2013-2014学年浙江省高三上学期期中考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

2011年7月在土耳其伊斯坦布尔举行的第15届机器人世界杯赛上。中科大“蓝鹰”队获得仿真2D组冠军和服务机器人组亚军，改写了我国服务机器人从未进人世界前5的纪录，标志着我国在该领域的研究取得了重要进展。图中是科大著名服务机器人“可佳”，如图所示，现要执行一项任务。给它设定了如下动作程序：机器人在平面内由点(0，0)出发，沿直线运动到点(3，1)，然后又由点(3，1 )沿直线运动到点(1，4)，然后又由点(1，4)沿直线运动到点(5，5)，然后又由点(5，5)沿直线运动到点(2，2)。该个过程中机器人所用时间是s。则 (    )

A．机器人的运动轨迹是一条直线

B．机器人不会两次通过同一位置

C．整个过程中机器人的平均速率为1m/s

D．整个过程中机器人的平均速度为1m/s

2. 难度：中等

如图所示，甲、丙物体在水平外力F的作用下静止在乙物体上，乙物体静止在水平面上。现增大水平外力F，三物体仍然静止，则下列说法正确的是（   ）

A．乙对甲的摩擦力一定增大

B．甲对丙的摩擦力一定增大

C．乙对甲的支持力一定增大

D．乙对地面的压力一定增大

3. 难度：中等

如图所示，球网高出桌面H，网到桌边的距离为L。某人在乒乓球训练中，从左侧L/2处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘。设乒乓球运动为平抛运动。则（    ）

A．击球点的高度与网高度之比为2：1

B．乒乓球在网左右两侧运动时间之比为2：1

C．乒乓球过网时与落到桌边缘时速率之比为1：2

D．乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1： 2

4. 难度：中等

利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小， 实验时让质量为M的某消防员从一平台上自由下落，落地过程中先双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了段距离，最后停止，用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示。 根据图线所提供的信息，以下判断正确的是(    )

A．t₁时刻消防员的速度最大

B．t₂时刻消防员的速度最大

C．t₃时刻消防员的速度最大

D．t₄时刻消防员的速度最大

5. 难度：中等

如图所示，靠在竖直粗糙墙壁上的物块在t=0时被无初速释放，此时开始受到一随时间变化规律为的水平力作用.、、和分别表示物块所受的摩擦力、物块的加速度、速度和重力势能变化量。则下列图像能正确描述上述物理量随时间变化规律的是（    ）

6. 难度：中等

2012年9月采用一箭双星的方式发射了“北斗导航卫星系统”（BDS）系统中的两颗圆轨道半径均为21332km的“北斗-M5”和“北斗M-6”卫星，其轨道如图所示。关于这两颗卫星，下列说法正确的是（     ）

A．两颗卫星绕地球运行的向心加速度大小相等

B．两颗卫星绕地球的运行速率均大于7．9km/s

C．北斗-M5绕地球的运行周期大于地球的自转周期

D．北斗-M6绕地球的运行速率大于北斗-M5的运行速率

7. 难度：中等

某娱乐项目中，参与者抛出一个小球去撞击触发器，从而进入下一关。现将此娱乐项目进行简化，假设参与者从触发器的正下方以v的速率竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器。若参与者仍在刚才的抛出点，沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球，如图所示。则小球一定不能够击中触发器的是（   ）

8. 难度：中等

如图所示，水平传送带的长度L=6m，皮带轮以速度v顺时针匀速转动，传送带的左端与一光滑圆弧槽末端相切，现有一质量为1kg的物体（视为质点），从高h=1.25m处O点无初速度下滑，物体从A点滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s²，保持物体下落的高度不变，改变皮带轮的速度v，则物体到达传送带另一端的速度v_B随v的变化图线是（     ）

9. 难度：中等

如图所示，两个倾角相同的滑杆上分别套有A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊着两个物体C、D，当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下．则下列说法中正确的是（     ）

A．C物体做的是匀速运动

B．D物体做的是匀加速运动

C．B环与滑杆间没有摩擦力

D．A环与滑杆间没有摩擦力g

10. 难度：中等

将一弹性绳（质量不计）一端固定在某一高处O点，另一端系在一个物体上，现将物体从O点处由静止释放，测出物体在不同时刻的速度V和该物体到O点的距离s，得到该物体的v－s图像如图所示。已知物体质量为5kg，弹性绳的自然长度为12m，（弹性绳的伸长在弹性限度内，遵循胡克定律，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²），则可知（    ）

A．物体下落过程中弹性绳的最大拉力大小约为50N

B．物体下落过程中最大加速度大小约为20m/s²

C．当弹性绳上的拉力为100N时物体的速度大小约为18m/s

D．物体下落过程中弹性绳弹性势能最大值约为3600J

11. 难度：简单

做匀加速直线运动的质点，在第5s末的速度为8m/s，则(     )

A．加速度大小是1.6 m/s²

B．加速度大小可能不是1.6 m/s²

C．前10s内位移大小是80 m

D．前10s内位移大小可能不是80 m

12. 难度：中等

带等量的同种正电的点电荷的连线和中垂线如右图所示。现将一个带负电的试探电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点，则试探电荷在这全过程中一定有（     ）

A．所受的电场力先减小后增大

B．所受的电场力先做负功后做正功

C．电势能一直减小

D．等量的同种正点电荷在a、b、c三点产生的电势高低情况为：φ_a＜φ_b＜φ_c

13. 难度：中等

北京时间2013年2月16日凌晨，直径约45米、质量约13万吨的小行星“2012DA14”，以大约每小时2．8万公里的速度由印度洋苏门答腊岛上空掠过，与地球表面最近距离约为2．7万公里，这一距离已经低于地球同步卫星的轨道。但它对地球没有造成影响，对地球的同步卫星也几乎没有影响．这颗小行星围绕太阳飞行，其运行轨道与地球非常相似，根据天文学家的估算，它下一次接近地球大约是在2046年．假设图中的P、Q是地球与小行星最近时的位置，下列说法正确的是（     ）

A．小行星对地球的轨道没有造成影响，地球对小行星的轨道也没有任何影响

B．只考虑太阳的引力，地球在P点的加速度大于小行星在Q点的加速度

C．只考虑地球的引力，小行星在Q点的加速度大于同步卫星在轨道上的加速度

D．小行星在Q点没有被地球俘获变成地球的卫星，是因为它在Q点的速率大于第二宇宙速度

14. 难度：中等

如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为3m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。则下列说法正确的是（     ）

A．斜面倾角α=37°

B．A获得最大速度为

C．C刚离开地面时，B的加速度最大

D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒

15. 难度：简单

在以下的实验探究中，必须要平衡摩擦力的实验有（     ）

A、《探究求合力的方法》的实验

B、《探究小车速度随时间变化规律》的实验

C、《探究外力做功与速度变化关系》的实验

D、《探究加速度与外力、质量的关系》的实验

二、实验题

16. 难度：中等

某同学用如图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的频率为50Hz交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。则：（1）该同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析。如图所示．其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点。根据以上数据，当打B点时重锤的速度_________m/s，计算出该对应的V²/2=_______ m²/s²，gh=_______m²/s²，可认为在误差范围内存在关系式_________                 _，即可验证机械能守恒定律。（g=9.8 m/s²）

（2）该同学继续根据纸带算出各点的速度V，量出下落距离h，并以V²/2为纵轴、以h为横轴画出的图象，应是图中的_______。

（3）他进一步分析，发现本实验存在较大误差。为此设计出用如图所示的 实验装置来验证机械能守恒定律。通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d。重力加速度为g。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。小铁球通过光电门时的瞬时速度  V=            。如果d、t、h、g存在关系式                              ，也可验证机械能守恒定律。

（4）比较两个方案，改进后的方案相比原方案的最主要的优点是：                     。

三、计算题

17. 难度：中等

2013年8月，“和平使命-2013”中俄联合反恐军事演习在俄罗斯举行。假设一质量为m的飞机在演习结束后返回驻地时，在平直跑道上经历了两个匀减速直线运动，飞机以速度v₀着陆后立即打开减速阻力伞，加速度大小为a₁，运行时间t₁后，关闭阻力伞，继续做匀减速直线运动直至停止，飞机在平直跑道上减速滑行的总距离为x，求第二个减速阶段飞机运动的加速度大小和时间．

18. 难度：中等

在天津市科技馆中，有一个模拟万有引力的装置。在如上图所示的类似锥形漏斗固定的容器中，有两个小球在该容器表面上绕漏斗中心轴做水平圆周运动，其运行能形象地模拟了太阳系中星球围绕太阳的运行。图2为示意图，图3为其模拟的太阳系运行图。图1中离中心轴的距离相当于行星离太阳的距离。则：

（1）在图3中，设行星A₁和B₁离太阳距离分别为r₁和r₂，求A₁和B₁运行速度大小之比。

（2）在图2中，若质量为m的A球速度大小为v，在距离中心轴为x₁的轨道面上旋转，由于受到微小的摩擦阻力，A球绕轴旋转同时缓慢落向漏斗中心。当其运动到距离中心轴为x₂的轨道面时，两轨道面之间的高度差为H。请估算此过程中A球克服摩擦阻力所做的功。

19. 难度：困难

如图所示，ABC为固定在竖直平面内的轨道，AB段为光滑圆弧，对应的圆心角q＝37°，OA竖直，半径r＝2.5m，BC为足够长的平直倾斜轨道，倾角q＝37°。已知斜轨BC与小物体间的动摩擦因数m＝0.25。各段轨道均平滑连接，轨道所在区域有E=4´10³N/C、方向竖直向下的匀强电场。质量m＝5´10^－2kg、电荷量q＝＋1´10^－4C的小物体（视为质点）被一个压紧的弹簧发射后，沿AB圆弧轨道向左上滑，在B点以速度v₀＝3m/s冲上斜轨。设小物体的电荷量保持不变。重力加速度g＝10m/s²，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。（设弹簧每次均为弹性形变。）则：

（1）求弹簧初始的弹性势能；

（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求小物块从A到P的电势能变化量；

（3）描述小物体最终的运动情况。

20. 难度：困难

如图甲所示，水平放置的平行金属板A和B的距离为d，它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN，现在A、B板上加上如图乙所示的方波形电压，电压的正向值为U₀，反向电压值为，且每隔T/2变向1次。现将质量为m的带正电，且电荷量为q的粒子束从AB的中点O以平行于金属板的方向OO′射入，设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T。不计重力的影响，试问：

（1）定性分析在t=0时刻从O点进入的粒子，在垂直于金属板的方向上的运动情况。

（2）在距靶MN的中心O′点多远的范围内有粒子击中？

（3）要使粒子能全部打在靶MN上，电压U₀的数值应满足什么条件？(写出U₀、m、d、q、T的关系式即可)