山西省太原市2010届高三物理上学期期末调研考试-新人教版.doc

山西省太原市2009—2010学年度高三年级调研考试
物 理 试 题

说明：本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，考试时间150分钟，满分150分。

第Ⅰ卷（选择题 共48分）

注意事项：
1．答第I卷前，考生务必用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔将姓名、考试证号填写在答题卡上，并用2B铅笔在答题卡规定位置涂黑自己的考试证号和考试科目。
2．每小题选出答案后，用铅笔涂黑答题卡上对应题目的答案标号。如需改动。用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案写在试卷上无效。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项 中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不答的得0分。
1．下列关于热学现象和热学规律的说法中，正确的是 （ ）
A．利用浅层海水和深层海水间的温度差造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的
B．满足能量守恒定律的过程都可以自发的进行
C．冰箱的制冷系统将冰箱内的热量传给外界较高温度的空气，而不引起其他变化
D．热现旬过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散不符合热力学第二定律
2．雨滴在空气中下落，当速率在不太大的范围时，雨滴受到的阻力与其速率成正比，该速率v随时间t的变化关系最接近下图中的 （ ）

3．滑板运动是一项非常刺激的水上运动。研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力垂直于滑板面。其次运动中，在水平牵引力作用下，滑板面与水平面之间的夹角，滑板匀速运动，人和滑板的总质量为
100kg，忽略空气阻力，取g=10m/s2，则水平牵
引力为（） （ ）
A．1250N B．1000N
C．750N D．500N

4．一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2s时刻的波形如图中的虚线所示，则 （ ）
A．质点P的运动方向向右
B．波的周期可能为s
C．波的频率可能为1.25Hz
D．波的传播速度可能为20m/s

5．如图所示，用一根与绝热活塞相连的细线将绝热气缸悬挂在某一高
度静止不动，气缸开口向上，内封闭一定质量的气体，缸内活塞
可以无摩擦移动且不漏气，现将细线剪断，让气缸自由下落，下列
说法正确的是 （ ）
A．气体压强减小，气体对外界做功
B．气体压强增大，外界对气体做功
C．气体体积增大，气体内能减小
D．气体体积减小，气体内能增大

6．如图1所示，粗糙的斜面体M放在粗糙的水平面上，物块m恰好能在斜面体上沿斜面匀速下滑，斜面体静止不动，斜面体受地面的摩擦力为F1；若用平行力于斜面向下的力F推动物块，使物块加速下滑，斜面体仍静止不动，斜面体受地面的摩擦力为F2（如图2所示）；若用平行于斜面向上的力F推动物块，使物块减速下滑，斜面体仍静止不动，斜面体受地面的摩擦力为F3（如图3所示），则 （ ）

A．F2>F3>F1 B．F3>F2>F1 C．F2>F1>F3 D．F1=F2=F3

7．如图所示，一物体分别沿三个倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端C、D、E处，三个过程中重 力的冲量依次为I1、I2、I3，动量变化量的大小依次为△p1=△p2=△p3，到达下端时重力的瞬时功率依次为P1、P2、P3，则有 （ ）

A．I1= I2=I3，△p1=△p2=△p3，P1>P2>P3
B．I1< I2<I3，△p1=△p2=△p3，P1>P2>P3
C．I1= I2=I3，△p1=△p2=△p3，P1=P2=P3

D．I1< I2<I3，△p1<△p2<△p3，P1=P2=P3
8．一物体在合外力F的作用下从静止开始做直线运动，
合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示，
该物体在t0和2t0时刻，物体的动能分别为Ek1、Ek2，
物块的动量分别为p1、p2，则 （ ）
A．Ek2=9 Ek1，p2=3p1
B．Ek2=3 Ek1，p2=3p1
C．Ek2=8Ek1，p2=4p1
D．Ek2=3Ek1，p2=2p1
9．某科技创新小组设计制作出一种全自动升降机模型，用电动机通过钢丝绳拉着升降机由静止开始匀加速上升，已知升降机的质量为m，当升降机的速度为v1时，电动机的有用功率达到最大值P，以后电动机保持该功率不变，直到升降机以最大速度v2匀速上升为止，整个过程中忽略摩擦阻力及空气阻力，重力加速度为g。有关此过程下列说法正确的是
A．钢丝绳的最大拉力为
B．升降机的最大速度
C．钢丝绳的拉力对升降机所做的功等于升降机克服重力所做的功
D．升降机速度由v1增大至v2的过程中，钢丝绳的拉力不断减小
10．如图a所示，一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q′、P′、O、P、Q质点，相邻两质点间距离为1m.t=0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并产生分别向左、向右传播的波，O质点振动图像如b所示，当O点第一次达到正方向最大位移时刻，P点刚开始振动，则 （ ）

A． P′、P两点距离为半个波长，因此它们振动的步调始终相反
B．当波在绳中传播时，绳中所有质点振动的速度大小相等且保持不变
C．当Q′点振动第一次达到负向最大位移时，O质点已经走过25cm路程
D．若O质点振动加快，周期减为2s，则O点第一次达到正方向最大位移时刻，Q点刚好开始振动
11．早在19世纪，匈牙利物理学家厄缶就明确指出：“沿水平地面向东运动的列车，其重量

（即：列车的视重或列车对水平轨道的压力）一定要减轻”。后来，人们常把这类物理现象称之为“厄缶效应”，如图所示，我们设想，在地球赤道附近的地平线上,有一列质量是M的列车,正在以速率v,沿水平轨道匀速向东行驶。已知:①地球的半径R；②地球的自转周期T。如果仅仅考虑地球自转的影响,火车对轨道的压力为N1；在此基础上,又考虑到这列火车相对地面又附加了一个线速度v做更快的匀速圆周运动,并设此时火车对轨道的压力为N2。那么,单纯地由于该火车向东行驶而引起火车对轨道的压力减轻的数量(N1－N2)为 （　　）
A． B．
C． D．
12．甲、乙两球在光滑水平轨道上沿同一方向运动，已知它们的动量分别是P甲=5kg·m/s，
P乙=7kg·m/s，甲追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10kg·m/s，则两球质量m甲与m乙的关系可能是 （ ）
A． B． C． D．

第Ⅱ卷（非选择题，共102分）

二、实验题：本题共2小题，共24分。请将答案填在题中横线上或按要求答题。

13．（12分）用图（甲）的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。
（1）下面列举出了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关
打出一条纸带；
D．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
E．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的
重力势能是否等于增加的动能。
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，
并说明错误的原因：
____________________________________________。

（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距离起始点O的距离为s0，A、C两点间的距离为s1，C、E两点间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a＝___________________。

（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是重锤下落过程中存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小，若已知当地重力加速度的值是g，在已知（2）中数据的条件下，还需要测理的物理量是： ，用这些数据表示出重锤下落的过程中受到的平均阻力大小F的表达式为：F= 。

14．（12分）为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤进行了实验：
①用天平测出两个小球的质量（分别为m1和m2。且m1>m2）
B
②按照如图所示的那样，安装好实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平。将一斜面BC连接在斜槽末端；
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由
静止开始滚下，记下 小球在斜面上的落点位置E；
④将小球m2放在斜槽前端边缘上，让小球m1从斜槽
顶端A处仍由静止滚下，使它们发生碰撞，记下小球
m1和小球m2在斜面上的落点位置；
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置，到斜槽末端点B的距离。图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。
根据该同学的实验，请你回答下列问题：
（1）小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的_________点，m2的落点是图中的_____
点。
（2）实验中，该同学认为，只要满足关系式：，就说明两个小球在碰撞中动量是守恒的，该同学的实验原理是：

（2）用测得的物理量来表示，只要满足关系式____________________________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。
三、计算题：本题共6小题，共78分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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．（11分）为了测定小木板和斜面间的动摩擦因数，某同学设计了如下的实验。在小木板上固定一个弹簧测力计（质量不计），弹簧测力计下端吊一个光滑小球，将木板连同小球一起放在斜面上，如图所示.用手固定住木板时，弹簧测力计的示数为F1，放手后木板沿斜面下滑，稳定时弹簧测力计的示数为F2，测得斜面倾角为θ，由测得的数据，求木板与斜面间的动摩擦因数是多少？

16．（11分）已知某型号摩托车可以恒定加速度a1=4m/s2启动做匀加速运动，刹车时最大加速度为a2=8m/s2，要求该摩托车由静止开始在昼量短的时间内走定一段s=218m的直道，然后驶入一段半圆形的弯道，但在到达弯道时行驶车速最大为v2=20m/s，以免因离心作用而偏出弯道。求：
（1）摩托车在直道上的最大速度；
（2）摩托车在直道上行驶所用的最短时间。

17．（12分）在某中学举办的头脑奥林匹克竞赛中，有一个叫做“保护鸡蛋”的竞赛项目，要求制作一个装置，让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不被摔坏，如果没有保护，鸡蛋最多只能从0.1m的高度落到地面而不被摔坏；有一位同学设计了如图所示的一个装置来保护鸡蛋，用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋，A夹板和B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍，现将该装置从距地面4m的高处落下，装置着地时间短且保持竖直不被弹起。取g=10m/s2，不考虑空气阻力，求：
（1）如果没有保护，鸡蛋直接撞击地面而不被摔坏，其速度最大不能超过多少？

（2）如果使用该装置，鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离x至少为多少米？（保留三位有效数字）

18．（12分）我国北方地区近年来遭遇严重的沙尘暴天气，现把沙尘上扬后的情况简化为如下情景：v为竖直向上的风速，沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中（不动），这时风对沙尘的作用力相当于空气不动而沙尘以速度 v竖直向下运动时所受的阻力。此阻力可用下式表达其中为一系数，A 为沙尘颗粒的截面积，为空气密度。（球体体积）
（1）若沙粒的密度，沙尘颗粒为球形，半径为r，地球表面处空气密度，试估算在地面附近上述v的最小值。
（2）假定空气密度随高度h的变化关系为其中为h处的空气密度，C为一常量，试估算当、扬沙稳定时的最大高度。（不考虑g随高度的变化）

19．（15分）如图所示，V形细杆AOB能绕其对称轴OO′转动，OO′沿竖直方向，V形杆的两臂与转轴间的夹角均为α=45°。两质量均为m=0.1kg的小环，分别套在V形杆的两臂上，并用长为l=1.2m、能承受最大拉力Fmax=4.5N的轻质细线连结，环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的0.2倍。当杆以角速度ω转到时，细线始终处于水平状态，取g=10m/s2。
（1）求杆转动角速度的最小值；
（2）将杆的角速度从（1）问中求得的最小值开始缓慢增大，直到细线断裂，求细线断裂时转动的角速度；
（3）求角速度从增大到的过程中杆对每个环所做的功。

20．（17分）如图所示，光滑水平面MN上放两相同小物块A、B，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带理想连接，传送带水平部分长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速转动。物块A、B（大小不计）与传送带间的动摩擦因数。物块A、B质量mA=mB=1kg。开始时A、B静止，A、B间压缩一轻质弹簧，贮有弹性势能Ep=16J。现解除锁定，弹开A、B。求：
（1）物块B沿传送带向右滑动的最远距离。
（2）物块B滑回水平面MN的速度。
（3）若物体B返回水平面MN后与被弹射 装置P弹回的A在水平面上相碰，且A、B碰后互换速度，则弹射装置P必须给A做多少功才能让AB碰后B能从Q端滑出。

参考答案

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项 中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不答的得0分。
1．A 2．B 3．C 4．BC 5．BD 6．D 7．B 8．A 9．BD
10．C 11．B 12．BCD
二、实验题：本题共2小题，共24分。请将答案填在题中横线上或按要求答题。
13．（12分）
（1）B错误，应该接到电源的交流输出端 ；
C错误，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带；
（2）
（3）重锤的质量
评分标准：（1）问每空3分，其余每空2分。
14．（12分）
（1）D F
（2）m1、m2离开B点后做平抛运动，其平抛的水平位移（2分），竖直方向高度（2分），可知平抛的初速度∝（1分），故只要满足关系式，就说明两小球在碰撞中动量是守恒的。
（3）
评分标准：（1）问每空2分，（2）问5分，（3）问3分
三、计算题：本题共6小题，共78分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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．（11分）
用手固定住木板时，对小球有
F1=mgsinθ ………………①
木板沿斜面下滑时，对小球有
mgsinθ-F2=ma ………………②
木板与小球一起下滑有共同的加速度，对整体有
(M+m)gsinθ-Ff=(M+m)a ………………③
Ff=μ(M+m)gcosθ ………………④
………………⑤
评分标准：①②④⑤式各2分，③式3分
16．（11分）
（1）摩托车先以4m/s2的加速度加速，再以8m/s2的加速度减速，当到达弯道时速度减小为20m/s总位移恰好是218m，这样时间最短。设达到的最大速度为；
加速过程： ………………①
减速过程： ………………②
………………③
………………④
（2）加速时间： ………………⑤
减速时间： ………………⑥
最短时间： ………………⑦
评分标准：①②⑤⑥式各2分，③④⑦式各1分
17．（12分）
（1）如果没有保护，鸡蛋直接撞击地面而不被摔坏，其速度最大为鸡蛋从高度h处自由落地时的速度，
………………①
………………②
（2）装置从高度H处落到地面时，鸡蛋速度为v，
………………③
装置与地面作用过程中，鸡蛋从离地x处滑到地面时速度只要小于就不会被摔坏，
………………④
………………⑤
评分标准：①③④式各3分，②式1分，⑤式2分。
18．（12分）
（1）沙粒悬浮在空中，所受阻力与重力平衡，即：
………………①
………………②
………………③
………………④
（2）由于高度增加，空气密度减小，故当速度为时，随着沙粒的上升，沙粒所受阻力减小，当沙粒所受阻力与重力平衡时，沙粒悬浮在空中不再上升，此时扬沙高度最大：

………………⑤
………………⑥
评分标准：①⑤式各3分，②③式各2分，④⑥式各1分。
19．（15分）
（1）角速度最小时，沿杆向上，则
………………①
………………②
……………………③

………………④
（2）当小环有上滑趋势，细线拉力达到最大时，杆转动的角速度最大，
………………⑤
………………⑥
………………⑦
（3） ………………⑧
W=1.6J ………………⑨
评分标准：①②③⑤⑥⑧式各2分，④⑦⑨式各1分
20．（17分）
（1）解除锁定弹开AB过程中：
………………①
mAvA=mBvB ………………②
m/s m/s
B滑上传送带匀减速运动，当速度减为零时，滑动的距离最远。由动能定理得：
………………③
m ………………………………④
（2）物块B沿传送带向左返回时，先匀加速运动，物块速度与传送带速度相同时一起匀速运动，物块B加速到传送带速度v需要滑动的距离设为，

9m ………………⑤
说明物块B滑回水平面MN的速度没有达到传送带速度，
=4m/s ………………………………⑥
（3）设弹射装置给A做功为：
……………………………… ⑦
AB碰后速度互换，B的速度
=
B要滑出平台Q端，由能量关系有：
. ……………………⑧

W ≥ 8 J ……………………⑨
评分标准：①②式3分，③⑤⑥⑦式各2分，④⑧⑨式各1分

用心 爱心 专心