吉林省长春市十一中2015届高三上学期期中考试物理试题（解析版）

【试卷综析】本试卷是高三模拟试卷，包含了高中物理必修一、必修二、选修3-1的电场内容。主要包含了匀变速运动规律、受力分析、牛顿第二定律、动能定理、机械能守恒、电场等，知识覆盖面广，知识点全面以基础知识和基本技能为载体，以能力测试为主导，是份非常好的试卷。

说明：请将选择题的答题卡涂好，将实验试题和计算题写在答题卡的规定答题框内，不要在装订线以内答题。考试结束后只交答题卷和答题卡。

考试时间：90分钟； 总分：100分．

一、选择题：每小题4分，共48分。其中1-6题是单选题；7-12题是多选题，每小题至少有两个或两个以上选项是正确的，全部选对得4分，半对给2分。

【题文】1．对一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是

A．采用大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度．这表明通过科学手段能使小质量的物体获得大的惯性

B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了

C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性

D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的

【知识点】惯性．C1

【答案解析】C 解析： A、采用了大功率的发动机后，一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，不是由于使小质量的物体获得大惯性，是由于功率增大的缘故．故A错误．B、射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透，是由于速度减小了，不是由于惯性减小，子弹的惯性没有变化．故B错误．C、货车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，质量改变了，会改变它的惯性．故C正确．D、摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，改变向心力，防止侧滑，而人和车的惯性并没有改变．故D错误．故选C

【思路点拨】惯性是物体固有的属性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态无关．惯性是物体的特性，不是力．本题关键抓住决定惯性的因素：物体的质量，与物体所处的运动状态，只有改变物体的质量才能改变物体的惯性．

【题文】2．物块A、B的质量分别为m和2m，用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上。对B施加向右的水平拉力F，稳定后A、B相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为l1；若撤去拉力F，换成大小仍为F的水平推力向右推A，稳定后A、B相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为l2。则下列判断正确的是

A．弹簧的原长为

B．两种情况下稳定时弹簧的形变量相等

C．两种情况下稳定时两物块的加速度不相等

D．弹簧的劲度系数为

【知识点】牛顿第二定律；胡克定律．B1 C2

【答案解析】D 解析： A、C、D以整体法为研究对象，根据牛顿第二定律得知，两种情况下加速度相等，而且加速度大小为a=
．设弹簧的原长为l0．根据牛顿第二定律得：? 第一种情况：对A：k（l1-l0）=ma? ①? 第二种情况：对A：k（l0-l2）=2ma ②由①②解得，l0=
，k=
．故AC错误，D正确．B、第一种情况弹簧的形变量为△l=l1-l0=
l1-
l2；第二种情况弹簧的形变量为△l=l0-l2=
l1-
l2；故B错误．故选D

【思路点拨】先以整体法为研究对象，根据牛顿第二定律求得加速度，再分别对A和B为研究对象，求得弹簧的原长．根据两种情况下弹簧的弹力的大小关系，分析弹簧的形变量关系；由胡克定律求得劲度系数．本题关键要灵活选择研究对象，运用整体法和隔离法，根据牛顿第二定律和胡克定律结合研究．

【题文】3．一个物体沿直线运动，从t＝0时刻开始，物体的－t的图象如图所示，图线与纵横坐标轴的交点分别为0.5 m/s和－1 s，由此可知

A．物体做匀速直线运动

B．物体做变加速直线运动

C．物体的初速度大小为0.5 m/s

D．物体的初速度大小为1 m/s

【知识点】匀变速直线运动的图像．A5

【答案解析】C 解析： A、B、根据v=
，可知物体的速度均匀增大，做匀加速直线运动，故A、B错误．C、D、图线纵轴截距表示初速度，则知物体的初速度大小为0.5m/s，故C正确，D错误．故选：AC．

【思路点拨】
表示瞬时速度，此题实质是v-t图象，其斜率等于加速度，由图象的形状可判断出物体的运动情况，直接读出初速度．本题关键要知道v=
，根据v-t图象的物理意义来分析物体的运动情况．

【题文】4．下列说法正确的是

A．做平抛运动的物体，一段时间的平均速度方向为该段时间内物体的初位置指向末位置

B．某人骑自行车以恒定的速率驶过一段弯路，自行车的运动是匀速运动

C．做匀变速曲线运动的物体，加速度的方向与速度的方向可能在同一条直线上

D．做圆周运动的物体所受合力的方向必定指向轨迹的圆心

【知识点】平抛运动；物体做曲线运动的条件．D1 D2

【答案解析】A 解析： A、平均速度等于位移除以时间，平均速度方向为位移方向，即初位置指向末位置，故A正确；B、某人骑自行车以恒定的速率驶过一段弯路时，自行车做曲线运动，速度方向改变，不是匀速运动，故B错误；C、当合外力方向与初速度方向不在同一直线时，物体做曲线运动，所以加速度方向不可能与速度方向在同一直线上，故C错误；D、只有做匀速圆周运动的物体合外力指向圆心，非匀速运动的物体所受合外力不指向圆心，故D错误．故选A

【思路点拨】平均速度等于位移除以时间，平均速度方向为位移方向；当合外力方向与初速度方向不在同一直线时，物体做曲线运动，只有做匀速圆周运动的物体合外力指向圆心．本题主要考查了曲线运动的特点，平抛运动和圆周运动都属于特殊的曲线运动，难度不大，属于基础题．

【题文】5．如图所示，骨科病房常使用的牵引装置示意图，轻质的细绳的一端固定，另一端绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物，与动滑轮相连的布带可产生牵引的拉力F，整个装置在同一竖直平面内．若要使牵引的拉力F增大些，可采取的方法是

A．只增加倾斜细绳与水平线的夹角θ

B．保持夹角θ不变只增加倾斜的两根细绳的长度

C．只将两定滑轮的间距增大

D．只将牵引的定滑轮保持竖直距离不变向右移动

【知识点】合力的大小与分力间夹角的关系．B3 B4

【答案解析】D 解析： 对与滑轮接触的一小段绳子受力分析，如图受到绳子的两个等大的拉力



F1=F2=mg 2F1cosθ=F 解得：F=2mgcosθA、要增大力F，关键是要减小角θ，故A错误；B、增加绳子长度不会改变角度θ，故不会改变里F，故B错误；C、由几何关系可知，两个滑轮间距增大，会增加角θ，故拉力F会减小，故C错误；D、将滑轮向右移动，会减小θ，会增大拉力，故D正确；故选：D．

【思路点拨】对与滑轮接触的一小段绳子受力分析，根据共点力平衡条件求出脚对绳子的拉力，根据表达式讨论即可．本题关键求出拉力的表达式，然后根据表达式求解．

【题文】6．竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，则以下说法正确的是

A．上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功

B．上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功

C．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率

D．上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率

【知识点】功率、平均功率和瞬时功率．E1

【答案解析】C 解析：重力是保守力，做功的大小只与物体的初末的位置有关，与物体的路径等无关，所以在上升和下降的过程中，重力做功的大小是相等的，所以A、B错误．物体在上升的过程中，受到的阻力向下，在下降的过程中受到的阻力向上，所以在上升时物体受到的合力大，加速度大，此时物体运动的时间短，在上升和下降的过程中物体重力做功的大小是相同的，由P=
可知，上升的过程中的重力的功率较大，所以C正确，D错误．故选BC．

【思路点拨】重力做功只与物体的初末的位置有关，与物体的运动的过程和是否受其它的力无关；由于空气阻力的作用，物体在上升和下降的过程中用的时间不同，根据P=
可以判断功率的大小．重力做功只与初末的位置有关，与经过的路径无关；上升和下降的过程中阻力的方向不同，物体运动的时间也不同，根据P=
可以判断功率的大小．

【题文】7．某静电场中的一条电场线与x轴重合，其电势的变化规律如图所示．在O点由静止释放一个负点电荷，该负点电荷仅受电场力的作用，则在－x0～x0区间内

A．该静电场是匀强电场

B．该静电场是非匀强电场

C．负点电荷将沿x轴正方向运动，加速度不变

D．负点电荷将沿x轴负方向运动，加速度逐渐减小

【知识点】电势；电场强度．I1 I2

【答案解析】AC 解析： A、B由图象可知电势与距离成正比，由公式U=Ed，可知该静电场是匀强电场，A正确B错误；C、由图象可知电场线沿x轴负向，故负电荷将沿X轴正方向运动，加速度不变，C正确D错误；故选AC

【思路点拨】由电势的变化特点可以判断电场为匀强电场，且电场线沿x轴负向，即可判断各项．本题考查了匀强电场中电势与电场强度的关系，要加强识别图象并从图象中获取信息的能力．

【题文】8．下列有关物理学史或物理理论的说法中，正确的是

A．牛顿第一运动定律涉及了两个重要的物理概念：力和惯性

B．“如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量，在等势面上移动电荷时静电力就要做功”。用的是归纳法

C．电场和磁场是一种客观存在的物质，是相互联系的，统称为电磁场，它具有能量，以有限速度——光速在空间中传播

D．伽利略通过实验和合理的推理提出质量并不是影响落体运动快慢的原因

【知识点】物理学史．P0

【答案解析】ACD 解析：A、牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到任何力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，牛顿第一定律揭示了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，阐明了惯性的概念：物体具有的保持原来运动状态的性质，所以牛顿第一定律又称惯性定律．故A正确．B、“如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量，在等势面上移动电荷时静电力就要做功”．采用的是假设法，故B错误．C、根据麦克斯韦电磁场理论得知电场和磁场是一种客观存在的物质，是相互联系的，统称为电磁场．它们都具有能量和动量，在真空中传播速度等于光速，故C正确．D、伽利略通过实验和合理的推理提出物体下落的快慢与物体的轻重没有关系，即质量并不影响落体运动快慢．故D正确．故选：ACD

【思路点拨】牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到任何力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态．牛顿第一定律又称惯性定律．电场和磁场都是一种客观存在的物质，是相互联系的，统称为电磁场．伽利略的观点是：力是改变物体运动状态的原因，物体下落的快慢与物体的轻重没有关系．本题关键要理解并记住牛顿第一定律、麦克斯韦电磁场理论和伽利略对自由落体运动的研究成果，即正确理解科学家的观点以及其实验，即可轻松解答．

【题文】9．冥王星绕太阳公转轨道是椭圆，公转周期为T0，其近日点距离为a，远日点距离为b，半短轴的长度为c，如图所示。若太阳的质量为M，万有引力常数为G，忽略其它行星对它的影响，则

A．冥王星从A→B→C的过程中，速率逐渐变小

B．冥王星从A→B所用的时间等于T0/4

C．冥王星从B→C→D的过程中，万有引力对它先做正功后做负功

D．冥王星在B点的加速度为

【知识点】开普勒定律．D5

【答案解析】AD 解析：A、根据第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．所以冥王星从A→B→C的过程中，冥王星与太阳的距离增大，速率逐渐变小，故A正确；B、公转周期为T0，冥王星从A→C的过程中所用的时间是0.5T0，由于冥王星从A→B→C的过程中，速率逐渐变小，从A→B与从B→C的路程相等，所以冥王星从A→B所用的时间小于
，故B错误；C、冥王星从B→C→D的过程中，万有引力方向先与速度方向成钝角，过了C点后万有引力方向与速度方向成锐角，所以万有引力对它先做负功后做正功，故C错误；D、设B到太阳的距离为x，则x=c2?+
，根据万有引力充当向心力知
，知冥王星在B点的加速度为
，故D正确；故选：AD．

【思路点拨】熟记理解开普勒的行星运动三定律：第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．根据力与速度方向的夹角判断该力是做正功还是负功．正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键，会根据力与速度方向的夹角判断该力是做正功还是负功．

【题文】10．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是对称的曲线，
～
段是直线，则下列说法正确的是



A．
处电场强度为零

B．
、
、
处电势
、
、
的关系为
＞
＞

C．粒子在0～
段做匀变速运动，
～
段做匀速直线运动；

D．
～
段是匀强电场。

【知识点】电势；电场强度．I1 I2

【答案解析】ABD 解析： A、根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：E=
，得：E=
由数学知识可知Ep-x图象切线的斜率等于
，x1处切线斜率为零，则x1处电场强度为零，故A正确．B、根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，因粒子带负电，q＜0，则知电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有：φ1＞φ2＞φ3．故B正确．C、D、由图看出在0～x1段图象切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动．x1～x2段图象切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动．x2～x3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故C错误，D正确．故选：ABD

【思路点拨】根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：E=
，结合分析图象斜率与场强的关系，即可求得x1处的电场强度；根据能量守恒判断速度的变化；由Ep=qφ，分析电势的高低．由牛顿第二定律判断加速度的变化，即可分析粒子的运动性质．根据斜率读出场强的变化．本题以图象的形式考查静电场的场强、电势、电势能等相关知识；解决本题的关键要分析图象斜率的物理意义，判断电势和场强的变化，再根据力学基本规律：牛顿第二定律进行分析电荷的运动情况．

【题文】11．一个绝缘的刚性细圆环水平放在平面上，半径为R，质量为m，只能绕竖直轴O自由转动，圆环沿圆周均匀带电，电荷量为+Q，在A点剪下一个小缺口，其空隙长度为l（l＜＜R）。开始时圆环静止不动，现加一个匀强电场E，让E既垂直于轴O，又垂直于OA，如图所示，则（忽略剪下小缺口的质量）

A．加电场后的瞬间圆环将沿逆时针转动

B．加电场后的瞬间圆环将沿顺时针转动

C．圆环转动的最大线速度为

D．圆环转动的最大角速度为

【知识点】电场力 动能定理 电场的叠加 I1

【答案解析】BC 解析：A、B 小环受到的电场力为圆环各点受到的电场力之和，各点受到的电场力对于与O点的转动效果抵消，但是当上门剪下缺口口，所受转动效果以下面对称电荷为主，环带正电荷。下面受到电场力水平向左，所以转动方向为顺时针，故A错误、B正确；C、D当与小孔对称部分转到左端时，电场力做功最多，速度最大，根据动能定律
，
，故C正确； D、由C，
，
，故D错误。故选BC

【思路点拨】小环受到的电场力为圆环各点受到的电场力之和，各点受到的电场力对于与O点的转动效果抵消，但是当上门剪下缺口口，所受转动效果以下面对称电荷为主。当与小孔对称部分转到左端时，电场力做功最多，速度最大，线速度、角速度最大。

【题文】12．如图所示，滑块A、B的质量均为m，A套在固定竖直杆上，A、B通过转轴用长度为L的刚性轻杆连接，B放在水平面上并靠着竖直杆，A、B均静止。由于微小的扰动，B开始沿水平面向右运动。不计一切摩擦，滑块A、B视为质点。在A下滑的过程中，下列说法中正确的是



A．A、B及地球组成的系统机械能守恒

B．在A落地之前轻杆对B一直做正功

C．A运动到最低点时的速度为

D．当A的机械能最小时，B对水平面的压力大小为2mg

【知识点】机械能守恒定律．E3

【答案解析】AC 解析： A、A、B组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒．故A正确．B、当A到达底端时，B的速度为零，B的速度在整个过程中，先增大后减小，动能先增大后减小，所以轻杆对B先做正功，后做负功．故B错误．C、A运动到最低点时，B的速度为零，根据系统机械能守恒定律得，mAgL=
mAvA2，解得vA=
．故C正确．D、当A的机械能最小时，则B的机械能最大，则B的动能最大，速度最大，知B此时加速度为零，杆子对B无作用力，B对地面的压力等于B的重力，为mg．故D错误．故选AC．

【思路点拨】A、B组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，通过B的动能变化，判断轻杆对B的做功情况．根据系统机械能守恒求出A球运动到最低点时的速度大小．解决本题的关键知道A、B组成的系统机械能守恒，以及知道当A的机械能最小时，B的动能最大．

二、实验题：本题共计10分．请将解答填写在答题卡相应的位置．

【题文】13．某同学尝试用橡皮筋等器材探究力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端与细绳连接，结点为O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳．实验时，先将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子A上，另一条橡皮筋任其下垂，如图甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳也固定在墙上的钉子B上，如图乙所示．



①为完成实验，下述操作中必需的是________．

a．两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度要相同

b．要测量橡皮筋的原长

c．要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度

d．要记录图甲中结点O的位置及过结点O的竖直方向

e．要记录图乙中结点O的位置及过结点O的竖直方向

②对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的为________．

a．橡皮筋的材料和原长相同即可

b．橡皮筋的材料和粗细相同即可

c．橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同

【知识点】验证力的平行四边形定则．B6

【答案解析】bce ；c 解析 ：（1）a、两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度不一定要相同．故a错误；b、c，两条橡皮筯遵守胡克定律，要测量拉力可以通过测量橡皮筋的长度和原长，得到橡皮筋的伸长量，研究拉力与伸长量的倍数来根据比例作力的图示．故bc正确．d、e、为了正确作出合力与分力的图示，必须记下O点的位置及过结点O的竖直方向．故d错误，e正确．故选：bce．（2）该实验测量拉力可以通过测量橡皮筋的长度和原长，得到橡皮筋的伸长量，研究拉力与伸长量的倍数来根据比例作力的图示．所以橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同．故abd错误，c正确．故选：c．

【思路点拨】本实验是通过作合力与分力图示的方法来验证平行四边形定则，需要测量合力与分力的大小，由于没有弹簧测力计，橡皮筯遵守胡克定律，可测量橡皮筋的长度和原长来确定合力与分力的大小关系．本实验在无法测量力的大小的情况下，可以采用比例法作图，运用胡克定律，需要测量橡皮筋的伸长量．掌握实验原理，从多个角度来理解和分析实验，提高分析解决问题的能力．是一道考查基本实验操作的好题．

【题文】14．测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。AB是半径足够大的较光滑四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′。重力加速度大小为g。实验步骤如下：



①用天平称出物块Q的质量m；

②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和

CC′的长度h；

③将物块Q在A点从静止释放，在物块Q落地处标记其落点D；

④重复步骤③，共做10次；

⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C ′ 的距离s。

⑴用实验中的测量量表示物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ= 。（即用字母：R、s、h、l表示）

⑵回答下列问题：

(I)实验步骤④⑤的目的是 。

(II