北京市海淀區(qū)高三上學期期中考試 物理試題及答案

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1、 海淀區(qū)高三年級第一學期期中練習 物 理 2015.11 說明：本試卷共8頁，共100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦毡貙⒋鸢笇懺诖痤}紙上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y束后，將本試卷和答題紙一并交回。 題號 一 二 三 總分 13 14 15 16 17 18 分數(shù) 一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項是正確的，有的小題有多個選項是正確的。全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答

2、的得0分。把你認為正確的答案填涂在答題紙上。 圖1 A B O 1．城市中的路燈、無軌電車的供電線路等，經常用三角形的結構懸掛。圖1是這類結構的一種簡化模型，硬桿左端可繞通過B點且垂直于紙面的軸無摩擦的轉動，右端O點通過鋼索掛于A點，鋼索和硬桿所受的重力均可忽略。有一質量不變的重物懸掛于O點，現(xiàn)將鋼索緩慢變短，并使鋼索的懸掛點A緩慢向下移動，以保證硬桿始終處于水平。則在上述變化過程中，下列說法中正確的是 A．鋼索對O點的拉力變大 B．硬桿對O點的彈力變小 C．鋼索和硬桿對O點的作用力的合力變大 D．鋼索和硬桿對O點的作用力的合力變小 圖2 A O B

3、 2．如圖2所示，在光滑水平面上有一輕質彈簧左端固定，右端與一質量為m的小球相連，構成一個水平彈簧振子，彈簧處于原長時小球位于O點?，F(xiàn)使小球以O點為平衡位置，在A、B兩點間沿光滑水平面做簡諧運動，關于這個彈簧振子做簡諧運動的過程，下列說法中正確的是 A．小球從O位置向B位置運動過程中做減速運動 B．小球每次通過同一位置時的加速度一定相同 C．小球從A位置向B位置運動過程中，彈簧振子所具有的勢能持續(xù)增加 D．小球在A位置彈簧振子所具有的勢能與在B位置彈簧振子所具有的勢能相等 A B x y 圖3 3．在長約1.0m的一端封閉的玻璃管中注滿清水，水中放一個適當?shù)膱A柱形的

4、紅蠟塊，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，并迅速豎直倒置，紅蠟塊就沿玻璃管由管口勻速上升到管底。將此玻璃管倒置安裝在小車上，并將小車置于水平導軌上。若小車一端連接細線繞過定滑輪懸掛小物體，小車從A位置由靜止開始運動，同時紅蠟塊沿玻璃管勻速上升。經過一段時間后，小車運動到虛線表示的B位置，如圖3所示。按照圖3建立坐標系，在這一過程中紅蠟塊實際運動的軌跡可能是圖4中的 圖4 y O x A O y x B O y x C O y x D A O C B 圖5 4．圖5為“驗證力的平行四邊形定則”的實驗裝置示意圖，橡

5、皮條的一端固定在木板上A位置，另一端系有輕質小圓環(huán)；輕質細繩OB和OC一端系在小圓環(huán)上，另一端分別系在彈簧測力計的掛鉤上?，F(xiàn)用彈簧測力計通過細繩拉動小圓環(huán)，使橡皮條沿平行木板平面伸長至O位置。對于上述驗證力的平行四邊形定則的實驗過程，下列說法中正確的是 A．只需記錄彈簧測力計的示數(shù) B． OB和OC繩拉力的方向應與木板平面平行 C．只需記錄OB和OC繩的長度和彈簧測力計拉力方向 P y/cm x/m 圖6 0 λ D．OB和OC繩的長度越短測量的誤差越小 5．一列簡諧橫波沿x軸傳播，波長為λ，周期為T。t＝0時刻的波形如圖6所示，此時質點P正沿y軸正方向

6、運動。則x＝0處的質點的振動圖像是圖7中的 y t A 0 圖7 y t C 0 y t B y t D 0 T T T T 圖8 6．如圖8所示，某同學在教室中站在體重計上研究超重與失重。她由穩(wěn)定的站姿變化到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”過程；由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過程。關于她的實驗現(xiàn)象，下列說法中正確的是 A．只有“起立”過程，才能出現(xiàn)失重的現(xiàn)象 B．只有“下蹲”過程，才能出現(xiàn)超重的現(xiàn)象 C．“起立”、“下蹲”的過程，都能出現(xiàn)超重和失重的現(xiàn)象 D．“起立”的過程，

7、先出現(xiàn)超重現(xiàn)象后出現(xiàn)失重現(xiàn)象 7．兩個完全相同的小球，在同一高度處以相同大小的初速度分別沿水平方向和豎直方向拋出，最后都落到同一水平地面上。不計空氣阻力，則下列說法中正確的是 A．兩小球落地時速度相同 B．兩小球落地時，重力的瞬時功率相同 C．從拋出至落地，重力對兩小球做的功相同 D．從拋出至落地，重力對兩小球做功的平均功率相同 O t A v v0 t0 2t0 圖9 O t D v v0 t0 2t0 O t C v v0 t0 2t0 O t B v v0 t0 2t0 8．一個滑塊以初速度v0從夠長的固定

8、斜面底端沿斜面向上運動，經2t0時間返回到斜面底端。圖9所示圖像表示該滑塊在此斜面上運動過程中速度的大小v隨時間t變化的規(guī)律，其中可能正確的是 9．位于地球赤道上隨地球自轉的物體P和地球的同步通信衛(wèi)星Q均在赤道平面上繞地心做勻速圓周運動。已知地球同步通信衛(wèi)星軌道半徑為r，地球半徑為R，第一宇宙速度為v。僅利用以上已知條件能求出 A．地球同步通信衛(wèi)星運行速率 B．地球同步通信衛(wèi)星的向心加速度 C．隨地球自轉的物體的向心加速度 D．萬有引力常量 I0 A 圖10 2x0 x0 10.如圖10所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置

9、于水平面上質量為m的物體A接觸，但未與物體A連接，彈簧水平且無形變。現(xiàn)對物體A施加一個水平向右的瞬間沖量，大小為I0，測得物體A向右運動的最大距離為x0，之后物體A被彈簧彈回最終停在距離初始位置左側2x0處。已知彈簧始終在彈簧彈性限度內，物體A與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，下列說法中正確的是 A.物體A整個運動過程，彈簧對物體A的沖量為零 B.物體A向右運動過程中與彈簧接觸的時間一定小于物體A向左運動過程中與彈簧接觸的時間 C. 物體A向左運動的最大速度 D.物體A與彈簧作用的過程中，系統(tǒng)的最大彈性勢能Ep= 二、本題共2小題，共15分。 11．（7分）實驗課

10、上同學們利用打點計時器等器材，研究小車做勻變速直線運動的規(guī)律。其中一個小組的同學從所打的幾條紙帶中選取了一條點跡清晰的紙帶，如圖11所示。圖中O、A、B、C、D是按打點先后順序依次選取的計數(shù)點，在紙帶上選定的相鄰兩個記數(shù)點之間還有四個打出點沒有畫出。 （1）打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，則相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為 s； （2）由圖中的數(shù)據可知，打點計時器打下C點時小車運動的速度大小是________ m/s，小車運動的加速度大小是________ m/s2。（計算結果均保留兩位有效數(shù)字） O A B C D 3.60 單位：cm 圖11 9.61 18

11、.01 28.81 圖12 打點計時器 砂、砂桶 接交流電源 小車 砝碼 12. （8分）實驗小組的同學在“驗證牛頓第二定律”實驗中，使用了如圖12所示的實驗裝置。 （1）在下列測量工具中，本次實驗需要用的測量儀器有 。（選填測量儀器前的字母） A．游標卡尺 B．刻度尺 C．秒表 D．天平 （2）實驗中，為了可以將細線對小車的拉力看成是小車所受的合外力，某同學先調節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行。接下來還需要進行的一項必須且正確的操作是_______。（選填選項前的字母） A．將長木板水平放置，讓小車連著已經穿過打點計時

12、器的紙帶，給打點計時器通電，調節(jié)砂和砂桶的總質量的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動 B．將長木板的右端墊起適當?shù)母叨龋屝≤囘B著已經穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推一下小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動 圖13 a F O C．將長木板的右端墊起適當?shù)母叨龋啡ゼ垘б约吧昂蜕巴?，輕推一下小車，觀察判斷小車是否做勻速運動 （3）某同學在做保持小車質量不變，驗證小車的加速度與其合外力成正比的實驗時，根據測得的數(shù)據作出如圖13所示的a－F圖線，所得的圖線既不過原點，又不是直線，原因可能是_______。（選填選項前的

13、字母） A．木板右端所墊物體較低，使得木板的傾角偏小 B．木板右端所墊物體較高，使得木板的傾角偏大 C．小車質量遠大于砂和砂桶的質量 D．砂和砂桶的質量不滿足遠小于小車質量 O m 圖14 b （4）在某次利用上述已調整好的裝置進行實驗中，保持砂和砂桶的總質量不變，小車自身的質量為M且保持不變，改變小車中砝碼的質量m，并測出小車中不同砝碼質量時所對應的加速度a，以m為橫坐標， 為縱坐標，在坐標紙上作出如圖14所示的關系圖線，實驗結果驗證了牛頓第二定律。如果圖中縱軸上的截距為b，則小車受到的拉力大小為___________。 三、本題包括6小題，共55分。解答應寫出必要的

14、文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 F 圖15 θ 13．（8分）如圖15所示，一個質量m＝10 kg的物體放在水平地面上。對物體施加一個F =50 N的拉力，使物體做初速為零的勻加速直線運動。已知拉力與水平方向的夾角θ=37，物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.50，sin37=0.60，cos37=0.80，取重力加速度g=10m/s2。 （1）求物體運動的加速度大??； （2）求物體在 2.0 s末的瞬時速率； （3）若在 2.0 s末時撤去拉力F，求此后物體沿水平地面可滑行的最大距離。 θ L

15、 圖16 14．（8分）如圖16所示，一物體從光滑固定斜面頂端由靜止開始下滑。已知物體的質量m=0.50kg，斜面的傾角θ=30，斜面長度L=2.5m，取重力加速度g=10m/s2。求： （1）物體沿斜面由頂端滑到底端所用的時間； （2）物體滑到斜面底端時的動能； （3）在物體下滑的全過程中支持力對物體的沖量大小。 O m h P 圖17 x 15．（9分）如圖17所示，高h＝0.80m的光滑弧形軌道與水平光滑軌道相切且平滑連接。將一個質量m=0.40 kg的物塊（可視為質點）從弧形軌道頂端由靜止釋放，物塊滑至水平軌道后，從水平軌道

16、右側邊緣O點水平飛出，落到水平地面的P點，P點距O點的水平距離x=1.6m。不計一切摩擦和空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2。求： （1）物塊從水平軌道O點飛出時的速率； （2）水平軌道距地面的高度； （3）物塊落到P點時的速度。 圖18 O B A x P y C 甲 乙 C A B R 16．（10分）如圖18甲所示，水平傳送帶以5.0m/s恒定的速率運轉，兩皮帶輪之間的距離l=6.0m，皮帶輪的半徑大小可忽略不計。沿水平傳送帶的上表面建立xOy坐標系，坐標原點O在

17、傳送帶的最左端。半徑為R的光滑圓軌道ABC的最低點A點與C點原來相連，位于豎直平面內（如圖18乙所示），現(xiàn)把它從最低點處切開，并使C端沿y軸負方向錯開少許，把它置于水平傳送帶的最右端，A點位于x軸上且與傳送帶的最右端之間的距離可忽略不計，軌道的A、C兩端均位于最低點， C端與一水平直軌道平滑連接。由于A、C兩點間沿y軸方向錯開的距離很小，可把ABC仍看作位于豎直平面內的圓軌道。 將一質量m=1.0kg的小物塊P（可視為質點）沿x軸輕放在傳送帶上某處，小物塊隨傳送帶運動到A點進入光滑圓軌道，恰好能夠通過圓軌道的最高點B，并沿豎直圓軌道ABC做完整的圓周運動后由C點經水平直軌道滑出。已知小物塊與

18、傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.50，圓軌道的半徑R=0.50m，取重力加速度g=10 m/s2。求： （1）物塊通過圓軌道最低點A時對軌道壓力的大小； （2）輕放小物塊位置的x坐標應滿足什么條件，才能完成上述運動； （3）傳送帶由電動機帶動，其與輪子間無相對滑動，不計輪軸處的摩擦。若將小物塊輕放在傳送帶上O點，求為將小物塊從O點運送至A點過程中電動機多做的功。 17．（10分）如圖19所示，兩形狀完全相同的平板A、B置于光滑水平面上，質量分別為m和2m。平板B的右端固定一輕質彈簧，P點

19、為彈簧的原長位置，P點到平板B左端點Q的距離為L。物塊C置于平板A的最右端，質量為m且可視為質點。平板A、物塊C以相同速度v0向右運動，與靜止平板B發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，碰撞后平板A、B粘連在一起，物塊C滑上平板B，運動至P點開始壓縮彈簧，后被彈回并相對于平板B靜止在其左端Q點。彈簧始終在彈性限度內，平板B的P點右側部分為光滑面，P點左側部分為粗糙面，物塊C與平板B 粗糙面部分之間的動摩擦因數(shù)處處相同，重力加速度為g。求： （1）平板A、B剛碰完時的共同速率v1； （2）物塊C與平板B 粗糙面部分之間的動摩擦因數(shù)μ； （3）在上述過程中，系統(tǒng)的最大彈性勢能Ep； Q P v0

20、L B A C 圖19 18．（10分）一球形人造衛(wèi)星，其最大橫截面積為A、質量為m，在軌道半徑為R的高空繞地球做圓周運動。由于受到稀薄空氣阻力的作用，導致衛(wèi)星運行的軌道半徑逐漸變小。衛(wèi)星在繞地球運轉很多圈之后，其軌道的高度下降了△H，由于△H <

21、）求人造衛(wèi)星在軌道半徑為R的高空繞地球做圓周運動的周期； （2）某同學為估算稀薄空氣對衛(wèi)星的阻力大小，做出了如下假設：衛(wèi)星運行軌道范圍內稀薄空氣的密度為ρ，且為恒量；稀薄空氣可看成是由彼此不發(fā)生相互作用的顆粒組成的，所有的顆粒原來都靜止，它們與人造衛(wèi)星在很短時間內發(fā)生碰撞后都具有與衛(wèi)星相同的速度，在與這些顆粒碰撞的前后，衛(wèi)星的速度可認為保持不變。在滿足上述假設的條件下，請推導： ①估算空氣顆粒對衛(wèi)星在半徑為R軌道上運行時，所受阻力F大小的表達式； ②估算人造衛(wèi)星由半徑為R的軌道降低到半徑為R-△H的軌道的過程中，衛(wèi)星繞地球運動圈數(shù)n的表達式。

22、 海淀區(qū)高三年級第一學期期中練習參考答案及評分標準 物 理 2015.11 一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項是符合題意的，有的小題有多個選項是符合題意的。全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A ABD C B D CD C B ABC B 二、本題共2小

23、題，共15分。 11．（1）0.10（或0.1）（2分）；（2）0.96（2分）；2.4（在2.3-2.4之間均可得分）（3分） 12．（1）B、D（漏選得1分）（2分）（2）B（2分）； （3）A、D（漏選得1分）（2分）； （4）（2分） 三、本題包括6小題，共55分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 說明：計算題提供的參考解答，不一定都是唯一正確的。對于那些與此解答不同的正確解答，同樣得分。 13．（8分） 解：（1）設物體受摩擦力為，支持力為。則（1分） 根據牛頓第二定律有：

24、 水平方向：（1分）； 豎直方向：（1分） 解得：m/s2（1分） （2）根據運動學公式：m/s（2分） （3）設撤去拉力后滑行的最大距離為x， 根據動能定理：（1分） 解得：x=0.10m（1分） 14．（8分） 解：（1）設物體沿光滑斜面下滑的加速度大小為a， 根據牛頓第二定律：（1分） 根據運動學公式：（1分） 解得：t=1.0s（1分） （2）設物體滑到斜面底端時的速度大小為v，則有 解得 ：v=5.0m/s（1分） 滑到斜面底端時的動能 6.25J（1分） （3）設物體沿斜面下滑過程中所受到的支持力為N，則（1分） 在此過程中支持力對物體的沖量大小為

25、 （1分） 解得 ：N?s（或4.33N?s）（1分） 15．（9分） 解：（1）從弧形軌道頂端滑至O點的過程，物塊機械能守恒，則有（2分） 解得 ： v＝4.0m/s （1分） （2）設物塊從弧形軌道水平飛出落到P點所用時間為t，水平軌道距地面的高度為H，由平拋運動規(guī)律：（2分） 解得：H=0.80m （1分） （3）由平拋運動規(guī)律：4.0m/s；4.0m/s（1分） 物塊落到P點的速率m/s（或5.7 m/s）（1分） 設物塊落到P點的速度方向與水平方向的夾角為α，則： 解得：α=45，即物塊落到P點的速度方向與水平方向的夾角為45斜向右下（1分） 16．（

26、10分） 解：（1）設物塊恰好通過圓軌道最高點B時的速率為vB， 根據牛頓第二定律有： mg=（1分） 解得：vB== m/s =m/s 設物塊通過圓軌道最低點A的速率為vA，對于物塊由A點運動至B點的過程， 根據機械能守恒定律有： m=m+2mgR （1分） 解得：vA=5.0m/s（1分） 設物塊通過圓軌道最低點A時，軌道對物塊的支持力為FN， 根據牛頓第二定律有FN－mg= ；解得：FN=60N （1分） 據牛頓第三定律，物塊通過圓軌道最低點A對軌道的壓力FN= FN=60N（1分） （2）物塊在傳送帶上的加速度a=μg=5.0m/s2 （1分） 根據（1）可

27、知物塊運動至A點的速度滿足vA=5.0m/s，可使其恰好通過圓軌道最高點B。傳送帶的速率v0=5.0m/s，物塊在傳送帶上加速運動的位移為 （1分） 故輕放小物塊的位置坐標需滿足x≤ l-x0=3.5m （1分） （3）設為將小物塊從O點運送到A點傳送帶電動機做的功為W， 小物塊加速運動時間，小物塊加速運動的位移 （1分） 根據功能關系有：（1分） 17．（10分） 解：（1）對A、B碰撞過程，根據動量守恒定律有：mv0＝(m＋2m) v1 （2分） 解得：v1=v0 （1分） （2）設C停在Q點時A、B、C共同速度為v2， 根據動量守恒定律有：2mv0=4mv2 解

28、得：v2=v0（1分） 對A、B、C組成的系統(tǒng)，從A、B碰撞結束瞬時到C停在Q點的過程， 根據功能關系有：μmg(2L)＝mv＋(3m)v－(4m)v （1分） 解得：μ＝（1分） （3）設彈簧壓縮到最短時A、B、C共同速度為v3。對于A、B、C組成的系統(tǒng)，彈簧壓縮到最短時系統(tǒng)的彈性勢能Ep最大。 對于A、B、C組成的系統(tǒng)，從A、B碰撞后瞬間到彈簧壓縮到最短的過程， 根據動量守恒定律有：2mv0＝4mv3；解得：v3＝v0（1分） 根據功能關系有：μmgL+Ep＝mv＋(3m)v－(4m)v （2分） 解得：Ep＝mv（1分） 18．（10分） 解：（1）設衛(wèi)星在R軌道

29、運行的周期為T， 根據萬有引力定律和牛頓第二定律有：（2分） 解得：（1分） （2）①如圖所示，最大橫截面積為A的衛(wèi)星，經過時間從圖中的實線位置運動到了圖中的虛線位置，該空間區(qū)域的稀薄空氣顆粒的質量為（1分） v A 以這部分稀薄空氣顆粒為研究對象，碰撞后它們都獲得了速度v，設飛船給這部分稀薄空氣顆粒的平均作用力大小為F，根據動量定理有：（1分） 根據萬有引力定律和牛頓第二定律有：，解得： 根據牛頓第三定律，衛(wèi)星所受的阻力大小F′=。（1分） ②設衛(wèi)星在R軌道運行時的速度為v1、動能為Ek1、勢能為Ep1、機械能為E1， 根據牛頓定律和萬有引力定律有： 衛(wèi)星的動能，勢能 解得： 衛(wèi)星高度下降ΔH，在半徑為（R-ΔH）軌道上運行， 同理可知其機械能 衛(wèi)星軌道高度下降ΔH，其機械能的改變量（1分） 衛(wèi)星機械能減少是因為克服空氣阻力做了功。設衛(wèi)星在沿半徑為R的軌道運行一周過程中稀薄空氣顆粒作用于衛(wèi)星的阻力做的功為W0， 利用小量累積的方法可知：（1分） 上式表明衛(wèi)星在繞不同軌道運行一周，稀薄空氣顆粒所施加的阻力做的功是一恒量，與軌道半徑無關。 則ΔE=nW0（1分） 解得：（1分） 歡 26