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河北衡水中学2014届高三上学期期中考试 物理试题 Word版含答案


2013—2014 学年度第一学期高三年级期中考试

物理试卷
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷共4页,第Ⅱ卷共4 页。共110分。考试时间110分钟。

第Ⅰ卷(选择题

共 60 分)

注意事项:1.答卷Ⅰ前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题 卡上。 2.答卷Ⅰ时, 每小题选出答案后, 用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。不能答在试题卷上。 3.考试结束,将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题(每小题4分,共60分。下列每小题所给选项至少有一项符合题意,请将正确答案 的序号填涂在答题卡上) 1.在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程.在对以下几位 物理学家所作科学贡献的叙述中,正确的说法是( )

A.英国物理学家牛顿用实验的方法测出万有引力常量 G B.第谷接受了哥白尼日心说的观点,并根据开普勒对行星运动观察记录的数据,应用严密的 数学运算和椭圆轨道假说,得出了开普勒行星运动定律 C.亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快
D.牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础

2、发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆形轨道 1,然后经点火使其沿椭圆轨道 2 运 行, 最后再次点火将卫星送入同步轨道 3。 轨道 1、 相切于 A 点, 2 轨道 2、 3 相切于 B 点,如图所示,则当卫星分别在 1、2、3 轨道上正常运行时, 以下说法正确的是( )

A.卫星在轨道 1 上的运行速率大于轨道 3 上的速率 B.卫星在轨道 1 上的角速度小于在轨道 3 上的角速度 C.卫星在椭圆轨道 2 上经过 A 点时的速度大于 7.9 km/s D.卫星在椭圆轨道 2 上经过 B 点时的加速度等于它在轨道 3 上经过 B 点时的加速度

1

3.四个小球在离地面不同高度同时从静止释放,不计空气阻力,从开始运动时刻起每隔相等 的时间间隔,小球依次碰到地面.下列各图中,能反映出刚开始运动时各小球相对地面的位 置的是

4. 在光滑水平面上, a 、 b 两小球沿水平面相向运动. 当小球间距小于或等于 L 时,受到 大 小相等、方向相反的相互排斥恒力作用,小球间距大于 L 时,相互间的排斥力为零,小 球 在相互作用区间运动时始终未接触,两小球运动时速度 v 随时间 t 的变化关系图象如图所 示, 由图可知 ( )

A. a 球质量大于 b 球质量 B. 在 t1 时刻两小球间距最小 C. 在 0 ? t2 时间内两小球间距逐渐减小 D. 在 0 ? t3 时间内 b 球所受排斥力方向始终与运动方面相反 5.如图,水平传送带 A、B 两端相距 S=3.5m,工件与传送带间的动摩擦因数μ =0.1。工件 滑上 A 端瞬时速度 VA=4m/s,达到 B 端的瞬时速度设为 VB,则( A.若传送带不动,则 VB=3m/s B.若传送带以速度 V=4m/s 逆时针匀速转动,VB=3m/s C.若传送带以速度 V=2m/s 顺时针匀速转动,VB=3m/s D.若传送带以速度 V=2m/s 顺时针匀速转动,VB=2m/s 6.如图所示,一根轻绳跨过定滑轮,两端分别系着质量为 m1、m2 的小物块,m1 放在地面上, )

m2 离地面有一定高度。当 m2 的质量发生变化时,m1 上升的加速度 a 的大小也将随之变化。已
知重力加速度为 g,图中能正确反映 a 与 m2 关系的是( )

2

7.受水平外力 F 作用的物体,在粗糙水平面上作直线运动,其 v-t 图线如图所示,则( )

A.在 0~t1 秒内,外力 F 大小不断增大 B.在 t1 时刻,外力 F 为零 C.在 t1~t2 秒内,外力 F 大小可能不断减小 D.在 t1~t2 秒内,外力 F 大小可能先减小后增大 8.质量 m=1 kg 的物体在光滑平面上运动,初速度大小为 2 m/s。在物体运动的直线上 施以一个水平恒力,经过 t=1 s,速度大小变为 4 m/s,则这个力的大小可能是( A.2 N B.4 N C.6 N D.8 N )

9.如图所示,竖直平面内放一直角杆 MON,杆的水平部分粗糙,动摩 擦因数 μ =0.2,杆的竖直部分光滑。两部分各套有质量均为 1 kg 的小球

A 和 B,A、B 球间用细绳相连。初始 A、B 均处于静止状态,已知:OA=3 m, OB=4 m,若 A 球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动 1 m(取 g=10 m/s2),
那么该过程中拉力 F 做功为( A.14 J ) D.4 J

B.10 J C.6 J

10.将一只苹果斜向上抛出,苹果在空中依次飞过三个完全相同的 窗户 1、2、3.图中曲线为苹果在空中运行的轨迹.若不计空气阻力的 影响,以下说法正确的是 ( )
2 3

A.苹果通过第 1 个窗户所用的时间最长 B.苹果通过第 3 个窗户的竖直方向平均速度最大 C.苹果通过第 1 个窗户重力做的功最大 D.苹果通过第 3 个窗户重力的平均功率最小 11、一吊篮悬挂在绳索的下端放在地面上,某人站在高处将吊篮由静止开始竖直向上提起, 运动过程中,吊篮的机械能与位移的关系如图所示,其中 0 ~ x1 段图像为直线, x1 ~ x 2 段 图像为曲线,x 2 ~ x3 段图像为水平直线, 则下列说 法正确的是: ( )
1

E

A、在 0 ~ x1 过程中,吊篮所受的拉力均匀增大 B、在 0 ~ x1 过程中,吊篮的动能不断增大

O
3

x1

x2

x3

x

C、吊篮在 x 2 处的动能可能小于 x1 处的动能 D、在 x 2 ~ x3 过程中,吊篮受到的拉力等于重力 12、如图所示,具有一定初速度的物块,沿倾角为 30°的粗糙斜面向上运动的过程中,受一 恒定的沿斜面向上的拉力 F 作用,这时物块的加速度大小为 4 m/s , 方向沿斜面向下,那在物块向上运动过程中,正确的说法是( A.物块的机械能一定增加 B.物块的机械能一定减小 C.物块的机械能可能不变 D.物块的机械能可能增加也可能减小 )
2

13.如图甲所示,斜面体固定在水平面上,倾角为 θ =30°,质量为 m 的物块从斜面体上由 静止释放, 以加速度 a=

g 开始下滑, 取出发点为参考点, 则图乙中能正确描述物块的速率 v、 2


动能 Ek、势能 E P、机械能 E、时间 t、位移 x 关系的是(

14.一位同学做飞镖游戏,已知圆盘的直径为 d,飞镖距圆盘为 L,且对准圆盘上边缘的 A 点水平抛出,初速度为 v0,飞镖抛出的同时,圆盘以垂直圆盘过盘心 O 的水平轴匀速运动, 角速度为 ω 。若飞镖恰好击中 A 点,则下列关系正确的是( A.dv0 =L g C.v0=ω
2 2

)

B.ω L=π (1+2n)v0,(n=0,1,2,3,?) D.dω =gπ (1+2n) ,(n=0,1,2,3?)
3 2 2 2

d
2

15 质量为 2×10 kg,发动机额定功率为 80 kW 的汽车在平直公路上行驶;若汽车所受阻 力大小恒为 4×10 N,则下列判断中正确的有 A.汽车的最大动能是 4×10 J B.汽车以加速度 2 m/s 匀加速启动,启动后第 2 秒末时发动机实际功率是 32 kW C.汽车以加速度 2 m/s 做初速度为 0 的匀加速运动中,达到最大速度时摩擦力做功为 4 ×10 J D.若汽车保持额定功率启动,则当汽车速度为 5 m/s 时,其加速度为 6 m/s
2 5 2 2 5 3

4

座次号

2013—2014 学年度第一学期高三期中考试

高三年级

物理试卷
共 50 分)

卷Ⅱ(非选择题

注意事项:1.答卷Ⅱ前考生务必将自己的姓名、班级、考号填在答卷纸密封线内规定的地方。 2.答卷Ⅱ时用兰黑色钢笔或圆珠笔直接填写在答卷纸规定的地方。 二、填空题(每空 1 分,共 10 分)

考号

16.一小球在桌面上做匀加速直线运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小 球运动过程中在每次曝光时的位置, 并 将小球的位置编号, 得到的照片如图所 示.由于底片保管不当,其中位置 4 处被污损.若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为 1 s,则利用该照片可求出:小球

班级

运动的加速度约为________m/s .位置 4 对应的速度为________m/s,能求出 4 的具体位置 吗?_________ (填“能”或“不能”).求解方法是:___________________________ (不 要求计算,但要说明过程). 17. 某实验小组在做“验证机械能守恒定律” 实验中,提出了如图所示的甲、乙两种方

2

姓名

案:甲方案为用自由落体运动进行实验, 乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验. (1)组内同学对两种方案进行了深入的讨 论分析,最终确定了一个大家认为误差相 对 较 小 的 方 案 , 你 认 为 该 小 组 选 择 的 方 案 是 _______ , 理 由 是 ____________________________ ________________________________________________________________________. (2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图所示,相邻两点之间的时间间隔为 0.02 s,请根据纸带计算出 B 点的速度大小为________m/s.(结果保留三位有效数字)

5

(3)该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度,作出 v -h 图线如图所 示,请根据图线计算出当地的重力加速度 g=________m/s .(结果保留两 位有效数字)
2

2

18. 为了测量某一弹簧的劲度系数, 将该弹簧竖直悬挂起来, 在自由端挂上不同质量的砝码. 实 验测出了砝码质量 m 与弹簧长度 l 的相应数据,其对 应点已在图上标出.(g=9.8 m/s ) (1)作出 m-L 的关系图线; (2)弹簧的劲度系数为__________ N/m(结果保留三位 有效数字). 三.计算题:(本题共 4 小题,要求每题要有必要的文字说明和解题步骤,只有结果没 有过程不得分) 19(本题 8 分)我国某城市某交通路口绿灯即将结束时会持续闪烁 3 s,而后才会变成黄灯, 再在 3 秒黄灯提示后再转为红灯。2013 年 1 月 1 日实施新的交通规定:黄灯亮时车头已经 越过停车线的车辆可以继续前行,车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯,属于 交通违章行为。 (本题中的刹车过程均视为匀减速直线运动) (1)若某车在黄灯开始闪烁时刹车,要使车在黄灯闪烁的时间内停下来且刹车距离不得大 于 18 m,该车刹车前的行驶速度不能超过多少? (2)若某车正以 v0=15 m/s 的速度驶向路口,此时车距停车线的距离为 L=48.75 m,当驾 驶员看到绿灯开始闪烁时,经短暂考虑后开始刹车,该车在红灯刚亮时恰停在停车线以 内。求该车驾驶员的允许的考虑时间。 20. (本题 8 分).如图所示,为一传送装置,其中 AB 段粗糙,AB 段长为 L=0.2 m,动 摩擦因数 μ =0.6,BC、DEN 段均可视为光滑,且 BC 的始、末 端均水平,具有 h=0.1 m 的高度差,DEN 是半径为 r=0.4 m 的半圆形轨道,其直径 DN 沿竖直方向,C 位于 DN 竖直线上,
2

CD 间的距离恰能让小球自由通过.在左端竖直墙上固定一轻
质弹簧,现有一可视为质点的小球,小球质量 m=0.2 kg,压 缩轻质弹簧至 A 点后由静止释放(小球和弹簧不粘连),小球刚好能沿 DEN 轨道滑下.求: (1)小球到达 N 点时的速度;
6

(2)压缩的弹簧所具有的弹性势能.

21(本题 12 分)钓鱼岛是我国固有领土,决不允许别国侵占,近期,为提高警惕保卫祖 国,我国海军为此进行了登陆演练.如图所示,假设一艘战舰因吨位大吃水太深,只能停 锚在离海岸登陆点 s=1km 处.登陆队员需要从较高的军舰甲板上,利用绳索下滑到登陆 快艇上再行登陆接近目标,若绳索两端固定好后,与竖直方向的夹角 θ =30°,为保证行 动最快,队员甲先无摩擦自由加速滑到某最大速度,再靠摩擦匀减速滑至快艇,速度刚好 为零,在队员甲开始下滑时,队员乙在甲板上同时开 始向快艇以速度 v0=3 3 m/s 平抛救生圈,第一个刚 落到快艇,接着抛第二个,结果第二个救生圈刚好与 甲队员同时抵达快艇, 若人的质量为 m, 重力加速度 g =10 m/s ,问: (1)军舰甲板到快艇的竖直高度 H 及队员甲在绳索上 运动的时间 t0; (2)若加速过程与减速过程中的加速度大小相等,则队员甲在何处速度最大?最大速度是 多大? (3)若快艇额定功率为 5 kW,载人后连同装备总质量为 10 kg,从静止开始以最大功率向 登陆点加速靠近,到达岸边时刚好能达到最大速度 10 m/s,快艇在水中受到的阻力恒定, 求快艇运动的时间 t′. 22(本题 12 分)如图所示,一质量为 M ? 10kg ,长为 L ? 2m 的木板放在水平地面上,已知 木板与地面间的动摩擦因数为 ?1 ? 0.1 ,在此木板的右端上还有一质量为 m ? 4kg 的小物块, 且视小物块为质点,木板厚度不计. 今对木板突然施加一个 F ? 24N 的水平向右的拉力,
3 2

g ? 10m / 2 . s
(1)若木板上表面光滑,则小物块经多长时间将离开木板? (2)若小物块与木板间的动摩擦因数为 ? 、 小物块与地面间的动摩擦因数为 2 ? ,小物块相对 木板滑动一段时间后离开继续在地面上滑行,且对 地面的总位移 s ? 3m 时停止滑行,求 ? 值.

7

座次号

2013—2014 学年度第一学期高三期中考试

高三物理
1.D 2.ACD 3.C 4.AC 5.ABC 6. D

参考答案

7.解析:v-t 图像的斜率表示加速度,在 0~t1 秒内,物体做加速度减小的加速运动, 由牛顿第二定律得:F-f=ma,所以外力 F 大小不断减小,选项 A 错误;在 t1 时刻,加速度 为零,外力 F 大小等于摩擦力 f 的大小,选项 B 错误;在

t1~t2 秒内,物体做加速度增大的减速运动,由牛顿第二
定律得:f-F=ma′,所以外力 F 可能不断减小,选项 C 正确;若物体静止前,外力 F 已减至零,则此后,外力 F 必再反向增大,选项 D 正确。

考号

答案:CD 8.解析:物体的加速度可能是 2 m/s ,也可能是 6 m/s ,根据牛顿第二定律,这个力的 大小可能是 2 N,也可能是 6 N,所以答案是 A、C。 答案:AC 9.A 10.D 12. A 13.ACD 14. B
2 2

班级

11.BC 15.ABD 16.答案
2

3.0×10 (2.8×10 ~3.1×10 均可) 9×10

-2

-2

-2

-2



利用(s6-s4)-(s4-s2)

=4aT 可以求出位置 4 的具体位置(其他方法合理均可) 答案 (1)见解析 (1)甲 (2)1.37 (3)9.8

姓名

17.解析

采用乙方案时,由于小车与斜面间存在摩擦力的作用,且不能忽略,所

以小车在下滑的过程中机械能不守恒,故乙方案不能用于验证机械能守恒定律. ? 12.40-6.93? ×10 0.04
-2

(2)vB=

1 2 v 2 1 2 1 m/s≈1.37 m/s.(3)因为 mgh= mv ,所以 g= = k,k 2 h 2

为图线的斜率,求得 g=9.8 m/s . 18.解析 (1)如图所示 Δm g= Δl

2

(2) 根 据 图 象 的 斜 率 可 以 求 得 弹 簧 的 劲 度 系 数 : Δ mg = kΔ l , 则 k =
-3

?

2.5×10 -2×9.8 N/m=0.261 N/m(在 0.248 N/m~0.262 N/m 之间均正确) 18.0-8.6? ×10

19.【解析】 (1)设在满足题设条件的情况下该车的最大行驶速度为 v
8

根据平均速度公式 x1 ?

v t1 (1 分) 2

解得 v ? 12 m/s (1 分) (2)该车驾驶员的允许的反应时间最大值为,反应时间内车行驶的距离为 L0

L0 ? V0 t

(1 分)

从绿灯闪烁到红灯亮起的过程中,汽车做减速运动的时间

t 2? 6 ? t

(1 分)

设汽车刹车过程中通过的位移为

x2 ?

V0 t2 2

(1 分)

绿灯开始闪烁时,该车距停车线的距离为 L

L ? L0 ? x 2
解得 t ? 0.5s 即该车驾驶员的反应时间不能大于 0.5s 20.答案 解析 (1)2 5 m/s (2)0.44 J

(1 分) (1 分) (1 分)

(1)小球刚好能沿 DEN 轨道滑下,则在半圆最高点 D 点必有: (1 分)

vD 2 mg=m r
从 D 点到 N 点,由机械能守恒得: 1 1 mvD 2+mg·2r= mvN 2+0 2 2 联立以上两式,代入数据得:

( 2 分)

vD=2 m/s,vN=2

5 m/s.

(2 分)

(2)弹簧推开小球的过程中,弹簧对小球所做的功 W 等于弹簧所具有的弹性势能 Ep,根据 1 2 动能定理得 W-μ mgL+mgh= mvD -0 2 代入数据得 W=0.44 J 即压缩的弹簧所具有的弹性势能为 0.44 J. 21.答案 解析 (1)16.2 m 3.6 s (2)绳索中点处 10.39 m/s (3)1.1×10 s
2

(2 分) (1 分)

设救生圈做平抛运动的时间为 t,有 1 2 ① (1 分) ② (1 分)
9

H= gt2 Htan θ =v0t

设人下滑时间为 t0,由题意知:t0=2t 联立①②③得:H=16.2 m,t0=3.6 s (2)由几何关系得:绳索长 L=H/cos 30°=18.7 m.



(1 分) (2 分)

(1 分)

因加速过程与减速过程的加速度大小相等,所以,甲在绳索中点处速度最大, 1 由 vmt×2=L 2 得 vm= =10.39 m/s 1 2 (3)加速过程有 Pt′-Ffs= Mvm′ 2 加速到匀速时 vm′= ④

(1 分)
(1 分) ( 2 分) (1 分) ( 1 分)

L t

P Ff
2



联立④⑤解得 t′=1.1×10 s

22..(12 分)解: (1)对木板受力分析,由牛顿第二定律得:

F ? ?1 ( M ? m) g ? Ma
由运动学公式,得

(1 分)

L?

1 2 at 2

(1 分) (1 分)

解得: t ? 2s (2)对物块:在木板上时 ? mg ? ma1 在地面上时 2 ?mg ? ma2

(1 分)

设物块从木板上滑下时的速度为 v1 ,物块在木板上和地面上的位移分别为 x1 、 x 2 ,则:

2a1 x1 ? v12
2a2 x2 ? v12
并且满足 s ? x1 ? x2 ? 3m 解得 x1 ? 2m 设物块在木板上滑行时间为 t1 ,则 (1 分) (1 分)

1 x1 ? a1t12 2
对木板: F ? ?mg ? ?1 ( M ? m) g ? Ma3 木板对地面的位移 x ?

(1 分) (1 分) (1 分) (1 分) (2 分)

1 2 a3t1 2

x ? x1 ? L 1 解得 ? ? ? 0.042 24

10

11


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