教育最新湖北省百所重点中学2009届上学期高三年级联合考试物理试卷

湖北省百所重点中学2009 届高三联合考试物理试卷
考生注意：
1．本试卷分第Ⅰ 卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。

考试时间90分钟。

2．请将各卷答案填在答题卡上。

3．本试卷主要考试内容：高中物理第一～六章。

第Ⅰ 卷（选择题共40 分）
一、选择题部分共10 小题．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；全部选对的得4 分，选不全的得2 分，有选错或不答的得0分． 1．如图所示，加装“保护器”的飞机一旦在空中发生事故失去动力时，上方的降落伞就会自动弹出．如果一根伞绳就能承重2940N ，伞展开后伞绳与竖直方向的夹角均为30°，飞机的质量约为30t ，忽略其他因素，仅考虑当飞机处于平衡时，降落伞的伞绳至少所需的根数最接近
A ．120
B ．12
C ．60
D ．100
2．某车队从同一地点先后发出N 辆汽车，汽车在平直的公路上排成直线行驶．各车均由静止出发先做加速度为a 的匀加速直线运动，达到同一速度v 后改做匀速直线运动，欲使N 辆车都匀速行驶时彼此距离均为s ，则各辆车依次出发的时间间隔为（不计汽车的大小）
A ．
2a v B ．2a v C ．2s v D ．s v
3．如图所示，物体A 靠在竖直的墙面上，在竖直向上的力F 的作用下，A 、B 体
均保持静止，则物体A 的受力个数为
A ．2
B ．3
C ．4
D ．5
4 一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x 方向和y 方向上的分运动速度随时间变化的规律如图所示．关于物体的运动，下列说法正确的是
A ．物体做曲线运动
B ．物体做直线运动
C ．物体运动的初速度大小是50m/s
D ．物体运动的初速度大小是10m/s
5．A 、B 、C 三个物体通过细线和光滑的滑轮相连，处于静止状态，如图甲所示，C 是一箱砂子，砂子和箱的重力都等于G ，动滑轮的质量不计．现打开箱子下端开口，使砂子均匀流出，经过时间t 0砂子流完，则图乙中能表示在此过程中桌面对物体B 的摩擦力f 随时间的变化关系的图象是
F
B
6．如图甲所示，放在光滑水平面上的木块受到两个水平力F 1与F 2的作用，静止不动．现保持F 1不变，使F 2逐渐减小到零，再逐渐恢复到原来的大小，在这个过程中，能正确描述木块运动情况的图象是图乙中的
7．已知地球的同步卫星的轨道半径为地球半径的6.0倍，根据你知道的常识，可以估算出地球到月球的距离，这个距离最接近
A ．地球半径的40 倍
B ．地球半径的60 倍
C ．地球半径的80 倍
D ．地球半径的100 倍
8．在由静止开始向上运动的电梯里，某同学把一测量加速度的小探头（重力不计）固定在一个质量为1 kg 的手提包上进人电梯，到达某一楼层后停止．该同学将采集到的数据分析处理后列在下表中
为此，该同学在计算机上画出了很多图象，请你根据上表数据和所学知识判断下列图象（设
F 为手提包受到的拉力，取210m/s g=）正确的是
9．一个做平抛运动的物体，从开始运动到发生第一个水平位移为s 的时间内，在竖直方向的位移为d l ；紧接着物体在发生第二个水平位移s 的时间内，它在竖直方向的位移为d 2．已知重力加速度为g ，则物体做平抛运动的初速度可表示为
A
．
．
12
．10．如图所示，水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌，每一张的质量均为m ．用一手指
以竖直向下的力压第1 张牌，并以一定速度向右移动手指，确保手指与第1 张牌之间有相
对滑动．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第l 张牌之间的动摩擦因数为1μ，牌间的动摩擦因数均为2μ，第54 张牌与桌面间的动摩擦因数为3μ，且有123>>μμμ．则下列说法正确的是
A ．第2 张牌到第53 张牌之间可能发生相对滑动
B ．第2 张牌到第53 张牌之间不可能发生相对滑动
C ．第l 张牌受到手指的摩擦力向左
D ．第54 张牌受到水平桌面的摩擦力向左
第Ⅱ卷 (非选择题 共60分)
二、非选择题部分共6 小题，共60 分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．解答题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．
11．(7分）图甲为测量电动机匀速转动时的角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机的转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器．
(1)请将下列实验步骤按先后排序_______________.
① 使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
②接通电火花计时器的电源，使它工作起来 ③ 启动电动机，使圆形卡纸转动起来
④ 关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹，如图乙所示，写出角速度ω的表达式，代人数据，得出ω的测量值
(2)要得到角速度ω的测量值，还缺少一必要的测量工具，它是( ) A ．秒表 B ．毫米刻度尺 C ．圆规 D ．量角器 (3)写出ω。

的表达式，并指出表达式中各个物理量的意义_____________________________
_____________________________________________________________________。

(4)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠现象，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动．则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示，从实验原理上来看，这对测量结果有影响吗？_____________。

12．(8分）某学习小组通过实验知道：在弹性限度内，弹簧的弹力F 的大小与弹簧的伸长（或缩短）量x 成正比，公式表达为F =kx ；并且不同的弹簧，其劲度系数k 也不同．现在该学习小组将两根已知劲度系数分别为k l 、k 2的弹簧A 和B 串接成一根新弹簧，并想通过实验确定新弹簧的劲度系数k 3 与k l 、k 2的关系． (1)甲同学猜想是312k =k +k ，乙同学猜想是
312
111
=+k k k 。

其中有一位同学的猜想是对
的，请你判断出谁对谁错，并写出判断依据．
____________________________________________________________________________。

(2)为了验证理论推导的正确性，可通过实验来完成．实验所需的器材除了弹簧A 和B、已知质量m且质量相等的钩码外，还需要的器材有_______________________________。

(3)请你写出完整的实验步骤．
13．(9分）如图所示，半径分别为r 和R的圆环竖直叠放（相切）于水平面
上，一条公共斜弦过两圆切点且分别与两圆相交于a、b 两点．在此弦上铺一
条光滑轨道，将一小球从a点由静止释放，设小球穿过切点时不受阻挡．求
该小球从a点运动到b点所用的时间．
14．(10 )图示为宇宙中一恒星系的示意图，A为该星系的一颗行星，它绕中央恒星O的运行轨道近似为圆．已知引力常量为G，天文学家观测得到A行星的运行轨道半径为R0，周期为T0．
(l)中央恒星O的质最是多大？
(2)长期观测发现，A行星每隔t0时间其运行轨道便会偏离理论轨道
少许，天文学家认为出现这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着
一颗未知的行星B（假设其运行的圆轨道与A在同一平面内，且与A
的绕行方向相同）．根据上述现象和假设，试估算未知行星月的运动
周期和轨道半径．
15． (12分)在一次抗洪救灾工作中，一架直升机A 用长H = 50m 的悬索（重力可忽略不计）系住一质量m = 50 kg 的被困人员B ，直升机A 和被困人员B 以0v ＝10m/s 的速度一
起沿水平方向匀速运动，如图甲所示．某时刻开始收悬索将人吊起，
在t = 5s 的时间内，A 、B 之间的竖直距离以l = 50-t 2
(单位：m)的规律变化，取210m/s g=
(1)求这段时间内悬索对人的拉力大小．
(2)求在5s 末人的速度大小及该5s 内人的位移大小．
(3)直升机在t = 5s 时停止收悬索，但发现仍然未脱离洪水围困区，为将被困人员B 尽快运送到安全处，飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标，致使被困人员B 在空中做圆周运动，如图乙所示．此时悬索与竖直方向成37°角，不计空气阻力，求被困人员B 做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B 的拉力．( sin 37°=0.6 ,cos37°=0.8 )
16．(14分)图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A、B两端相距3m ，另一台倾斜，传送带与地面的倾角θ= 37°, C、D两端相距4.45m , B、C相距很近．水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动．将质量为10 kg 的一袋大米放在A 端，到达B端后，速度大小不变地传到倾斜的CD部分，米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5．试求：
(1)若CD部分传送带不运转，求米袋沿传送带所能
上升的最大距离．
(2)若要米袋能被送到D端，求CD部分顺时针运转
的速度应满足的条件及米袋从C端到D端所用时间
的取流范围．
参考答案
1．A 2．D 3．B 4．AC 5．B 6．B 7．B 8．AC 9．ABD 10．BD 11．⑴①③②④ (2分)
⑵D (2分)
⑶()1=
n-t
θ
ωθ，是n 个点对应的圆心角，t 是打点计时器的打点时间间隔 (2分)
⑷没有影响 (1分)
12．⑴乙同学的猜想是对的，当新弹簧所受拉力为F 时，其中A 弹簧的伸长量11
F
x =
k ，B 弹簧的伸长量22
F
x =
k ，而312F k =x +x ，可得312111=+k k k (3分)
⑵铁架台，刻度尺 (2分)
⑶①将新弹簧悬挂在铁架台上，用刻度尺测出弹簧的长度0l ②在弹簧下端挂上n 个钩码，测出此时弹簧的长度1l ③将测量结果代入310
nmg
k =
l -l 得到3k 的值 ④改变n 的值，多测几次，取3k 的平均值代入
312
111
=+k k k 进行验证 (3分) 13．解：设轨道ab 与水平面间的夹角为θ，由几何关系可知：
轨道ab 的长度()2cos s=R+2r θ (3分
)
由牛顿第二定律可得，小球下滑的加速度cos cos mg a==g m
θ
θ (2分) 由运动学公式得 2
12
s=
at (2分) 联立以上各式解得
t=分) 14．解：⑴设中央恒星O 的质量为M ，A 行星的质量为m ，则由万有引力定律和牛顿第二定
律得 2
02200
4Mm G =m R R T π (3分)
解得 230
2
04R M=GT π (1分)
⑵由题意可知：A 、B 相距最近时，B 对A 的影响最大，且每隔0t 时间相距最近，设B 行星的周期为B T ，则有
00
01B
t t -=T T (1分) 解得 00
00
-B t T T =
t T (1分) 设B 行星的运行轨道半径为B R ，根据开普勒第三定律有 32
3200
B B R T R T = (2分)
解得
0B R =R 分) 15．解：⑴被困人员在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上被困人员的位移
()225050y=H-l=--t =t ，由此可知，被困人员在竖直方向上做初速度为零、加速度
22m/s a=的匀加速直线运动 (2分)
由牛顿第二定律可得 F-mg=ma (1分 ) 解得悬索的拉力 ()600N F=m g+a = (1分)
⑵被困人员5s 末在竖直方向上的速度为 10m/s y =at=v (1分) 合速度
v (1分) 竖直方向的位移 2
125m 2
y=
at =，水平方向的位移050m x=t=v ，合位移
(2分
)
⑶5s t=时悬索的长度5025m l =-y='，旋转半径sin 37r=l '︒，由
2
tan 37m =mg r
'︒v 解得
'v (2分) 此时被困人员B 的受力情况如图所示，由图可知cos37T =mg ︒
解得 625N cos37mg
T=
=︒
(2分)
16．⑴米袋在AB 上加速时的加速度205m/s mg
a ==g=m
μμ (1分) 米袋的速度达到05m/s =v 时，滑行的距离20
00
2.5m 3m 2s ==<AB=a v ，因此米袋在到
达B 点之前就有了与传送带相同的速度 (2分)
设米袋在CD 上运动的加速度大小为a ，由牛顿第二定律得
sin cos mg +mg =ma θμθ (1分)
代入数据得 2
10m/s a= (1分)
所以能滑上的最大距离 20
1.25m 2s==a
v (1分) ⑵设CD 部分运转速度为1v 时米袋恰能到达D 点(即米袋到达D 点时速度恰好为零)，则米袋速度减为1v 之前的加速度为
()21sin cos 10m/s a =-g +=-θμθ (1分)
米袋速度小于1v 至减为零前的加速度为
()22sin cos 2m/s a =-g -=-θμθ (1分)
由22210112
0 4.45m 22--+=a a v v v (2分)
解得 14m/s =v ，即要把米袋送到D 点，CD 部分的速度14m/s CD =v v ≥ (1分) 米袋恰能运到D 点所用时间最长为 101
max 12
0 2.1s --t =
+=a a v v v (1分) 若CD 部分传送带的速度较大，使米袋沿CD 上滑时所受摩擦力一直沿皮带向上，则所用时间最短，此种情况米袋加速度一直为2a 。

由2
0max 2max max 1 1.16s 2
CD s =t +a t t =v ，得 (1分)
所以，所求的时间t 的范围为 1.16s 2.1s t ≤≤ (1分)。