北京市海淀區(qū)高三上學(xué)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(xué)期期中練習(xí) 物 理 2015.11 說明：本試卷共8頁，共100分?？荚嚂r長90分鐘。考生務(wù)必將答案寫在答題紙上，在試卷上作答無效。考試結(jié)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?jǐn)?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(rèn)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(jīng)常用三角形的結(jié)構(gòu)懸掛。圖1是這類結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)彈簧左端固定，右端與一質(zhì)量為m的小球相連，構(gòu)成一個水平彈簧振子，彈簧處于原長時小球位于O點。現(xiàn)使小球以O(shè)點為平衡位置，在A、B兩點間沿光滑水平面做簡諧運動，關(guān)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(dāng)?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(dǎo)軌上。若小車一端連接細(xì)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(jīng)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(biāo)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(zhì)小圓環(huán)；輕質(zhì)細(xì)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(xì)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(yīng)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(zhì)點P正沿y軸正方向

6、運動。則x＝0處的質(zhì)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(xué)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(guān)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(jīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)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?，F(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(cè)2x0處。已知彈簧始終在彈簧彈性限度內(nèi)，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(xué)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(xué)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(jù)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(jié)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(xué)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(biāo)卡尺 B．刻度尺 C．秒表 D．天平 （2）實驗中，為了可以將細(xì)線對小車的拉力看成是小車所受的合外力，某同學(xué)先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)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(jīng)穿過打點計時

12、器的紙帶，給打點計時器通電，調(diào)節(jié)砂和砂桶的總質(zhì)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(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)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(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推一下小車，觀察判斷小車是否做勻速運動 （3）某同學(xué)在做保持小車質(zhì)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(jù)測得的數(shù)據(jù)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(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量 D．砂和砂桶的質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量 O m 圖14 b （4）在某次利用上述已調(diào)整好的裝置進行實驗中，保持砂和砂桶的總質(zhì)量不變，小車自身的質(zhì)量為M且保持不變，改變小車中砝碼的質(zhì)量m，并測出小車中不同砝碼質(zhì)量時所對應(yīng)的加速度a，以m為橫坐標(biāo)， 為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出如圖14所示的關(guān)系圖線，實驗結(jié)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(yīng)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(zhì)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(zhì)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(yuǎn)＝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(zhì)量m=0.40 kg的物塊（可視為質(zhì)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(cè)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(zhuǎn)，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(biāo)系，坐標(biāo)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(nèi)（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(fù)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(nèi)的圓軌道。 將一質(zhì)量m=1.0kg的小物塊P（可視為質(zhì)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(jīng)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??； （2）輕放小物塊位置的x坐標(biāo)應(yīng)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(zhì)量分別為m和2m。平板B的右端固定一輕質(zhì)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(zhì)量為m且可視為質(zhì)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(nèi)，平板B的P點右側(cè)部分為光滑面，P點左側(cè)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(zhì)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(dǎo)致衛(wèi)星運行的軌道半徑逐漸變小。衛(wèi)星在繞地球運轉(zhuǎn)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(xué)為估算稀薄空氣對衛(wèi)星的阻力大小，做出了如下假設(shè)：衛(wèi)星運行軌道范圍內(nèi)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(nèi)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(rèn)為保持不變。在滿足上述假設(shè)的條件下，請推導(dǎo)： 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(xué)期期中練習(xí)參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn) 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(yīng)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(shè)物體受摩擦力為，支持力為。則（1分） 根據(jù)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(jù)運動學(xué)公式：m/s（2分） （3）設(shè)撤去拉力后滑行的最大距離為x， 根據(jù)動能定理：（1分） 解得：x=0.10m（1分） 14．（8分） 解：（1）設(shè)物體沿光滑斜面下滑的加速度大小為a， 根據(jù)牛頓第二定律：（1分） 根據(jù)運動學(xué)公式：（1分） 解得：t=1.0s（1分） （2）設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)物塊恰好通過圓軌道最高點B時的速率為vB， 根據(jù)牛頓第二定律有： mg=（1分） 解得：vB== m/s =m/s 設(shè)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(jù)機械能守恒定律有： m=m+2mgR （1分） 解得：vA=5.0m/s（1分） 設(shè)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(jù)牛頓第二定律有FN－mg= ；解得：FN=60N （1分） 據(jù)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(jù)（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(biāo)需滿足x≤ l-x0=3.5m （1分） （3）設(shè)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(jù)功能關(guān)系有：（1分） 17．（10分） 解：（1）對A、B碰撞過程，根據(jù)動量守恒定律有：mv0＝(m＋2m) v1 （2分） 解得：v1=v0 （1分） （2）設(shè)C停在Q點時A、B、C共同速度為v2， 根據(jù)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(jié)束瞬時到C停在Q點的過程， 根據(jù)功能關(guān)系有：μmg(2L)＝mv＋(3m)v－(4m)v （1分） 解得：μ＝（1分） （3）設(shè)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(jù)動量守恒定律有：2mv0＝4mv3；解得：v3＝v0（1分） 根據(jù)功能關(guān)系有：μmgL+Ep＝mv＋(3m)v－(4m)v （2分） 解得：Ep＝mv（1分） 18．（10分） 解：（1）設(shè)衛(wèi)星在R軌道

29、運行的周期為T， 根據(jù)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(jīng)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(zhì)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(shè)飛船給這部分稀薄空氣顆粒的平均作用力大小為F，根據(jù)動量定理有：（1分） 根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有：，解得： 根據(jù)牛頓第三定律，衛(wèi)星所受的阻力大小F′=。（1分） ②設(shè)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(jù)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(shè)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(guān)。 則ΔE=nW0（1分） 解得：（1分） 歡 26