2012—2013学年度第一学期模块考试

高三物理试题

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

一、选择题（本题包括12小题，每题4分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1．在2012伦敦奥运会上，牙买加选手博尔特在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.63s和19.32s的成绩获得两枚金牌，成为奥运会历史上连续两届卫冕100米和200米冠军的第一人．关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是（ ）

A．200m决赛的位移是100m决赛的两倍

B．200m决赛的平均速度约为10.35m/s

C．100m决赛的平均速度约为10.38m/s

D．100m决赛的最大速度约为20.76m/s

【答案】C

200米比赛为弯道，位移大小不是200米，100米比赛为直道，位移大小为100米，故A错误；由于200米比赛为弯道，无法求出其位移大小，故平均速度无法求，故B错误；100米比赛的位移大小为100米，因此其平均速度为：
m/s
10.38m/s，故C正确；由于100比赛过程中运动员并不是一直匀加速运动，平均速度等于最大速度的一半不成立，无法求出其最大速度，故D错误．

2．一船在静水中的速度是6m/s，要渡过宽为180m、水流速度为8m/s的河流，则下列说法中正确的是（ ）

A．船相对于地的速度可能是15m/s;

B．此船过河的最短时间是30s;

C．此船可以在对岸的任意位置靠岸

D．此船不可能垂直到达对岸；

【答案】BD

当船头指向始终垂直于河岸时，渡河时间最短，最短时间为
，由于船相对于水的速度小于水流速度，根据平行四边形定则可知，它们的合速度，即船实际的速度不可能与河岸垂直，船不可能垂直于河岸行驶，故BD正确C错误；由运动的合成平行四边形定则知，船相对于地的速度在2m/s至14m/s之间，A错。3．一质量为m的物体放在粗糙斜面上保持静止。现用水平力F推m，如图所示，F由零逐渐增加，整个过程中物体m和斜面始终保持静止状态，则（ ）

A．物体m所受的支持力逐渐增加

B．物体m所受的静摩擦力逐渐减小直到为零

C．物体m所受的合力逐渐增加

D．水平面对斜面的摩擦力逐渐增加

【答案】AD

物体始终处于静止状态，所以所受的合力始终为零．故C错误．对物体受力分析并分解如图：
未画上f，讨论f的情况：①Fcosθ=Gsinθ；f=0②Fcosθ＞Gsinθ；f沿斜面向下③Fcosθ＜Gsinθ；f沿斜面向上所以f的变化情况是：①有可能一直变大②有可能先变小后反向变大故B错误．

物体m所受的支持力大小等于Gcosθ+Fsinθ，故A正确.将物体和斜面看做一个整体分析可知，随F增大，水平面对斜面的摩擦力逐渐增加。

4．某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力，x表示物体的位移）四个选项中正确的是（ ）

【答案】A

由图可知前两秒物体做初速度为零的匀加速直线运动，所以前两秒受力恒定，2s-4s沿正方向做匀减速直线运动，所以受力为负，且恒定，4s-6s沿正方向做匀加速直线运动，所以受力为正，恒定，6s-8s沿正方向做匀减速直线运动，所以受力为正，恒定，物体一直沿正方向运动，位移不可能为负，综上分析只有A正确．

5．如图所示，当小车A以恒定的速度v向左运动时，则对于B物体来说，下列说法正确的是（ ）

A．加速上升

B．匀速上升

C．B物体受到的拉力大于B物体受到的重力

D．B物体受到的拉力等于B物体受到的重力

【答案】AC

设绳子与水平方向的夹角为θ，根据平行四边形定则有：沿绳子方向的速度

v′=vcosθ，沿绳子方向的速度等于B物体的速度，在运动的过程中，θ角减小，则v′增大．所以物体加速上升．物体的加速度方向向上，根据牛顿第二定律，知绳子的拉力大于B物体的重力．故A、C正确，B、D错误．

6．如图所示，一人站在商场的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起斜向上做加速运动，则下列说法中正确的是（ ）

A．人只受到重力和踏板对人的支持力两个力作用

B．人对踏板的压力大于人所受到的重力

C．踏板对人做的功等于人的机械能增加量

D．人所受合力做的功等于人的机械能的增加量

【答案】BC

人的加速度斜向上，将加速度分解到水平方向和竖直方向得：ax=acosθ，方向水平向右；ay=asinθ，方向竖直向上，水平方向受静摩擦力作用，f=ma=macosθ，水平向右，故A错误；竖直方向受重力和支持力，FN-mg=masinθ，所以FN＞mg，故B正确．由机械能守恒定律可知，除重力外的力做的功等于物体机械能的增加，C正确；由动能定理可知人所受合力做的功等于人的动能的增加量，D错误。

7．如图所示，细绳的一端悬于O点，另一端系一小球；在O点正下方有一钉子。现使小球由高处摆下，当绳摆到竖直位置时与钉子相碰，则绳碰钉子前、后瞬间相比（不计空气阻力）（ ）

A．小球的线速度变大

B．小球的角速度变大

C．小球的向心加速度减小

D．绳子的拉力变大

【答案】BD

小球摆下后由机械能守恒可知
，因小球下降的高度相同，故小球到达最低点时的速度相同，故小球的线速度不变，故A错误；设钉子到球的距离为R，则F-mg=
，故绳子的拉力F=mg+
，因R小于L，故有钉子时，绳子上的拉力变大，故D正确；小球的向心加速度a=
，R＜L，故小球的向心加速度增大，故C错误；小球的角速度
，R＜L，故小球的角速度增大，故B正确.

8．如图所示，小球a、b的质量分别是2m和m，a从倾角为30°的光滑固定斜面的顶端无初速下滑，b从斜面等高处以初速度v0平抛，比较a、b落地的运动过程有（ ）

A． a，b两球同时到达地面

B． a，b落地前的速度相同

C． 重力对a、b做的功相同

D． 落地前a， b两球重力做功的瞬时功率相等

【答案】A

物体a受重力和支持力，F合=2mgsin30°，根据牛顿第二定律，a=g/2．物体b做平抛运动，加速度为g．知两物体的加速度不变，所以两物体都做匀变速运动，设斜面高度为h，则
，
，解得
，故A正确．对a运用动能定理，2mgh=
2mva2-0，对b运用动能定理，有mgh=
mvb2-
mv02，知b球的速率大于a球的速率．故B、C错误．落地时a、b在竖直方向的速度大小分别为
、
，由功率的计算公式P=Fv可知落地前a、b两球重力做功的瞬时功率不相等，D错误（由选项AC可知ab两物体重力做的功不相等，运动时间相等可得出重力的平均功率不相等）。

9．经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和木星轨道之间.已知“神舟星”平均每天绕太阳运行174万公里，“杨利伟星”平均每天绕太阳运行145万公里.假设两行星均绕太阳做匀速圆周运动，则两星相比较(　 　)

A.“神舟星”的轨道半径大　　

B.“神舟星”的公转周期大

C.“神舟星”的加速度大

D.“神舟星”受到的向心力大

【答案】C

根据线速度的定义式得：v=
，已知“神舟星”平均每天绕太阳运行174万公里，“杨利伟星”平均每天绕太阳运行145万公里，可以得出：“神舟星”的线速度大于“杨利伟星”的线速度,研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：
（其中M为太阳的质量，R为轨道半径），由于“神舟星”的线速度大于“杨利伟星”的线速度，所以“神舟星”的轨道半径小于“杨利伟星”的轨道半径，故A错误．研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：
，其中M为太阳的质量，R为轨道半径，由于“神舟星”的轨道半径小于“杨利伟星”的轨道半径，所以由于“神舟星”的周期小于“杨利伟星”的周期．故B错误．研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：
，其中M为太阳的质量，R为轨道半径，由于“神舟星”的轨道半径小于“杨利伟星”的轨道半径，所以由于“神舟星”的加速度大于“杨利伟星”的加速度．故C正确．研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：F向=
，其中M为太阳的质量，R为轨道半径，m为卫星的质量．由于不知道“神舟星”和“杨利伟星”的质量大小关系，所以两者的向心力无法比较．故D错误．故选C．

10．质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力的作用，下落的加速度为4g/5，在物体下落高度为h的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．物体的动能增加了4mgh/5

B．物体的机械能减少了4mgh/5

C．物体克服阻力做功mgh/5

D．物体的重力势能减少了mgh

【答案】ACD

因物体的加速度为g，故说明物体受阻力作用，由牛顿第二定律可知，mg-f=ma；解得f=
mg；重力做功WG=mgh； 阻力做功Wf=-
mgh；由动能定理可得动能的改变量△Ek=WG+Wf=
mgh；故A正确；阻力做功消耗机械能，故机械能的减小量为
mgh；故B错误；阻力做功为Wf，则物体克服阻力所做的功为
mgh；故C正确；重力做功等于重力势能的改变量，重力做正功，故重力势能减小mgh，故D正确；故选ACD．

11．一轻杆BO，其O端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO上，B端挂重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示。现将细绳缓慢向左拉，使杆BO与AO的夹角逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是（ ）

A．FN先减小，后增大

B．FN始终不变

C． F先减小，后增大

D． F始终不变

【答案】B

当细绳缓慢拉动时，整个装置处于动态平衡状态，设物体的重力为G．以B点为研究对象，分析受力情况，作出力图，如图．

作出力FN与F的合力F2，根据平衡条件得知，F2=F1=G．由△F2FNB∽△ABO得
得到
,式中，BO、AO、G不变，则FN保持不变．OA、OB的夹角减小，由力的合成和分解知识可知F逐渐减小。只有A正确。

12．如图所示，一轻质弹簧固定在水平地面上，O点为弹簧原长时上端的位置，一个质量为m的物体从O点正上方的A点由静止释放落到弹簧上，物体压缩弹簧到最低点B 后向上运动．则以下说法正确的是（ ）

A．物体落到O点后，立即做减速运动

B．物体从O点运动到B点，动能先增大后减小；

C．物体在B点加速度最大，且大于重力加速度g

D．在整个过程中，物体m机械能守恒

【答案】BC

小球刚接触弹簧时，弹簧弹力小于重力，合力向下，向下做加速度逐渐减小的加速运动，运动到OB之间某位置C时，合力为零，加速度为零，速度最大，然后合力方向向上，向下做加速度逐渐增大的减速运动，运动到最低点B时，速度为零，加速度方向向上，且最大．故A错误，B正确．对物体的运动过程分析可知，在BC之间必有一位置D与O点关于C点对称，满足弹簧的弹力大小等于2mg，此时物体的加速度向上，大小等于g，仍向下做减速运动，加速度继续增大，所以选项C正确。在整个过程中，物体m的机械能跟弹簧的弹性势能相互转化，系统的机械能守恒，单个物体m机械能不守恒，D错误。

第Ⅱ卷（非选择题 共52分）

二．实验题（每空2分，共12分）

13．下图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的记数点，但第3个记数点没有画出。由图数据可求得：

（1）该物体的加速度为 m/s2，

（2）第3个记数点与第2个记数点的距离约为 cm，

（3）打第2个计数点时该物体的速度为 m/s。

【答案】(1)0.74 (2)4.36 (3)0.399

（1）设1、2间的位移为x1，2、3间的位移为x2，3、4间的位移为x3，4、5间的位移为x4；因为周期为T=0.02s，且每打5个点取一个记数点，所以每两个点之间的时间间隔T=0.1s；由匀变速直线运动的推论xm-xn=(m-n)at2得：x4-x1=3at2带入数据得：（5.84-3.62）×10-2=a×0.12解得：a=0.74m/s2．（2）第3个记数点与第2个记数点的距离即为x2，由匀变速直线运动的推论：x2-x1=at2得：x2=x1+at2带入数据得：x2=3.62×10-2+0.74×0.12=0.0436m即为：4.36cm．（3）由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可知
=0.399m/s.

14．用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系．实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计器的纸带，记录运动情况．观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：

（1）适当垫高木板是为了 ；

（2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的 （填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；

（3）若实验作了n次，所用橡皮条分别为1根、2根……n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2……vn，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的W—v2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v2的关系是 。

【答案】(1)平衡摩擦力 (2)后面部分 (3)W与v2 成正比

（1）用 1 条、2 条、3 条 …同样的橡皮筋将小车拉到同一位置释放，橡皮筋拉力对小车所做的功依次为 w、2w、3w …探究橡皮筋拉力对小车所做的功W与小车速度v的定量关系．将木板放有打点计时器的一端垫高，小车不连橡皮筋，尾部固定一纸带，轻推小车使小车沿木板向下运动，如果纸带上打出的点间距是均匀的，说明纸带的运动是匀速直线运动，小车重力沿斜面方向的分力刚好平衡了小车所受的摩擦力．（2）橡皮筋拉力对小车所做的功全部完成后，打出来的点才能反映物体的速度．所以应使用纸带的后面部分．（3）W-v2图线是一条过坐标原点的直线，根据数学知识可确定W与速度v的平方成正比．

三．计算题（本题包括4小题，共40分，解答时必须写出简要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后结果的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，

数值带根号的可以保留根号）

15．(8分)如图所示，在水平面上行驶的小车内，细线跨过光滑的定滑轮，两端分别系一小球A和一木块B。当小车向右加速时，系着小球的细线与竖直方向的夹角为370，系木块的细线仍竖直，小球和木块都相对车厢静止。已知小球的质量m=2kg，木块的质量M=4kg，g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8；求：

（1）小车的加速度以及细线上的拉力；

（2）车厢底面对木块的作用力（大小和方向）；

【答案】见解析

16．（10分）如图示，摩托车做腾跃特技表演，以v0=10m/s的初速度冲上顶部水平的高台，然后从高台水平飞出，若摩托车冲向高台过程中以额定功率1.8kw行驶，所经时间为16s，人和车的总质量为180kg，台高h=6m，不计一切阻力，（g取10m/s2）求：

（1）摩托车从高台水平飞出的速度v；

（2）摩托车飞出的水平距离S是多少？

【答案】见解析

17．（10分）如图所示，质量M=3kg且足够长的木板放在水平光滑的平面上，在水平恒力F=11N作用下由静止开始向右运动，当速度达到1m/s时，将质量m=4kg的物块轻轻放到木板的右端，已知物块与木板间摩擦因数μ=0.2，（g=10m/s2），求：

（1）物块经多长时间才与木板保持相对静止；

（2）物块与木板相对静止后，物块受到的摩擦力多大？

（3）全过程产生的热量是多少？

【答案】见解析

18．（12分）如图所示，质量为m=1kg的小球从左侧平台上水平抛出，恰能无碰撞的沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平，O为轨道的最低点。已知圆弧半径为R=1.0m，对应圆心角θ=1060，平台与AB连线的高度差为h=0.8m。（重力加速度g=10m/s2,sin530=0.8,cos530=0.6）求：

（1）小球平抛的初速度多大？

（2）小球运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力多大？

【答案】见解析