山西省太原市2015届高三上学期期中考试物理试卷

山西省太原市2015届高三上学期期中考试物理试卷一、单项选择题：本题包含8小题，每小题5分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。请将正确选项填入第2卷前的答题栏内。1．（5分）如图所示，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移﹣时间（x﹣t）图象，由图可知（）A．在时刻t1，a车与b车的速率相等B．在时刻t2，a和b两车的运动方向相同C．在t1到t2这段时间内，a和b两车的路程相等D．在t1到t2这段时间内，b车的速率先减小后增大考点：匀变速直线运动的图像．.专题：运动学中的图像专题．分析：位移时间关系图线反映位移随时间的变化规律，纵坐标的变化量△x表示位移，图线的斜率表示速度的大小．解答：解：A、由图知在时刻t1，a、b两车的位置坐标相同，到达同一位置，图线的斜率表示速度的大小，b的速率大于a的速率，所以时刻t1，a追上b．故A错误．B、t2图线的斜率表示速度，b的速度为正，a的速度为负，方向不一样，故B错误．C、在t1到t2这段时间内，a和b两车初末位置相同，位移相同，a一直沿负方向运动，而b先沿负方向运动后沿正方向运动，路程不等．故C错误．D、速度图线切线的斜率表示速度，在t1到t2这段时间内，b车图线斜率先减小后增大，则b车的速率先减小后增加．故D正确．故选：D．点评：解决本题的关键知道位移时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示速度的大小，能够通过图线得出运动的方向．2．（5分）“套圈圈”是小孩和大人都喜爱的一种游戏．某小孩和大人直立在界外，在同一竖直线上不同高度分别水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体．假设小圆环的运动可视为平抛运动，则（）A．大人抛出的圆环运动时间较短B．大人应以较小的速度抛出圆环C．小孩应以较小的速度抛出圆环D．小孩抛出的圆环单位时间内速度变化量较小考点：平抛运动．.专题：平抛运动专题．分析：物体做平抛运动，我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解，两个方向上运动的时间相同．解答：解：设抛出的圈圈做平抛运动的初速度为v，高度为h，则下落的时间为：t=，水平方向位移x=vt=v，A、平抛运动的时间由高度决定，可知大人抛出圆环的时间较长，故A错误．B、大人抛出的圆环运动时间较长，如果要让大人与小孩抛出的水平位移相等，则要以小点的速度抛出圈圈．故B正确，C错误；D、环做平抛运动，则单位时间内速度变化量△v=gt=g，所以大人、小孩抛出的圆环单位时间内速度变化量相等，故D错误．故选：B．点评：本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．3．（5分）2013年6月20日，我国宇航员王亚平在天宫授课时，利用质量测量仪粗略测出了聂海胜的质量．若聂海胜受恒力F的作用从静止开始运动，测出位移为x时的速度为v，则聂海胜的质量为（）A．B．C．D．考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．.专题：牛顿运动定律综合专题．分析：根据匀变速直线运动的速度位移公式求出聂海胜的加速度，根据牛顿第二定律求出质量．解答：解：根据匀变速直线运动的速度位移公式得：a=，根据牛顿第二定律得，质量为：m=．故选：B．点评：本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．4．（5分）“北斗第二代导航卫星网”将由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，其中静止轨道卫星，是指高度为36000km的地球同步卫星；30颗非静止轨道卫星由27颗中轨（MEO）卫星和3颗倾斜同步（IGSO）卫星组成，其中27颗MEO卫星的轨道高度均为21500km，3颗倾斜同步（IGSO）卫星的轨道高度与静止轨道卫星的轨道高度相同，将各卫星轨道均视为圆轨道，根据以上信息，可以判断（）A．MEO卫星的角速度比静止轨道卫星的角速度小B．该35颗卫星的轨道圆心可能不重合C．静止轨道卫星只能在赤道正上方D．静止轨道卫星和倾斜同步（IGSO）卫星的周期不相同考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．.专题：人造卫星问题．分析：根据万有引力提供向心力=，得到角速度、周期与轨道半径的关系，根据轨道高度的大小，比较角速度和周期的大小．同步卫星的轨道为赤道上空36000km的高度，所有同步卫星都在同一个轨道上．解答：解：A、根据万有引力提供向心力，得，由此可知，轨道高度越大，角速度越小，MEO卫星的轨道高度为21500km，远小于静止轨道卫星36000km，故MEO卫星的角速度比静止轨道卫星的角速度大，故A错误．BC、同步卫星的轨道为赤道上空36000km的高度，所有同步卫星都在同一个轨道上，故B错误、C正确．D、根据万有引力提供向心力，得，轨道高度相同，周期相同，倾斜同步（IGSO）卫星的轨道高度与静止轨道卫星的轨道高度相同，故静止轨道卫星和倾斜同步（IGSO）卫星的周期相同，都是24h．故D错误．故选：C．点评：本题要掌握万有引力提供向心力，并且根据题意要能够用角速度和周期表示出向心力．要知道同步卫星的轨道为赤道上空36000km的高度，所有同步卫星都在同一个轨道上．5．（5分）鸵鸟是当今世界上最大的鸟，由翅膀退化它已经不会飞了，鸟起飞的必要条件是空气对它向上的力f足够大，计算f大小的公式为：f=cρSv2，式中c是一个无量纲的比例常数，ρ是空气密度，S是鸟翅膀的面积，v是鸟起飞时的速度，为了估算鸟起飞时的速度v，可以作一个简单的几何相似性假设，设鸟的几何线度为l，则鸟的质量与l3成正比，翅膀的面积S与l2成正比，已知燕子起飞时的速度约为5m/s，鸵鸟的几何线度大约是燕子的25倍，由此可估算出若要使鸵鸟能起飞，鸵鸟的速度必须达到（）A．10m/sB．20m/sC．25m/sD．50m/s考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．.专题：直线运动规律专题．分析：由题目要使鸟刚好能飞起来举力至少等于自身的重力，根据举力大小的表达F=kSv2，得到速度与质量、翅膀展开后的面积的关系，再将质量m∝L3，而翅膀面积S∝L2的关系代入得到速度与鸟的体长的关系，求出小燕子与鸵鸟的最小飞行速度的比值，得到鸵鸟飞起来需要的最小速度．解答：解：燕子以最小速度飞行时，m1g=cS1v12而鸵鸟展翅以最大速度奔跑时，获得的举力为：F2=cS2v22又，则，解得：v2=5×5m/s=25m/s．故选：C．点评：本题是实际问题，关键是建立物理模型，抓住受力平衡的条件，将问题简化，考查建模的能力．6．（5分）如图所示，一质量为M、表面为四分之一圆弧面的柱体放在水平面上，各接触面均光滑，将质量为m的滑块从柱体的顶端由静止开始释放，在滑块沿圆弧面下滑到底端的过程中，为了使柱体M保持静止，需在柱体上施加一水平力F，则该力大小（）A．先变大后变小B．先变小后变大C．逐渐变大D．逐渐变小考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．.专题：牛顿运动定律综合专题．分析：对小球分析，抓住小球垂直曲面方向平衡得出支持力的变化，抓住小球对曲面的压力在水平方向上的分力与F相等得出F的变化．解答：解：设小球与圆心O连线与竖直方向的夹角为θ，N为曲面对小球的支持力，根据垂直曲面方向平衡得：N=mgcosθ，则小球对曲面的压力为mgcosθ，因为柱体在水平面上平衡，有：F=Nsinθ=mgsinθcosθ=，θ从90°逐渐减小到零，可知F先变大后变小，故A正确，B、C、D错误．故选：A．点评：解决本题的关键抓住小球对柱体压力在水平方向上的分力与F相等，通过数学三角函数分析求解，难度中等．7．（5分）2014年8月3日，云南省鲁甸县发生6.5级强震，在一次地震救援中，武警队员从静止在空气中的直升机上顺着长为24m的缆绳沿竖直方向下滑到地面上，假设该队员由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零．如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为6s，取g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．下滑过程中的最大速度为6m/sB．加速与减速过程的时间之比为2：1C．加速与减速过程的位移之比为1：4D．加速与减速过程中受摩擦力大小之比为1：2考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；力的合成与分解的运用．.专题：牛顿运动定律综合专题．分析：由平均速度公式求解最大速度．根据速度公式研究加速与减速过程的时间之比．根据牛顿第二定律研究摩擦力之比．解答：解；A、设最大速度为v，根据平均速度的推论有：，解得v=，故A错误．B、设加速与减速过程的时间分别为t1、t2，加速度大小分别为a1、a2．则v=a1t1，v=a2t2，得到t1：t2=a2：a1=1：2．故B错误．C、匀加速运动位移为：x1=，匀减速运动的位移，则x1：x2=1：2．故C错误．D、由t1：t2=1：2，又t1+t2=6s，得到t1=2s，t2=4s，a1=4m/s2，a2=2m/s2，根据牛顿第二定律，加速过程：mg﹣f1=ma1，f1=mg﹣ma1=6m减速过程：f2﹣mg=ma2，f2=mg+ma2=12m所以f1：f2=1：2．故D正确；故选：D．点评：本题运用牛顿第二定律运动学公式结合分析多过程问题，也可以采用图象法分析最大速度，根据动能定理研究摩擦力关系．8．（5分）如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离r处有一小物体与圆盘始终保持相对静止．物体与盘面间的动摩擦因数为μ（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面的夹角为θ，重力加速度为g，则ω的最大值是（）A．B．C．D．考点：向心力；牛顿第二定律．.专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：当物体转到圆盘的最低点，由重力沿斜面向下的分力和最大静摩擦力的合力提供向心力时，角速度最大，由牛顿第二定律求出最大角速度．解答：解：当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，由牛顿第二定律得：μmgcosθ﹣mgsinθ=mω2r则ω=，故A正确．故选：A点评：本题关键要分析向心力的来源，明确角速度在什么位置最大，由牛顿第二定律进行解题．二、多项选择题:本题包含4小题，每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，请将正确选项填入第2卷前的答题栏内。9．（5分）如图所示为某质点做直线运动的v﹣t图象，关于这个质点在4s内的运动情况，下列说法正确的是（）A．质点始终向同一方向运动B．0﹣4s内通过的路程为4m，而位移为零C．2s末质点离出发点最远D．加速度大小不变，方向与初速度方向相同考点：匀变速直线运动的图像．.专题：运动学中的图像专题．分析：根据速度的正负判断速度的方向．速度图象的斜率等于加速度．根据图线速度变化的变化分析物体做什么运动．解答：解：A、由图看出，在前2s内，物体沿负方向运动，在后2s内物体沿正方向运动，运动方向发生了改变．故A错误．BC、物体在前2s内向负方向做匀减速运动．后2s内向正方向做匀加速直线运动，2s末的位移最大，即离出发点最远，4s内的位移是0，即回到原点，路程为两段位移绝对值之和，为m=4m，故BC正确；D、速度图线的斜率等于加速度，直线的斜率不变，说明物体的加速度大小和方向都不变．加速度始终沿正方向，而物体的初速度方向沿负方向，所以加速度方向与初速度方向相反．故D错误．故选：BC．点评：根据速度图象直接速度加速度的方向，由斜率大小求出加速度的大小是基本能力，要熟练掌握．10．（5分）如图所示，用细线相连的两个质量均为m的相同小物块A和B（可视为质点），沿半径方向放在水平圆盘上，A与转轴OO′的距离为2l，B与转轴的距离为l，物块与圆盘间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，圆盘静止时，细线处于水平且无张力，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，则（）A．A、B两物体受到的摩擦力方向相反B．当ω=时，细线张力为C．当ω=时，两物体开