湖南省衡阳市五校高三物理上学期期中联考试题 （含解析）.doc

湖南省衡阳市五校2015届高三上学期期中联考物理试卷一、选择题（本题共12小题，每题4分，共48分其中1-8题为单选题，9-12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分）1在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献关于科学家和他们的贡献，下列说法中不正确的是（）a伽利略首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来b笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献c开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律d牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量考点：物理学史.专题：常规题型分析：本题比较简单考查了学生对物理学史的了解情况，在物理学发展的历史上有很多科学家做出了重要贡献，大家熟悉的牛顿、爱因斯坦、法拉第等，在学习过程中要了解、知道这些著名科学家的重要贡献解答：解：a、伽利略首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，标志着物理学的真正开始，故a正确；b、笛卡尔等人又在伽利略研究的基础上进行了更深入的研究，他认为：如果运动物体，不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不会变，将沿原来的方向匀速运动下去，因此笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献，故b正确；c、开普勒提出行星运动三大定律，故c正确；d、万有引力常量是由卡文迪许测出的故d错误本题选错误的，故选d点评：要熟悉物理学史，了解物理学家的探索过程，从而培养学习物理的兴趣和为科学的奉献精神2（4分）一个从静止开始作匀加速直线运动的物体，从开始运动起，连续通过三段位移的时间分别是1s、2s、3s，这三段位移的长度之比和这三段位移上的平均速度之比分别是（）a1：4：9 1：2：3b1：8：27 1：4：9c1：2：3 1：1：1d1：3：5 1：2：3考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系.专题：直线运动规律专题分析：要求连续的时间不等的三段时间内的位移之比，就要分别求出这三段时间内得位移，要求这三段位移，可以先求第一段的位移，再求前两段的位移，再求前三段的位移，前两段的位移减去第一段的位移，就等于第二段的位移，前三段的位移减去前两段的位移就等于第三段的位移；某段时间内的位移与所用时间的比值就等于该段时间内的平均速度解答：解：根据 可得物体通过的第一段位移为x1=又前3s的位移减去前1s的位移就等于第二段的位移故物体通过的第二段位移为x2=又前6s的位移减去前3s的位移就等于第三段的位移故物体通过的第三段位移为x3=故x1：x2：x3=1：8：27在第一段位移的平均速度 =，在第二段位移的平均速度=在第三段位移的平均速度 =故可得：=1：4：9故选：b点评：本题求解第二段和第三段位移的方法十分重要，要注意学习和积累，并能灵活应用3（4分）如图，固定斜面，cd段光滑，de段粗糙，a、b两物体叠放在一起从c点由静止下滑，下滑过程中a、b保持相对静止，则（）a在cd段时，a受三个力作用b在de段时，a可能受二个力作用c在de段时，a受摩擦力方向一定沿斜面向上d整个下滑过程中，a、b均处于失重状态考点：牛顿第二定律；弹性形变和范性形变；物体的弹性和弹力.专题：受力分析方法专题分析：根据牛顿第二定律求出整体的加速度，隔离对a分析，判断b对a是否有摩擦力解答：解：a、在cd段，整体的加速度a=，隔离对a分析，有：magsin+fa=maa，解得fa=0，可知a受重力和支持力两个力作用故a错误b、设de段物块与斜面间的动摩擦因数为，在de段，整体的加速度a=gsingcos，隔离对a分析，有：magsin+fa=maa，解得fa=magcos，方向沿斜面向上若匀速运动，a受到静摩擦力也是沿斜面向上，所以a一定受三个力故b错误，c正确d、整体下滑的过程中，cd段加速度沿斜面向下，a、b均处于失重状态在de段，可能做匀速直线运动，不处于失重状态故d错误故选：c点评：本题考查了物体的受力分析，a、b保持相对静止，之间有无摩擦力是解决本题的突破口，本题通过整体隔离分析，运用牛顿第二定律求解4（4分）甲、乙两物体同时从同一地点沿同一方向做直线运动的速度时间图象如图所示，则下列说法正确的是（）a两物体两次相遇的时刻是2s和6sb4s后甲在乙前面c两物体相距最远的时刻是1s末d乙物体先向前运动2s，随后向后运动考点：匀变速直线运动的图像.专题：运动学中的图像专题分析：vt图象中图线与坐标轴围成图形的面积表示位移，判断2s和6s内两物体位移是否相等即可判断是否相遇；图线上某点对应纵轴坐标的正负表示运动方向解答：解：a、t=2s时乙的位移为x=24=4m，甲的位移为x=22=4m，两者位移相同，又是从同一地面出发，故2s末时二者相遇，同理可判断6s末二者也是相遇，故a正确；b、4s时甲的位移为x=42=8m，乙的位移为：x=24+（2+4）2=10m甲的位移小于乙的位移，故甲在乙后面，b错误；c、1s末两物体相距的距离等于一个小三角形的面积，而4s末两物体相距的距离等于24之间三角形的面积，明显4s末二者的距离最大，故c错误；d、乙的运动方向始终未发生变化，故d错误；故选：a点评：vt图象中图线的斜率表示加速度，图线与坐标轴围成图形的面积表示位移5（4分）如图所示，轻弹簧两端拴接两个质量均为m的小球a、b，拴接小球的细线固定在天花板，两球静止，两细线与水平方向的夹角=30，弹簧水平，以下说法正确的是（）a细线拉力大小为mgb弹簧的弹力大小为mgc剪断左侧细线瞬间，a球加速度为gd剪断左侧细线瞬间，b球加速度为0考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用.专题：牛顿运动定律综合专题分析：根据共点力平衡求解细线的拉力和弹簧的弹力大小剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，结合牛顿第二定律求出a球的瞬时加速度解答：解：ab、对a球分析，运用共点力平衡条件得：细线的拉力为 t=2mg弹簧的弹力f=mgcot=mg，故ab错误c、剪断左侧细线的瞬间，弹簧的弹力不变，小球a所受的合力f合=t=2mg，根据牛顿第二定律得，a=2g故c错误d、剪断左侧细线的瞬间，弹簧的弹力不变，故小球b所受的合力f合=0，加速度为0，故d正确；故选：d点评：本题考查了牛顿第二定律和共点力平衡的基本运用，知道剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变6（4分）已知地球的半径为6.4106m，地球自转的角速度为7.29105rad/s，地面的重力加速度为9.8m/s2，在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为7.9103m/s，第三宇宙速度为16.7103m/s，月球到地球中心的距离为3.84108m假设地球上有一棵苹果树长到了接近月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将（）a落向地面b成为地球的同步“苹果卫星”c成为地球的“苹果月亮”d飞向茫茫宇宙考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用.专题：人造卫星问题分析：根据v=r，可得出苹果的线速度把苹果的线速度与第三宇宙速度比较求解解答：解：地球自转的角速度为7.29105 rad/s，月球到地球中心的距离为3.84108 m地球上有一棵苹果树长到了接近月球那么高，根据v=r得苹果的线速度v=2.8104 m/s，第三宇宙速度为16.7103 m/s，由于苹果的线速度大于第三宇宙速度，所以苹果脱离苹果树后，将脱离太阳系的束缚，飞向茫茫宇宙故选d点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力同时知道宇宙速度的意义7（4分）（2008武汉一模）如图所示，离地面高h处有甲、乙两个物体，甲以初速度v0水平射出，同时乙以初速度v0沿倾角为45的光滑斜面滑下若甲、乙同时到达地面，则v0的大小是（）abcd考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；平抛运动.专题：牛顿运动定律综合专题分析：根据题意可知：甲做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，运动的时间可以通过竖直方向上自由落体运动的公式求解，乙做匀加速直线运动，运动的时间与甲相等，由几何关系及位移时间公式即可求解解答：解：甲做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，根据h=得：t= 根据几何关系可知：x乙= 乙做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知：a= 根据位移时间公式可知： 由式得：v0=所以a正确故选a点评：该题考查了平抛运动及匀变速直线运动的基本公式的直接应用，抓住时间相等去求解，难度不大，属于中档题8（4分）在地面附近，存在着一个有界电场，边界mn将空间分成上下两个区域i、，在区域ii中有竖直向上的匀强电场，在区域i中离边界某一高度由静止释放一个质量为m的带电小球a，如图甲所示，小球运动的vt图象如图乙所示，不计空气阻力，则下列说法错误的是（）a小球受到的重力与电场力之比为3：5b在t=5s时，小球经过边界mnc在小球向下运动的整个过程中，重力做的功 等于电场力做功d在1s4s过程中，小球的机械能先减小后增大考点：动能定理的应用；功能关系.专题：动能定理的应用专题分析：小球进入电场前做自由落体运动，进入电场后受到电场力作用而做减速运动，由图可以看出，小球经过边界mn的时刻分别求出小球进入电场前、后加速度大小，由牛顿第二定律求出重力与电场力之比根据动能定理研究整个过程中重力做的功与电场力做的功大小关系整个过程中，小球的机械能与电势能总和不变解答：解：b、小球进入电场前做自由落体运动，进入电场后受到电场力作用而做减速运动，由图可以看出，小球经过边界mn的时刻是t=1s时故b错误a、由图象的斜率等于加速度得小球进入电场前的加速度为：a1=，进入电场后的加速度大小为：a2=由牛顿第二定律得：mg=ma1fmg=ma2得电场力：f=mg+ma2=由得重力mg与电场力f之比为3：5故a正确c、整个过程中，动能变化量为零，根据动能定理，整个过程中重力做的功与电场力做的功大小相等故c正确d、整个过程中，由图可得，小球在02.5s内向下运动，在2.5s5s内向上运动，在1s4s过程中，小球的机械能先减小后增大电场力先做负功，后做正功电势能先增大，后减小；由于整个的过程中动能、重力势能和电势能的总和不变，所以，小球的机械能先减小后增大故d正确本题选错误的故选：b点评：本题一要能正确分析小球的运动情况，抓住斜率等于加速度是关键；二要运用牛顿第二定律和动能定理分别研究小球的受力情况和外力做功关系9（4分）如图所示，用恒力f拉着质量为m的物体沿水平面以某一速度匀速从a运动到b的过程中，下列说法正确的是（）a以较大速度运动时比以较小速度运动时f做的功多b以较大速度运动时与以较小速度运动时f做的功一样多c以较大速度运动时比以较小速度运动时f的功率大d以较大速度运动时与以较小速度运动时f的功率一样大考点：功的计算.专题：功的计算专题分析：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，力学里就说这个力做了功解答：解：a、用恒力f拉着质量为m的物体沿水平面从a移到b的过程中，拉力方向的位移为l，故拉力的功为：w=fl，与速度大小无关，a错误b正确；c、功率是p=fv，所以以较大速度运动时比以较小速度运动时f的功率大，c正确d错误故选：bc点评：某个力的功等于这个力与力方向上的位移的乘积，与物体的运动状态和是否受到其他力无关10（4分）如图，在光滑的水平面上两个质量相等的小球a、b，用两根等长的轻绳连接现让两小球a、b以c为圆心、以相同的角速度做匀速圆周运动，a球的向心加速度为a1，b球的向心加速度为a2，ac段绳所受拉力记为f1，ab段绳所受拉力记为f2，则下列说法中正确的是（）aa1：a2=1：1ba1：a2=1：2cf1：f2=2：1df1：f2=3：2考点：向心力；牛顿第二定律.专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用分析：a、b两球绕o点在光滑的水平面上以相同的角速度做匀速圆周运动，b球靠ab杆的拉力提供向心力，a球靠oa线和ab线的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出两段细线的拉力之比解答：解：a、b、设oa=ab=l，角速度相等，根据a=r2，有：a1：a2=l：2l=1：2；故a错误，b正确；c、d、对b球有：f2=m2l2对a球有：f2f1=ml2联立两式解得：f1：f2=3：2；故c错误，d正确；故选：bd点评：解决本题的关键知道物体做匀速圆周运动，合力等于向心力，掌握向心力大小的关系公式11（4分）如图所示，将一根不可伸长、柔软的轻绳两端分别系于a、b两点上，一物体用动滑轮悬挂在绳子上，达到平衡时，两段绳子之间的夹角为1，绳子张力为t1；将绳子一端由b点移至c点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为2，绳子张力为t2；再将绳子一端由c点移至d点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为3，绳子张力为t3，不计摩擦，则（）a1=23b123ct1t2t3dt1=t2t3考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用.专题：共点力作用下物体平衡专题分析：绳子右端从b移动到c点时，根据几何关系可以判断出，两个绳子之间的夹角不变，然后根据三力平衡条件判断出绳子拉力不变；绳子右端从b移动到d点时，绳子间夹角变大，再次根据共点力平衡条件判断解答：解：设绳子结点为o，对其受力分析，如图当绳子右端从b移动到c点时，根据几何关系，有aosin+obsin=ac同理：aosin+obsin=ac绳子长度不变，有ao+ob=ao+ob故1=2绳子的结点受重力和两个绳子的拉力，由于绳子夹角不变，根据三力平衡可知，绳子拉力不变，即t1=t2；绳子右端从b移动到d点时，绳子间夹角显然变大，绳子的结点受重力和两个绳子的拉力，再次根据共点力平衡条件可得t1t3故选：ad点评：题关键根据几何关系判断出两次移动过程中两绳子间夹角的变化情况，然后根据共点力平衡条件作图，运用合成法分析12（4分）（2014湖南模拟）如图所示，足够长的传送带与水平方向的倾角为，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m，开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带的摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升高度h（未与滑轮相碰）的过程中（）a物块a重力势能减少mghb摩擦力对a做的功等于a机械能的增加量c摩擦力对a做的功等于物块a、b动能增加量之和d任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小相等考点：机械能守恒定律；重力势能；电功、电功率.专题：动能定理的应用专题分析：通过开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，根据共点力平衡得出a、b的质量关系根据b上升的高度得出a下降的高度，从而求出a重力势能的减小量，根据能量守恒定律判断摩擦力功与a、b动能以及机械能的关系解答：解：a、开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，有magsin=mg，则b上升h，则a下降hsin，则a重力势能的减小量为maghsin=mgh故a正确b、根据能量守恒得，系统机械能增加，摩擦力对a做的功等于a、b机械能的增量所以摩擦力做功大于a的机械能增加因为系统重力势能不变，所以摩擦力做功等于系统动能的增加故b错误，c正确d、任意时刻a、b的速率相等，对b，克服重力的瞬时功率pb=mgv，对a有：pa=magvsin=mgv，所以重力对a、n做功的瞬时功率大小相等故d正确故选：acd点评：本题是力与能的综合题，关键对初始位置和末位置正确地受力分析，以及合力选择研究的过程和研究的对象，运用能量守恒进行分析二、实验题（本大题共2小题共16分）13（6分）“探究动能定理”的实验装置如下图所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为w0当用2条、3条、4条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2w0、3w0、4w0，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出关于该实验，下列说法错误的是 （）a某同学在一次实验中，得到一条记录纸带，纸带上打出的点，两端密、中间疏，出现这种情况的原因，可能是木板倾角过大b当小车速度达到最大时，小车在两个铁钉的连线处c应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的最大速度d应选择纸带上第一点到最后一点的一段计算小车的最大速度考点：探究功与速度变化的关系.专题：实验题；动能定理的应用专题分析：实验前要平衡摩擦力，橡皮筋恢复原长时做功完毕，此时小车受到最大，需要测出此时小车的速度；根据实验原理与实验注意事项分析答题解答：解：a、如果恰好平衡摩擦力，小车在橡皮筋拉力作用下先做加速运动，橡皮筋恢复原长后做匀速运动，橡皮筋被反向拉伸后做减速运动，纸带上打出的点，两端密、中间疏；如果木板倾角过大，则小车在整个运动过程中先加速、后减速，没有匀速运动过程，纸带上打出的点，先逐渐变疏接着变密，故a错误；b、当橡皮筋恢复原长时小速度最大，小车在两铁钉前某一位置到两铁钉后某一位置的整个过程做匀速运动，速度都是最大的，小车速度达到最大不仅限于小车在两个铁钉的连线处，故b错误；c、橡皮筋做功完毕小车速度最大，小车做匀速运动，纸带上的点距均匀，应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的最大速度，故c正确，d错误；本题选错误的，故选：abd点评：本题考查了实验现象分析、实验数据处理，知道实验原理、实验注意事项、分析清楚小车运动过程即可正确解题14（10分）在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了a、b、c、d、e、f、g 7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220v、50hz交流电源他经过测量并计算得到电火花计时器在打b、c、d、e、f各点时物体的瞬时速度如下表：对应点bcdef速度（m/s）0.1410.1850.2200.2540.301（1）设电火花计时器的周期为t，计算vf的公式为vf=；（2）根据（1）中得到的数据，以a点对应的时刻为t=0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出vt图象（3）利用该图象求物体的加速度a=0.40m/s2；（结果保留2位有效数字）（4）如果当时电网中交变电流的电压变成210v，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比不变（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）考点：探究小车速度随时间变化的规律.专题：实验题；直线运动规律专题分析：（1）根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出f点的瞬时速度；（2）根据描点法作出图象（3）根据vt图象的物理意义可知，图象的斜率表示加速度的大小，因此根据图象求出其斜率大小，即可求出其加速度大小（4）打点计时器的打点频率是与交流电源的频率相同，所以即使电源电压降低也不改变打点计时器打点周期解答：解：（1）根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，电火花计时器的周期为t，所以从e点到g点时间为10t，有：vf=，（2）根据图中数据，利用描点法做出图象如下；（3）图象斜率大小等于加速度大小，故a=0.40m/s2（4）电网电压变化，并不改变打点的周期，故测量值与实际值相比不变故答案为：（1）；（2）如图（3）0.40；（4）不变点评：本题考查了利用匀变速直线运动的规律和推论解决问题的能力，同时注意图象法在物理实验中的应用三、计算题（本题共4小题，共46分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15（8分）跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开飞机后先做自由落体运动，当距离地面125m 时打开降落伞，伞张开后运动员就以14.3m/s2的加速度做匀减速直线运动，到达地面时速度为5m/s求：（1）运动员离开飞机时距地面的高度为多少？（2）离开飞机后经多少时间才能到达地面？（g=10m/s2）考点：匀变速直线运动的速度与位移的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系.专题：直线运动规律专题分析：（1）由运动数据求得打开伞时的速度，此前运动员做自由落体运动，求得下降高度，进而求得总高度（2）运动的总时间为两次运动时间之和解答：解：（1）运动员打开伞后做匀减速运动，有：可求得运动员打开伞时的速度为：v1=60m/s，运动员自由下落的距离为：运动员离开飞机时距地面的高度为：x=x1+x2=305m（2）自由落体的时间为：，打开伞后运动的时间：离开飞机后运动的时间t=t1+t2=9.85s答（1）运动员离开飞机时距地面的高度为305m（2）离开飞机后运动的时间维9.85s点评：建立运动情景，先自由落体，后匀减速运动，分别应用匀变速运动规律求解即可，属于常规题目16（10分）（2013湖南模拟）某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图甲所示他使木块以初速度v0=4m/s的速度沿倾角=30的斜面上滑紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的vt图线如图乙所示g取10m/s2求：（1）上滑过程中的加速度的大小a1；（2）木块与斜面间的动摩擦因数；（3）木块回到出发点时的速度大小v考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系.专题：牛顿运动定律综合专题分析：（1）由vt图象可以求出上滑过程的加速度（2）由牛顿第二定律可以得到摩擦因数（3）由运动学可得上滑距离，上下距离相等，由牛顿第二定律可得下滑的加速度，再由运动学可得下滑至出发点的速度解答：解：（1）由题图乙可知，木块经0.5s滑至最高点，由加速度定义式有：上滑过程中加速度的大小：（2）上滑过程中沿斜面向下受重力的分力，摩擦力，由牛顿第二定律f=ma得上滑过程中有：mgsin+mgcos=ma1代入数据得：=0.35（3）下滑的距离等于上滑的距离：x=m=1m 下滑摩擦力方向变为向上，由牛顿第二定律f=ma得：下滑过程中：mgsinmgcos=ma2解得：=2m/s2下滑至出发点的速度大小为：v=联立解得：v=2m/s 答：（1）上滑过程中的加速度的大小；（2）木块与斜面间的动摩擦因数=0.35；（3）木块回到出发点时的速度大小v=2m/s点评：解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律和运动学公式联合求解17（12分）某球形天体的密度为0，万有引力常量为g（1）证明：对环绕在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v=r3，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0=，表面周围空间充满厚度d=（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考点：万有引力定律及其应用；向心力.专题：万有引力定律的应用专题分析：（1）由万有引力充当向心力及天体的密度公式联立可求得周期的表达式，可分析与天体半径的关系；（2）由万有引力充当向心力及同步卫星的规律可解得同步卫星距天体表面的高度解答：解：（1）设环绕球形天体表面运行的卫星的质量为m，运动周期为t，球形天体半径为r，质量为m，由牛顿第二定律有g=mr 而m=0r3由式解得t=，可见t与r无关，为一常量 （2）设该天体的同步卫星距天体中心的距离为 r，同步卫星的质量为m0，则有又m=（r+d）3r3由式解得r=2r 则该同步卫星距天体表面的高度h=rr=r答：（1）证明如上；（2）该同步卫星距天体表面的高度为