1、2014届河南省豫东、豫北十所名校高三上第二次联考物理试卷与答案（带解析） 选择题 汽车在水平面上刹车，其位移与时间的关系是 x 24t-6t2，则它在前 3s内的平均速度为 A 6 m s B 8 m s C 10 m s D 12 m s 答案： B 试题分析：将题目中的表达式与 比较可知： ，所以由 汽车刹车到静止的时间为 ，由此可知 3s时汽车已经停止，位移 ，故平均速度 考点：本题考查对物理公式的理解及应用，解答的关键一是求出加速度，二是求出 3s内的位移就是刹车的位移，三是求平均速度时的时间应该用 3s，不是2s，所以答案：容易错选 A （ 12 分）如图所示，倾角为 的斜面体固定
2、在水平面上，物体的质量为 m，物体与斜面之间光滑。物体在沿斜面向上的拉力 F作用下，由静止向上运动一段时间后撤去拉力，又经相同时间物体恰滑回原来静止位置。重力加速度大小为 g，求拉力 F的大小。 答案： 试题分析：有力 F作用时，根据牛顿第二定律有 (2分 ) 根据运动学公式有 (2分 ) (2分 ) 撤去力 F后，根据牛顿第二定律有 (2分 ) 根据运动学公式有 (2分 ) 联立 解得 (2分 ) 考点：本题考查学生综合利用牛顿第二定律和运动学规律解题的能力，解答时先明确物体的运动过程及性质，分析出有力作用时和撤去力的作用时的位移大小相等，方向相反这一隐含条件再利用牛顿第二定律和运动学规律解
3、答 甲、乙两车的位移一时间图像如图所示，其中甲车图像为过坐标原点的倾斜直线，乙车图像为顶点在坐标原点的抛物线。若两车均从同一地点沿同一方向做直线运动，下列说法正确的是 A乙车做变加速直线运动 B甲车做匀变速运动 C t 时甲、乙两车速度相等 D 0 时间内，两车距离先增大后减小 答案： CD 试题分析：因为甲车的位移时间图像是过坐标原点的直线，所以甲车做匀速直线运动；乙车的图像是过原点的抛物线，所以乙车做初速度为零的匀加速直线运动，所以选项 AB错误因为两车同时同地出发，甲车速度大于乙车速度，开始时两车之间的间距增大，随着乙车的速度增大，当乙车速度等于甲车速度时，两车间距最大，随后乙车速度大于
4、甲车速度，间距变小，当 时两车同时到达同一地点即乙车追上甲车，接着乙车速度仍大于甲车速度，两者间距再变大，故选项 C正确；当 时，由 ， ， 可解得，当 时，因为 乙做初速度为零的匀加速运动，此时的速度，故选项 C正确 考点：由题中图像可知本题考查追及问题，在追及问题中，两者间距的变化要分析速度之间的大小关系，当两者速度相等时，间距出现极值；当追上时，两者位移相等 (出发点相同时 )或者满足一定关系 (出发点不同时 ) 如图所示，在绕中心轴 转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动。在圆筒的角速度逐渐增大的过程中，物体相对圆筒始终未滑动，下列说法正确的是 A物体所受弹力大小逐渐增大 B物体所受
5、弹力始终指向圆心 C物体所受合力指向圆心 D物体所受摩擦力不沿 竖直方向 答案： ABD 试题分析：对物体进行受力分析可知：受重力 mg、圆筒指向圆心的弹力 N和摩擦力 f，沿半径方向由向心力公式可得 ，所以随着角速度的增大，弹力增大，故选项 AB正确；竖直方向由平衡条件得 ，又因为转速增大，所以在切线方向有向后运动的趋势，即在切线方向也有摩擦力 ，故摩擦力的合力沿切线向前上方，故选项 D错误；由于在半径方向和切线方向合外力均不为零，所以合力既不沿半径方向也不沿切线方向，故选项 C错误 考点：本题考查向心力公式和平衡方程的应用，物体做圆周运动时沿半径方向合力不为零应用向心力公式， 竖直方向静止
6、应用平衡方程，关键是由于转速增加，在切线方向合外力也不为零即也存在静摩擦力 如图所示，水平地面上不同位置的三个物体沿三条不同的路径抛出，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是 A沿路径 1抛出的物体落地的速率最大 B沿路径 3抛出的物体在空中运动的时间最长 C三个物体抛出时初速度的竖直分量相等 D三个物体抛出时初速度的水平分量相等 答案： AC 试题分析：题目中的三个物体忽略空气阻力均做抛体运动，竖直方向上是匀减速直线运动，水平方向上是匀速直线运动，由于竖直方向上上升的高度 h 相同，由 可知三个物体的竖直方向上的分速度 vy相同，由 可知上升时间 t
7、相同，又因为水平方向上沿路径 1的位移最大，由 可知它的水平方向的分速度 vx最大，其合速度最大，由此可知选项 AC正确 BD错误 考点：本题考查运动的合成与分解，关键是要根据上升高度分析出运动时间相同和竖直方向上的分速度相同 质量为 1kg的物体静止在光滑水平面上，某时刻受到水平拉力 F的作用（ F-t图像如图所示），若在第 1 s内物体受到的拉力 F向右，关于物体在 0 3 s时间内的运动情况，下列说法正确的是 A 0 3 s时间内物体先向右运动，再向左运动 B 0 3 s时间内物体始终向右运动 C物体在第 1 s末的速度最大 D物体在第 3 s末的速度最大 答案： BC 试题分析：物体在
8、光滑水平面上运动，在 0 1s内物体向右加速运动，加速度， t=1s时，速度 ，在 1 3s内物体向右减速运动，加速度 ，当 t=3s时，由 速度 ，即速度减小为零由以上分析可知选项 AD错误 BC正确 考点：本题考查学生对图像的分析解答能力，解答此题时要根据 F-t图像结合牛顿第二定律和运动学规律求解物体的运动情况 假设地球是一半径为 R、质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，不考虑地球自转的影响，距离地球球心为 r处的重力加速度大小可能为如下图像中的哪一个 答案： A 试题分析：设地球的密度为 ，当物体处于地心时，所受万有引力为零，加速度为零；当距地心距离为 时，
9、只有半径为 r的球体对其产生万有引力，根据 得： ，解得 ，即加速度 a 与 r 成正比，由此可判断选项 B正确；当 时，由 得 ，加速度 a与 r的平方成反比，故选项 A正确 考点：解答本题关键要理解题目中 “已知质量分布均匀的球壳对壳内物体引力为零 ”的含义，进而结合万有引力公式求解 一根粗细均匀的金属棒 AB，棒的 A端用轻绳同定在天花板上，棒的 B端用水平拉力 F拉着而使金属棒处于静止状态。轻绳与竖直方向的夹角为 ，金属棒与竖直方向的夹角为 ，下列说法正确的是 A sin 2sin B cos 2cos C tan 2tan D cot 2cot 答案： C 试题分析：对金属棒受力分析
10、：受重力 mg、绳子的拉力 T和水平拉力 F，因为金属棒处于静止状态，由平衡条件得： 解得：；以 A点为转轴，由力矩平衡可知： ，解得，由以上可知 ，故选项 C正确 考点：本题综合考查了共点力平衡和力矩平衡的应用 距离河岸 500 m处有一艘静止的船，船上的探照灯以 1 r min的转速水平转动。若河岸看成直线，当光束与岸边成 60角时，光束沿岸边移动的速率为 A 52 3 m s B 69 8 m s C 666 7 m s D 4 180 m s 答案： B 试题分析：因为光束沿河岸移动的速度 v有两个实际效果，一个速度 v1垂直光线，使光束绕着光源转动；另一个速度 v2沿光线方向，使光束
11、的长度伸长。按照上述实际效果分解速度 v，得到转动速度 ，此时转动半径，转动角速度 ，所以 ，代入数据解得，故选项 B正确 考点：本题考查的是运动的分解和合成，关键是找出光点沿河岸的速度即为合速度；如果光点由远及近，分速度 v2指向圆心，反之背离圆心；另一分速度 v1垂直于光线指向转动方向，再结合三角形关系求解 2012年 10月 25日，我国第 16颗北斗导航卫星升空，北斗卫星导航系统是继美 GPS和俄 GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。这些卫 星中含有地球轨道卫星、地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星，其中地球静止轨道卫星是位于赤道上空的同步卫星，倾斜地球同步轨道卫星的轨道平面
12、与赤道平面有一定的夹角，其周期与地球自转周期相同。这些卫星的轨道均可看做圆。以下关于倾斜地球同步轨道卫星的说法正确的是 A如果它受到意外撞击速度变小，其轨道将变大 B它的运行速度比第一宇宙速度大 C它的向心加速度大小和位于赤道上空的同步卫星的向心加速度大小相等 D若倾斜角度适当，该卫星可以始终位于河南郑州的正上方 答案： C 试题分析：卫星受撞击后速度减小，所需要的向心力减小，即做向心运动，所以轨道半径减小，故选项 A错误；地球静止轨道卫星即地球同步卫星，由于第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以它的环绕速度比第一宇宙速度小；倾斜地球同步卫星的周期等于地球静止同步卫星的周期，所以它们的轨道半径相同
13、，由 可知其速度等于静止同步卫星的速度，所以它的环绕速度比第一宇宙速度小，故选项 B错误；由 可知选项 C正确；若该卫星始终在河南郑州的上方，其轨道圆心就不再是地心，万有引力将其拉至赤道上方，故选项 D错误 考点：本题考查天体运动的规律，同步卫星 的轨道圆心都在地心，地球的万有引力提供向心力 如图所示，三个相同的轻质弹簧连接在 O点，弹簧 1的另一端固定在天花板上，且与竖 直方向的夹角为 30，弹簧 2水平且右端固定在竖直墙壁上，弹簧 3的另一端悬挂质量 为 m的物体且处于静止状态，此时弹簧 1、 2、 3的形变量分别为 x1、 x2、 x3，则 A x1： x2： x3 ： 1 ： 2 B
14、x1： x2： x3 2 ： 1 ： C x1： x2： x3 1 ： 2 ： D x1： x2： x3 ： 2 ： 1 答案： B 试题分析：对物体受力分析可知： ，对弹簧的结点受力分析可知：，联立解得 x1： x2： x3 2 ： 1 ： 考点：本题利用共点力的平衡考察了胡克定律的应用 实验题 （ 8分）某物理小组的同学用如图甲所示的实验器材测定当地重力加速度，实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电门 1和光电门 2组成的光电计时器（其中光电门 1更靠近小球释放点）、可使小球无初速度释放的小球释放器和网兜组成。实验时可用两光电门测量小球从光电门 1运动至光电门 2所用的时间 t，并从竖直杆上
15、读出两光电门间的距离 h。 （ 1）使用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则小球的直径为 _mm。 （ 2）改变光电门 1的位置，保持光电门 2的位置不变，小球经过光电门 2时的速度为 v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度 g，则 h、 t、 g、 v四个物理量之间的关系为 _。 （ 3）根据实验数据作出 -t图线，若图线斜率的绝对值为 k，根据图线可求出重力加速度的大小为 _。 答案：（ 1） 11.70 （ 2） （ 3） 2k 试题分析：（ 1）游标卡尺游标尺的分度为 20分度，其精确度为 0.05mm，由图可知第 14条刻度对的最齐，所以读数为 d=11mm+140.05mm=
16、11.70mm （ 2）由于光电门 2位置不变，将小球的自由落体运动反向看成竖直向上的匀减速运动，由 可知关系式为 （ 3）由关系式 可知 ，所以作出 -t图线的斜率大小，即重力加速度的大小为 2k 考点：本题考查了游标卡尺的读数、实验原理和数据的处理方法解答时注意：（ 1）游标卡尺主尺的刻度为紧靠游标尺 0刻度左侧的刻度线，不是游标尺边缘左侧的刻度线；读数以毫米为单位时最后一位为 0时不能舍去（ 2）匀加速直线运动反向可以看成匀减速运动（ 3）分析图像斜率的物理意义需要把物 理量之间的关系式写出，在分析斜率的物理意义 （ 7分）某实验小组应用如图甲所示装置 “探究加速度与物体受力的关系 ”，
17、已知小车的 质量为 M，砝码及砝码盘的总质量为 m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为 50 Hz。实验步骤如下： A按图甲所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直； B调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动； C挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度； D改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤 C，求得小车在不同合力作用下的 加速度。 根据以上实验过程，回答以下问题： （ 1）对于上述实验，下列说法正确的是 _。 A小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B.实验过程中砝码盘处于超重状态。 C与小车相连的轻绳与长木板一定要平
18、行 D弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半 E砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量 （ 2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为_m s2。（结果保留 2位有效数字） （ 3）由本实验得到的数据作出小车的加速度 a与弹簧测力计的示数 F的关系图像，与本实验相符合 是 _。 答案：（ 1） C （ 2） 0.16 （ 3） A 试题分析：（ 1）由实验装置可知当砝码下落的高度为 h时，小车沿木板下滑的距离为 2h，故加速度不同，即选项 A错误；由于砝码加速下落，处于失重状态，故选项 B错误；如果细绳不与木板平行，则木板方向是由细绳拉力的分力产生加速度，给实验带来
19、误差，所以要求细绳一定沿木板方向，故选项 C正确；对于砝码，由受力分析知 ，解得 ，故选项 D错误；由于本实验利用测力计可以直接读出细绳的拉力，所以不需要满足砝码和砝码盘的质量远小于小车质量，故选项 E错误 （ 2）由题意知时间间隔 T=0.1s，根据纸带可知连续相等时间间隔内的位移差为，由 可知 （ 3）根据牛顿第二定律可知选项 A正确 考点：本实验是 “探究加速度与物体受力的关系 ”变形实验，其实验原理相同只不过是在测量合外力的方式有所变化，但还是通过原来实验的原理、方法步骤及数据处理方法来解答实验问题，所以要求同学们必须深刻理解原实验的原理等内容，再根据其变化解答题目 计算题 （ 8分）
20、如图所示，质 量为 M的正方形空木箱放置在粗糙水平面上，空木箱对角线有一光滑细轨道，轨道与水平方向间的夹角为 45。轨道上有一质量为 m 的物体沿轨道自由下滑，木箱始终静止在水平面上，求物体下滑的过程中， （ 1）轨道对物体的弹力大小； （ 2）地面对木箱的摩擦力的大小和方向。 答案：（ 1） （ 2） ，方向向左 试题分析：（ 1）以物体为研究对象，垂直轨道方向有 (1分 ) 解得轨道对物体的弹力大小为 (1分 ) （ 2）以木箱为研究对象，受力如图所示 (1分 ) 由牛顿第三定律有 (1分 ) 在水平方向有 (2分 ) 解得 ，方向 向左。 (2分 ) 考点：本题考查了受力分析和平衡条件的
21、应用 （ 9分）如图所示，一艘海轮用船上天线 D向海岸边的信号接收器 A发送电磁波脉冲信号。信号接收器和船上天线的海拔高度分别为 AB H 和 CD h。船上天线某时刻发出一个电磁波脉冲信号，接收器接收到一个较强和一个较弱的脉冲，前者是直接到达的信号，后者是经海平面反射后再到达的信号，两个脉冲信号到达的时间间隔为 t，电磁波的传播速度为 c，求船上天线发出此信号时海轮与海岸的距离 L。 答案： 试题分析：如图所示， 从船上天线 D向接收器发出的电磁脉冲信号 ，一方面沿直线 DA直接传到 A，另一方面经过海面 E点反射沿折线 DEA传播到 A，前者较强，后者较弱。 由反射定律可知 ，延长 AE交
22、 DC的延长线与 F，过 A做 AG平行于 BC，交 CD的延长线与 G，则有 DE=EF， GD=H-h， GF=H+h (2分 )，设信号接收器接收到沿直线 DA和折线 DEA传播的电磁脉冲信号需要的时间分别为 t1和 t2，则有 (2分 ) (2分 ) 根据题意有 (1分 ) 联立解得 (2分 ) 考点：本题考查电磁波的传播，需要先把电磁波的传播路径画出来再结合几何关系求解 （ 16 分）如图所示，半径为 、质量为 m 的小球用两根不可伸长的轻绳 a、b 连接，两轻绳的另一端系在一根竖直杆的 A、 B 两点上， A、 B 两点相距为 l，当两轻绳伸直后， A、 B两点到球心的距离均为 l
23、。当竖直杆以自己为轴转动并达到稳定时（细绳 a、 b与杆在同一竖直平面内）。求： （ 1）竖直杆角速度 为多大时，小球恰离开竖直杆 （ 2）轻绳 a的张力 Fa与竖直杆转动的角速度 之间的关系。 答案：（ 1） （ 2） 时， 时， 时， 试题分析：（ 1）小球恰好离开竖直杆时，小球与竖直杆间的作用力为零，此时轻绳 a与竖直杆间的夹角为 ，由题意可知 (1分 ) 沿半径： (1分 ) 垂直半径： (1分 ) 联立解得 (1分 ) （ 2）由（ 1）可知 时， (2分 ) 若角速度再增大，小球将离开竖直杆，在轻绳 b恰好伸直前，设轻绳与竖直杆的夹角为 ，此时小球做圆周运动的半径为 (1分 ) 沿半径：(1分 ) 垂直半径： (1分 ) 联立解得 (1分 ) 当轻绳恰好伸直时， ，此时 (1分 ) 故有 ，此时 (1分 ) 若角速度再增大，轻绳 b拉直后，小球做圆周运动的半径为 (1分 ) 沿半径： (1分 ) 垂直半径： (1分 ) 联立解得 ，此时 （ 1分） 考点：本题考查圆周运动中向心力公式的应用，关键在于分析出转速增大过程中的临界状态并确定向心力的来源，再结合向心力公式求解
