1、海淀区高三年级第一学期期中练习物 理 2013.11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。三题号 一 二13 14 15 16 17 18 总分分数一、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如图 1 所示，物体 A 用轻质细绳与圆环 B 连接，圆环固定在竖直杆 MN 上。现用一水平力 F
2、作用在绳上的 O 点，将 O 点缓慢向左移动，使细绳与竖直方向的夹角 逐渐增大。关于此过程，下列说法中正确的是 A水平力 F 逐渐增大 B水平力 F 逐渐减小C绳 OB 的弹力逐渐减小 D绳 OB 的弹力逐渐增大2 2013 年 6 月我国宇航员在天宫一号空间站中进行了我国首次太空授课活动，展示了许多在地面上无法实现的实验现象。假如要在空间站再次进行授课活动，下列我们曾在实验室中进行的实验，若移到空间站也能够实现操作的有 A利用托盘天平测质量 B利用弹簧测力计测拉力C利用自由落体验证机械能守恒定律 D测定单摆做简谐运动的周期3如图 2 所示，某同学在研究运动的合成时做了下述活动：用左手沿黑板推
3、动直尺竖直向上运动，运动中保持直尺水平，同时，用右手沿直尺向右移动笔尖。若该同学左手的运动为匀速运动，右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动，则关于笔尖的实际运动，下列说法中正确的是 A笔尖做匀速直线运动B笔尖做匀变速直线运动C笔尖做匀变速曲线运动D笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小图 2F O NMBA图 14某同学用两个弹簧测力计、一根橡皮筋、细绳套、三角板及贴有白纸的方木板等器材，进行“验证力的平行四边形定则 ”的实验。图 3 所示是该同学依据实验记录作图的示意图。其中 A 点是橡皮筋在白纸上的固定点， O 点是此次实验中用弹簧测力计将橡皮筋的活动端拉伸到的位置。关于此实验，下列
4、说法中正确的是 A只需记录拉力的大小B拉力方向应与木板平面平行C图 3 中 F表示理论的合力，F 表示实验测出的合力D改变拉力，进行多次实验，并作出多个平行四边形，但每个四边形中的 O 点位置不一定相同5一列简谐机械横波沿 x 轴正方向传播，波速为 2m/s。某时刻波形如图 4 所示，a、b 两质点的平衡位置的横坐标分别为 xa=2.5m，x b=4.5m，则下列说法中正确的是 A这列波的周期为 4sB此时质点 b 沿 y 轴负方向运动C此时质点 a 的加速度比质点 b 的加速度大D此时刻以后，a 比 b 先到达平衡位置 6假设两颗“近地”卫星 1 和 2 的质量相同，都绕地球做匀速圆周运动，
5、如图 5 所示，卫星 2 的轨道半径更大些。两颗卫星相比较，下列说法中正确的是 A卫星 1 的向心加速度较小B卫星 1 的动能较小C卫星 1 的周期较小D卫星 1 的机械能较小7如图 6 所示，在水平光滑地面上有 A、B 两个木块，A 、 B 之间用一轻弹簧连接。A靠在墙壁上，用力 F 向左推 B 使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态。若突然撤去力 F，则下列说法中正确的是 A木块 A 离开墙壁前，A、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒B木块 A 离开墙壁前， A、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒C木块 A 离开墙壁后， A、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒D木块
6、A 离开墙壁后，A、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒FA B图 6F1FF2OFA图 3卫星 2卫星 1地球图 5x/m图 4b42y/cm02-26 8 10 12av8如图 7 所示，质量为 m 的小球从距离地面高 H 的 A 点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h 的 B 点速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为 g。关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的有 A小球的机械能减少了 mg(H+h) B小球克服阻力做的功为 mghC小球所受阻力的冲量大于 m g2D小球动量的改变量等于所受阻力的冲量9类比是一种常用的研究方法。对于直线运动
7、，教科书中讲解了由 v-t 图象求位移的方法。请你借鉴此方法分析下列说法，其中正确的是 A由 a-t（加速度- 时间）图线和横轴围成的面积可以求出对应时间内做直线运动物体的速度变化量B 由 F-v（力 -速度）图线和横轴围成的面积可以求出对应速度变化过程中力做功的功率C由 F-x（力-位移）图线和横轴围成的面积可以求出对应位移内力所做的功D由 -r（角速度 -半径）图线和横轴围成的面积可以求出对应半径变化范围内做圆周运动物体的线速度10如图 8 甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为 k，一端固定在倾角为 的斜面底端，另一端与物块 A 连接；两物块 A、B 质量均为 m，初始时均静止。现用平
8、行于斜面向上的力 F 拉动物块 B，使 B 做加速度为 a 的匀加速运动， A、B 两物块在开始一段时间内的 v-t 关系分别对应图乙中 A、B 图线（t 1 时刻 A、B 的图线相切，t 2 时刻对应 A 图线的最高点） ，重力加速度为 g，则 At 2 时刻，弹簧形变量为 0Bt 1 时刻，弹簧形变量为(mgsin +ma）/kC从开始到 t2 时刻，拉力 F 逐渐增大D从开始到 t1 时刻，拉力 F 做的功比弹簧弹力做的功少二、本题共 2 小题，共 15 分。11 （ 7 分）某同学用如图 9 所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：（1 ）该同学在实验前准备了图 9
9、 中所示的实验装置及下列辅助器材： A交流电源、导线 B天平( 含配套砝码 ) C秒表D刻度尺E细线、砂和小砂桶 其中不必要的器材是 (填代号) 。电火花打点计时器纸带小车带滑轮的长木板图 9图 7hHAB甲FA B图 8vtv1t1 t2BAv2乙0（2 ）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。其中一部分纸带上的点迹情况如图 10 甲所示，已知打点计时器打点的时间间隔 T=0.02s，测得 A 点到 B、C 点的距离分别为 x1=5.99cm、x 2=13.59cm，则在打下点迹 B 时，小车运动的速度 vB= m/s；小车做匀加速直线运动的加速度 a= m/s
10、2。 （结果保留三位有效数字）（3 ）在验证“质量一定，加速度 a 与合外力 F 的关系” 时，某学生根据实验数据作出了如图 10 乙所示的 a-F 图象，其中图线不过原点的原因是 ，图线在末端弯曲的原因是 。12 （ 8 分）两位同学用如图 11 所示装置，通过半径相同的 A、B 两球的碰撞来验证动量守恒定律。（1 ）实验中必须满足的条件是 。A斜槽轨道尽量光滑以减小误差B斜槽轨道末端的切线必须水平C入射球 A 每次必须从轨道的同一位置由静止滚下D两球的质量必须相等（2 ）测量所得入射球 A 的质量为 mA，被碰撞小球 B 的质量为 mB，图 11 中 O 点是小球抛出点在水平地面上的垂直投
11、影，实验时，先让入射球 A 从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置 P，测得平抛射程为 OP；再将入射球 A 从斜轨上起始位置由静止释放，与小球 B 相撞，分别找到球 A 和球 B 相撞后的平均落点 M、N，测得平抛射程分别为 OM 和 ON。当所测物理量满足表达式 时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式 时，则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。（3 ）乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图 12 所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球 A、球 B与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球 A 从斜轨上起始
12、位置由静止释放，撞击点为 B；然后将木条平移到图中所示位置，入射球 A 从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点 P；再将入射球 A 从斜轨上起始位置由静止释放，与球 B 相撞，确定球 A 和球 B 相撞后的撞击点分别为 M和 N。测得 B与 N、P 、M 各点的高度差分别为 h1、h 2、h 3。若所测物理量甲x2CA Bx1乙OaF图 10a0M P NOAB图 11图 12NBP木条ABMOh1 h2h3满足表达式 时，则说明球 A 和球 B 碰撞中动量守恒。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，
13、答案中必须明确写出数值和单位。13 （8 分）如图 13 所示，质量 m=0.5kg 的物体放在水平面上，在 F=3.0N 的水平恒定拉力作用下由静止开始运动，物体发生位移 x=4.0m 时撤去力 F，物体在水平面上继续滑动一段距离后停止运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数 =0.4，重力加速度 g 取10m/s2。求 :（1 ）物体在力 F 作用过程中加速度的大小；（2 ）撤去力 F 的瞬间，物体速度的大小；（3 ）撤去力 F 后物体继续滑动的时间。14 （ 8 分）如图 14 所示，倾角 =37的光滑斜面固定在地面上，斜面的长度L=3.0m。质量 m=0.10kg 的滑块（可视为质点）从斜
14、面顶端由静止滑下。已知 sin37=0.60， cos37=0.80，空气阻力可忽略不计，重力加速度 g 取 10m/s2。求：（1 ）滑块滑到斜面底端时速度的大小；（2 ）滑块滑到斜面底端时重力对物体做功的瞬时功率大小；（3 ）在整个下滑过程中重力对滑块的冲量大小。15 （ 9 分）在物理学中，常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究问题。如在牛顿发现万有引力定律一百多年后，卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量 G 的数值，图 15 所示是卡文迪许扭秤实验示意图。卡文迪许的实验常被称为是“称量地球质量”的实验，因为由 G 的数值及其他已知量，就可计算出地球的质量，卡文迪许图
15、13Fm图 15图 14Lm也因此被誉为第一个称量地球的人。（1 ）若在某次实验中，卡文迪许测出质量分别为 m1、m 2 相距为 r 的两个小球之间引力的大小为 F，求万有引力常量 G；（2 ）若已知地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g，万有引力常量为 G，忽略地球自转的影响，请推导出地球质量及地球平均密度的表达式。16 （ 10 分）如图 16 所示，水平光滑轨道 AB 与竖直半圆形光滑轨道在 B 点平滑连接，AB 段长 x=10m，半圆形轨道半径 R=2.5m。质量 m=0.10kg 的小滑块（可视为质点）在水平恒力 F 作用下，从 A 点由静止开始运动，经 B 点时撤去力 F，小滑块
16、进入半圆形轨道，沿轨道运动到最高点 C，从 C 点水平飞出。重力加速度 g 取 10m/s2。（1 ）若小滑块从 C 点水平飞出后又恰好落在 A 点。求：滑块通过 C 点时的速度大小；滑块刚进入半圆形轨道时，在 B 点对轨道压力的大小；（2 ）如果要使小滑块能够通过 C 点，求水平恒力 F 应满足的条件。17 （ 10 分）动车组列车（如图 17 所示）是由几节自带动力的车厢（动车）加几节不带动力的车厢（拖车）编成一组，它将动力装置分散安装在多节车厢上。在某次试运行中共有 4 节动车和 4 节拖车组成动车组，每节动车可以提供 Pe=750kW 的额定功率，每节车厢平均质量为 m=20t。该次试
17、运行开始时动车组先以恒定加速度 a=0.5m/s2 启动做直线运动，达到额定功率后再做变加速图 16OBBACxR图 17直线运动，总共经过 550s 的时间加速后，动车组便开始以最大速度 vm=270km/h 匀速行驶。设每节动车在行驶中的功率相同，行驶过程中每节车厢所受阻力相同且恒定。求：（1 ）动车组在匀加速阶段的牵引力大小；（2 ）动车组在整个加速过程中每节动车的平均功率；（3 ）动车组在整个加速过程中所通过的路程（计算结果保留两位有效数字） 。18 （ 10 分）如图 18 甲所示，三个物体 A、 B、C 静止放在光滑水平面上，物体 A、B用一轻质弹簧连接，并用细线拴连使弹簧处于压缩
18、状态，此时弹簧长度 L=0.1m；三个物体的质量分别为 mA=0.1kg、m B=0.2kg 和 mC=0.1kg。现将细线烧断，物体 A、B 在弹簧弹力作用下做往复运动（运动过程中物体 A 不会碰到物体 C） 。若此过程中弹簧始终在弹性限度内，并设以向右为正方向，从细线烧断后开始计时，物体 A 的速度 时间图象如图 18 乙所示。求：（1 ）物体 B 运动速度的最大值；（2 ）从细线烧断到弹簧第一次伸长到 L1=0.4m 时，物体 B 运动的位移大小；（3 ）若在某时刻使物体 C 以 vC=4m/s 的速度向右运动，它将与正在做往复运动的物体 A 发生碰撞，并立即结合在一起，试求在以后的运动
19、过程中，弹簧可能具有的最大弹性势能的取值范围。图 18甲AC Bv/ms-10 t/s4.0T/2 T乙-4.0海淀区高三年级第一学期期中练习参考答案及评分标准物 理 2013.11一、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符合题意的，有的小题有多个选项是符合题意的。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。题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案 AD B CD BD AC CD BC AC AC BD二、本题共 2 小题，共 15 分。11 （ 7 分） （1）C （1 分） （2 ） 0.68
20、0 （ 1 分） ； 1.61 （2 分）（3 ）平衡摩擦力过度 （1 分）砂和小砂桶的总质量 m 不远小于小车和砝码的总质量 M （2 分）12 （ 8 分） （1）BC （2 分）（2 ） mAOP= mAOM+ mBON （2 分） ；OP +OM=ON （ 2 分）（3 ） 2h= 3+ 1 （2 分）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）解：（1 ）设物体受到的滑动摩擦力为 Ff，加速度为 a1，则 Ff=mg 根据牛顿第二定律，物块在力 F 作
21、用过程中，有 F-Ff=ma1 （1 分）解得 a1=2m/s2 （1 分）（2 ）设撤去力 F 时物块的速度为 v，由运动学公式 v2 =2a1x （1 分）解得 v=4.0m/s （2 分）（3 ）设撤去力 F 后物体的加速度为 a2，根据牛顿第二定律，有 Ff=ma2解得 a2=4m/s2 （1 分）由匀变速直线运动公式得 2vt 解得 t=1s （2 分）14 （ 8 分）解：（1 ）设滑块滑到斜面底端时的速度为 v依据机械能守恒定律有 mgLsin= 21m解得 v=6.0m/s （2 分）（2 ）滑块滑到斜面底端时速度在竖直方向上的分量 vy=vsin解得 vy=3.6m/s重力对
22、物体做功的瞬时功率 P=mgvy解得 P=3.6W （3 分）（3 ）设滑块下滑过程的时间为 t，由运动学公式 21Lat，mgsin=ma解得 t=1.0s 在整个下滑过程中重力对滑块的冲量大小 IG=mgt解得 IG=1.0Ns （3 分 ）15 （ 9 分）解：（1 ） 根据万有引力定律， 21rmF（2 分）得 21mrG （2 分）（2 ）设地球质量为 M，在地球表面任一物体质量为 m在地球表面附近满足 G 2R=mg得 GM=R2g 解得地球的质量 M=2（3 分）地球的体积 V= 34R 解得地球的密度 Gg（2 分）16 （ 10 分）解： （1 ） 设滑块从 C 点飞出时的速
23、度为 vC，从 C 点运动到 A 点时间为 t，滑块从 C 点飞出后，做平抛运动竖直方向：2R= 21gt2 （1 分）水平方向：x=v Ct （1 分）解得：v C=10m/s （1 分）设滑块通过 B 点时的速度为 vB，根据机械能守恒定律21mv = mv 2+2mgR （1 分）设滑块在 B 点受轨道的支持力为 FN，根据牛顿第二定律FNmg=m Rv2联立解得：F N= 9N （1 分）依据牛顿第三定律，滑块在 B 点对轨道的压力 FN= FN=9N （1 分）（2 ）若滑块恰好能够经过 C 点，设此时滑块的速度为 vC，依据牛顿第二定律有mg=m RvC2解得 vC= g= 5.1
24、0=5m/s （1 分）滑块由 点运动到 C 点的过程中，由动能定理Fx- mg2R 2 （2 分）Fxmg2R+ 1Cvm解得水平恒力 F 应满足的条件 F0.625N （1 分）17 （ 10 分）解：（1 ）设动车组在运动中所受阻力为 Ff ，动车组的牵引力为 F，动车组以最大速度匀速运动时，F=F f动车组总功率 P=Fvm=Ff vm ， P=4Pe （1 分）解得 Ff =4104N设动车组在匀加速阶段所提供的牵引力为 F，由牛顿第二定律有 F - Ff = 8ma （1 分）解得 F =1.2105N （1 分）（2 ）设动车组在匀加速阶段所能达到的最大速度为 v，匀加速运动的时
25、间为 t1， 由 P=F v 解得 v=25m/s （1 分）由运动学公式 v=at1 解得 t1=50s 动车在非匀加速运动的时间 t2=t-t1=500s （1 分）动车组在加速过程中每节动车的平均功率 tPtWPe21代入数据解得 P=715.9kW（或约为 716kW） （2 分）（3 ）设动车组在加速过程中所通过的路程为 s，由动能定理0821421m2vsFtPfe（1 分）解得 s=28km （2 分）18 （ 10 分）解：（1 ）对于物体 A、B 与轻质弹簧组成的系统，当烧断细线后动量守恒，设物体 B 运动的最大速度为 vB，有mAvA+mBvB=0vB=- =- A21由图
26、乙可知，当 t= 4T时，物体 A 的速度 vA 达到最大，v A=-4m/s则 vB=2m/s 即物体 B 运动的最大速度为 2m/s （2 分）（2 ）设 A、B 的位移大小分别为 xA、x B，瞬时速度的大小分别为 vA、v B由于系统动量守恒，则在任何时刻有 mAvA-mBvB=0 则在极短的时间 t 内有 mAvAt-mBvBt=0mAvAt=mBvBt累加求和得： mAv At=mBv BtmAxA=mBxBxB= xA= 21xA依题意 xA+xB=L1- L解得 xB=0.1m （4 分）（3 ）因水平方向系统不受外力，故系统动量守恒，因此，不论 A、 C 两物体何时何处相碰，
27、三物体速度相同时的速度是一个定值，总动能也是一个定值，且三个物体速度相同时具有最大弹性势能。设三个物体速度相同时的速度为 v 共依据动量守恒定律有 mCvC=（m Am Bm C）v 共 ， 解得 v 共 1m/s 当 A 在运动过程中速度为 4m/s 且与 C 同向时，跟 C 相碰，A 、C 相碰后速度 v1= vA= vC，设此过程中具有的最大弹性势能为 E1由能量守恒 E1= 2（m Am C）v 12 + mB 2 （m Am B mC） 2共 =1.8J当 A 在运动过程中速度为-4m/s 时，跟 C 相碰，设 A、C 相碰后速度为 v2，由动量守恒mC vCmA vA（ mA + mC）v 2， 解得 v2=0 设此过程中具有的最大弹性势能设为 E2由能量守恒 E2= 1（m Am C）v 22 1mBvB2 （m Am Bm C）v 共 20.2J 由上可得：弹簧具有的最大弹性势能 Epm 的可能值的范围：0.2JE pm1.8J。 （4 分）说明：计算题中用其他方法计算正确同样得分。
