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湖北省襄阳四中、龙泉中学、荆州中学2014届高三10月联考 物理试题 word版含答案(修改,图片无他网标志)


2013~2014 学年度襄阳四中、荆州中学、龙泉中学高三 10 月联考


命题学校:襄阳四中

理 试 题
命题人:梅 军 审题人:安广文

本试卷共四大题 18 小题。总分 110 分,考试用时 90 分钟 一.单项选择题(本题共 8 小题,每小题 4 分。以下各题中仅有一项符合要求) 1.在

物理学建立、发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步.关于科 学家和他们的贡献,下列说法中错误的是( ) .. A.古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定,伽利略在他的《两种 新科学的对话》中利用逻辑推断,使亚里士多德的理论陷入了困境 B.德国天文学家幵普勒对他的导师——第谷观测的行星数据进行了多年研究,得出了开 普勒三大行星运动定律 C.英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”首先较准确的测定了万有引力常量 D.伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证 2.物体以 40m/s 的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g 取 10m/s2。5 秒内,关于物体的运动, 下列说法中正确的是( ) A.路程为 90m B.位移大小为 75m,方向向上 C.速度改变量为 30m/s,方向向下 D.平均速度为 25m/s,方向向上 3.如图所示,a、b、c 三物体在力 F 的作用下一起 向右匀速运动,所受的摩擦力分别为 fa、fb、fc, ab 间绳子的拉力为 T,下列正确的是( ) A.F= fa+fb+fc+T B.F= fa+fb+fc—T C.fc 不等于 0 D.F= fa+ T 4. 质量为 m 的物体以 v0 的速度水平抛出, 经过一段时间速度大小变为 2 v0, 不计空气阻力, 重力加速度为 g,以下说法正确的是( ) A.该过程平均速度大小为 1 ? 2 v0
2
2 B.运动位移的大小为 5v0

2g

C.物体机械能的变化量为

1 2 mv 0 2

D.速度大小变为 2 v0 时,重力的瞬时功率为

2 mgv0 5.如图所示,A、B、C 三球的质量均为 m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端、 另一端与 A 球相连, 、 间固定一个轻杆, 、 间由一轻质细线连接. A B B C 倾 角为 θ 的光滑斜面固定在地面上,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始 系统处于静止状态,细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是( ) A. B 球的受力情况未变,加速度为零
B.A、B 两个小球的加速度均沿斜面向上,大小均为

A B C θ

1 gsinθ 2

C.A、B 之间杆的拉力大小为 2mgsinθ D.C 球的加速度沿斜面向下,大小为 2gsinθ 6.如图所示,将小球 a 从地面以初速度 v0 竖直上抛的同时,将另一相同质 量的小球 b 从距地面 h 处以初速度 v0 水平抛出,两球恰好同时到达同一 水平高度

h 处(不计空气阻力) 。下列说法中正确的是( 2



A.两小球落地时的速度相同 B.两小球落地时,重力的瞬时功率相同 C.到达同一水平的高度后的任意时刻,重力对球 a 做功功率和对球 b 做功功率相等 D.从开始运动到两球到达同一水平高度,球 a 动能的减少量等于球 b 动能的增加量 7.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引力 为零,地球表面处引力加速度为 g。则关于地球引力加速度 a 随地球球心到某点距离 r 的 变化图像正确的是( )

8.固定的倾角为 30° 的斜面上有一物块,物块与斜面间动摩擦因数 μ=0.2,t=0 时刻由静止释 放物块的同时给物块施加沿斜面向上的力 F, 图像如图所示。 F-t 规定沿斜面向上为正方向, 则物块的 a-t 图像正确的是( )

二.不定项选择题(本题共 4 小题,每小题 4 分。以下各题中有多项符合要求,全对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错得 0 分) 9.质点做直线运动的 v-t 图象如图所示,与 1~2s 内质点的 位移相同的时间间隔是( ) A. 2~3s B.5~6s C.2~5s D.1~7s m 的小球套在倾斜放置的固定光 10.如图所示,质量为 滑杆上,一根轻质弹簧的一端悬挂于 O 点,另一端与小球相连,弹簧与杆 在同一竖直平面内,将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放,小球沿杆 下滑,当弹簧位于竖直位置时,小球速度恰好为零,此时小球下降的竖直 高度为 h,若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内,下 ) 列说法正确的是( A.弹簧与杆垂直时,小球速度最大 B.弹簧与杆垂直时,小球的动能与重力势能之和最大 C.小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量小于 mgh D.小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量等于 mgh 11.一条宽为 L 的河流,河水流速为 v1,船在静水中的速度为 v2,v1 、v2 均不等于零。设船 头的指向与上游河岸的夹角为 θ,要使船划到对岸时航程最短,则 θ 可能满足( ) A. sin ? ?

12.在倾角为 ? 的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块 A、 B,它们的质量分别为 m1、m2,弹簧劲度系数为 k,C 为一固定 挡板,系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的恒力 F 拉 物块 A 使之向上运动,当物块 B 刚要离开挡板 C 时,物块 A 运 动的距离为 d,速度为 v,则此时( ) A.拉力做功的瞬时功率为 Fv sin ? B.物块 B 的质量满足 m2 g sin ? ? kd

v1 v2

B. tan? ?

v2 v1

C. cos? ?

v2 v1

D. cos? ?

v1 v2

C.物块 A 的加速度为 F ? kd D . 弹 簧 弹 性 势 能 的 增 量 为 m1 1 Fd ? m1 gd sin ? ? m1v 2 2 三.实验题(本题共 2 小题,每空 2 分,共 16 分) 13.如图所示,用 DIS 研究两物体 m1 和 m2 间的相互作用力,m1 和 m2 由同种材料构成。两物 体置于光滑的水平地面上,若施加在 m1 上的外力随时间变化规律为:F1=kt+2,施加在 m2 上的恒力大小为: 2=2N。 F 由计算机画出 m1 和 m2 间的相互作用力 F 与时间 t 的关系图。

则 F—t 图像中直线的斜率为_____________ (用 m1、 2、 表示) 纵坐标截距为________ m k , N 14.某同学想研究弹簧的弹性势能 Ep 和弹簧形变量 x 间的函数关系。设想用水平力缓慢地将 弹簧从原长拉伸 x,该过程拉力做的功 W 等于弹性势能的增加,即 Ep。根据本实验所得,弹 力 F 和弹簧伸长 x 的关系为 F=kx。拉力的平均值为 的表达式应该就是 Ep=

1 1 kx,所以 W= kx2。他猜想弹性势能 2 2

1 2 kx 。他找到一根弹簧、一个木板、一个重 G=5.0N 的长方体形金 2

属块,设计了一个实验,利用一把毫米刻度尺来验证这个结论。步骤是: (1) 将金属块悬挂在该弹簧下方, 静止时测得弹簧的伸长量为 1.00cm,由此得出该弹簧在受到 单位作用力时的伸长量,即 F=kx 式中的比例系数 k 为________N/m; (2)将金属块放在长木板上,调节长木板的倾角,当金属块刚好能匀速下滑时测出斜面的高 度为 10.00cm,底边长为 40.00cm,由此测得金属块和长木板间的动摩擦因数 μ=______。 (3)如图将木板固定在地面上,金属块放置于木板上。弹簧一端固定在 竖直墙上,另一端与金属块接触,用手向左压金属块使弹簧压缩一 定长度后由静止释放,滑块脱离弹簧后,又沿长木板滑行一段距离 而停下。 测出每次弹簧的压缩量 x 和金属块脱离弹簧后在长木板上 滑行的距离 s,将对应的数据填写在下面的表格中。 X/cm S/cm 1.50 3.00 2.00 6.02 2.50 10.05 3.00 14.96 3.50 20.97 4.00 28.05

为验证结果是否符合猜想 Ep= 据作出得图像为( A: ?Gs ? x 图像 C:?G ? s ? x ? ? x 图像 )

1 2 kx ,则应该根据以上数 2
B: ?Gs ? x 图像
2

D:?G ? s ? x ? ? x 图像
2

在右图的坐标系中作出你所选择的的图像, 请注明横纵坐 标所代表的物理量及单位,并注明你所选的标度,由图可 得到 Ep 和 x2 间的关系式为 则该同 学的猜想是 (填“正确”或者“错误”)的。

四.计算题(本题共 4 小题,共 46 分)

15.(10 分)月球与地球质量之比约为 1:80,一般情况下,我们认为月球绕地球运动,其轨 道可近似认为是圆周轨道,但有研究者提出,地球的质量并非远远大于月球质量,故可认 为月球 和地球可视为一个由两质点构成的双星系统, 他们都围绕地球与月球连线上某点 O 做匀速 圆周运动。 在月地距离一定的情况下, 试计算这种双星系统所计算出的周期 T1 与一般情况 所计算出的周期 T2 之比。 (结果可用根号表示)

16.(10 分)“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器 材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞 动球拍时,球却不会掉落地上.现将太极球简化成如题图所示的平板和小球,熟练的健身 者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的 A、B、C、D 位置 时球与板间无相对运动趋势.A 为圆周的最高点,C 为最低点,B、D 与圆心 O 等高.若 球恰能到达最高点,设球的重力为 1N.求: (1)平板在 C 处对球施加力的大小? (2)当球运动到 B 位置时,平板与水平方向的夹角 θ 为多大?

17. (12 分)有一项“快乐向前冲”的游戏可简化如下:如图,滑板长 L=1m,起点 A 到终点线 B 的距离 S=5m. 开始滑板静止,右端与 A 平齐,滑板左端放一可视为质点的滑块,对滑 块施一水平恒力 F 使滑板前进。板右端到达 B 处冲线,游戏结束。已知滑块与滑板间动 摩擦因数 μ=0.5, 地面视为光滑, 滑块质量 m1=2kg, 滑板质量 m2=1kg, 重力加速度 g=10m/s2 求:(1) 滑板由 A 滑到 B 的最短时间可达多少? (2)为使滑板能以最短时间到达,水平恒力 F 的取值范围如何?

18.(14 分)如图所示,倾斜传送带与水平面的夹角 ? ? 370 ,劲度系数 K ? 320 N / m 的轻质 光滑弹簧平行于传送带放置,下端固定在水平地面上,另一端自由状态时位于 Q 点。小 滑块质量 m ? 2kg ,放置于传送带 P 点,滑块与传送带间的滑动摩擦因数 ? ? 0.5 。 已 知传送带足够长,最大静摩擦力可认为和滑动摩擦力相等, 整个过程中小滑块未脱离传 送带,弹簧处于弹性限度内,弹簧的弹性势能 E p ?
2 0 0

1 2 kx ,x 为弹簧的形变量 (重力加速 2

度 g=10m/s ,sin37 =0.6,cos37 =0.8) (1)若传送带静止不动,将小滑块无初速放在 P 点,PQ 距离 L1 ? 9.5m ,求小物块滑行的 最大距离 S1 ;

(2)若传送带以 v传

? 5m / s 速度逆时针传动,将小滑块无初速放在 P 点, PQ 距离

L2 ? 3.5m ,求小物块滑行的最大距离 S 2 。
2013~2014 学年度襄阳四中、荆州中学、龙泉中 学高三 10 月联考

物理试卷答案
一、二 选择题答案 1 D 2 B 3 D 4 B 5 B 6 D 7 B 8 D 9 AC 10 BD 11 CD 12 CD

三.实验题 13. km2/(m1+m2) 14. (1) k ?

2N

F G ? ? 500 N / m 。 x x

(2)金属块刚好能沿斜面匀速下滑,则有 mgsinθ =μ mgcosθ ,即得金属块和长木板间的 动摩擦因数μ =tanθ =h/L=0.25。 2 2 (3)D, 图略, 根据图线求得 Ep 和 x 间的关系式为 Ep=250x ,该同学的猜想是正确的

?G(s ? x) / N ? m

● 40 35 ● 30 25 ● 20 ● 15 ● 10 0 5 ● 0 0 4 2 4 6 8 10 12 14 16 x 2 / 10?4 m2 2 四.计算题 0 15.解:设地球和月球的质量分别为 M、m,其间距为 L,在双星系统中地球与月球的轨道半 径分别为 R、r,则

在双星系统中,对地球: 对月球:

GMm 4? 2 ? MR 2 L2 T1

① ② ③ ④

…………2 分 …………2 分 …………1 分 …………1 分

GMm 4? 2 ? mr 2 L2 T1 R?r ? L 其中

由①②③得: T1 ? 2?L

L G(M ? m)

在一般情况下,对月球:

GMm 4? 2 ? mL 2 L2 T2
L GM



…………2 分

则 T2 ? 2?L 由④⑥得:

⑥ ………………………2 分

T1 M 4 5 ? ? T2 M ?m 9
0

16. (1) 2N (2) 45 解:⑴设球运动的线速率为 v,半径为 R,则在 A 处时 ① ……………2 分 2 F 向=mg=mv /R 2 在 C 处时 F-mg= mv /R ② ……………2 分 由①②式得 F=2mg=2N ……………2 分 ⑵解法一:在 B 处不受摩擦力作用,受力分析如图 则 tan? ?
0

F向 mg

?1

………………2 分

则θ =45 ………………2 分 解法二:竖直方向:FBcosθ =mg ……………1 分 ③ 2 水平方向:FBsinθ =mv /R ④ ………………1 分 0 由①③④得 tan ? ? 1 则θ =45 ………………2 分 17. 解: (1)滑板一直加速,所用时间最短。设滑板加速度为 a2 f=?m1g=m2a2 …………………………………………2 分 2 a2=10m/s

a2t 2 s= 2
t=1s ……………………………………………………………2 分 (2)刚好相对滑动时,F 最小,此时可认为二者加速度相等 F1-?m1g=m1a2 ……………………………………………………2 分 F1=30N 当滑板运动到 B 点,滑块刚好脱离时,F 最大,设滑块加速度为 a1 F2-?m1g=m1a1 ……………………………………………………2 分

a1t 2 a 2 t 2 – =L 2 2

……………………………………………………2 分

F2=34N 则水平恒力大小范围是 30N≤F≤34N ……………………………………2 分 18. (1)对全程,设弹簧最大形变量为 x,由能量守恒得:

m g(sin ? ? ? cos? )(L1 ? x) ? x ? 0.5m S1 ? L1 ? x ? 10.0m(2分)

1 2 kx (3分) 2

………………5 分

(2)当小滑块达到与传送带共速时,其滑行距离设为 d1 ,由动能定理得:

m g(sin? ? ? cos? )d1 ? d1 ? 1.25m

1 2 m v传 - 0 2

………………2 分

小滑块再滑行 d 2 ? L2 ? d1 ? 2.25m 时, 即将与弹簧接触,设此时速度为 v,由动能定理得:

m g(sin ? ? ? cos? )d 2 ? v ? 34m / s

1 2 1 2 m v ? m v传 2 2

………………2 分

小滑块接触弹簧后,当速度减小到与传送带速度相等时,弹簧的压缩量设为 x1 ,由能量守

1 2 1 2 1 m v ? m g(sin ? ? ? cos? ) x1 ? m v传 ? kx12 恒得: ………………2 分 2 2 2 x1 ? 0.25m 然后小滑块继续减速至零,此时弹簧的压缩量设为 x2 ,由能量守恒得:

1 2 1 2 1 m v传 ? m g(sin ? ? ? cos? )(x 2 ? x1 ) ? kx2 ? kx12 2 2 2 x 2 ? 0.5m 故:S 2 ? L2 ? x 2 ? 4.0m
补充答案: ………………3 分(结果 1 分)

?G(s ? x) / N ? m

40 35 30 25 20 15










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