1、金陵中学2012-2013学年度第一学期期中考试高三物理试卷一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题意。1如图所示，OA、OB是两根轻绳，AB是轻杆，它们构成一个正三角形。在A、B处分别固定着质量均为m的小球，此装置悬挂在O点。现对B处小球施加水平外力F，让绳OA位于竖直位置。设此状态下OB绳中张力大小为T，已知当地重力加速度为g，则( )AT2mg BT2mg CT2mg D三种情况皆有可能2如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环与水平面相切于M点，环心在O处，环上N点与之等高，NM为一光滑直轨，质点小球a自N处从静止开始沿NM运动到M点，而小球b则由O点
2、起自由落体到M点，关于两球运动时间的长短关系为( )Aa长 Bb长 C一样长 D不好比较3火星的质量和半径分别约为地球的1/10和1/2，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为( )A0.2g B0.4g C2.5g D5g4如图所示，在匀强电场中有a、b、c、d四点，它们处于同一圆周上，且ac、bd分别是圆的直径，已知a、b、c三点的电势分别为a9V，b15V，c18V，则d点的电势为( )A4V B8V C12V D16V5如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v匀速运动，现将质量为m的小物块对准木板的前端轻放，要使木板的运动速度保持不变，在物体开始接触木板到它与木板
3、相对静止的过程中，需要对木板施加水平向右的力F，那么，在此过程中力F做功的数值为(已知物体与木板之间的动摩擦因数为)( )A B Cmv2 D2mv2【答案】 C【解析】试题分析：小物块在木板上滑动的过程中，受重力mg、木板的支持力N和滑动摩擦力f作用，做匀加速直线运动，由于木板足够长，因此最终物块与木板具有相同的速度v，一起匀速运动，往后将不再需要力F作用于木板，设物块加速运动的位移为s1，时间为t，在此过6如图所示，有一足够宽的匀强电场，电场强度大小为E，方向竖直向下，在电场中的O点，沿同一水平方向以不同的速率射出若干个带电粒子，它们的质量均为m、带电量均为q，但速率不等，粒子的重力及相互
4、间的影响不计，若把每个粒子的动能增大到各自初动能3倍的位置分别记为P1、P2、P3、，则P1、P2、P3、的连线形状为( )A一个圆 B双曲线的一支 C一条抛物线 D一条直线二、多项选择题：本题共5小题，每小题5分，共计25分每小题有多个选项符合题意全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。7如图是某质点直线运动的速度-时间图象，则由图象可知( )A质点在01s内的平均速度为2m/sB质点在02s内的位移为3mC质点在01s内的加速度大于24s内的加速度，且方向相反D质点在01s内的运动方向与24s内的运动方向相反8如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12m的竖立在
5、地面上的钢管下滑，已知这名消防队员的质量为60kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零，已知消防队员加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s，g取10m/s2，那么该消防队员( )A下滑过程中的最大速度为4m/s B加速和减速过程的时间之比为12C加速和减速过程中所受摩擦力大小之比为17 D加速和减速过程的位移之比为149如图所示，质量相等的A、B两物体在同一水平线上，当A物体被水平抛出的同时，B物体开始自由下落(空气阻力忽略不计)，曲线AC为A物体的运动轨迹，直线BD为B物体的运动轨迹，两轨迹相交于O点，则两物体( )A经O点时速率相等 B在O点相
6、遇C在O点时具有的机械能相等 D在O点时重力的功率相等【答案】 BD【解析】试题分析：根据题意可知A做平抛运动，B做自由落体运动，根据匀变速直线运动规律可知，在竖直方向上，h，解得：t，所以两者下落相同的高度所用的时间相等，因此两者在O点相遇，故选项B正确；两者经O点时竖直方向的速度vy，相同，因此重10一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定在O点，如图甲所示，现在最低点处给小球一初速度，使其绕O点在竖直平面内做圆周运动，通过传感器记录下绳中拉力大小F随时间t的变化规律如图乙所示，已知F1的大小等于7F2，引力常量为G，各种阻力不计
7、，则( )A该星球表面的重力加速度为 B卫星绕该星球的第一宇宙速度为C该星球的质量为 D小球通过最高点的最小速度为零档题。11如图所示，一质量为m的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端固定于O点，另一端与该小球相连，现将小球从A点由静止释放，沿竖直杆运动到B点，已知OA长度小于OB长度，而弹簧处于A、B两位置时弹力大小相等，则( )A小球由A到B的过程可能一直在加速B小球由A到B的过程可能一直在减速C在A、B之间存在两个加速度等于重力加速度g的位置D小球由A到B的过程中，弹簧弹力做正功时物体运动的距离大于弹簧弹力做负功时物体运动的距离考点：本题主要考查了物体的受力分析、力与运动的关系、弹簧弹力做
8、功以及综合分析能力问题，属于较难题。三、简答题：本题共3小题，共计20分，把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。12(4分)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示，由图象可知 ；Aa的原长比b短 Ba的劲度系数比b大 Ca的横截面积比b大 D弹力和弹簧长度成正比13(4分)如图所示是利用闪光照相研究平抛运动的示意图，小球A由斜槽滚下，再从桌边缘水平抛出，在它离开桌边缘的同时，小球B开始自由下落，通过闪光照片，可求得B球在相等时间内在空中的实际距离(如图所示)，A、B两球恰在位置4相碰，则A球从离开桌面到和B球碰撞时经
9、历的时间为 s，A球离开桌面的速度为 m/s。【答案】 0.3，1。【解析】试题分析：由题意可知，A球离开桌面后做平抛运动，B球则为自由落体运动，显然两球运动时间相等，根据自由落体运动规律可知，小球运动的时间为：ts0.3s，A球在水平方向做匀速直线运动，因此有：v0m/s1m/s考点：本题主要以研究平抛运动实验为载体考查平抛运动规律的应用问题，属于中档题。14(12分)某同学设计了如题图10所示的装置来“探究加速度与力的关系”，弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接，在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d
10、，开始时先将木板置于MN处，然后缓慢地向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小，再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加少量水，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。木板的加速度可以用d、t表示为a ；改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系，下列图象能表示该同学实验结果的是 ；用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是 。A可以改变滑动摩擦力的大小 B可以更方便地获取多组实验数据C可以比较精确地测出摩擦力的大小 D可以获得更大的加速度以提高实验精度【答案】 a；C；BC四、论述和计算
11、题：本题共4小题，共计51分，解答时请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(12分)开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即k，k是一个对所有行星都相同的常量，将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式；(已知引力常量为G，太阳的质量为。)开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立，经测定月地距离为3.84108m，月球绕地球运动的周期为2.36106s，试计算地球的质量。(引力常量为G
12、6.671011Nm2/kg2，结果保留一位有效数字。)解得：61024kg考点：本题主要考查了对开普勒行星运动定律和万有引力定律的理解与应用问题，属于中档偏低题。16(12分)质量分别为m1、m2的两木块重叠后放在光滑水平面上，如图所示，m1、m2间的动摩擦因数为(认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)，现在m2上施加随时间t增大的力Fkt，式中k是常数。写出木块m1、m2的加速度a1、a2随时间t变化的关系式；在给定坐标系内绘出a1、a2随时间t变化的图线，图线上若有转折点，请在坐标轴上标注出该点对应的坐标值。【答案】 当0t时，a1a2；当t时，a1，a2g；图略，见解析。【解析】试题分析：
13、由于所施加的外力Fkt，因此开始时，F较小，两木块将一起运动，设整体运动的加速度为a，根据牛顿第二定律有：F(m1m2)a，所以解得：a1a2a从装置图中可以看出，它们一起运动的最大加速度取决于两者之间的最大摩擦力，有：m1a117(12分)如图所示，光滑斜面顶边与底边平行且水平，顶边高H0.8m，斜面与水平面成30角，在斜面顶边上的A点以大小为v03m/s的初速度，分别沿平行于斜面底边方向和垂直于斜面底边在斜面内抛出两个相同小球，小球都是贴着斜面滑到斜面底边上的B、C处，试比较两个小球运动时间的长短。有同学这样认为：两小球初速度大小相等，根据机械能守恒定律，两小球到达斜面底端的末速度大小也相
14、等，所以平均速度相等，因此两小球运动的时间也相等。你认为这种观点正确吗？如认为正确，请列式计算出两小球的运动时间；如认为不正确，请通过列式计算，比较两小球运动时间的长短。【答案】 不正确，tBtC18(15分)如图所示，两带有等量异种电荷的平行金属板M、N竖直放置，两板间的距离d0.4m，现将一质量m1.0102kg、电荷量q4105C的带电小球从两极板上方A点，以v02m/s的初速度水平抛出，A点距离两板上端的高度h0.2m，之后小球恰从M板顶端位置无碰擦地进入板间，做直线运动，直至打在N板上的B点，设空气阻力不计，g10m/s2，匀强电场只存在于M、N之间，求：小球进入电场时的速度大小和方向；两极板间的电势差U；小球到达B点时的动能。