2014届湖北省（红安一中等校）高三期中联考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图所示，水平地面上一物体在F₁＝10N，F₂＝2N的水平外力作用下做匀速直线运动，则

A．物体运动方向向左

B．物体所受滑动摩擦力大小为6N

C．撤去力F₁后物体最终会停下

D．撤去力F₂后物体最终会停下

2. 难度：中等

自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径R_B＝4R_A、R_C＝8R_A，如图所示.当自行车正常骑行时A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比a_A∶a_B∶a_C等于

A．1∶1∶8       B．4∶1∶4

C．4∶1∶32      D．1∶2∶4

3. 难度：中等

如图所示，在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一木块相连.木块处于平衡状态，若再在木块上作用一个竖直向下的力F，使木块缓慢下移0.1m，这个过程中力F做功2.5J，此时木块刚好再次处于平衡状态，则在木块下移0.1m的过程 中，弹簧弹性势能的增加量

A．等于2.5J    B．大于2.5J

C．小于2.5J     D．无法确定

4. 难度：中等

有一质点从x轴的坐标原点开始沿x轴正方向做直线运动，其速度随时间变化的图象如右图所示，下列四个图中a表示质点运动的加速度，x表示质点的位移，则下列四个图中可能正确的是

5. 难度：中等

物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能.若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，则一个质量为m₀的质点到质量为M₀的引力源中心的距离为r₀时，其万有引力势能为E_P＝－（式中G为万有引力常量）.一颗质量为m的人造地球卫星沿轨道半径为r₁的圆形轨道环绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，要使此卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径增大为r₂，则卫星上的发动机所消耗的最小能量为：（假设卫星的质量始终不变，不计一切阻力及其它星体的影响）

A．E＝(－)        B．E＝GMm(－)

C．E＝(－)         D．E＝(－)

6. 难度：中等

如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的：

A．运动周期相同　　　     B．运动线速度相同

C．运动角速度相同         D．向心加速度相同

7. 难度：中等

物体以υ₀的速度水平抛出，不计一切阻力，当运动至其竖直分位移与水平分位移大小相等时，下列说法中正确的是

A．竖直分速度与水平分速度的大小相等

B．瞬时速度的大小为

C．运动时间为

D．运动位移的大小为

8. 难度：中等

如图所示，质量为M，长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平向右的恒力F始终作用在小物块上，小物块与小车之间的滑动摩擦力为f，经过一段时间后小车运动的位移为x，此时小物块刚好滑到小车的最右端，则下列说法中正确的是

A．此时物块的动能为F(x＋L)

B．此时小车的动能为f(x＋L)

C．这一过程中，物块和小车增加的机械能为F(x＋L)－fL

D．这一过程中，物块和小车因摩擦而产生的热量为fL

9. 难度：中等

如图所示，绝缘轻弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q（可视为质点）固定在光滑绝缘斜面上的M点，且在通过弹簧中心的直线ab上.现把与Q大小相同，电性相同的带电小球P，从斜面上的N点由静止释放，N点距离弹簧有一段距离，在小球P与弹簧从接触到压缩到最短的过程中（此过程中弹簧始终在弹性限度内），以下说法正确的是

A．小球P和弹簧组成的系统机械能守恒

B．小球P和弹簧刚接触时其速度最大

C．小球P的动能与弹簧弹性势能的总和增大

D．小球P的加速度先减小后增大

10. 难度：中等

如图，在xOy坐标系所在的平面中，将一负检验电荷Q由y轴上的a点移至x轴上的b点时，需克服电场力做功W；若从a点移至x轴上的c点时，也需克服电场力做功W.那么此空间存在的静电场可能是

A．存在场强方向沿y轴负方向的匀强电场

B．存在场强方向沿x轴正方向的匀强电场

C．处于第I象限某一位置的正点电荷形成的电场

D．处于第I象限某一位置的负点电荷形成的电场

二、实验题

11. 难度：中等

（6分）实验中用图甲所示的装置探究加速度与力和质量的关系，通过改变小托盘和砝码总质量m来改变小车受到的合外力，通过加减小车中的砝码来改变小车总质量M.打点计时器所用交流电的频率为50Hz.

图乙为实验中得到的一条纸带中的一部分，取0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出 x₁＝3.20cm，x₂＝4.74cm，x₃＝6.30cm， x₄＝7.85cm，x₅＝9.41cm，x₆＝10.96cm.

（1）由上述数据计算出小车运动的加速度大小为      m/s²（结果保留三位有效数字）.

（2）本实验的目的是为研究加速度、质量、合外力三个物理量之间的关系，故实验中应采用的实验研究方法是                         .

（3）若在研究加速度与力的关系时得到了如图丙所示的图像，则该图像不过原点原因是       .

12. 难度：中等

（10分）某课外实验小组设计了多种方案来测量滑块与斜面、水平面间的动摩擦因数（滑块与斜面、水平面间的动摩擦因数相等），其中一种方案所用的测量工具只使用了刻度尺，该方案的做法如下：

（1）将滑块从如图装置的斜面上的A点由静止滑下，当滑块在水平面上滑行一段距离后停在C点.

（2）此时需要测量的物理量有：                                .（所填物理量应用字母符号表示并说明字母符号的物理意义）

（3）的表达式为：=                                .（用（2）中字母符号表示）

（4）为了使测量尽可能精确，应改变                                 进行多次测量，求的平均值.

（5）考虑滑块滑至斜面底端B时，因与水平面碰撞仅保留了水平分速度而进入水平轨道，则所测得的              .（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

三、计算题

13. 难度：中等

如图所示，小滑块在较长的固定斜面顶端，以初速度υ₀＝2m/s、加速度a＝2m/s²沿斜面加速向下滑行，在到达斜面底端前1s内，滑块所滑过的距离为L，其中L为斜面长.求：滑块在斜面上滑行的时间t和斜面的长度L.

14. 难度：中等

“嫦娥一号”探月卫星为绕月极地卫星.利用该卫星可对月球进行成像探测.设卫星在绕月极地轨道上做匀速圆周运动时距月球表面的高度为H，绕行周期为T_M；月球绕地球公转的周期为T_E，轨道半径为R₀；地球半径为R_E，月球半径为R_M.已知光速为c.

（1）如图所示，当绕月极地轨道的平面与月球绕地球公转的轨道平面垂直时（即与地心到月心的连线垂直时），求绕月极地卫星向地球地面发送照片需要的最短时间；

（2）忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响，求月球与地球的质量之比.

15. 难度：中等

如图，光滑固定斜面倾角为α，斜面底端固定有垂直斜面的挡板C，斜面顶端固定有光滑定滑轮.质量为m的物体A经一轻质弹簧与下方挡板上的质量也为m的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩.开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳平行于斜面.现在挂钩上挂一质量为M的物体D并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开挡板但不继续上升.若让D带上正电荷q，同时在D运动的空间中加上方向竖直向下的匀强电场，电场强度的大小为E，仍从上述初始位置由静止状态释放D，则这次B刚离开挡板时D的速度大小是多少？已知重力加速度为g.

16. 难度：困难

如图所示，在足够大的粗糙水平面上，有一直角坐标系，在坐标原点处有一物体，质量m＝5kg，物体和水平面间的动摩擦因数为μ＝0.08，物体受到沿坐标轴的三个恒力F₁、F₂、F₃的作用而静止于水平面.其中F₁＝3N，方向沿x轴正方向；F₂＝4N，方向沿y轴负方向；F₃沿x轴负方向，大小未知，从t＝0时刻起，F₁停止作用，到第2秒末，F₁再恢复作用，同时F₂停止作用.物体与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度的大小g＝10m/s².

（1）判断F₃的大小是否一定等于3N；（要求有必要的计算推理过程.）

（2）求物体静止时受到的摩擦力的大小和方向；

（3）求第2s末物体速度的大小；

（4）求第4s末物体所处的位置坐标；