2017-2018海淀高三第一學期期中物理試題及答案

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1CtxO TBtxO TAtxO TDtxO T海淀區(qū)高三年級第一學期期中練習物理 2017.11一、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，有選錯或不答的得 0 分。把你認為正確的答案填涂在答題紙上。1．一位同學從操場 A 點出發(fā)，向西走了 30m，到達 B 點，然后又向北走了 40m，達到 C 點。在從 A 點到C 點的過程中，該同學的位移大小是A．70m B．50m C．40m D．30m2．圖 1 所示，在光滑墻壁上用網(wǎng)兜把足球掛在 A 點，足球與墻壁的接觸點為 B。足球的質量為 m，懸繩與墻壁的夾角為 α，網(wǎng)兜的質量不計。則懸繩對球的拉力 F 的大小為　　A．F = mgtan α B．F = mgsinαC．F=mg/cosα D．F=mg/ tanα3．圖 2 所示，某同學站在體重計上觀察超重與失重現(xiàn)象。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。她穩(wěn)定站立時，體重計的示數(shù)為 A0，關于實驗現(xiàn)象，下列說法正確的是A． “起立”過程，體重計的示數(shù)一直大于 A0B． “下蹲 ”過程，體重計的示數(shù)一直小于 A0C． “起立 ”、 “下蹲” 過程，都能出現(xiàn)體重計的示數(shù)大于 A0 的現(xiàn)象D． “起立”的過程，先出現(xiàn)超重現(xiàn)象后出現(xiàn)失重現(xiàn)象4．用圖 3 所示裝置研究摩擦力的變化規(guī)律，把木塊放在水平長木板上， 在彈簧測力計的指針下輕放一個小紙團，它只能被指針向左推動。用彈簧測力計沿水平方向拉木塊，使拉力由零緩慢增大。下列說法正確的是A．木塊開始運動前，摩擦力逐漸增大B．當拉力達到某一數(shù)值時木塊開始移動，此時拉力會突然變小C．該實驗裝置可以記錄最大靜摩擦力的大小D．木塊開始運動前，拉力小于摩擦力5．一個彈簧振子沿 x 軸做簡諧運動，取平衡位置 O 為 x 軸坐標原點。從某時刻開始計時，經(jīng)過二分之一的周期，振子具有沿x 軸正方向的最大加速度。圖 4 中能正確反映該彈簧振子的位移 x 與時間 t 關系的圖像是6．物體 A 做平拋運動，以物體被拋出的位置為原點 O，以初速度 v0 的方向為 x 軸的方向、豎直向下的方向為 y 軸的方向，建立平面直角坐標系。如圖 5 所示，沿兩坐標軸分別放置兩個光屏。兩束平行光分別沿著與坐標軸平行的方向照射，物體 A 在兩個光屏上分別留下物體的兩個“影子”的坐標分別為 x、y ，則圖 6 中兩個影子的坐標隨時間變化關系正確的是　　圖 4圖 2圖 3右左Oy影子圖 5x影子平行光平行光Ax0 tx0 t2y0 ty0 t2A B C D圖 6圖 1ABmg27．圖 7 是某繩波形成過程的示意圖。質點 1 在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動質點2、3、4，… 各個質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端。t=T/ 4 時，質點 5 剛要開始運動。下列說法正確的是A．t＝T/4 時，質點 5 開始向下運動B． t＝T/4 時，質點 3 的加速度方向向下C．從 t＝T/2 開始的一小段時間內，質點 8 的速度正在減小D．從 t＝T/2 開始的一小段時間內，質點 8 的加速度正在減小8．與嫦娥 1 號、2 號月球探測器不同，嫦娥 3 號是一次性進入距月球表面100km 高的圓軌道Ⅰ（不計地球對探測器的影響） ，運行一段時間后再次變軌，從 100km 的環(huán)月圓軌道Ⅰ，降低到距月球 15km 的近月點 B、距月球 100km的遠月點 A 的橢圓軌道Ⅱ，如圖 8 所示，為下一步月面軟著陸做準備。關于嫦娥 3 號探測器下列說法正確的是A．探測器在軌道Ⅱ經(jīng)過 A 點的速度小于經(jīng)過 B 點的速度B．探測器沿軌道Ⅰ運動過程中，探測器中的科考儀器對其支持面沒有壓力C．探測器從軌道Ⅰ變軌到軌道 Ⅱ，在 A 點應加速D．探測器在軌道Ⅱ經(jīng)過 A 點 時的加速度小于在軌道Ⅰ經(jīng)過 A 點時的加速度9．用豆粒模擬氣體分子，可以模擬氣體壓強產(chǎn)生的原理。如圖 9 所示，從距秤盤 80 cm 高度把 1000 粒的豆粒連續(xù)均勻地倒在秤盤上，持續(xù)作用時間為1s，豆粒彈起時豎直方向的速度變?yōu)榕銮暗囊话?。若每個豆粒只與秤盤碰撞一次，且碰撞時間極短（在豆粒與秤盤碰撞極短時間內，碰撞力遠大于豆粒受到的重力） ，已知 1000 粒的豆粒的總質量為 100g。則在碰撞過程中秤盤受到的壓力大小約為A．0.2N B．0.6N C．1.0N D．1.6N 10．如圖 10 甲所示，輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上，一質量為 m 的小球，從離彈簧上端高 h 處由靜止釋放。某同學在研究小球落到彈簧上后繼續(xù)向下運動到最低點的過程，他以小球開始下落的位置為原點，沿豎直向下方向建立坐標軸 Ox，做出小球所受彈力 F 大小隨小球下落的位置坐標 x 的變化關系如圖 10 乙所示，不計空氣阻力，重力加速度為 g。以下判斷正確的是A．當 x=h+x0， 重力勢能與彈性勢能之和最小B．最低點的坐標為 x=h+2x0C．小球受到的彈力最大值大于 2mgD．小球動能的最大值為 ????h+??????02二、本題共 2 小題，共 15 分。11．如圖 11 所示，某同學借用“探究加速度與力、質量之間的定量關系”的相關實驗思想、原理及操作，進行“研究合外力做功和物體動能變化關系 ”的實驗。（1）為達到平衡阻力的目的，取下細繩及托盤，通過調整墊塊的位置，改變長木板傾斜程度，根據(jù)紙帶打出點的間隔判斷小車是否做________運動。（2）按圖 11 所示裝置，接通打點計時器電源，由靜止釋放小車，打出若干條紙帶，從中挑選一條點跡清晰的紙帶，如圖 12 所示。紙帶上打出相鄰兩個點之間的時間間隔為 T，O 點是打點計時器打出的第一個點，從 O 點到 A、B 、 C、 D、 E、 F 點的距離依次為 s1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6。已知小車的質量為 M，盤和砝碼的總質量為 m。由此可求得紙帶上由 O 點到 E 點所對應的運動過程中，盤和砝碼受到的重力所做功的表達式B圖 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 圖 720乙甲OxhxFh h+x0mgO h+2x0圖 10圖 11墊塊圖 93W＝ ，該小車動能改變量的表達式 ΔEk＝ 。由于實驗中存在誤差，所以，W ΔEk。 （選填“小于” 、 “等于”或“大于” ） 。圖圖 12A B C D E Fs1s2 s3 s4 s5s6O12.在用圖 13 所示單擺“測重力加速度”的實驗中，某同學的操作步驟如下：a．取一根細線，下端系住直徑為 d 的金屬小球，上端固定在鐵架臺上；b．用米尺測量細線長度為 l， l 與小球半徑之和記為擺長；c．緩慢拉動小球，使細線偏離豎直方向約為 5?位置由靜止釋放小球；d．用秒表記錄小球完成 n 次全振動所用的總時間 t，計算單擺周期 T＝t /n；e．用公式 計算當?shù)刂亓铀俣龋?/4Tlg??f. 改變細線長度，重復 b、c 、 d、 e 步驟，進行多次測量。（1）在上述步驟中，錯誤的是_________（寫出該步驟的字母） ；改正后正確的應該是:__________________________________。（2）該同學為了減少誤差，利用上述未改正錯誤測量中的多組實驗數(shù)據(jù)做出了 圖像，2Tl?該圖像對應圖 14 中的________圖。（3）在“用單擺測定重力加速度”的正確實驗中，下列做法有利于減小實驗誤差的是_________。A.適當加長擺線B.質量相同，體積不同的擺球，應選用體積較大的C.單擺偏離平衡位置的角度不能太大D.當單擺經(jīng)過平衡位置時開始計時，經(jīng)過一次全振動后停止計時，用此時間間隔作為單擺振動的周期（4）北京時間 2005 年 5 月 22 日上午 10 點 05 分，中國女子登山隊首次登上珠穆朗瑪峰頂峰，五星紅旗再一次在珠峰峰頂飄揚。若登山隊員利用單擺來確定珠峰的高度，測得該單擺在海平面處的周期是Ｔ 0，在峰頂?shù)闹芷谑?T，則珠峰頂峰的海拔高度h＝_______。(地球可看作質量均勻分布的半徑為 R 的球體)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。13.（8 分）商場工作人員推著質量 m=20kg 的貨箱沿水平地面滑行。若用力 F1=100N 沿水平方向推貨箱，貨箱恰好做勻速直線運動；現(xiàn)改用 F2=120N 水平推力把貨箱從靜止開始推動。 （g 取 10m/s2） 。（1）求貨箱與地面之間的動摩擦因數(shù)；（2）F 2 作用在貨箱上時，求貨箱運動的加速度大??；（3）在 F2 作用下，貨箱運動 4.0s 時撤掉推力，求貨箱從靜止開始運動的總位移大小。圖 13圖 14T2lO T2lO T2lO T2lOA B C D圖 13414． （8 分）如圖 15 所示為一滑梯的實物圖，滑梯的斜面段長度L=5.0m，傾角 θ=37o，水平段與斜面段平滑連接。某小朋友從滑梯頂端由靜止開始滑下，經(jīng)斜面底端后水平滑行一段距離，停在滑道上。已知小朋友質量為 20kg，小朋友與滑梯軌道間的動摩擦因數(shù) μ=0.3，不計空氣阻力。已知sin37o=0.60，cos37o=0.80 。 （ g 取 10m/s2） 。求小朋友：（1）沿滑梯下滑時所受摩擦力的大?。唬?）滑到斜面底端時的速度大??；（3）在水平段滑行至停止過程中摩擦力做的功。15． （8 分）2017 年 9 月 12 日 晚 上 11 時 58 分 ， 中 國 “天 舟 一 號 ”貨 運 飛 船 順 利 完 成 與 “天 宮 二 號 ”太空 實 驗 室 的 自 主 快 速 交 會 對 接 試 驗 ， 此 次 試 驗 將 中 國 太 空 交 會 對 接 的 兩 天 的 準 備 時 間 縮 短 至 6.5小 時 ， 為 中 國 太 空 站 工 程 后 續(xù) 研 制 建 設 奠 定 更 加 堅 實 的 技 術 基 礎 。 圖 16 是 “天 舟 ”與 “天 宮 ”對接 過 程 示 意 圖 ，已知“ 天舟 1 號” 與“天宮 2 號”成功對接后，組合體沿圓形軌道運行。經(jīng)過時間 t，組合體繞地球轉過的角度為 θ，地球半徑為R，地球表面重力加速度為 g，引力常量為 G，不考慮地球自轉。求：（1）地球質量 M；（2）組合體運動的周期 T；（3）組合體所在圓軌道離地面高度 H。v圖 16圖 15516． （9 分）暑假里，小明去游樂場游玩，坐了一次名叫“搖頭飛椅”的游藝機，如圖 17 所示，該游藝機頂上有一個半徑為 4.5m 的“傘蓋” ， “傘蓋”在轉動過程中帶動下面的懸繩轉動，其示意圖如圖 18 所示。 “搖頭飛椅”高O1O2=5.8m，繩長 5m。小明挑選了一個懸掛在“傘蓋”邊緣的最外側的椅子坐下，他與座椅的總質量為 40kg。小明和椅子的轉動可簡化為如圖 18 所示的圓周運動。在某段時間內， “傘蓋” 保持在水平面內穩(wěn)定旋轉，繩與豎直方向夾角為 37o。g 取 10m/s2， sin37o=0.6， cos37o=0.8，在此過程中，求：（1）座椅受到繩子的拉力大?。唬?）小明運動的線速度大??；（3）小明隨身帶的玻璃球從座椅上不慎滑落，求落地點與游藝機轉軸（即圖 18 中 O1 點）的距離（保留兩位有效數(shù)字） 。17.（10 分）我國高速鐵路使用的和諧號動車組是由動車和拖車編組而成，提供動力的車廂叫動車，不提供動力的車廂叫拖車。某列動車組由 8 節(jié)車廂組成，其中車頭第 1 節(jié)、車中第 5 節(jié)為動車，其余為拖車，假設每節(jié)動車和拖車的質量均為 m=2×104kg，每節(jié)動車提供的最大功率 P=600kW。（1）假設行駛過程中每節(jié)車廂所受阻力 f 大小均為車廂重力的 0.01 倍，若該動車組從靜止以加速度 a=0.5m/s2 加速行駛。a．求此過程中，第 5 節(jié)和第 6 節(jié)車廂間作用力大??；b．以此加速度行駛時所能持續(xù)的時間。（2）若行駛過程中動車組所受阻力與速度成正比，兩節(jié)動車帶 6 節(jié)拖車的動車組所能達到的最大速度為 v1。為提高動車組速度，現(xiàn)將動車組改為4 節(jié)動車帶 4 節(jié)拖車，則動車組所能達到的最大速度為 v2，求 v1 與 v2 的比值。O1O2圖 18圖 19圖 17618.（12 分）如圖 20 所示為某種彈射裝置的示意圖，該裝置由三部分組成，傳送帶左邊是足夠長的光滑水平面，一輕質彈簧左端固定，右端連接著質量 M=6.0kg 的物塊 A。裝置的中間是水平傳送帶，它與左右兩邊的臺面等高，并能平滑對接。傳送帶的皮帶輪逆時針勻速轉動，使傳送帶上表面以 u=2.0m/s 勻速運動。傳送帶的右邊是一半徑 R=1.25m 位于豎直平面內的光滑 1/4 圓弧軌道。質量 m=2.0kg 的物塊 B 從1/4 圓弧的最高處由靜止釋放。已知物塊 B 與傳送帶之間的動摩擦因數(shù) μ=0.1，傳送帶兩軸之間的距離l=4.5m。設物塊 A、B 之間發(fā)生的是正對彈性碰撞，第一次碰撞前，物塊 A 靜止。取 g=10m/s2。求：（1）物塊 B 滑到 1/4 圓弧的最低點 C 時對軌道的壓力；（2）物塊 B 與物塊 A 第一次碰撞后彈簧的最大彈性勢能；（3）如果物塊 A、B 每次碰撞后，物塊 A 再回到平衡位置時彈簧都會被立即鎖定，而當它們再次碰撞前鎖定被解除，求物塊 B 經(jīng)第一次與物塊 A 碰撞后在傳送帶上運動的總時間。A RBlu C圖 207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 2017. 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 B C CD ABC D AD BC AB B ACD二、本題共 2 小題，共 15 分。11． （共 6 分）（1 ）勻速直線……1 分（2 ） ……1 分， ……2 分，大于…… 2 分5mgs??6428MsT?12． （共 9 分）（1 ） e……1 分， ……2 分2/)(dl???（2 ）Ｃ……2 分（3 ）ＡＣ……2 分（4 ） ……2 分?=[????0?1]??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）（1 ）木箱在水平拉力下勻速運動，由牛頓第二定律F1-μmg=0 ……………………………………1 分μ= =0.5……………………………1 分Fm??（2 ）由牛頓第二定律F2-μmg=ma，……………………………………1 分a= =1.0m/s2……………………………1 分??2?????????（3 ）設在 F2 作用下木箱的位移為 x1，撤掉推力時木箱速度大小為 v，撤掉推力后木箱加速度大小為 a1，移動的位移為 x2，總位移為 x，則x1= at2=8.0m…………………………1 分12v=at=4.0m/sμmg=ma1，a 1= 5.0m/s2………………1 分0-v2=2a1x2x2=1.6m…………………………1 分x=x1+x2=9.6m…………………………1 分14． （ 8 分）（1 ）小孩在斜面上滑行時所受的摩擦力大小為Ff=μmgcosθ=48N …………………………2 分8（2 ）小孩在斜面上滑行時，由牛頓第二定律得mgsinθ-μ mgcosθ=ma1…………………………2 分解得 a1=gsinθ-μgcosθ=3.6m/s2…………………1 分由運動學公式 v2=2aL 解得小孩滑至 B 點時的速度大小為v= =6m/s…………………………1 分2aL（3 ）小孩在水平段滑行時，由動能定理得Wf=0 mv2= -360J ……………2 分（說明，沒有負號減 1 分）1-其他方法正確，均給分。15． （ 8 分）（1 ）地球表面的萬有引力等于重力，……………………………………1 分mgRMG?2所以 …………………………………1 分2（2 ） 設組合體角速度為 ω，依題意 ……………………………1 分t???故周期 ……………………………2 分???tT2?（3 ） 根據(jù)牛頓第二定律： ……………1 分)()(2HRmRMG??……………………………2 分tgRH??32?其他方法正確，均給分16． （ 9 分）（1 ）向心力沿水平方向，由平行四邊形定則，得拉力 T=mg/cos370=500N…………………………2 分（2 ）由牛頓第二定律，得：mgtan370= …………………………1 分????2??0其中 R0=7.5m…………………………1 分解得，v=7.5 …………………………1 分??/??（3 ）由幾何關系，座椅離地高度 h=2m由平拋運動規(guī)律，得：x=vt…………………………1 分h= …………………………1 分12????2解得，x=4.5m………………………1 分由勾股定理，落地點與游藝機中心距離r'= m=8.9m…………………………1 分??02+??2=1.534917． （ 10 分）（1 ）a．以第 6、7、 8 三節(jié)車廂為整體分析，總質量為 3m，所受拉力為 F，據(jù)牛頓第二定律有…………………………2 分???3??=3????f=0.01mg代入數(shù)據(jù)解得 F=3.6×104N …………………………1 分b. 設每個動車提供最大功率為 p，提供的牽引力為 F，動車勻加速行駛能達到的最大速度為 vm，對整個動車組進行分析，據(jù)牛頓第二定律，有2F-8f=8ma…………………………1 分2P=2Fvm …………………………1 分代入數(shù)據(jù)解得 vm=12.5m/s …………………………1 分持續(xù)時間 …………………………1 分??=??????=25??（2 ）動車組以最大速度行駛時有 F 牽 =f 阻 =kv，依據(jù)公式 ………………1 分??=??牽 ×?? 2??=????1×??1…………………………1 分4??=????2×??2兩式相比得 …………………………1 分??1??2=1218． （ 12 分）（1 ）設物塊 B 沿光滑曲面下滑到水平位置時的速度大小為 v0.由機械能守恒知mgR＝ mv02 得 =5m/s……………………1 分12 ??0=2????設物塊 B 滑到 1/4 圓弧的最低點 C 時受到的支持力大小為 F，由牛頓第二定律得： ???????=??20??解得：F=60N………………1 分由牛頓第三定律得：物塊 B 滑到 1/4 圓弧的最低點 C 時受到的支持力大小為 F1=60N，方向豎直向下。………………1 分（2 ）設物塊 B 在傳送帶上滑動過程中因受摩擦力所產(chǎn)生的加速度大小為 a，則μmg＝ma設物塊 B 通過傳送帶后運動速度大小為 v，有 v2-v02=-2al聯(lián)立解得 v＝4 m/s………………1 分由于 v>u＝2 m/s，所以 v＝4m/s 即為物塊 B 與物塊 A 第一次碰撞前的速度大小。設物塊 A、B 第一次碰撞后的速度分別為 v2、v 1，取向左為正方向，由動量守恒定律和能量守恒定律得mv＝mv 1＋Mv 2 mv2＝ mv12＋ Mv22（（動量守恒、能量守恒）………………1 分12 12 12解得 v1＝ =-2m/s，v 2=2m/s………………1 分-12??彈簧具有的最大彈性勢能等于物塊 M 的初動能10EP= Mv22=12J………………1 分12（3 ）碰撞后物塊 B 沿水平臺面向右勻速運動。設物塊 B 在傳送帶上向右運動的最大位移為 l′，由動能定理得：－μmg l′=0－ mv1212得 l′＝2m<4.5m……………… 1 分所以物塊 B 不能通過傳送帶運動到右邊的曲面上．當物塊 B 在傳送帶上向右運動的速度為零后，將會沿傳送帶向左加速運動．可以判斷，物塊 B 運動到左邊臺面時的速度大小為v1′＝2m/s ，繼而與物塊 A 發(fā)生第二次碰撞．設第 1 次碰撞到第 2 次碰撞之間，物塊 B 在傳送帶運動的時間為 t1。由動量定理得：μmgt 1＝2mv 1′解得………………1 分??1=2??'1????=2????×12??=2×12×4=4??設物塊 A、B 第一次碰撞后的速度分別為 v4、 v3，取向左為正方向，由動量守恒定律和能量守恒定律得mv1′＝mv 3＋Mv 4mv1′ 2＝ mv32＋ Mv4212 12 12解得 v3＝ =-1m/s………………1 分?122當物塊 B 在傳送帶上向右運動的速度為零后，將會沿傳送帶向左加速運動．可以判斷，物塊 B 運動到左邊臺面時的速度大小為 v3′＝1m/s，繼而與物塊 A 發(fā)生第 2 次碰撞．則第 2 次碰撞到第 3 次碰撞之間，物塊 B 在傳送帶運動的時間為 t2。由動量定理得：μmgt 2＝2mv 3解得………………1 分??2=2??'3????=2????×12??1=2????×12×12??=2×122×4=2??同上計算可知物塊 B 與物塊 A 第三次碰撞、第四次碰撞 ……第 n 次碰撞后物塊 B 在傳送帶運動的時間為 tn= s,421??構成無窮等比數(shù)列，公比 q= 21由無窮等比數(shù)列求和公式 可知，當 n→∞時，有??總 =??11?????1???物塊 B 經(jīng)第一次與物塊 A 碰撞后在傳送帶運動的總時間為t 總 = =8s………………1 分421-?11