长春市十一高中 2014—2015学年度高三上学期期中考试物 理 试 题解析

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。

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

【答案】C

【考点】惯性．

解：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

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

【答案】D

【考点】牛顿第二定律；胡克定律．

解：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

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，
．故AC错误，D正确．B、第一种情况弹簧的形变量为
；

第二种情况弹簧的形变量为
；故B错误．故选D

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

【答案】C

【考点】匀变速直线运动的图像．

解：A、B、根据
，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：C．

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

【答案】A

【考点】平抛运动；物体做曲线运动的条件．

解：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

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

【答案】D

【考点】力的合成．

解：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=mg2F1cosθ=F解得F=2mgcosθ要增大拉力F，关键是要减小角θ或者增大m，保持定滑轮与动滑轮的角度不变，力不变，由几何关系可知，两个滑轮间距增大，会增加角θ，而将牵引的定滑轮保持竖直距离不变向右移动会减小角θ，故拉力一定增大。

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

【答案】C

【考点】动能定理的应用；功率、平均功率和瞬时功率．

解：A、重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，故AB错误；C、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
可知，上升的过程中的重力的平均功率较大，故C正确；D、在上升过程中的平均速度大于下降过程中的平均速度，而空气阻力的大小正比于球的速度，所以在上升过程中的平均阻力大于下降过程中的平均阻力，位移是相等的，所以上升过程中克服阻力做的功大于下降过程中克服阻力做的功，故D错误；故选C．

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

【答案】AC

【考点】电势；电场强度．

解：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

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

【答案】ACD

【考点】物理学史．

解：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

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

【答案】AD

【考点】开普勒定律．

解：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错误；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
，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：D．

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。

【答案】ABD

【考点】电势；电场强度．

解：A、根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：
，

得：
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

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

【答案】BC

【考点】电场的叠加；库仑定律．

小球受到的库仑力为圆环各点对小球库仑力的合力，则取圆环上△x来分析，再取以圆心对称的△x，这2点合力向右，距离L，竖直方向抵消，只有水平方向；求所有部分的合力Σ△m，即可求得库仑力的表达式；小球受重力、拉力及库仑力而处于平衡，则由共点力的平衡条件可求得绳对小球的拉力及库仑力；则可求得电量．

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

【答案】AC

【考点】机械能守恒定律．

解：A、A、B系统中只有动能和势能参与转化，系统机械能守恒，故A正确；B、A到最低点时，B物体到达最右端，速度为0．分析它们的受力与运动情况：B先受到竖直杆向右的推力，使其具有向右的加速度，导致B向右加速．当B的速度达到一定值时，杆又对B有向左的拉力作用，阻止B向右运动，使B减速运动，当A落地时，B速度减为0，且即不向左又不向右运动．由于B受到杆的力先向右，后向左，而运动方向始终向右，所以杆对B先做正功，后做负功．故B错误；C、由于A、B物体系统机械能守恒，而到最低点时，B物体速度为零，故根据机械能守恒定律，有：
，解得
，故C正确；D、由上述B选项分析可知，物体B先加速后减速，速度最大时加速度为零，此时杆的弹力为零，故B对水平面的压力大小为mg，由于AB系统机械能守恒，故此时A机械能最大，故D错误；故选AC．

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．

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

【答案】bce；c

【考点】

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)已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是 __________________。（写出一个可能的原因即可）。

【答案】(1)
；

（2）减小实验的偶然误差；圆弧轨道与滑块间有摩擦

【考点】探究影响摩擦力的大小的因素．

（1） B到C过程中，克服摩擦力做的功：

则：μ=

（2）实验步骤④⑤的目的，是通过多次实验减小实验结果的误差；实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其他的可能是圆弧轨道存在摩擦，接缝B处不平滑等．

三、计算题：共4小题，共计42分。解答计算题部分应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位．

15．（10分）一个动车组在平直轨道上运动，速度随时间的变化规律如图所示。已知动车组的总质量m=2.0×105 kg，动车组运动时受到的阻力是其重力的0.1倍，（取g=10 m/s2）。在0-600s的时间内，求：

（1）动车组两段加速阶段的加速度大小分别是多少？

（2）动车组位移的大小；

（3）动车组牵引力的最大值。

【答案】

，
，

【考点】匀变速直线运动

解：（1）通过记录表格可以看出，动车组有两个时间段处于加速状态，设加速度分别为a1、a2，由
；代入数据后得：

2分

2分

（2）通过作出动车组的v-t图可知，第一次加速运动的结束时刻是200s，第二次加速运动的开始时刻是450s。

1分；
1分；
1分

1分

（3）
；
2分

当加速度大时，牵引力也大，代入数据得：
2分

16．（10分）一质量为M=4.0kg、长度为L=3.0m的木板B，在大小为8N、方向水平向右的拉力F作用下，以v0=2.0m/s的速度沿水平地面做匀速直线运动，某一时刻将质量为m=1.0kg的小铁块A（可视为质点）轻轻地放在木板上的最右端，如图所示。若铁块与木板之间没有摩擦，求：（重力加速度g取10m/s2）

（1）加一个铁块后，木板的加速度大小？（2）二者经过多长时间脱离？

【答案】
，

【考点】牛顿第二定律

解：(1)由木板匀速运动时有，
；得
，（2分）

加一个物块后，木板做匀减速运动：

求出：
，；（3分）

(2)物块放在木版上相对地面静止，木版匀减速运动的距离L后物块掉下来。

由：
（2分） 得：

解得：

（舍去）（3分） 故2秒后A与B脱离。

17．（10分）如图所示，图中的装置可测量子弹的速度，其中薄壁圆筒半径为R，圆筒上的a、b两点是一条直径上的两个端点（图中OO′为圆筒轴线）。圆筒以速度v竖直向下匀速运动。若某时刻子弹沿图示平面正好水平射入a点，且恰能经b点穿出。

（1）若圆筒匀速下落时不转动，求子弹射入a点时速度的大小；

（2）若圆筒匀速下落的同时绕OO匀速转动，求圆筒转动的角速度条件。

【答案】，(＝，n＝1、2、3、……

【考点】平抛运动

解（1）子弹做平抛运动，水平方向：2R＝v0t

竖直方向：vt＝gt2

代入解得：v0＝

（2）圆筒转动的角度一定是2(的整数倍：

2(n＝(t （n＝1、2、3、……）

而下落时间：t＝

代入得：(＝，n＝1、2、3、……

18．（12分）如图甲所示，在竖直平面内有一个直角三角形斜面体，倾角θ为300，斜边长为x0，以斜面顶部O点为坐标轴原点，沿斜面向下建立一个一维坐标x轴。斜面顶部安装一个小的定滑轮，通过定滑轮连接两个物体A、B（均可视为质点），其质量分别为m1、m2，所有摩擦均不计 ，开始时A处于斜面顶部，并取斜面底面所处的水平面为零重力势能面，B物体距离零势能面的距离为x0/2；现加在A物体上施加一个平行斜面斜向下的恒力F，使A由静止向下运动。当A向下运动位移x0时，B物体的机械能随x轴坐标的变化规律如图乙，则结合图象可求：

（1）B质点最初的机械能E1和上升x0时的机械能E2；

（2）恒力F的大小。

【答案】
，

【考点】功能关系，牛顿第二定律

（1）B物体的最初的动能为零。B物体的重力势能为
； （1分）

故B物体的机械能为
（1分）

上升x0后由图像可求：