江苏省泰州市姜堰区2015届高三上学期期中考试物理试题
2014 ~ 2015年度第一学期高三年级期中考试
物理试题
（满分：120分 考试时间：100分钟）
一、单项选择题：本题共6小题，每小题3分，共计18分. 每小题只有一个选项符合题意.
1．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是
A ．牛顿用实验的方法测出万有引力常量G
B ．伽利略根据理想斜面实验，提出了力是维持物体运动的原因
C ．密立根利用带电油滴在竖直电场中的平衡比较准确地测定了电子的电荷量
D ．哥白尼提出日心说，认为行星以椭圆轨道绕太阳运行
2．如图所示，用拇指、食指捏住圆规的一个针脚，另一个有铅笔芯的脚支撑在手掌心位置，使OA 水平，然后在外端挂上一些不太重的物品，这时针脚A 、B 对手指和手掌均有作用力，对这两个作用力方向的判断，下列各图中大致正确的是
3．右图是某物体做直线运动的v-t 图象，由图可知，该物体 A ．第1 s 内和第3 s 内的运动方向相反
B ．第3 s 内和第4 s 内的加速度相同
C ．第1 s 内和第4s 内的位移大小不等
D ．0~2s 内和0~4s 内的平均速度大小相等
4．如图所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子运动的轨迹。带电粒子只受电场力的作用，运动过程中电势能逐渐减小，它运动到b 处时的运动方向与受力方向可能的是
5．如图所示，水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两板间有一带负电的质点处于
静止状态．现将电容器的下极板向上移动到图中虚线所示的位置，则 A ．电容器的电容变大，质点向上运动 B ．电容器的电容变小，质点向上运动 C ．电容器的电容变大，质点向下运动 D ．电容器的电容变小，质点向下运动
6．如图，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫的质量的2倍，当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为
A ．
αsin 2
g
B ．αsin g
C ．αsin 2
3
g
s
1
-A B C
D ．2 sin g
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分. 每小题有多个选项符合题意. 全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分.
7．我国于2012年10月25日在西昌成功发射第16颗北斗导航卫星，这是二代北斗导航工程的最后一颗卫星。这次发射的北斗导航卫星是一颗地球同步卫星，如图所示，若第16颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点P 处点火加速，由椭圆轨道1变成地球同步圆轨道2．下列说法正确的是
A ．卫星在轨道2运行时的速度大于7.9km/s
B ．卫星沿轨道2运动的过程中，卫星中的仪器处于失重状态
C ．卫星沿轨道2运动的过程中，有可能经过北京的正上空
D ．卫星经过轨道1上的P 点和轨道2上的P 点的加速度大小相等
8．已知雨滴下落时受到的空气阻力与速度大小成正比，若雨滴从
空中由静止下落，下落过程中所受重力保持不变，下落过程中加速度用a 表示，速度用v 表示，下落距离用s 表示，落地前雨滴已做匀速运动，下列图象中可以定性反映雨滴运动情况的是
9．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x 轴正向运动，其电势能E p 随位移x 变化的关系如图所示，其中0～x 2段是关于直线x=x 1对称的曲线，x 2～x 3段是直线，则下列说法正确的是 A ．x 1处电场强度大小为零
B ．x 2～x 3段的电场强度大小方向均不变，为一定值
C ．粒子在0～x 2段做匀变速运动，x 2～x 3段做匀速直线运动
D ．0与x 2处电势φ0、φ2的关系为φ0=φ2
10．如图，质量分别为m 和2m 的两个小球A 和B ，中间用长为2L 的轻杆相连，在杆的中点O 处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后由静止释放，在B 球顺时针摆动到最低位置的过程中
A ．A 、
B 两球角速度大小始终相等
B ．重力对B 球做功的瞬时功率一直增大
C ．B 球摆动到最低位置时的速度大小为
gL 3
2 D ．杆对B 球做正功，B 球机械能不守恒
三、实验题（共2小题，共20分.请把答案填在答题卡相应的横
线上．）
11．（10分）某同学用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验．
（1）图乙是实验桌上的一把游标卡尺，该同学应该用游标卡尺____▲___部分（填字母序号）测量小车上
挡光片的宽度。测量结果如图丙所示，则挡光片的宽度为 ▲ cm ；
A C
B D a s t
1 2 3 cm 乙 丙
（2）实验中通过调节让小车匀速下滑，目的是 ▲ ；然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车每
次都从同一位置释放，此位置距光电门距离为l ，设挡光片的宽度为d ，光电门记录的挡光时间为t ，则小车加速度的表达式a = ▲ ； （3）实验中多次改变所挂重物的质量，测出对应的加速度a ，通过力传感器读出拉力F ，则下列图像中能正确
反映小车加速度a 与拉力F 关系的是 ▲ ．
12．（10分）用图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50Hz
，得到如图乙所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点A 、B 、C 、D 、E ，测出A 点距起点O 的距离为s 0=19.00cm ，点A 、
C 间的距离为s 1=8.36cm ，点C 、E 间的距离为s 2=9.88cm ，g 取9.8m/s 2，测得重物的质量为1kg 。
（1）下列做法正确的有 ▲ 。
A ．图甲中两限位孔必须在同一竖直线上
B ．实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直
C ．实验时，先放手松开纸带，再接通打点计时器电源
D ．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
（2）选取O 、C 两点为初末位置研究机械能守恒。重物减少的重力势能是 ▲ J ，打下C 点时重物的
速度是 ▲ m/s 。（结果保留三位有效数字）
（3）继续根据纸带算出各点的速度v ，量出下落距离s ，以2
2
v 为纵轴、以s 为横轴画出的图象，应是
图丙中的____▲____。
（4）实验中，重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，写出一条产生这一现象的原因
▲ 。
a O a O
a O a O A B D
C 限位孔 打点 计时器 纸带 夹子
重物 甲
s 0 s 1 s 2
O A C E D B 乙 丙
四、计算题：本题共5小题，共计66分. 解答时请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.
13．（12分）2014年10月8日，月全食带来的“红月亮”亮相天空，引起人们对月球的关注。我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t，如图所示。已知月球半径为R，月球表面处重力加速度为g月，引力常量为G．试求：
（1）月球的质量M；
（2）月球的第一宇宙速度v1；
（3）“嫦娥三号”卫星离月球表面高度h．
14．（12分）如图所示，质量为m的小球沿光滑的水平面冲上一光滑的半圆形轨道，轨道半径为R，小球在轨道最高点对轨道压力等于0.5mg，重力加速度为g，求：
（1）小球在最高点的速度大小；
（2）小球落地时，距最高点的水平位移大小；
（3）小球经过半圆轨道最低点时，对轨道的压力．
15．（13分）2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功．图1为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图．飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止．若航母保持静止，在某次降落中，以飞机着舰为计时起点，飞机的速度随时间变化关系如图2所示．飞机在t1=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，此时速度v1=70m/s；在t2=2.4s时飞机速度v2=10m/s．飞机从t1到t2的运动可看成匀减速直线运动．设飞机受到除阻拦索以外的阻力f大小不变，且f=5.0×104N，“歼15”舰载机的质量m=2.0×104kg．
（1）若飞机在t1时刻未钩住阻拦索，仍立即关闭动力系统，仅在阻力f的作用下减速，求飞机继续滑行的距离x（假设甲板足够长）；
（2）在t1 ~ t2间的某个时刻，阻拦索夹角α=120°，求此时阻拦索中的弹力T的大小；
（3）飞机钩住阻拦索并关闭动力系统后，在甲板上滑行的总距离为82m，求从t2时刻至飞机停止，阻拦索对飞机做的功W．
16．(14分)如图所示，离子发生器发射一束质量为m，电荷量为+q的离子，从静止经PQ两板间的加速电压加速后，以初速度v0从a点沿ab方向进入一匀强电场区域，abcd所围成的正方形是该匀强电场的边界，已知ab长为L，匀强电场的方向与ad边平行且由a指向d．
（1）求加速电压U0；
（2）若离子恰从c点飞离电场，求ac两点间的电势差Uac；
（3）若离子从abcd边界上某点飞出时的动能为mv02，求此时匀强电场的场强大小E．
17．（15分）在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动．某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为μ．
（1）证明：若滑块最终停在小车上，滑块和车摩擦产生的内能与动摩擦因数μ无关，是一个定值．
（2）已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.2，滑块质量m=1kg，车长L=2m，车速v0=4m/s，取g=10m/s2，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件？
（3）在（2）的情况下，力F取最小值，要保证滑块不从车上掉下，力F的作用时间应该在什么范围内？
2014 ~ 2015年度第一学期高三年级期中考试
物理答案
一、二选择题：
11．（1）A ，1.015 （2）平衡摩擦力，2
2
2lt
d （3）B 12．（1）AB （2）2.68（2.67~2.69都算对），2.28
（3）C （4）重物受到空气阻力或纸带与打点计时器之间的摩擦阻力 四、计算题
13（1）表面处引力等于重力，月mg R
Mm
G
=2 （2分） 得G
R g M 2月=
（2分）
（2）第一宇宙速度为近地卫星运行速度，由万有引力提供向心力
得R v m R
Mm
G 2
12= （2分）
所以月球第一宇宙速度R g R
GM
v 月==
1 （2分） （3）卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力
得r T m r
Mm G
2
2
)2(π= （2分） 卫星周期n
t
T =
（1分） 轨道半径r=R+h
解得 R n t R g h -=3
2
2
224π
月 （1分）
14（1）根据牛顿第三定律，小球到达轨道最高点时受到轨道的支持力等于小球对轨道的压力，则：N1=0.5mg （1分）
小球在最高点时，有：N1+mg=R
v m 2
（2分）
解得小球在最高点的速度大小为：gR v 2
3
=
（1分） （2）小球离开轨道平面做平抛运动：h=2R=
2
2
1gt （2分） 即平抛运动时间：t=g
R
2
所以小球落地时与A 点的距离：x=vt=R 6 （2分） （3）小球从轨道最低点到最高点，由动能定理得：
2
22
1212A mv mv mgR -=
- （1分） 小球在最低点时，有：N 2-mg=R
v
m A 2
（1分）
解得N 2=6.5mg （1分） 根据牛顿第三定律，小球对轨道压力大小为6.5mg ，方向竖直向下 （1分） 15（1）飞机仅在阻力f 的作用下做匀减速直线运动，
2分） 解得：x=980m ； （2分）
（2）由v-t 图象可知，飞机加速度：
a=
2/304
.04.27010s m t v -=--=?? （1分） 加速度大小为30m/s 2
对飞机，由牛顿第二定律得：
ma f T =+2
cos
2α
（2分）
解得：T=5.5×105N ； （1分） （3）由图象面积可知，从t 1时刻至t 2时刻，飞机的位移为s 1=80m ， （1分） 从t 2时刻至飞机停止，飞机的位移为s 2=2m ， （1分） 从t 2时刻至飞机停止，由动能定理得：
2分） 解得：W=－9×105J ． （1分）
16. (1)对直线加速过程，根据动能定理，有:
qU 0=
2
mv 2
1 (2分) 解得:U 0=q
mv 220
(1分)
(2)设此时场强大小为E ，则:
ab 方向，有:L=v 0t (1分) ad 方向，有:L=
22221t m
qE at = (1分) Uac=EL (1分)
解得:Uac=q
mv 2
2 (2分)
（3）根据2
0mv E k =可知，离子射出电场时的速度02v v =
，方向与ab 所在直线的夹角为45°，即y x v v =，
根据t v x x =，t v y y 2
=，可得x=2y ，则离子将从bc 边上的中点飞出，即2
L
y =
(3分)
根据动能定理，有：2
02
02
1mv mv Eqy -
= (2分) 解得: qL
mv E 2
= (1分)
17．解：（1）根据牛顿第二定律，滑块相对车滑动时的加速度a ＝
g m
mg
μμ= (1分)
滑块相对车滑动的时间 t ＝
a
v 0
(1分)
滑块相对车滑动的距离 g
v
t v t v x μ222
000=-=? (1分)
滑块与车摩擦产生的内能 Q=x mg ?μ (1分) 由上述各式解得 Q ＝
2
02
1mv (1分) （与动摩擦因数μ无关的定值）
（2）设恒力F 取最小值为F 1，滑块加速度为a 1，此时滑块恰好到达车的左端，则
滑块运动到车左端的时间 t 1＝
1
a v ① (1分) 由几何关系有 2
21010L
t v t v =-
② (1分) 由牛顿定律有 F 1+μmg=ma 1 ③ (1分) 由①②③式代入数据解得 t 1=0.5s ，F 1=6N (1分) 则恒力F 大小应该满足条件是 F≥6N (1分)
（3）力F 取最小值，当滑块运动到车左端后，为使滑块恰不从右端滑出，相对车先做匀加速运动（设运动加速度为a 2，时间为t 2），再做匀减速运动（设运动加速度大小为a 3）．到达车右端时，与车达共同速度．则有
F 1-μmg=ma 2 ④ (1分) μmg=ma 3 ⑤ (1分)
L a t a t a =+3
2212
2222
22 ⑥ (1分) 由④⑤⑥式代入数据解得t 2＝
s s 58.03
3
≈ (1分) 则力F 的作用时间t 应满足 t 1≤t≤t 1+t 2，即0.5s≤t≤1.08s (1分)