湖南省示范性中学2009届高三联考试题物理 （ 三 ）主要考查范围： 第一册5—7章命题人：长沙市长郡中学寄宿部高级教师 郑学鉴注意：本卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，共17小题，满分100，时量90分钟。

第Ⅰ卷（选择题，共10小题，共40分）1．地球上站立着两位相距非常远的观察者，发现自己的正上方有一颗人造地球卫星相对自己静止不动，则这两位观察者及两颗卫星到地球中心的距离是A.一个人在南极，一个人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等B.一个人在南极，一个人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不相等C.两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不相等D.两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等1．解析：这颗卫星一定是地球同步卫星.同步卫星一定在赤道的上空，且它们到地面的高度都相等，所以这两位观察者一定都在赤道上.答案：D2.氢原子的核外电子由内层轨道转移到外层轨道的过程中 A.电势能减少而电子动能增加，原子的能量增加 B.电势能减少而电子动能增加，原子的能量减少 C.电势能增加而电子动能减少，原子的能量增加 D.电势能增加而电子动能减少，原子的能量减少2.解析：核外电子由内层轨道转移到外层轨道的过程中，要克服库仑引力做功，故电势能应增加.而由22n r ke =m n n r v 2得：E k n =21mv n 2=n r ke 22，动能应减少.又由于能级值增加，总能量增加，C 对.答案：C 3． 我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星.某双星由质量不等的星体S 1和S 2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C 做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T ，S 1到C 点的距离为r 1，S 1和S 2的距离为r ，已知引力常量为G .由此可求出S 2的质量为A.2122π4GTr r r ）（-2 B.2312π4GTrC.232π4GT r D.2122π4GT r r3．解析：对S 1由万有引力定律有G 221r m m =m 122π4Tr 1，由此式得m 2=2212π4GT r r ，选项D 正确.答案：D4．如图所示，半径为R 的大圆盘以角速度ω绕过O 点的竖直轴在水平面内旋转，有人站在盘边P 点面对O 随圆盘转动.若他想用枪击中盘中心的目标O ，子弹相对枪的速度为v ，则在他看来RPOA.枪应瞄准O 射击B.枪应向PO 的右方偏过θ角射击，cos θ=vRω C.枪应向PO 的左方偏过θ角射击，tan θ=vRωD.枪应向PO 的左方偏过θ角射击，sin θ=vRω 4．解析：子弹参与两个分运动：随圆盘转动的分速度ωR ，方向沿过P 点的切线；相对圆盘的射击速度v ，其合速度指向O 点，如图所示，则sin θ=vRω.❑♦RvO答案：D5．如图所示，P 是水平地面上的一点，A 、B 、C 、D 在一条竖直线上，且AB =BC =CD .从A 、B 、C 三点分别水平抛出一个物体，这三个物体都落在水平地面上的P 点.则三个物体抛出时速度大小之比v A ∶v B ∶v C 为PDC B AA.2∶3∶6B.1∶2∶3C.1∶2∶3D.1∶1∶15．解析：由题意及图可知DP =v A t A =v B t B =v C t C ，所以v ∝t1；又由h =21gt 2，得t ∝h ，因此有v ∝h1.由此得v A ∶v B ∶v C =2∶3∶6.答案：A6．跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，则 ①空气阻力做正功 ②重力势能增加 ③动能增加 ④空气阻力做负功以上说法中正确的是A.①②B.③④C.②④D.①③6．解析：跳伞运动员跳离飞机，在尚未打开降落伞的这段时间内，运动员向下运动，重力对运动员做正功，重力势能减少；空气阻力对运动员做负功.由于重力大于空气阻力，运动员向下做加速运动，其动能增加，故①②错，③④对.答案：B7．一根质量为M 的直木棒，悬挂在O 点，有一只质量为m 的猴子，抓着木棒，如图 6－9所示.剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿棒向上爬.设在一段时间内木棒沿竖直方向下落，猴子对地的高度保持不变.忽略空气阻力.则图a 的四个图象中能定性反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化关系的是O图at PAt PBt PCtPDOOOO7．解析：由于猴子静止，它对木棒的作用力等于它的重力，则对木棒有（m +M ）g =Ma a =M m M + g 它的速度为v t =at =MmM +gt 猴子做功的功率为P t =mgv t =Mm m M )(+ g 2t .答案：B8．.（2004年江苏理综，19）两个固定不动的点电荷，它们之间的静电力大小为F ，现使它们的电荷量都变为原来的一半，则它们之间的静电力大小变为A.4 FB.F /4C.2FD.F /28．解析：根据库仑定律有F =k 221rQQ电荷量都变为原来的一半时F ′=k 22122rQ Q ⋅由以上两式得F ′=4F.答案：B9．如图所示，abcd 是一闭合的小金属线框，用一根绝缘细杆挂在固定点O ，使金属线框绕竖直线OO ′来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟线框平面垂直.若悬点摩擦和空气阻力均不计，则下列判断正确的是bcdO '++++++++++++aO①线框进入或离开磁场区域时，都产生感应电流，而且电流的方向相反②线框进入磁场区域后越靠近OO ′线时速度越大，因而产生的感应电流也越大 ③线框开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小 ④线框摆动过程中，它的机械能将完全转化为线框电路中的电能A.①③B.②④C.①②D.②③9．解析：线框进入磁场时Φ增大，而离开磁场时Φ减小，完全进入磁场后Φ不变，故①对②错.当摆角小到线框仅在磁场中摆动时，Φ不变，机械能将保持不变，故③对④错.应选A.答案：A10．.固定直导线P垂直于纸面，可动导线AB通以向左的电流，用测力计悬挂在导线P 的上方，如图所示，若直导线P中通以垂直纸面指向读者的电流，以下判断正确的是A BIPA.导线A端指向读者，同时测力计读数变大B.导线B端指向读者，同时测力计读数变大C.导线A端指向读者，同时测力计读数变小D.导线B端指向读者，同时测力计读数变小10．解析：两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势.导线A端指向读者，同时两导线相互吸引，选项A正确.答案：A二、本题共3小题，共18分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答.11(4分).一质量均匀的不可伸长的绳索重为G，A、B两端固定在天花板上，如图所示.现在在最低点C施加一竖直向下的拉力至D点，在此过程中绳索AB的重心位置将________.（填“升高”“降低”或“不变”）A BCD11．解析：拉力做功使绳索的重力势能增加，重心升高.答案：升高12．（6分）一位同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示.让小钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面上，水平距离为s.（1）请你推导出弹簧弹性势能E p与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式：__________.（2）弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：弹簧的压缩量x （cm ） 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 钢球飞行的水平距离s （m ） 1.011.502.012.483.013.50根据以上实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能E p 与弹簧的压缩量x 之间的关系，并说明理由：__________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________12．答案：（1）hmgs E p 42=（2分） （2）p E 与x 的关系：p E 与x 2成正比 （2分） 猜测的理由：由表中数据可知，在误差范围内，x ∝s ，从hmgs E p 42=可猜测p E 与x 2成正比（2分）解析：由221gt h =，vts=，所以hg sv 2=，根据机械能守恒定律：弹簧的弹性势能与小钢球离开桌面的动能相等，因此hmgs mv E p 42122==.13．（8分）在用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图.其中O 点是起始点，A 、B 、C 是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O 点到A 、B 、C 各点的距离，并记录在图中（单位cm ）. 已知打点计时器电源频率为50Hz ，重锤质量为m ，当地重力加速度g =9.80m/s 2.（1）这三组数据中不符合有效数字读数要求的是_______________.（2）该同学用重锤取OB 段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重锤重力势能的减小量为_________，接着从打点计时器打下的第一个点O 数起，数到图中B 点是打点计时器打下的第9个点，他用v B =gt 计算跟B 点对应的物体的瞬时速度，得到动能的增加量为___________（均保留三位有效数字）.这样他发现重力势能的减小量__________（填“大于”或“小于”）动能的增加量。

13．答案：（1）OC （2分） （2）1.22m （2分） 1.23m （2分） 小于 （2分） 解析：（1）从有效数字的位数上不难选出OC 不符合有效数字读数要求；（2）重力势能的减少量为 1.22m ，B 点的瞬时速度是AC 全程的平均速度，可以求出动能的增量为221B mv =1.23m ；实验过程中由于存在阻力因素，实际上应是重力势能的减少量略大于动能的增加量。

三、本题共4小题，共42分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.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.14．（8分）从高为h 的平台上，分两次沿同一方向水平抛出一个小球．如图所示，第一次小球落地在a 点．第二次小球落地在b 点，ab 相距为d ．已知第一次抛球的初速度为v 1，求第二次抛球的初速度是多少？14．解：h gt =122……① 设第一次水平距为x 有x v t =1……② 则第二次水平距为x d x d v t ++=2……③ 由①②③解得v v dg h212=+ 15．（10分）如图所示，一个带电量为q -的油滴，从O 点以速度v 射入匀强电场中，v 的方向与电场方向成θ角.已知油滴的质量为m ，测得油滴到达运动轨迹的最高点时，它的速度大小又为v .求：（1）最高点的位置可能在O 点上方的哪一侧？ （2）最高点处（设为N ）与O 点的电势差NO U . （3）电场强度E .15．解析：（1）因油滴到达最高点时速度大小为v ，方向水平，对O →N 过程用动能定理有0=+电W W G ，（2分）所以电场力一定做正功，油滴带负电，则最高位置一定在O 点的左上方. （1分） （2）由（1）的分析可知mgh qU NO =，在竖直方向上油滴做初速为θsin v 的竖直上抛运动，则有gh v 2)sin (2=θ，（2分）即qmv U NO 2sin 22θ=.（1分）（3）油滴由O →N 的运动时间g v t θsin =，（1分） 则在水平方向上由动量定理得，θcos mv mv qEt +=（1分）即θθsin )cos 1(q mg E +=.（2分）16．（10分）细绳的一端固定在天花板上，另一端悬挂质量为m 的小球，小球经推动后在水平面上做匀速圆周运动，如图所示，已知绳长l ，绳与竖直线的夹角为θ，试求： （1）小球的运动周期；lθ（2）绳对小球的拉力．16．解：对小球列方程F cos θ=mg (1)F sin θ=m (Tπ2)2l sin θ (2) 解之得：T =2πglCos θF =θCos mg17．（14分）如图所示，质量Ｍ＝２kg 的小车Ａ放置于光滑水平面上，初速度v 0＝１４m/s ．带正电荷q ＝0.2Ｃ的可视为质点的物体Ｂ，质量m=0.1kg ，轻放在小车Ａ的右端．在Ａ、Ｂ所在的空间存在着匀强磁场，方向垂直纸面向里，磁感应强度Ｂ＝0.5Ｔ．物体与小车之间有摩擦力作用．设小车足够长，小车表面是绝缘的，取210/g m s =．求：（1）物体的最大速度 （2）小车Ａ的最小速度（3）A 、B 系统增加的最大内能17．解：（１）若Ａ、Ｂ能够相对静止，则有：()01Mv M m v =+∴124014//20.13v m s m s =⨯=+得14040.20.533f qv B N N mg ==⨯⨯=〉显然Ａ、Ｂ没有达到相对静止就分离了，设Ｂ的最大速度是m v ，则有：m qv B mg =∴0.110/0.20.5mv m s ⨯=⨯＝10m/s (1) 5分（２）Ｂ在Ａ上滑动的过程中，Ａ、Ｂ组成的系统动量守恒，有：2m Mv Mv mv =+∴20.11410/13.5/2v m s m s ⎛⎫=-⨯= ⎪⎝⎭(2) 5分（３）系统增加的最大内能为：22221118.75222m E Mv Mv mv J ⎛⎫=-+= ⎪⎝⎭(3) 4分。