重庆市重庆一中2015届高三上学期期中考试物理试题2 Wo

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重庆市重庆一中2015级高三上期半期考试
物理试题卷2014．11
物理试题分为选择题、非选择题和选做题三部分，满分110分．选择题和非选择题两部分学生必做；选做题有两题，考生从中选做一题，若两题都做，则按所做的第一题计分．
【试卷综析】本试卷是高三模拟试题，包含了高中物理的必修一、必修二、选修3-3的内容，主要包含受力分析、牛顿运动定律、动能定理、电场、分子动理论、热力学
定律、动量守恒定律等内容，在考查问题上以基本定义、基本规律为主，以基础知
识和基本技能为载体，在试题上以改变题为主，没有沿用老题，是份非常好的试卷。

（一）选择题（本大题共5小题，每题6分，共30分．每题仅有一个正确答案）【题文】14．某同学为估测一教学楼的总高度，在楼顶将一直径为2cm的钢球由静止释放，测得通过安装在地面的光电门数字计时器的时间为0.001s，由此可知教学楼的总高度约为（不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2）
A．10m B．20m C．30m D．40m
【知识点】自由落体运动．A3
【答案解析】 B 解析：由图可知AB的长度为2cm，即0.02m，曝光时间为
1
1000
s，所以AB
段的平均速度的大小为：
0.02
0.001
x
v
t
===20m/s，由于时间极短，故A点对应时刻的瞬时速
度近似为20m/s，由自由落体的速度位移的关系式 v2=2gh可得：h=
22
20
2210
v
g
=
⨯
=20m．故B
正确．故选：B
【思路点拨】根据照片上痕迹的长度，可以知道在曝光时间内物体下落的距离，由此可以估算出AB段的平均速度的大小，由于时间极短，可以近似表示A点对应时刻的瞬时速度，最后再利用自由落体运动的公式可以求得下落的距离．由于AB的运动时间很短，我们可以用AB 段的平均速度来代替A点的瞬时速度，由此再来计算下降的高度就很容易了，通过本题一定要掌握这种近似的方法．
【题文】15
的0.1倍，汽车能达到的最大速度为
m
v.汽车的加速度为（重力加速度为g）
A．0.1g B．0.2g C．0.3g D．g4.0
【知识点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．C2 E1
【答案解析】 A 解析：令汽车质量为m，则汽车行驶时的阻力f=0.1mg．
当汽车速度最大v m 时，汽车所受的牵引力F=f ，则有：P=f•v m 当速度为2m v 时有：P=F•2m v 由以上两式可得：F=222
m m m
f v P f v v ∙==根据牛顿第二定律：F-f=ma 所以a=20.10.1F f f f f m
g g m m m m
--====;故A 正确，B 、C 、D 均错误．故选A ． 【思路点拨】汽车达到速度最大时，汽车的牵引力和阻力相等，根据功率P=Fv ，可以根据题意算出汽车发动机的功率P ，当速度为
2m v 时，在运用一次P=Fv 即可求出此时的F ，根据牛顿第二定律就可求出此时的加速度．掌握汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，能根据P=FV 计算功率与速度的关系．
【题文】16．2013年12月2日“嫦娥三号”探月卫星在西昌卫星发射中心发射，“嫦娥三号”先在离月球表面某一高度的圆轨道上运动，随后多次变轨，最后围绕月球表面做圆周飞行，周期为T ．引力常量G 已知．则
A ．变轨过程中必须向运动的反方向喷气
B ．变轨后比变轨前相比，机械能增大
C ．可以确定该星球的质量
D ．可以确定该星球的密度
【知识点】 万有引力定律及其应用．D5
【答案解析】 D 解析： A 、变轨时飞船运动的轨道半径变小，做近心运动，要减速，所以变轨过程中必须向运动的方向喷气，故A 错误；B 、变轨时，动能减小，势能减小，所以机械能减小，之后只有万有引力做功，机械能不变，所以轨后比变轨前相比，飞船的机械能减小，
故B 错误；C 、飞船围绕该星球做近表面圆周飞行，周期为T ．则有：222
4mM R G m R T π=解得：23343M
GT
R ππ=，所以可知确定密度，但不能确定质量，故C 错误，D 正确．故选：D 【思路点拨】变轨时飞船做近心运动，要减速，动能减小，势能减小，所以机械能减小，根据万有引力提供向心力公式可以判断CD 选项．解答本题要知道：飞船做近心运动时要减速，做离心运动时要加速，只有万有引力做功时，机械能不变，能根据万有引力提供向心力公式求解相关问题，难度适中．
【题文】17．一小球从地面上以某一初速度竖直向上抛出，运动过程中受到的阻力大小与速率成正比，在上升过程中，下列能正确反映小球的机械能E 随上升高度h 的变化规律（选地面为零势能参考平面）的是
【知识点】机械能守恒定律；竖直上抛运动．A4 E3
【答案解析】C 解析：根据题意可知：f=kv
△E=W f=f h则得 E=E0-△E=E0-f h因为速度逐渐减小，所以f h逐渐减小，故图象的斜率逐渐
减小，即机械能减小越来越慢．当小球上升时还有重力势能，机械能不为0，只有C正确．
【思路点拨】只有重力对物体做功时，物体的机械能守恒，由于物体受空气阻力的作用，所以物体的机械能要减小，减小的机械能等于克服阻力做的功．物体受空气阻力的作用，物体的机械能要减小，由于空气阻力逐渐减小，所以机械能减小的越来越慢．
【题文】18．如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为R
h高处由静止释放，2，现将质量也为m的小球从距A点正上方
然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为
气阻力），则
A．小球和小车组成的系统动量守恒
B
C．小球离开小车后做斜上抛运动
D
【知识点】机械能守恒定律；向心力．E3 D4
【答案解析】 D 解析：A 、C 水平地面光滑，系统水平方向动力守恒，但竖直方向动量不守恒，则质点离开槽后做竖直上抛运动，下来时还会落回半圆槽中，故A 、C 错误；B 、小车与小球水平方向动量守恒，120mv mv =+ ，122v t v t R += ，所以2v t R = ，小车向左运动的距离为R ，故B 错误；D 、根据动能定理研究第一次质点在槽中滚动得：mg(H-34
H)-W f =0，W f 为质点克服摩擦力做功大小．解得：W f =14
mgH ．即第一次质点在槽中滚动损失的机械能为14
mgH ．由于第二次小球在槽中滚动时，对应位置处速度变小，因此槽给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于14mgH ，机械能损失小于14
mgH ，因此小球再次冲出a 点时，能上升的高度为为：12H ＜h ＜34
H ．故D 正确．故选：D 【思路点拨】水平地面光滑，系统水平方向动力守恒，则质点离开槽后做竖直上抛运动，下来时还会落回半圆槽中，根据动能定理求解质点在槽中滚动摩擦力做功．除重力之外的力做功量度物体机械能的变化．第二次小球在槽中滚动时，对应位置处速度变小，因此槽给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功变小．动能定理的应用范围很广，可以求速度、力、功等物理量，特别是可以去求变力功．摩擦力做功使得机械能转化成内能．
（二）非选择题．
【题文】6．(19分)（1）如图所示为实验室“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置．
①下列说法中不符合．．．
本实验要求的是 ． A ．入射球比靶球质量大，但二者的直径可以不同
B ．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C ．安装轨道时，轨道末端必须水平
D ．需要使用的测量仪器有天平和刻度尺
②实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O 点，经多次释放入射球，在
M 、P 、N ，并测得它们到O 点的距离分别为质量为1m ，靶球的质量为2m ，如果测得
近似等于 ，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒．
题6(1)图
＝_____成立，则可证明碰撞
中系统的动能守恒(要求用②问中的涉及的物理量表示) ．
【知识点】验证动量守恒定律．F5
111122
小球做平抛运动时抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，两边同时乘以时间t，m1v1t=m1v1′t+m2v2t得：m1OP=m1OM+m2ON；
③若在碰撞过程中动能守恒则有1
2
m1v02=
1
2
m1v12+
1
2
m2v22
即1
2
m1OP2=
1
2
m1OM2+
1
2
m2ON2
又由于m1OP=m1OM+m2ON 联立以上两式可得OM+
OP=ON
【思路点拨】实验是要验证两个小球碰撞过程系统动量守恒，同时通过平抛运动将速度的测量转化为水平射程的测量；为防止小球反弹，还要保证入射球质量要大于被碰球质量；实验要验证两个小球系统碰撞过程动量守恒，即要验证m1v1=m1v1′+m2v2，可以通过平抛运动将速度的测量转化为水平射程的测量。

（2）用如图1所示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，对纸带上的点迹进行测量，已知重力加
速度为g，即可验证机械能守恒定律．
①下面列举了该实验的几个操作步骤：
题6(2)图1
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 ．用天平测量出重锤的质量；
D ．先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；
E ．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F ．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能．
其中没有必要或操作不恰当的步骤是____________(填写选项对应的字母)
②如图2所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为O ，并在离O 点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A 、B 、C 、D 、E 、F ，量出与O 点的距离分别为1h 、2h 、3h 、4h 、5h 、6h ，使用交流电的周期为T ，设重锤质量为m ，则在打E 点时重锤的动能为____________，在打O 点和E 点这段时间内的重力势能的减少量为__________.
③在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是______（填“大于”或“小于”）重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出②问中纸带各点对应的速度，分别记为1v 至6v ， 并作2n v —n h 图象，如图3
所示，直线斜率为k ，则可测出阻力大小为______________．
【知识点】 验证机械能守恒定律．E5
【答案解析】 ①BCD 解析：①B ：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B 错误．C ：因为我们是比较mgh 、12
mv 2的大小关系，故m 可约去比较，不需要用天平．故C 错误．D ：因为我们是比较mgh 、12
mv 2的大小关系，故m 可约去比较，不需要用天平．开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，
以及注意事项．对于物理量线性关系图象的应用我们要从两方面：1、从物理角度找出两变量之间的关系式2、从数学角度找出图象的截距和斜率，两方面结合解决问题．
【题文】7．（15分）如图所示，一质量为m 的氢气球用细绳拴在地面上，地面上空风速水平且恒为0v
，球静止时绳与水平方向夹角为α．已知风力的大小与风速成正比，可以表示为kv f =（k 为已知的常数）．求：
（1）氢气球受到的浮力为多大；
（2）某时刻绳突然断裂，则绳断裂瞬间氢气球加速度为多大？
【知识点】 牛顿第二定律；共点力平衡的条件及其应用．B3 B4 C2
【答案解析】(1) 0tan kv mg α+ (2)
0cos kv m α
解析： （1）气球静止时，设细绳的拉力为T ，由平衡条件得 0sin =-+浮F mg T α ① 0cos kv T =α ②
解得mg kv F +=αtan 0浮
（2）细绳断裂瞬间，气球所受合力大小为T ，则加速度大小为m T a =
解得αcos 0m kv a = 【思路点拨】（1）对气球进行受力分析，作出气球的受力分析图，然后由平衡条件求出气球受到的浮力．（2）绳子断裂时，绳子的拉力消失，气球所受的其它力不变，气球所受的合力与绳子的拉力等大、反向，求出气球所受的合力，然后由牛顿第二定律求出加速度．本题考查了受力分析、力的合成与分解、共点力作用下物体的平衡条件、牛顿第二定律，是一道基础题；正确地对物体受力分析是正确解题的前提与关键，对物体受力分析时，要养成画受力分析图的习惯．
【题文】8．(16分)某兴趣小组为了研究过山车原理，做了一个简易实验：取一段长度=L 1 m 水平粗糙轨道AB ，如图所示，在B 点设计一个竖直平面内的光滑圆轨道，半径R 的大小可以调节．现有一电动小车(可视为质点)质量为=m 0.2kg 静止在A 点， 通过遥控器打开电源开关，在恒定牵引力=F 2N 作用下开始向B 运动，小车与水平轨道的动摩擦因数为=μ0.1，当小车刚好到达B 时立即关闭电源，然后进入圆轨道，g =10m/s 2，求：
（1）若圆轨道半径R =0.1m ，小车到达轨道最高C 点时对轨道的压力；
（2）要使小车不脱离轨道，则圆轨道的半径R 应满足什么条件？
【知识点】 动能定理 向心力 D4 E2
题7图
【答案解析】 （1）26N （2）36.0≤R m 和9.0≥R m 解析：（1）小车从A 到C 的过程，
第一，圆周运动能过最高点。

设轨道半径为1R ，有：
解得36.01≤R m 解得9.02≥R m 和9.0≥R m
【思路点拨】 （1）根据动能定理求得到达C 点的速度，然后根据C 点合力提供向心力求解C 点物体受到的支持力，根据牛顿第三定律可求得压力。

（2）不脱离轨道，小车可以通过最高点，通过最高点的条件是重力提供向心力，然后根据动能定理可受到半径。

【题文】9．（18分）如图所示，光滑的水平导轨MN 右端N 处与水平传送带理想连接，传送带长度L = 4.0 m ，皮带以恒定速率v = 3.0 m/s 顺时针转动．三个质量均为m = 1.0 kg 的滑块A 、B 、C 置于水平导轨上，B 、C 之间有一段轻弹簧刚好处于原长，滑块B 与轻弹簧连接，C 未连接弹簧，B 、C 处于静止状态且离N 点足够远，现让滑块A 以初速度0v = 3.0 m/s 沿B 、C 连线方向向B 运动，A 与B 碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短．滑块C 脱离弹簧后滑上传送带，并从右端P 滑出落至地面上．已知滑块C 与传送带之间的动摩擦因数μ= 0.1，重力加速度g =10m/s 2．求：
（1）滑块A 、B 碰撞时损失的机械能；
（2）滑块C 在传送带上因摩擦产生的热量Q ；
（3）若每次实验开始时滑块A 的初速度0v 大小不相同，要使滑块C 滑上传送 带后总能落至地面上的同一位置，则0v 的取值范围是什么?
【知识点】 动量守恒定律 机械能守恒定律 匀变速运动规律 A2 E3 F2
解析： （1）设A 和B 动量守恒①
②
（2）设AB 碰撞后，弹簧第一次恢复原长时AB 的速度为B v ，C 的速度为c v 。

对A 、B 、C 和弹簧组成的系统从AB 碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中，有：
动量守恒： C B mv mv mv +=221 ③
机械能守恒： C 以c v 滑上传送带，假设匀加速直线运动位移为S 时与传送带共速，由运动学公式
gS v v c μ222=- 解得5.2=S m ＜L 加速运动的时间为t ，有：⑤ C 在传送带上滑过的相对位移为5.0=-=∆S vt S m ⑥
摩擦生热S mg Q ∆=μ=0.5J
(3)设A 的最大速度为max v ，滑块C 在与弹簧分离时C 的速度为1c v 、AB 的速度为1B v ,则C 在传送带上一直匀减速直线运动直到在P 点与传送带共速，有：
gL v v c μ2221=- ⑦ 设A 的最小速度为min v ，滑块C 在与弹簧分离时C 的速度为2c v 、AB 的速度为1B v ,则C 在传送带上一直匀加速直线运动直到在P 点与传送带共速，有：
gL v v c μ2222=- ⑧ 解得12=c v m/s
对A 、B 、C 和弹簧组成的系统从AB 碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中，有： 动量守恒： 11max 2C B mv mv mv += ⑨
机械能守恒：⑩
所以【思路点拨】 （1）A 、B 组成的系统在碰撞时水平方向动量守恒，然后根据碰撞前后的速度求得损失的机械能。

（2）滑上传动带后，传送带做匀速运动，物体做匀变速，最后达到相同的速度，根据相对位移求得摩擦产生的热量。

（3）根据动量守恒和机械能守恒求得系统开始所需要的最小或最大动能，从而求得速度范围。

（三）选做题（第10题和第11题各12分，考生从中选做一题，若两题都做，则按第10题计分）
【题文】10 ．[选修3-3]
（1）下列说法正确的是
A ．布朗运动是液体分子的无规则运动
B ．晶体都具有确定的熔点和规则的几何形状
C ．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
D ．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
【知识点】 布朗运动 晶体 相对湿度 表面张力 H1 H2
【答案解析】 D 解析： A 、布朗运动是悬浮在流体中的固体小颗粒（如花粉）的运动，不是液体分子的运动，故A 错误；B 、单晶体有规则的形状和确定的熔点，多晶体外形不规则，但有确定的熔点，故B 错误；C 、在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故C 错误；D 、液体表面张力产生的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力．就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势．正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故D 正确；故选D
【思路点拨】 布朗运动是悬浮在流体中的固体小颗粒（如花粉）的运动，不是液体分子的运动，单晶体有规则的形状和确定的熔点，多晶体外形不规则，但有确定的熔点，在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，液体表面张力产生的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力．就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势．正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。

【题文】（2）A 、B 汽缸的水平长度均为20 cm 、截面积均为10 cm 2
，C 是可在汽缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D 为阀门．整个装置均由导热材料制成．起初阀门关闭，A 内有压强A P ＝4.0×105 Pa 的氮气．B 内有压强=B P 2.0×105 Pa 的氧
气．阀门打开后，活塞C 向右移动，最后达到平衡．求活塞C 移动的距离及平衡后B 中气体的压强．
【知识点】 热力学定律 H3 【答案解析】 7.6cm 3×105 Pa 解析：由玻意耳定律，对A 部分气体有 S x L P LS P A )(+=
①
对B
②
代入相关数据解得x
5 Pa 【思路点拨】平衡时左右压强相等，左、右边气体做等温变化，根据热力学定律求解最后的体积，从而求得压强和移动的距离。

题10(2)图。