上海市西中学2013届高三上学期期中物理试题

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a 北极
上海市市西中学2012学年度第一学期期中考试
高三物理试题
说明：
1．本试卷考试时间120分钟，满分150分，共33题。

2．全部试题的答案必须写在答题纸上，写在试卷上的答案一律不给分。

考生应将1－20题中代表正确答案的小方格用2B 铅笔涂黑。

注意试题题号与答题纸上的编号一一对应，不能错位。

答案需更改时，必须将原选项用橡皮擦去，重新选择。

一、单项选择题（每小题2分，共16分）。

每小题只有一个正确选项，答案涂写在答题纸上。

1、最早提出物体运动不需要力来维持的人物是 （ ） A ．亚里士多德 B ．伽利略
C ．牛顿
D ．笛卡尔
2、一位男士由于驾车超速而被警察拦阻，警察走过去对他说：“先生，您刚才的车速是80 公里每小时，已超速。

” 这位男士反驳道：“这不可能！我才开了10分钟左右，还不到一小 时，怎么可能走了80公里呢？”……。

根据上述对话，你认为这位男士没有明白的物理概念 是（ ）
A ．瞬时速度
B ．平均速度
C ．路程
D ．时间
3、一运动员双手对称地握住单杠，使身体悬空。

设每只手臂所受的拉力都是T ，它们的合力是F ，若两臂之间的夹角增大了，则T 和F 的变化情况 （ ） A ．T 和F 都增大 B ．T 和F 都减小
C ．T 增大，F 不变
D ．T 不变，F 增大 4、关于自由落体运动下列说法正确的是（ ） A ．物体竖直向下的运动就是自由落体运动 B ．加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动
C ．在自由落体运动过程中,不同质量的物体速度变化的规律相同
D ．物体做自由落体运动，受力情况与质量无关
5、质量为m 的物体从静止开始以g /2的加速度沿竖直方向匀加速上升高度h ，则该物体的（ ） A ．动能增加了mgh /2
B ．机械能增加了mgh /2
C ．机械能减少了3mgh/2
D ．重力势能增加了mgh /2
6、关于平抛运动，以下说法中正确的是 （ ） A ．平抛运动是一种变加速运动
B ．作平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大
C ．作平抛运动的物体每秒内速度增量相等
D ．作平抛运动的物体每秒内位移增量相等
7、由于地球自转，地球表面处的物体都随地球一起作匀速圆周运动，将地球视为圆球体，如图所示，比较a 、b 处物体的运动，下列说法正确的是 （ ） A ．a 、b 两处物体的角速度不同；
2012.11
B ．a 、b 两处物体的角速度相同
C ．a 、b 两处物体的线速度不同，且v a ＞v b ；
D ．a 、b 两处物体绕自转轴的向心加速度相同
8、游乐园中，游客乘坐能匀速、加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉． 下列描述正确的是 （ ）
（A ）当升降机匀速上升时，游客是处在超重状态 （B ）当升降机加速上升时，游客是处在失重状态 （C ）当升降机减速上升时，游客是处在失重状态 （D ）当升降机加速下降时，游客是处在超重状态
二、单项选择题（每小题3分，共24分）。

每小题只有一个正确选项，答案涂写在答题纸 9、如图所示是物体在某段直线运动过程中的v -t 图象，在t 1和t 2
时刻的瞬时速度分别为v 1和v 2，物体在t 1到t 2的过程中（ ）
A ．加速度增大
B ．平均速度12
2
+=
v v v C ．平均速度122+v v v > D ．平均速度12
2
<+v v v
10、如图所示，abc 为质量均匀的直角等边曲杆，曲杆可绕c 端的光滑铰链,在竖直平面内转动。

若施加在a 端的力F 始终竖直向上，在曲杆顺时针缓慢转动900（从实线转到虚线）的过程中，力F 的力矩M 大小的变化情况是 （ ）
A ．一直M 减小
B ．M 一直增大
C ．M 先减小后增大
D ．M 先增大后减小
11、如图所示，一根长为L 的轻杆OA ，O 端用铰链固定，另一端固定着一个小球A ，轻杆靠在一个高为h 的物块上A 。

若物块与水平地面摩擦不计，当物块沿地面向右运动运动到杆与水平方向夹角为θ时，物块速度大小为v ，此时小球A 的线速度大小为（ ）
A ．h vL θ2sin
B ．h vL θ
2sin
C ．h vL θ2cos
D ． h
v θ
cos
12、机车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动，所受的阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确的是 （ ） A ．机车输出功率不变 B ．机车输出功率逐渐减小
C ．在任意两相等的时间内,机车动能变化相等
a
b
F
D ．在任意两相等的位移内,机车动能变化相等
13、在粗糙的水平面上，一物块在水平方向的外力F 的作用下做初速为v 0的运动，其速度时间v-t 图像如图所示，则下列判断中正确的是（ ） （A ）在0～t 1内，物体在做曲线运动
（B ）在0～t 1内，物体在做加速度变小的减速直线运动 （C ）在0～t 1内，外力F 一定不断减小 （D ）在0～t 1内，外力F 可能不断增大
14、如图所示有三个斜面1、2、3，斜面1与2底边相同，斜面2和3高度相同，同一物体 与三个斜面的动摩擦因数相同，当他们分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端时，下列说 法正确的是 （ ）
（A ）三种情况下摩擦产生的热量Q 1＜Q 2＜Q 3 （B ）三种情况下摩擦产生的热量Q 1＝Q 2＜Q 3 （C ）到达底端的速度v 1＞v 2＝v 3 （D ）到达底端的速度v 1＝v 2＞v 3
15、如图所示，质量均为m 的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤P 、Q 上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F ，若弹簧秤的质量不计，下列说法正确的是 （ ） A ．甲受到的拉力大于F ，乙受到的拉力小于F B ．台秤P 的读数等于mg －F C ．台秤Q 的读数为mg-2F D. 两台秤的读数之和为2mg
16、如图所示，轻绳OA 的一端系在质量为m 物体上，另一端系在一个套在粗糙水平横杆MN 上的圆环上。

现用水平力F 拉绳上一点，使物体从图中虚线位置缓慢放下到图中实线位置，但圆环仍保持在原来位置不动，则在这一过程中，拉力F 、环与横杆的静摩力f 和环对杆的压力N ，它们的变化情况是（
）
A ．F 保持不变，f 保持不变，N 保持不变；
B ．F 逐渐减小，f 逐渐减小，N 保持不变
C ．F 逐渐增大，f 保持不变，N 逐渐增大；
D ．F 逐渐增大，f 逐渐增大，N 逐渐减小
三、多项选择题（每小题4分，共16分）。

每小题至少有两个正确选项，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分，答案涂写在答题纸上。

17、如图（a ）所示，质量为m 的小球放在光滑水平面上，在 界线MN 的左方始终受到水平恒力F 1作用，在MN 的右方除受 F 1外还受到与F 1在同一条直线上的水平恒力F 2的作用。

小球从
1
2 3
A
m M
N
（a ）
v v 1
A 点由静止开始运动，运动的v-t 图像如13图（b ）所示，由图 可知，下列中说法正确的是（ ） （A ）F 2的大小为
2
3m v 1
（B ）F 1与F 2的比值大小为3:5 （C ）t ＝4s 时，小球经过界线MN
（D ）小球向右运动的全过程中，F 1与F 2做功的绝对值相等
18、 如图所示A 、B 两物体用跨过定滑轮的轻绳相连，A 的质量大于B 的质量，A 放置在水平地板上，与地板的动摩擦因数恒定，对A 施加水平向右的外力F ，使A 沿地板向右运动，B 保持匀减速上升。

设A 受绳的拉力为T ，受地面的弹力为N ，受摩擦力为f 。

以下判断正确的是（ ）
A ．T 不变，f 逐渐增大；
B ．T 逐渐减小，N 逐渐增大；
C ．N 逐渐增大，T 不变；
D ．f 逐渐减小，N 逐渐减小。

19．如图所示，小车内有一个光滑的斜面，当小车在水平轨道上做匀变速直线运动时，小物块A 恰好能与斜面保持相对静止．在小车运动过程中的某时刻，突然使小车停止，则物体A 的运动可能 （ ） （A ）沿斜面加速下滑 （B ）沿斜面减速上滑 （C ）仍与斜面保持相对静止 （D ）离开斜面做平抛运动
20、如图所示，倾角θ=30°的斜面固定在地面上，长为L 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳AB 置于斜面上，与斜面间动摩擦因数2
3
=
μ,其A 端与斜面顶端平齐。

用细线将质量也为m 的物块与软绳连接，给物块向下的初速度，使软绳B 端到达斜面顶端（此时物块未到达地面），在此过程中-------- ( ) （A ）物块的速度始终减小
（B ）软绳上滑L 9
1
时速度最小
（C ）软绳重力势能共减少了mgL 4
1
（D ）软绳减少的重力势能一定小于其增加的动能与克服摩擦力所做的功之和
四、填空题（每小题4分，共20分）。

答案写在答题纸中指定位置，不要求写出演算过程。

21、变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度档，下图是某一种变速自行车齿轮转动结构示意图，图中A 轮有48齿,B 轮有42齿，C 轮有18齿，D 轮有12齿。

那么该车可变换________ 种不同档位，当A 与D 轮组合时，两轮的角速度之比ωA :ωD =_____________。

m
θ
A
B A
22、一物体从某一行星（行星表面不存在空气）表面竖直向上抛出。

从抛出时开始计时，得到如图所示的s -t 图像，则该行星表面的重
力加速度大小为_____m/s 2
；当t ＝t 0时，再以初速度10m/s 抛出另一
物体，经△t 时间两物体在空中相遇，为使△t 最大，则t 0＝______s 。

23、如图所示，均匀细杆AB 的质量为m AB =5kg ，A 端装有固定转轴，B 端连接细线通过滑轮和重物C 相连，若杆AB 呈水平，细线与水平方向的夹角为θ=30°时
恰能保持平衡，则重物C 的质量m C ＝__________；若将滑轮水平向右缓缓移动，则杆AB 将_____________（选填“顺时针”、“逆时针”或 “不”）转动，并在新的位置平衡。

（不计一切摩擦）
24、如图所示，一物体在平行于斜面向上的恒力F 作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间t 力F 做功为60 J ，此后撤去恒力F ，物体又经时间t 回到出发点，若以地面为零势能点，则当物体回到出发点时的动能为 J ，在撤去恒力F 之前，当物体的动能为7 J 时，物体的机械能为 J 。

25、如图甲所示，一质量为m =1kg 的小物块静止在粗糙水平面上的A 点，从t = 0时刻开始，物体在受如图乙所示规律变化的水平力
F 作用下向右运动，第3s 末物块运动到B 点时速度刚好为零，第5s
末物块刚好回到A 点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ= 0.2，则物体从A 运动到B 间的平均速度为__ __m/s ，水平力F 在5s 时间内对小物块所做功的功率_ _W 。

五、实验题（本大题4小题，共24分）答案写在答题纸中指定位置，不要求写出演算过程。

26、（4分）一个质点正在作匀加速直线运动.用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相。

闪光时间间隔为1s 。

分析照片得到的数据，发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了2m ；在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8m 。

由所给的条件可以求得 ( )
A. 第1次闪光时质点的速度.
B. 质点运动的加速度.
C. 从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移.
θ
B A C
20 16 12 8 4 2
4
6
8
s /m t /s
D. 质点运动的初速度.
27、（6分）图为一小球做平抛运动时闪光照片的一部分，图中背景是边长5cm 的小方格。

问闪光的频率是 Hz ；小球运动的初速度是 m/s ，小球运动到C 点时的速率 （米/秒）（重力加速度g 取10 m/s 2）
28．（6分）在一次研究型课的活动中，某小组提出了测量一种棉线能承受的最大拉力的课题，其中一位同学提出了运用一个已知质量为m 的钩码和一把米尺进行测量的方案。

首先，他把钩码直接悬挂在这种棉线上，结果棉线没有断，而且没有发生明显伸长。

然后该同学进行了一系列的测量和计算，得出了该棉线能承受的最大拉力。

请你根据该同学已具有的上述器材，回答下列问题：
（1）请在方框内画出实验方案的示意图（标出需测量的量）；
（2）实验中需要测量的物理量是：
________________________________________； （3）棉线能承受的最大拉力F 的表达式是： F ＝________________________。

29．（8分）某同学在学习了DIS 实验后，设计了一个测量物体瞬时速度的实验，其装置如下图所示。

在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。

该同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。

（1）（多选）则以下表述正确的是（ ） A ．四个挡光片中，挡光片I 的宽度最小 B ．四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小
C ．四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
D ．四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
实验 次数
不同的 挡光片 通过光电门的时间 （s ）
速度 （m/s ） 第一次 I 0.23044 0.347 第二次 Ⅱ 0.17464 0.344 第三次 Ⅲ 0.11662 0.343 第四次 Ⅳ
0.05850
0.342
（2） （单选）这种方法得到的小车车头到达光电门时的瞬时速度其测量值跟实际值相比（ ）
A ．偏大
B ．偏小
C ．相等
D ．不确定
（3）（单选）若把挡光片的挡光部分对称的装在小车的正中间，测量小车正中间到达光电门时的瞬时速度，测量值跟实际值相比（ ）
A ．偏大
B ．偏小
C ．相等
D ．不确定
六．计算题（本大题有4小题，共50分）本题必须在答题纸中指定位置解答。

要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

30、（10分）杂技演员在进行“顶杆”表演时，顶杆演员A 顶住一根质量可忽略不计的长竹竿。

质量为m=30kg 的演员B 自竹竿顶部由静止开始下滑，滑到竹竿底端时速度恰好为零。

为了研究下滑演员B 沿杆的下滑情况，在顶杆演员A 与竹竿底部之间安装了一个力传感器。

由于竹竿处于静止状态，传感器显示的就是下滑演员B 所受摩擦力的情况，如图所示。

g=10m ／s 2。

求：
（1）下滑演员B 下滑过程中的最大速度； （2）竹杆的长度。

31、(12分)如图所示，一根“┻”形状的轻支架上固定两个小球A 、B ，支架可以绕转轴O 在竖直平面内无摩擦自由转动，已知m A =2kg ，m B =1kg ，AC=BC=OC=1m 。

（g 取10m/s 2
）。

（1）在A 球上施加一个力F ，使装置静止，B 与转轴O 在同一水平线上。

则F 最小为多少？
（2）撤去F ，当A 球摆动到最低点时，B 球速度多大？
32．（14分）运动会上4×100m 接力赛是最为激烈的比赛项目，有甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现，甲短距离加速后能保持9m/s 的速度跑完全程．为了确定乙起跑的时机，甲在接力区前s 0 处作了标记，当甲跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时立即起跑（忽略声音传播的时间及人的反应时间），先做匀加速运动，速度达到最大后，保持这个速度跑完全程。

已知接力区的长度为L =20m ，试求：
（1）若s 0 =13.5m ，且乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，则在完成交接棒时乙离接力区末端的距离为多大？
（2）若s 0 =16m ，乙的最大速度为8m/s ，要使甲乙能在接力区内完成交接棒，且比赛成绩最好，则乙在加速阶段的加速度应为多少？
t/s
1 2 3
180 360 F/N
A
B
O
C
33、（14分）当前，高楼遇险逃生措施及训练引起高度关注。

有人设想在消防云梯上再伸出轻便的滑竿解救受困人员，解决云梯高度不够高的
问题。

如图所示，在一次消防演习中模拟解救被困人员，为了安全，被困人员使用安全带上挂钩挂在滑竿上从高楼A 点沿滑杆下滑逃生。

滑杆由AO 、OB 两段直杆通过光滑转轴在O 处连接，将被困人员和挂钩理想化为质点，且通过O 点的瞬间没有机械能的损失。

AO 长为1L =5m ，OB 长为2L =10m 。

竖直墙与云梯上端点B 的间距d =11m 。

滑杆A 端用挂钩钩在高楼的固定物上，可自由转动。

B 端用铰链固定在云梯上端。

挂钩与两段滑杆间动摩擦因数均为 =0.8。

(g =10m/s 2)
（1）若测得OB 与竖直方向夹角为53°，求被困人员在滑杆AO 上下滑时加速度的大小及方向？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（2）为了安全，被困人员到达云梯顶端B 点的速度大小不能超过6m/s ，若A 点高度可调，竖直墙与云梯上端点B 的间距d =11m 不变，求滑杆两端点A 、B 间的最大竖直距离？
物理试卷答案
一．单项选择题（共16分，每小题2分。

每小题只有一个正确选项。

) 题号 1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B A
C C A C B C
二．单项选择题(共24分，每小题3分。

每小题只有一个正确选项。

) 题号 9
10
11
12
13
14
15
16
答案
D D A D D B D B
三．多项选择题(共16分，每小题4分。

每小题至少有二个正确选项。

全选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错或不答的，得0分。

)
题号 17 18 19 20 答案
BCD
AC
BD
BCD
四．填空题(每小题4分，共20分)
21、 4 1：4 22、 2，2 23、5kg ； 顺时针 24、 60J ； 28J 25、 4/3 4.8
五、实验题（本大题4小题，共24分） 26、（4分） ABC 27、（6分） 10；1.5；3.35 28、（6分）
（1）请在方框内画出实验方案的示意图 （标出需测量的量）；
（2）棉纱线的长L 和刚好拉断时两悬点间的距离l 。

（3）2
2
2l
L mgL F -=。

注：用其他方法测量F ，只要合理同样给分。

29、（8分） （1） B ，D （2）A （3）B
六．计算题（本大题有4小题，共50分）本题必须在答题纸中指定位置解答。

要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

30、
20 （10分）
(1) mg-F 1=ma 1 （1分）
l L /2 L /2
m
a 1=4m/s 2
（1分） V m = a 1t 1 = 4m/s （2分） h 1=
2
1
a 1t 12 =2m （1分） (2) mg-F 2=m a 2 a 2= -2 m/s 2 （2分） 到底部的时间为 t 2＝
2
a v m
＝2S 通过位移 h 2=
2
m
v t 2 =4m （2分） 杆的总长度：H= h 1 + h 2 =6m （1分） 31、（12分）
（1）力F 最小，则F 应与OA 连线垂直 （1分）
OA B B A A Fl gl m gl m =+ （2分）
221011102⨯=⨯⨯+⨯⨯F （1分）
N F 28.28= （1分）
（2）2
22
121B B A A A A B B v m v m gh m gh m +=+ （2分）
A v :
B v =2:2 （1分） m h A )12(+= （1分）
=
B h m 2 （1分）
2
212
1)22(221)21(1022101B B v v ⨯⨯+⨯⨯=
+⨯⨯+⨯⨯ （1分） s m s m v B /9.7/23020=+= （1分）
32．（14分）
解：（1）设经过时间t ，甲追上乙，
根据题意有：vt －vt /2＝s 0，……………………………………………（3分） 将v ＝9m/s ，s 0＝13.5m 代入得：t ＝3s ，……………………………（1分） 此时乙离接力区末端的距离为∆s ＝L －vt /2＝20－9*3/2＝6.5m ………（3分）
（2）因为甲、乙的最大速度：v 甲＞v 乙，所以在完成交接棒时甲走过的距离越长，成绩越好．因此应当在接力区的末端完成交接，且乙达到最大速度v 乙。

……………（2分） 设乙的加速度为a ，加速的时间a v t 乙=
1，在接力区的运动时间t =0
L s v +甲
，…（2分）
∴L =12at 12+v 乙（t －t 1） ， 解得： a =83
m/s 2=2.67 m/s 2 ……………（3分）
33、（14分）
（1）设杆OA 、OB 与水平方向夹角为α、β，由几何关系：
d ＝L 1cos α+L 2cos β
得出AO 杆与水平方向夹角α＝53° （2分） 由牛顿第二定律得mgsinθ－μmgcosθ＝ma （1分） 在AO 段运动的加速度：a ＝gsin53°－μgcos53°＝3.2 m/s 2 （1分）
方向沿AO 杆向下。

（1分）
（2）设滑竿两端点AB 的最大竖直距离为h ，对下滑全过程由动能定理得
mgh －μmgL 1cos α′－μmgL 2cos β′＝22
1mv -0 （2分） 其中d ＝L 1cos α′+L 2cos β′=11， v ≤6 m/s 所以：d g
v h μ+=22
≤ 10.6m （2分） 又因为若两杆伸直，AB 间的竖直高度为
m 6.10m 2.10104)(2
221<≈=-+='d L L h （2分）
所以AB 间最大竖直距离应为h m =10.2m 。

（1分）。