 （ 1分） （ 2）当没有传送带时，物体离开 B点后做平抛运动，运动时间为 t
23、， 则有： （ 1分） 当 B点下方的传送带静止时，物体从传送带右端水平抛出，在空中运动的时间也为 t，水平位移为 ，因此物体从传送带右端抛出的速度： （ 2分） 由牛顿第二定律得： （ 1分） 由运动学公式得： （ 2分） 解得物体与传送带之间的动摩擦因数为： （ 1分） （ 3）方式一：当传送带向右运动时，若传送带的速度 ，即 时，物体在传送带上一直做匀减速直线运动，离开传送带的速度仍为 ， P的落地点仍为 C点。 （ 2分） 方式二：当传送带向左运动时，速度无大小要求，物体都一直做匀减速运动，离开传送带的速度仍为 ， P的落地点仍为 C点； （ 2分） 考点：牛顿第二定律、抛体运动、动能
24、定理、匀变速直线运动 （ 16分）如图所示 ,水平绝缘粗糙的轨道 AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道 BC 平滑连接，半圆形轨道的半径 R 0 4m在轨道所在 空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度 E 1.0104N C现有一电荷量 q 1.010-4C，质量 m 0.1kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的 P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点 C，然后落至水平轨道上的 D点取 g 10m s2试求： （ 1）带电体运动到圆形轨道 B点时对圆形轨道的压力大小； （ 2） D点到 B点的距离 xDB； （ 3）带电体在从 P开始运动到落至 D
25、点的过程中的最大动能 答案：（ 1） 6.0N；（ 2） 0；（ 3） 1.17J； 试题分析：（ 1）设带电体通过 C点时的速度为 ，根据牛顿第二定律得： （ 2分） 设带电体通过 B点时的速度为 ，设轨道对带电体的支持力大小为 ，带电体从 B运动到 C的过程中，根据动能定理： （ 2分） 带电体在 B点时，根据牛顿第二定律有： （ 2分） 联立解得： （ 1分） 根据牛顿第三定律可知，带电体对轨道的压力 （ 1分） （ 2）设带电体从最高点 C落至水平轨道上的 D点经历的时间为 t，根据运动的分解有： （ 1分） （ 2分） 联立解得： （ 1分） （ 3）由 P到 B带电体做加速运动，故最大速度一定出现在从 B经 C到 D的过程中，在此过程中保有重力和电场力做功，这两个力大小相等，其合力与重力方向成 450夹角斜向右下方，故最大速度必出现在 B点右侧对应圆心角为 450处。 （ 1分） 设小球的最大动能为 ，根据动能定理有： （ 2分） 解得： （ 1分） 考点：运动的合成分解、牛顿第二定律、动能定理
