2011-2012学年浙江大学附中高三（上）期中物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图所示，大小分别为F₁、F₂、F₃的三个力恰好围成一个闭合的三角形，且三个力的大小关系是F₁＜F₂＜F₃，则下列四个图中，这三个力的合力最大的是（ ）
A．
B．
C．
D．

2. 难度：中等

我国道路安全部门规定：高速公路上行驶的最高时速为120km/h．交通部门提供下列资料：
资料一：驾驶员的反应时间：0.3～0.6s
资料二：各种路面与轮胎之间的动摩擦因数

路面	动摩擦因数
干沥青	0.7
干碎石路面	0.6～0.7
湿沥青	0.32～0.4

根据以上资料，通过计算判断汽车行驶在高速公路上的安全距离最接近（ ）
A．100m
B．200m
C．300m
D．400m

3. 难度：中等

如图所示，一个木块A放在长木板B上，长木板B放在水平地面上，在恒力F作用下，长木板B以速度v匀速运动，而A保持静止，此时水平的弹簧秤的示数为F_T．下列说法正确的是（ ）

A．木块A、长木板B以及弹簧组成的系统机械能守恒
B．长木板B受到的拉力F一定等于弹簧秤的示数F_T
C．若长木板B以2v的速度匀速运动时，木块受到的摩擦力的大小等于2F_T
D．若用2F的力作用在长木板B上，木块受到的摩擦力的大小仍等于F_T

4. 难度：中等

在粗糙水平木板上放一物块，沿图所示的逆时针方向在竖直平面内作匀速圆周运动，圆半径为R，速率为水平直径，bd为竖直直径．设运动中木板始终保持水平，物体相对于木板静止，则（ ）

A．物块始终受两个力作用
B．只有在a、b、c、d四点，物块受到的合外力才指向圆心
C．从b运动到a，物块处于超重状态
D．从a运动到d，物块处于超重状态

5. 难度：中等

2007年4月，我国开始实施第六次铁路大提速，重点城市间大量开行时速200公里及以上动车组旅客列车成为引人注目的焦点．铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要问题．已知匀速行驶时，列车所受阻力与速度平方成正比，即f=kv²，列车要提速，就需研制出更大功率的机车，那么当机车分别以120km/h和40km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车的牵引力功率之比为（ ）
A．3：1
B．9：1
C．27：1
D．81：1

6. 难度：中等

如图所示，一质量为m的滑块以初速度v自固定斜面底端A开始冲上斜面，到达某一高度后返回A，斜面与滑块之间有摩擦．下图分别表示滑块在斜面上运动的整个过程中速度v、加速度a、重力势能E_P和机械能E随时间的变化图线，可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．

7. 难度：中等

一定质量的气体吸热膨胀，保持压强不变，关于此过程中的下列说法正确的是（ ）
A．气体的内能一定增加，吸收的热小于内能的增量
B．气体的内能一定减小，吸收的热大于内能的增量
C．气体的内能一定增加，吸收的热一定大于内能的增量
D．不能确定

8. 难度：中等

氢原子的n=1、2、3、4各个能级的能量如图所示，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时（ ）

A．最多激发出3种不同频率的光子
B．最多激发出6种不同频率的光子
C．由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小
D．处在n=1轨道的电子动能最小

9. 难度：中等

如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动．若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴Ox，小球的速度v随x变化的图象如图乙所示．其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BC是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，以下关系式正确的是（ ）
A．x_A=h，a_A=g
B．x_B=h+，a_B=0
C．x_C=h+，a_C=g
D．x_C＞h+，a_C＞g

10. 难度：中等

航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（ ）

A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
B．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度
C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度

11. 难度：中等

四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上．另有四个质量相同的小物体放在斜面顶端，由于小物体与斜面间的摩擦力不同，第一个物体匀加速下滑，第二个物体匀速下滑，第三个物体匀减速下滑，第四个物体静止在斜面上，如图所示，四个斜面均保持不动，下滑过程中斜面对地面压力依次为F₁、F₂、F₃、F₄，则对四种情况判断正确的是（ ）

A．F₁＜F₂=F₄＜F₃
B．F₂=F₄＜F₁＜F₃
C．第二和第四种情况地面对斜面的摩擦力为零
D．第一和第三种情况地面对斜面的摩擦力不为零，且方向分别为水平向右和向左

12. 难度：中等

如图，两物体A、B用轻质弹簧相连，静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F₁、F₂使A、B同时由静止开始运动，在弹簧由原长伸到最长的过程中，对A、B两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是（ ）

A．A、B先作变加速运动，当F₁、F₂和弹力相等时，A、B的速度最大；之后，A、B作变减速运动，直至速度减到零
B．A、B作变减速运动速度减为零时，弹簧伸长最长，系统的机械能最大
C．A、B、弹簧组成的系统机械能在这一过程中是先增大后减小
D．因F₁、F₂等值反向，故A、B、弹簧组成的系统的动量守恒

二、填空题

13. 难度：中等

如图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．
（1）若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d=    cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=2.0×10^-2s，则小车经过光电门时的速度为    m/s；
（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为    ；
（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间△t，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系，处理数据时应作出    （选填“v-m”或“v²-m”）图象．

14. 难度：中等

某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．

（1）若已得到打点纸带如图所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选    段来计算A的碰前速度，应选    段来计算A和B碰后的共同速度（以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）．

（2）已测得小车A的质量m₁=0.40kg，小车B的质量m₂=0.20kg，由以上测量结果可得：碰前m_Av_A+m_Bv_B=    kg•m/s；碰后m_Av_A，+m_Bv_B，=    kg•m/s．并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等    ．（计算结果保留三位有效数字）

三、解答题

15. 难度：中等

如图所示，在一次摩托车飞越壕沟的表演中，摩托车车手驾驶一辆摩托车先在水平路面上加速至v=20m/s，然后靠惯性冲上斜坡并从斜坡顶部的平台上水平飞出，不计空气阻力，g=10m/s²，求：
（1）若已知平台高度为5m，摩托车在冲上斜坡过程中克服摩擦力做功7800J，驾驶员和摩托车的总质量为100kg，则从平台上飞出的初速度为多少？
（2）在第（1）问中，若摩托车车身长约1.6m，问摩托车能否安全飞过10m宽的壕沟？

16. 难度：中等

如图所示，电动机带动滚轮做逆时针匀速转动，在滚轮的摩擦力作用下，将一金属板从斜面底端A送往上部，已知斜面光滑且足够长，倾角θ=30°，滚轮与金属板的切点B到斜面底端A的距离为L=6.5m，当金属板的下端运动到切点B处时，立即提起滚轮使它与板脱离接触．已知板之后返回斜面底部与挡板相撞后立即静止，此时放下滚轮再次压紧板，再次将板从最底端送往斜面上部，如此往复．已知板的质量为m=1×10³kg，滚轮边缘线速度恒为v=4m/s，滚轮对板的正压力F_N=2×10⁴N，滚轮与板间的动摩擦因数为μ=0.35，取g=10m/s²．求：
（1）在滚轮作用下板上升的加速度；
（2）板加速至与滚轮速度相同时前进的距离；
（3）板往复运动的周期．

17. 难度：中等

如图所示，物块M和m用一不可伸长的细绳通过定滑轮连接，m放在倾角θ=30°的固定光滑斜面上，而穿过竖直杆PQ的物块M可沿杆无摩擦地下滑，M=3m=1Kg，开始时，将M抬高到A点，使细绳水平，此时OA段绳长为L=4.0m，现M由静止开始下滑，回答下列问题：
（1）物块m的机械能是否守恒？若守恒，请说出理由；若不守恒，请说出机械能如何变化，变化的大小与什么力做功相等？
（2）当M下滑3.0m至B点时的速度为多大？
（3）当M下滑3.0m至B点的过程中，绳对M做的功为多大？（g取10m/s²）

18. 难度：中等

在赛车场上，为了安全起见，车道外围都固定上废旧轮胎作为围栏，当车碰撞围拦时起缓冲器作用．为了检验废旧轮胎的缓冲效果，在一次模拟实验中用弹簧来代替废旧轮胎，实验情况如图所示．水平放置的轻弹簧左侧固定于墙上，处于自然状态，开始赛车在A处处于静止，距弹簧自由端的距离为L1=1m当赛车起动时，产生水平向左的牵引力恒为F=24N使赛车向左做匀加速前进，当赛车接触弹簧的瞬间立即关闭发动机撤去F，赛车继续压缩弹簧，最后被弹回到B处停下．已知赛车的质量为m=2kg，A、B之间的距离为L2=3m，赛车被弹回的过程中离开弹簧时的速度大小为v=4m/s，水平向右．求：
（1）赛车和地面间的动摩擦因数；
（2）弹簧被压缩的最大距离；
（3）弹簧的最大弹性势能．