海淀区高三物理期中试卷及答案

海淀区高三年级第一学期期中练习 物 理 2015.11 说明：本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案写在答题纸上， 在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。 题号[来源:学 &科&网Z&X&X&K] 一 二[来源:Z*xx*k.Com][来 源:学&科&网Z&X&X&K] 三 总分 13 14 15 16 17 18 分数 一、本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，有的小 题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得 3 分，选不全 的得 2 分，有选错或不答的得 0 分。把你认为正确的答案填涂在答题纸上。 1．城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂。图 1 是这类结构的一 种简化模型，硬杆左端可绕通过 B 点且垂直于纸面的轴无摩擦的转动，右端 O 点通过钢索挂于 A 点， 钢索和硬杆所受的重力均可忽略。有一质量不变的重物悬挂于 O 点，现将钢索缓慢变短， 并使钢索的悬挂点 A 缓慢向下移动，以保证硬杆始终处于水平。则在上述变化过程中，下列 说法中正确的是 A．钢索对 O 点的拉力变大 B．硬杆对 O 点的弹力变小 C．钢索和硬杆对 O 点的作用力的合力变大 D．钢索和硬杆对 O 点的作用力的合力变小 2．如图 2 所示，在光滑水平面上有一轻质弹簧左端固定，右端与一质量为 m 的小球相连，构 成一个水平弹簧振子，弹簧处于原长时小球位于 O 点。现使小球以 O 点为平衡位置，在 A、B 两点 间沿光滑水平面做简谐运动，关于这个弹簧振子做简谐运动的过程，下列说法中正确的是 A．小球从 O 位置向 B 位置运动过程中做减速运动 B．小球每次通过同一位置时的加速度一定相同 C．小球从 A 位置向 B 位置运动过程中，弹簧振子所具有的势能持续增加 D．小球在 A 位置弹簧振子所具有的势能与在 B 位置弹簧振子所具有的势能相等 3．在长约 1.0m 的一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一 个适当的圆柱形的红蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，并迅 速竖直倒置，红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底。将此玻 璃管倒置安装在小车上，并将小车置于水平导轨上。若小车一端 连接细线绕过定滑轮悬挂小物体，小车从 A 位置由静止开始运动， 同时红蜡块沿玻璃管匀速上升。经过一段时间后，小车运动到虚 线表示的 B 位置，如图 3 所示。按照图 3 建立坐标系，在这一过 程中红蜡块实际运动的轨迹可能是图 4 中的 图 2 A O B 图 4 y O xA O y xB O y xC O y xD 图 1 A B O A B x y 图 3 4．图 5 为“验证力的平行四边形定则”的实验装置示意图， 橡皮条的一端固定在木板上 A 位置，另一端系有轻质小圆环；轻 质细绳 OB 和 OC 一端系在小圆环上，另一端分别系在弹簧测力 计的挂钩上。现用弹簧测力计通过细绳拉动小圆环，使橡皮条沿 平行木板平面伸长至 O 位置。对于上述验证力的平行四边形定则 的实验过程，下列说法中正确的是 A．只需记录弹簧测力计的示数 B． OB 和 OC 绳拉力的方向应与木板平面平行 C．只需记录 OB 和 OC 绳的长度和弹簧测力计拉力方向 D．OB 和 OC 绳的长度越短测量的误差越小 5．一列简谐横波沿 x 轴传播，波长为λ，周期为 T。t＝0 时刻的波形 如图 6 所示，此时质点 P 正沿 y 轴正方向运动。则 x＝0 处的质点的振动图 像是图 7 中的 6．如图 8 所示，某同学在教室中站在体重计上研究超重与失重。她由稳定的站 姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立” 过程。关于她的实验现象，下列说法中正确的是 A．只有“起立”过程，才能出现失重的现象 B．只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象 C．“起立”、“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象 D．“起立”的过程，先出现超重现象后出现失重现象 7．两个完全相同的小球，在同一高度处以相同大小的初速度分别沿水平方向和竖 直方向抛出，最后都落到同一水平地面上。不计空气阻力，则下列说法中正确的是 A．两小球落地时速度相同 B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C．从抛出至落地，重力对两小球做的功相同 D．从抛出至落地，重力对两小球做功的平均功率相同 8．一个滑块以初速度 v0 从够长的固定斜面底端沿斜面向上运动，经 2t0 时间返回到斜面底端。 P y/cm x/m 图 6 0 λ 2 λ O t A v v0 t0 2t0 O t D v v0 t0 2t0O t C v v0 t0 2t0O t B v v0 t0 2t0 A O CB 图 5 图 8 y t A 0 图 7 y t C 0 y t B y t D 0T 2 T T 2 T T 2 T T 2 T 图 9 所示图像表示该滑块在此斜面上运动过程中速度的大小 v 随时间 t 变化的规律，其中可能 正确的是 9．位于地球赤道上随地球自转的物体 P 和地球的同步通信卫星 Q 均在赤道平面上绕地心做匀 速圆周运动。已知地球同步通信卫星轨道半径为 r，地球半径为 R，第一宇宙速度为 v。仅利用以上 已知条件能求出 A．地球同步通信卫星运行速率 B．地球同步通信卫星的向心加速度 C．随地球自转的物体的向心加速度 D．万有引力常量 10.如图 10 所示，劲度系数为 k 的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置 于水平面上质量为 m 的物体 A 接触，但未与物体 A 连接，弹簧水平且无形变。 现对物体 A 施加一个水平向右的瞬间冲量，大小为 I0，测得物体 A 向右运动的 最大距离为 x0，之后物体 A 被弹簧弹回最终停在距离初始位置左侧 2x0 处。已 知弹簧始终在弹簧弹性限度内，物体 A 与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加 速度为 g，下列说法中正确的是 A.物体 A 整个运动过程，弹簧对物体 A 的冲量为零 B.物体 A 向右运动过程中与弹簧接触的时间一定小于物体 A 向左运动过程中与弹簧接触的时间 C. 物体 A 向左运动的最大速度 m 02v gx D.物体 A 与弹簧作用的过程中，系统的最大弹性势能 Ep= 0 2 0 22 mgxm I  二、本题共2小题，共15分。 11．（7 分）实验课上同学们利用打点计时器等器材，研究小车做匀变速直线运动的规律。其 中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带，如图 11 所示。图中 O、A、B、 C、D 是按打点先后顺序依次选取的计数点，在纸带上选定的相邻两个记数点之间还有四个打出点没 有画出。 （1）打点计时器使用的交流电频率为 50Hz，则相邻两个计数点间的时间间隔为 s； （2）由图中的数据可知，打点计时器打下 C 点时小车运动的速度大小是________ m/s，小车运 动的加速度大小是________ m/s2。（计算结果均保留两位有效数字） O A B C D 3.60单位：cm 图 11 9.61 18.01 28.81 I0 A 图 10 2x0 x0 O t A v v0 t0 2t0 图 9 O t D v v0 t0 2t0O t C v v0 t0 2t0O t B v v0 t0 2t0 12. （8 分）实验小组的同学在“验证牛顿第二定律”实验中，使用了如图 12 所示的实验装置。 （1）在下列测量工具中，本次实验需要用的测量仪器有 。（选填测量仪器前的字母） A．游标卡尺 B．刻度尺 C．秒表 D．天平 （2）实验中，为了可以将细线对小车的拉力看成是小车所受的合外力，某同学先调节长木板一 端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项必须且正确的操作是_______。（选 填选项前的字母） A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节砂 和砂桶的总质量的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 B．将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶， 给打点计时器通电，轻推一下小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 C．将长木板的右端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推一下小车，观察判断小车是 否做匀速运动 （3）某同学在做保持小车质量不变，验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时， 根据测得的数据作出如图 13 所示的 a－F 图线，所得的图线既不过原点，又不是直线，原因 可能是_______。（选填选项前的字母） A．木板右端所垫物体较低，使得木板的倾角偏小 B．木板右端所垫物体较高，使得木板的倾角 偏大 C．小车质量远大于砂和 砂桶的质量 D．砂和砂桶的质量不满足远小于小车质量 （4）在某次利用上述已调整好的装置进行实验中，保持砂和砂桶 的总质量不变，小车自身的质量为 M 且保持不变，改变小车中砝码的 质量 m，并测出小车中不同砝码质量时所对应的加速度 a，以 m 为横坐 标， 1 a 为纵坐标，在坐标纸上作出如图 14 所示的 1 ma  关系图线，实 验结果验证了牛顿第二定律。如果图中纵轴上的截距为 b，则小车受到 的拉力大小为___________。 三、本题包括6小题，共55分。解答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。 13．（8 分）如图 15 所示，一个质量 m＝10 kg 的物体放在水平地面上。对物体施加一个 F =50 图 12 打点计时器 砂、砂桶 接交流电源 小车 砝码 图 13 a FO O m a 1 图 14 b F 图 15 θ N 的拉力，使物体做初速为零的匀加速直线运动。已知拉力与水平方向的夹角θ=37°，物体与水平 地面间的动摩擦因数μ=0.50，sin37°=0.60，cos37°=0.80，取重力加速度 g=10m/s2。 （1）求物体运动的加速度大小； （2）求物体在 2.0 s 末的瞬时速率； （3）若在 2.0 s 末时撤去拉力 F，求此后物体沿水平地面可滑行的最大距离。 14．（8 分）如图 16 所示，一物体从光滑固定斜面顶端由静止开始下滑。已知物体的质量 m=0.50kg， 斜面的倾角θ=30°，斜面长度 L=2.5m，取重力加速度 g=10m/s2。求： （1）物体沿斜面由顶端滑到底端所用的时间； （2）物体滑到斜面底端时的动能； （3）在物体下滑的全过程中支持力对物体的冲量大小。 15．（9 分）如图 17 所示，高 h＝0.80m 的光滑弧形轨道与水平光滑轨道相切且平滑连接。将 一个质量 m=0.40 kg 的物块（可视为质点）从弧形轨道顶端由静止释放，物块滑至水平轨道后，从 水平轨道右侧边缘 O 点水平飞出，落到水平地面的 P 点，P 点距 O 点 的水平距离 x=1.6m。不计一切摩擦和空气阻力，取重力加速度 g=10m/s2。求： （1）物块从水平轨道 O 点飞出时的速率； （2）水平轨道距地面的高度； （3）物块落到 P 点时的速度。 θ L 图 16 O m h P 图 17 x 16．（10 分）如图 18 甲所示，水平传送带以 5.0m/s 恒定的速率运转，两皮带轮之间的距离 l=6.0m， 皮带轮的半径大小可忽略不计。沿水平传送带的上表面建立 xOy 坐标系，坐标原点 O 在传送带的最 左端。半径为 R 的光滑圆轨道 ABC 的最低点 A 点与 C 点原来相连，位于竖直平面内（如图 18 乙所 示），现把它从最低点处切开，并使 C 端沿 y 轴负方向错开少许，把它置于水平传送带的最右端， A 点位于 x 轴上且与传送带的最右端之间的距离可忽略不计，轨道的 A、C 两端均位于最低点， C 端与一水平直轨道平滑连接。由于 A、C 两点间沿 y 轴方向错开 的距离很小，可把 ABC 仍看作位于竖直平面内的圆轨道。 将一质量 m=1.0kg 的小物块 P（可视为质点）沿 x 轴轻放在 传送带上某处，小物块随传送带运动到 A 点进入光滑圆轨道，恰 好能够通过圆轨道的最高点 B，并沿竖直圆轨道 ABC 做完整的 圆周运动后由 C 点经水平直轨道滑出。已知小物块与传送带间的 动摩擦因数μ=0.50，圆轨道的半径 R=0.50m，取重力加速度 g=10 m/s2。求： （1）物块通过圆轨道最低点 A 时对轨道压力的大小； （2）轻放小物块位置的 x 坐标应满足什么条件，才能完成上述运动； （3）传送带由电动机带动，其与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。若将小物块轻放在传 送带上 O 点，求为将小物块从 O 点运送至 A 点过程中电动机多做的功。 图 18 O B A xP y C 甲 乙 C A B R 17．（10 分）如图 19 所示，两形状完全相同的平板 A、B 置于光滑水平面上，质量分别为 m 和 2m。平板 B 的右端固定一轻质弹簧，P 点为弹簧的原长位置，P 点到平板 B 左端点 Q 的距离为 L。 物块 C 置于平板 A 的最右端，质量为 m 且可视为质点。平板 A、物块 C 以相同速度 v0 向右运动， 与静止平板 B 发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后平板 A、B 粘连在一起，物块 C 滑上平板 B，运动 至 P 点开始压缩弹簧，后被弹回并相对于平板 B 静止在其左端 Q 点。弹簧始终在弹性限度内，平板 B 的 P 点右侧部分为光滑面，P 点左侧部分为粗糙面，物块 C 与平板 B 粗糙面部分之间的动摩擦因 数处处相同，重力加速度为 g。求： （1）平板 A、B 刚碰完时的共同速率 v1； （2）物块 C 与平板 B 粗糙面部分之间的动摩擦因数μ； （3）在上述过程中，系统的最大弹性势能 Ep； Q Pv0 L BA C 图 19 18．（10 分）一球形人造卫星，其最大横截面积为 A、质量为 m，在轨道半径为 R 的高空绕地 球做圆周运动。由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小。卫星在绕地球 运转很多圈之后，其轨道的高度下降了△H，由于△H