湖北省百所重点中学上学期高三联合考试物理试卷及答案

湖北省百所重点中学 2009 届高三联合考试物理试卷 考生注意： 1．本试卷分第Ⅰ 卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 100 分。考试时间 90 分 钟。 2．请将各卷答案填在答题卡上。 3．本试卷主要考试内容：高中物理第一～六章。 第Ⅰ 卷（选择题共 40 分） 一、选择题部分共 10 小题．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有 的小题有多个选项正确；全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分． 1．如图所示，加装“保护器”的飞机一旦在空中发生事故失去动力时， 上方的降落伞就会自动弹出．如果一根伞绳就能承重 2940N ，伞展开 后伞绳与竖直方向的夹角均为 30°，飞机的质量约为 30t ，忽略其他 因素，仅考虑当飞机处于平衡时，降落伞的伞绳至少所需的根数最接 近 A．120 B．12 C．60 D．100 2．某车队从同一地点先后发出 N 辆汽车，汽车在平直的公路上排成直线行驶．各车均由静 止出发先做加速度为 a 的匀加速直线运动，达到同一速度 v 后改做匀速直线运动，欲使 N 辆 车都匀速行驶时彼此距离均为 s，则各辆车依次出发的时间间隔为（不计汽车的 大小） A． 2 a v B． 2a v C． 2 s v D． s v 3．如图所示，物体 A 靠在竖直的墙面上，在竖直向上的力 F 的作用下，A、B 体 均保持静止，则物体 A 的受力个数为 A．2 B．3 C．4 D．5 4 一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的 x 方向和 y 方向上 的分运动速度随时间变化的规律如图所示．关于物体的运动，下列说法 正确的是 A．物体做曲线运动 B．物体做直线运动 C．物体运动的初速度大小是 50m/s D．物体运动的初速度大小是 10m/s 5．A、B、C 三个物体通过细线和光滑的滑轮相连，处于静止状态，如图 甲所示，C 是一箱砂子，砂子和箱的重力都等于 G，动滑轮的质量不计．现 打开箱子下端开口，使砂子均匀流出，经过时间 t0 砂子流完，则图乙中 能表示在此过程中桌面对物体 B 的摩擦力 f 随时间的变化关系的图象 是 F B A 6．如图甲所示，放在光滑水平面上的木块受到两个水平力 F1 与 F2 的作用，静止不动．现保 持 F1 不变，使 F2 逐渐减小到零，再逐渐恢复到原来的大小，在这个过程中，能正确描述木 块运动情况的图象是图乙中的 7．已知地球的同步卫星的轨道半径为地球半径的 6.0 倍，根据你知道的常识，可以估算出 地球到月球的距离，这个距离最接近 A．地球半径的 40 倍 B．地球半径的 60 倍 C．地球半径的 80 倍 D．地球半径的 100 倍 8．在由静止开始向上运动的电梯里，某同学把一测量加速度的小探头（重力不计）固定在 一个质量为 1 kg 的手提包上进人电梯，到达某一楼层后停止．该同学将采集到的数据分析 处理后列在下表中 为此，该同学在计算机上画出了很多图象，请你根据上表数据和所学知识判断下列图象（设 F 为手提包受到的拉力，取 210m/sg= ）正确的是 9．一个做平抛运动的物体，从开始运动到发生第一个水平位移为 s 的时间内，在竖直方向 的位移为 dl；紧接着物体在发生第二个水平位移 s 的时间内，它在竖直方向的位移为 d2．已 知重力加速度为 g，则物体做平抛运动的初速度可表示为 A． 2 1 gs d -d B． 12 gs d C． 1 1 2 2 2s gd d -d D． 2 3 2 gs d 10．如图所示，水平桌面上平放一叠共计 54 张的扑克牌，每一张的质量均为 m．用一手指 以竖直向下的力压第 1 张牌，并以一定速度向右移动手指，确保手指与第 1 张牌之间有相 对滑动．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第 l 张牌之间的动摩擦因数为 1 ，牌 建立物理模型 匀加速直线运动 匀速直线运动 匀减速直线运动 时间段（s ) 3.0 8 3.0 加速度(m/s2) 0.40 0 一 0.40 间的动摩擦因数均为 2 ，第 54 张牌与桌面间的动摩擦因数为 3 ， 且有 1 2 3> >   ．则下列说法正确的是 A．第 2 张牌到第 53 张牌之间可能发生相对滑动 B．第 2 张牌到第 53 张牌之间不可能发生相对滑动 C．第 l 张牌受到手指的摩擦力向左 D．第 54 张牌受到水平桌面的摩擦力向左 第Ⅱ卷 (非选择题 共 60 分) 二、非选择题部分共 6 小题，共 60 分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．解答 题应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． 11．(7 分）图甲为测量电动机匀速转动时的角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定 在电动机的转轴上，在电动机的带动下匀速 转动．在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装 了的电火花计时器． (1)请将下列实验步骤按先后排序 _______________. ① 使电火花计时器与圆形卡纸保持良 好接触 ②接通电火花计时器的电源，使它工作起来 ③ 启动电动机，使圆形卡纸转动起来 ④ 关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹，如 图乙所示，写出角速度 的表达式，代人数据，得出 的测量值 (2)要得到角速度 的测量值，还缺少一必要的测量工具，它是( ) A．秒表 B．毫米刻度尺 C．圆规 D．量角器 (3)写出 。的表达式，并指出表达式中各个物理量的意义 _____________________________ _____________________________________________________________________。 (4)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠现象，在电火花计时器与盘面保持良好 接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动．则卡纸上打 下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示，从实验原理上来看，这 对测量结果有影响吗？_____________。 12．(8 分）某学习小组通过实验知道：在弹性限度内，弹簧的弹力 F 的大小与弹簧的伸长 （或缩短）量 x 成正比，公式表达为 F=kx；并且不同的弹簧，其劲度系数 k 也不同．现在 该学习小组将两根已知劲度系数分别为 kl、k2 的弹簧 A 和 B 串接成一根新弹簧，并想通过 实验确定新弹簧的劲度系数 k3 与 kl、k2 的关系． (1)甲同学猜想是 3 1 2k =k +k ，乙同学猜想是 3 1 2 1 1 1= +k k k 。其中有一位同学的猜想是对 的，请你判断出谁对谁错，并写出判断依据． ____________________________________________________________________________。 (2)为了验证理论推导的正确性，可通过实验来完成．实验所需的器材除了弹簧 A 和 B、已 知质量 m 且质量相等的钩码外，还需要的器材有_______________________________。 (3)请你写出完整的实验步骤． 13．(9 分）如图所示，半径分别为 r 和 R 的圆环竖直叠放（相切）于水平面 上，一条公共斜弦过两圆切点且分别与两圆相交于 a、b 两点．在此弦上铺一 条光滑轨道，将一小球从 a 点由静止释放，设小球穿过切点时不受阻挡．求 该小球从 a 点运动到 b 点所用的时间． 14．(10 )图示为宇宙中一恒星系的示意图，A 为该星系的一颗行星，它绕中央恒星 O 的运 行轨道近似为圆．已知引力常量为 G ，天文学家观测得到 A 行星的运行轨道半径为 R0，周 期为 T0． (l)中央恒星 O 的质最是多大？ (2)长期观测发现，A 行星每隔 t0 时间其运行轨道便会偏离理论轨道 少许，天文学家认为出现这种现象的原因可能是 A 行星外侧还存在着 一颗未知的行星 B （假设其运行的圆轨道与 A 在同一平面内，且与 A 的绕行方向相同）．根据上述现象和假设，试估算未知行星月的运动 周期和轨道半径． 15． (12 分)在一次抗洪救灾工作中，一架直升机 A 用长 H = 50m 的悬索（重力可忽略不 计）系住一质量 m = 50 kg 的被困人员 B，直升机 A 和被困人员 B 以 0v ＝10m/s 的速度一 起沿水平方向匀速运动，如图甲所示．某时刻开始收悬索将人吊起， 在 t= 5s 的时间内，A、B 之间的竖直距离以 l= 50-t2 (单位：m)的规 律变化，取 210m/sg= (1)求这段时间内悬索对人的拉力大小． (2)求在 5s 末人的速度大小及该 5s 内人的位移大小． (3)直升机在 t = 5s 时停止收悬索，但发现仍然未脱离洪水围困区， 为将被困人员 B 尽快运送到安全处，飞机在空中旋转后静止在空中寻 找最近的安全目标，致使被困人员 B 在空中做圆周运动，如图乙所 示．此时悬索与竖直方向成 37°角，不计空气阻力，求被困人员 B 做 圆周运动的线速度以及悬索对被困人员 B 的拉力．( sin 37° =0.6 ,cos37°=0.8 ) 16．(14 分)图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水 平传送，A、B 两端相距 3m ，另一台倾斜，传送带与地面的倾角θ= 37°, C、D 两端相距 4.45m , B、C 相距很近．水平部分 AB 以 5m/s 的速率顺时针转动．将质量为 10 kg 的一袋 大米放在 A 端，到达 B 端后，速度大小不变地传到倾斜的 CD 部分，米袋与传送带间的动 摩擦因数均为 0.5．试求： (1)若 CD 部分传送带不运转，求米袋沿传送带所能 上升的最大距离． (2)若要米袋能被送到 D 端，求 CD 部分顺时针运转 的速度应满足的条件及米袋从C 端到D 端所用时间 的取流范围． 参考答案 1．A 2．D 3．B 4．AC 5．B 6．B 7．B 8．AC 9．ABD 10．BD 11．⑴①③②④ (2 分) ⑵D (2 分) ⑶  1= n- t  ， 是 n 个点对应的圆心角，t 是打点计时器的打点时间间隔 (2 分) ⑷没有影响 (1 分) 12．⑴乙同学的猜想是对的，当新弹簧所受拉力为 F 时，其中 A 弹簧的伸长量 1 1 Fx = k ，B 弹 簧的伸长量 2 2 Fx = k ，而 3 1 2 Fk = x +x ，可得 3 1 2 1 1 1= +k k k (3 分) ⑵铁架台，刻度尺 (2 分) ⑶①将新弹簧悬挂在铁架台上，用刻度尺测出弹簧的长度 0l ②在弹簧下端挂上 n 个钩码，测出此时弹簧的长度 1l ③将测量结果代入 3 1 0 nmgk = l -l 得到 3k 的值 ④改变 n 的值，多测几次，取 3k 的平均值代入 3 1 2 1 1 1= +k k k 进行验证 (3 分) 13．解：设轨道 ab 与水平面间的夹角为θ，由几何关系可知： 轨道 ab 的长度  2 coss= R+2r  (3 分) θ 由牛顿第二定律可得，小球下滑的加速度 cos cosmga= =gm   (2 分) 由运动学公式得 21 2s= at (2 分) 联立以上各式解得 2 R+rt= g (2 分) 14．解：⑴设中央恒星 O 的质量为 M，A 行星的质量为 m，则由万有引力定律和牛顿第二定 律得 2 02 2 0 0 4MmG =m RR T  (3 分) 解得 2 3 0 2 0 4 RM= GT  (1 分) ⑵由题意可知：A、B 相距最近时，B 对 A 的影响最大，且每隔 0t 时间相距最近，设 B 行星的周期为 BT ，则有 0 0 0 1 B t t- =T T (1 分) 解得 0 0 0 0-B t TT = t T (1 分) 设 B 行星的运行轨道半径为 BR ，根据开普勒第三定律有 3 2 3 2 0 0 B BR T R T  (2 分) 解得 2030 0 0 ( )B tR =R t -T  (1 分) 15．解：⑴被困人员在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上被困人员的位移  2 250 50y=H-l= - -t =t ，由此可知，被困人员在竖直方向上做初速度为零、加速度 22m/sa= 的匀加速直线运动 (2 分) 由牛顿第二定律可得 F-mg=ma (1 分 ) 解得悬索的拉力   600 NF=m g+a = (1 分) ⑵被困人员 5s 末在竖直方向上的速度为 10m/sy=at=v (1 分) 合速度 2 2 0 10 2 m/sy= + =v v v (1 分) 竖直方向的位移 21 25m2y= at = ，水平方向的位移 0 50mx= t=v ，合位移 2 2 25 5 ms= x +y = (2 分) θ T ⑶ 5st= 时悬索的长度 50 25ml = -y= ，旋转半径 sin37r=l  ，由 2 tan37m =mgr  v 解得 15 2 m/s2=v (2 分) 此时被困人员 B 的受力情况如图所示，由图可知 cos37T =mg 解得 625Ncos37 mgT= = (2 分) 16．⑴米袋在 AB 上加速时的加速度 2 0 5m/smga = = g=m   (1 分) 米袋的速度达到 0 5m/s=v 时，滑行的距离 2 0 0 0 2.5m 3m2s = =