2017-2018海淀高三第一学期期中物理试题及答案

1CtxO TBtxO TAtxO TDtxO T海淀区高三年级第一学期期中练习物理 2017.11一、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。1一位同学从操场 A 点出发，向西走了 30m，到达 B 点，然后又向北走了 40m，达到 C 点。在从 A 点到C 点的过程中，该同学的位移大小是A70m B50m C40m D30m2图 1 所示，在光滑墙壁上用网兜把足球挂在 A 点，足球与墙壁的接触点为 B。足球的质量为 m，悬绳与墙壁的夹角为 ，网兜的质量不计。则悬绳对球的拉力 F 的大小为AF = mgtan BF = mgsinCF=mg/cos DF=mg/ tan3图 2 所示，某同学站在体重计上观察超重与失重现象。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。她稳定站立时，体重计的示数为 A0，关于实验现象，下列说法正确的是A “起立”过程，体重计的示数一直大于 A0B “下蹲 ”过程，体重计的示数一直小于 A0C “起立 ”、 “下蹲” 过程，都能出现体重计的示数大于 A0 的现象D “起立”的过程，先出现超重现象后出现失重现象4用图 3 所示装置研究摩擦力的变化规律，把木块放在水平长木板上， 在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团，它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是A木块开始运动前，摩擦力逐渐增大B当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小C该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小D木块开始运动前，拉力小于摩擦力5一个弹簧振子沿 x 轴做简谐运动，取平衡位置 O 为 x 轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过二分之一的周期，振子具有沿x 轴正方向的最大加速度。图 4 中能正确反映该弹簧振子的位移 x 与时间 t 关系的图像是6物体 A 做平抛运动，以物体被抛出的位置为原点 O，以初速度 v0 的方向为 x 轴的方向、竖直向下的方向为 y 轴的方向，建立平面直角坐标系。如图 5 所示，沿两坐标轴分别放置两个光屏。两束平行光分别沿着与坐标轴平行的方向照射，物体 A 在两个光屏上分别留下物体的两个“影子”的坐标分别为 x、y ，则图 6 中两个影子的坐标随时间变化关系正确的是图 4图 2图 3右左Oy影子图 5x影子平行光平行光Ax0 tx0 t2y0 ty0 t2A B C D图 6图 1ABmg27图 7 是某绳波形成过程的示意图。质点 1 在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4， 各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t=T/ 4 时，质点 5 刚要开始运动。下列说法正确的是AtT/4 时，质点 5 开始向下运动B tT/4 时，质点 3 的加速度方向向下C从 tT/2 开始的一小段时间内，质点 8 的速度正在减小D从 tT/2 开始的一小段时间内，质点 8 的加速度正在减小8与嫦娥 1 号、2 号月球探测器不同，嫦娥 3 号是一次性进入距月球表面100km 高的圆轨道（不计地球对探测器的影响） ，运行一段时间后再次变轨，从 100km 的环月圆轨道，降低到距月球 15km 的近月点 B、距月球 100km的远月点 A 的椭圆轨道，如图 8 所示，为下一步月面软着陆做准备。关于嫦娥 3 号探测器下列说法正确的是A探测器在轨道经过 A 点的速度小于经过 B 点的速度B探测器沿轨道运动过程中，探测器中的科考仪器对其支持面没有压力C探测器从轨道变轨到轨道 ，在 A 点应加速D探测器在轨道经过 A 点 时的加速度小于在轨道经过 A 点时的加速度9用豆粒模拟气体分子，可以模拟气体压强产生的原理。如图 9 所示，从距秤盘 80 cm 高度把 1000 粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上，持续作用时间为1s，豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半。若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且碰撞时间极短（在豆粒与秤盘碰撞极短时间内，碰撞力远大于豆粒受到的重力） ，已知 1000 粒的豆粒的总质量为 100g。则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为A0.2N B0.6N C1.0N D1.6N 10如图 10 甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为 m 的小球，从离弹簧上端高 h 处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴 Ox，做出小球所受弹力 F 大小随小球下落的位置坐标 x 的变化关系如图 10 乙所示，不计空气阻力，重力加速度为 g。以下判断正确的是A当 x=h+x0， 重力势能与弹性势能之和最小B最低点的坐标为 x=h+2x0C小球受到的弹力最大值大于 2mgD小球动能的最大值为 h+02二、本题共 2 小题，共 15 分。11如图 11 所示，某同学借用“探究加速度与力、质量之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和物体动能变化关系 ”的实验。（1）为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫块的位置，改变长木板倾斜程度，根据纸带打出点的间隔判断小车是否做_运动。（2）按图 11 所示装置，接通打点计时器电源，由静止释放小车，打出若干条纸带，从中挑选一条点迹清晰的纸带，如图 12 所示。纸带上打出相邻两个点之间的时间间隔为 T，O 点是打点计时器打出的第一个点，从 O 点到 A、B 、 C、 D、 E、 F 点的距离依次为 s1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6。已知小车的质量为 M，盘和砝码的总质量为 m。由此可求得纸带上由 O 点到 E 点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式B图 8AIII月球1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11112 13 14 15 17 18 16 19 201 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11112 13 14 15 17 18 16 19 t=0 t=T/4 图 720乙甲OxhxFh h+x0mgO h+2x0图 10图 11垫块图 93W ，该小车动能改变量的表达式 Ek 。由于实验中存在误差，所以，W Ek。 （选填“小于” 、 “等于”或“大于” ） 。图图 12A B C D E Fs1s2 s3 s4 s5s6O12.在用图 13 所示单摆“测重力加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下：a取一根细线，下端系住直径为 d 的金属小球，上端固定在铁架台上；b用米尺测量细线长度为 l， l 与小球半径之和记为摆长；c缓慢拉动小球，使细线偏离竖直方向约为 5位置由静止释放小球；d用秒表记录小球完成 n 次全振动所用的总时间 t，计算单摆周期 Tt /n；e用公式 计算当地重力加速度；2/4Tlgf. 改变细线长度，重复 b、c 、 d、 e 步骤，进行多次测量。（1）在上述步骤中，错误的是_（写出该步骤的字母） ；改正后正确的应该是:_。（2）该同学为了减少误差，利用上述未改正错误测量中的多组实验数据做出了 图像，2Tl该图像对应图 14 中的_图。（3）在“用单摆测定重力加速度”的正确实验中，下列做法有利于减小实验误差的是_。A.适当加长摆线B.质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的C.单摆偏离平衡位置的角度不能太大D.当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期（4）北京时间 2005 年 5 月 22 日上午 10 点 05 分，中国女子登山队首次登上珠穆朗玛峰顶峰，五星红旗再一次在珠峰峰顶飘扬。若登山队员利用单摆来确定珠峰的高度，测得该单摆在海平面处的周期是 0，在峰顶的周期是 T，则珠峰顶峰的海拔高度h_。(地球可看作质量均匀分布的半径为 R 的球体)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）商场工作人员推着质量 m=20kg 的货箱沿水平地面滑行。若用力 F1=100N 沿水平方向推货箱，货箱恰好做匀速直线运动；现改用 F2=120N 水平推力把货箱从静止开始推动。 （g 取 10m/s2） 。（1）求货箱与地面之间的动摩擦因数；（2）F 2 作用在货箱上时，求货箱运动的加速度大小；（3）在 F2 作用下，货箱运动 4.0s 时撤掉推力，求货箱从静止开始运动的总位移大小。图 13图 14T2lO T2lO T2lO T2lOA B C D图 13414 （8 分）如图 15 所示为一滑梯的实物图，滑梯的斜面段长度L=5.0m，倾角 =37，水平段与斜面段平滑连接。某小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下，经斜面底端后水平滑行一段距离，停在滑道上。已知小朋友质量为 20kg，小朋友与滑梯轨道间的动摩擦因数 =0.3，不计空气阻力。已知sin37=0.60，cos37=0.80 。 （ g 取 10m/s2） 。求小朋友：（1）沿滑梯下滑时所受摩擦力的大小；（2）滑到斜面底端时的速度大小；（3）在水平段滑行至停止过程中摩擦力做的功。15 （8 分）2017 年 9 月 12 日 晚 上 11 时 58 分 ， 中 国 “天 舟 一 号 ”货 运 飞 船 顺 利 完 成 与 “天 宫 二 号 ”太空 实 验 室 的 自 主 快 速 交 会 对 接 试 验 ， 此 次 试 验 将 中 国 太 空 交 会 对 接 的 两 天 的 准 备 时 间 缩 短 至 6.5小 时 ， 为 中 国 太 空 站 工 程 后 续 研 制 建 设 奠 定 更 加 坚 实 的 技 术 基 础 。 图 16 是 “天 舟 ”与 “天 宫 ”对接 过 程 示 意 图 ，已知“ 天舟 1 号” 与“天宫 2 号”成功对接后，组合体沿圆形轨道运行。经过时间 t，组合体绕地球转过的角度为 ，地球半径为R，地球表面重力加速度为 g，引力常量为 G，不考虑地球自转。求：（1）地球质量 M；（2）组合体运动的周期 T；（3）组合体所在圆轨道离地面高度 H。v图 16图 15516 （9 分）暑假里，小明去游乐场游玩，坐了一次名叫“摇头飞椅”的游艺机，如图 17 所示，该游艺机顶上有一个半径为 4.5m 的“伞盖” ， “伞盖”在转动过程中带动下面的悬绳转动，其示意图如图 18 所示。 “摇头飞椅”高O1O2=5.8m，绳长 5m。小明挑选了一个悬挂在“伞盖”边缘的最外侧的椅子坐下，他与座椅的总质量为 40kg。小明和椅子的转动可简化为如图 18 所示的圆周运动。在某段时间内， “伞盖” 保持在水平面内稳定旋转，绳与竖直方向夹角为 37。g 取 10m/s2， sin37=0.6， cos37=0.8，在此过程中，求：（1）座椅受到绳子的拉力大小；（2）小明运动的线速度大小；（3）小明随身带的玻璃球从座椅上不慎滑落，求落地点与游艺机转轴（即图 18 中 O1 点）的距离（保留两位有效数字） 。17.（10 分）我国高速铁路使用的和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。某列动车组由 8 节车厢组成，其中车头第 1 节、车中第 5 节为动车，其余为拖车，假设每节动车和拖车的质量均为 m=2104kg，每节动车提供的最大功率 P=600kW。（1）假设行驶过程中每节车厢所受阻力 f 大小均为车厢重力的 0.01 倍，若该动车组从静止以加速度 a=0.5m/s2 加速行驶。a求此过程中，第 5 节和第 6 节车厢间作用力大小；b以此加速度行驶时所能持续的时间。（2）若行驶过程中动车组所受阻力与速度成正比，两节动车带 6 节拖车的动车组所能达到的最大速度为 v1。为提高动车组速度，现将动车组改为4 节动车带 4 节拖车，则动车组所能达到的最大速度为 v2，求 v1 与 v2 的比值。O1O2图 18图 19图 17618.（12 分）如图 20 所示为某种弹射装置的示意图，该装置由三部分组成，传送带左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量 M=6.0kg 的物块 A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动，使传送带上表面以 u=2.0m/s 匀速运动。传送带的右边是一半径 R=1.25m 位于竖直平面内的光滑 1/4 圆弧轨道。质量 m=2.0kg 的物块 B 从1/4 圆弧的最高处由静止释放。已知物块 B 与传送带之间的动摩擦因数 =0.1，传送带两轴之间的距离l=4.5m。设物块 A、B 之间发生的是正对弹性碰撞，第一次碰撞前，物块 A 静止。取 g=10m/s2。求：（1）物块 B 滑到 1/4 圆弧的最低点 C 时对轨道的压力；（2）物块 B 与物块 A 第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能；（3）如果物块 A、B 每次碰撞后，物块 A 再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块 B 经第一次与物块 A 碰撞后在传送带上运动的总时间。A RBlu C图 207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 2017. 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 B C CD ABC D AD BC AB B ACD二、本题共 2 小题，共 15 分。11 （共 6 分）（1 ）匀速直线1 分（2 ） 1 分， 2 分，大于 2 分5mgs6428MsT12 （共 9 分）（1 ） e1 分， 2 分2/)(dl（2 ）2 分（3 ）2 分（4 ） 2 分=01三、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。说明：计算题提供的参考解答，不一定都是唯一正确的。对于那些与此解答不同的正确解答，同样得分。13 （ 8 分）（1 ）木箱在水平拉力下匀速运动，由牛顿第二定律F1-mg=0 1 分= =0.51 分Fm（2 ）由牛顿第二定律F2-mg=ma，1 分a= =1.0m/s21 分2（3 ）设在 F2 作用下木箱的位移为 x1，撤掉推力时木箱速度大小为 v，撤掉推力后木箱加速度大小为 a1，移动的位移为 x2，总位移为 x，则x1= at2=8.0m1 分12v=at=4.0m/smg=ma1，a 1= 5.0m/s21 分0-v2=2a1x2x2=1.6m1 分x=x1+x2=9.6m1 分14 （ 8 分）（1 ）小孩在斜面上滑行时所受的摩擦力大小为Ff=mgcos=48N 2 分8（2 ）小孩在斜面上滑行时，由牛顿第二定律得mgsin- mgcos=ma12 分解得 a1=gsin-gcos=3.6m/s21 分由运动学公式 v2=2aL 解得小孩滑至 B 点时的速度大小为v= =6m/s1 分2aL（3 ）小孩在水平段滑行时，由动能定理得Wf=0 mv2= -360J 2 分（说明，没有负号减 1 分）1-其他方法正确，均给分。15 （ 8 分）（1 ）地球表面的万有引力等于重力，1 分mgRMG2所以 1 分2（2 ） 设组合体角速度为 ，依题意 1 分t故周期 2 分tT2（3 ） 根据牛顿第二定律： 1 分)()(2HRmRMG2 分tgRH32其他方法正确，均给分16 （ 9 分）（1 ）向心力沿水平方向，由平行四边形定则，得拉力 T=mg/cos370=500N2 分（2 ）由牛顿第二定律，得：mgtan370= 1 分20其中 R0=7.5m1 分解得，v=7.5 1 分/（3 ）由几何关系，座椅离地高度 h=2m由平抛运动规律，得：x=vt1 分h= 1 分122解得，x=4.5m1 分由勾股定理，落地点与游艺机中心距离r= m=8.9m1 分02+2=1.534917 （ 10 分）（1 ）a以第 6、7、 8 三节车厢为整体分析，总质量为 3m，所受拉力为 F，据牛顿第二定律有2 分3=3f=0.01mg代入数据解得 F=3.6104N 1 分b. 设每个动车提供最大功率为 p，提供的牵引力为 F，动车匀加速行驶能达到的最大速度为 vm，对整个动车组进行分析，据牛顿第二定律，有2F-8f=8ma1 分2P=2Fvm 1 分代入数据解得 vm=12.5m/s 1 分持续时间 1 分=25（2 ）动车组以最大速度行驶时有 F 牵 =f 阻 =kv，依据公式 1 分=牵 2=111 分4=22两式相比得 1 分12=1218 （ 12 分）（1 ）设物块 B 沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为 v0.由机械能守恒知mgR mv02 得 =5m/s1 分12 0=2设物块 B 滑到 1/4 圆弧的最低点 C 时受到的支持力大小为 F，由牛顿第二定律得： =20解得：F=60N1 分由牛顿第三定律得：物块 B 滑到 1/4 圆弧的最低点 C 时受到的支持力大小为 F1=60N，方向竖直向下。1 分（2 ）设物块 B 在传送带上滑动过程中因受摩擦力所产生的加速度大小为 a，则mgma设物块 B 通过传送带后运动速度大小为 v，有 v2-v02=-2al联立解得 v4 m/s1 分由于 vu2 m/s，所以 v4m/s 即为物块 B 与物块 A 第一次碰撞前的速度大小。设物块 A、B 第一次碰撞后的速度分别为 v2、v 1，取向左为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律得mvmv 1Mv 2 mv2 mv12 Mv22（动量守恒、能量守恒）1 分12 12 12解得 v1 =-2m/s，v 2=2m/s1 分-12弹簧具有的最大弹性势能等于物块 M 的初动能10EP= Mv22=12J1 分12（3 ）碰撞后物块 B 沿水平台面向右匀速运动。设物块 B 在传送带上向右运动的最大位移为 l，由动能定理得：mg l=0 mv1212得 l2m4.5m 1 分所以物块 B 不能通过传送带运动到右边的曲面上当物块 B 在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速运动可以判断，物块 B 运动到左边台面时的速度大小为v12m/s ，继而与物块 A 发生第二次碰撞设第 1 次碰撞到第 2 次碰撞之间，物块 B 在传送带运动的时间为 t1。由动量定理得：mgt 12mv 1解得1 分1=21=212=2124=4设物块 A、B 第一次碰撞后的速度分别为 v4、 v3，取向左为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律得mv1mv 3Mv 4mv1 2 mv32 Mv4212 12 12解得 v3 =-1m/s1 分122当物块 B 在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速运动可以判断，物块 B 运动到左边台面时的速度大小为 v31m/s，继而与物块 A 发生第 2 次碰撞则第 2 次碰撞到第 3 次碰撞之间，物块 B 在传送带运动的时间为 t2。由动量定理得：mgt 22mv 3解得1 分2=23=2121=21212=21224=2同上计算可知物块 B 与物块 A 第三次碰撞、第四次碰撞 第 n 次碰撞后物块 B 在传送带运动的时间为 tn= s,421构成无穷等比数列，公比 q= 21由无穷等比数列求和公式 可知，当 n时，有总 =111物块 B 经第一次与物块 A 碰撞后在传送带运动的总时间为t 总 = =8s1 分421-11