北京市海淀区2014-2015届高三上学期期中考试物理试题

2014-2015北京市海淀区高三年级第一学期期中考试

物

理 试题 2014.11

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。

O 1．如图1所示，用轻绳OA把球挂在光滑的竖直墙壁上，O点为绳的固定θ A 点，B点为球与墙壁的接触点。现保持固定点O不动，将轻绳OA加长，使绳与墙

壁的夹角θ变小，则球静止后与绳OA加长之前相比

B A．绳对球的拉力变大 B．球对墙壁的压力变小 C．球对墙壁的压力不变 D．球所受的合力变大 图1 2．从同一高度水平抛出的物体，在空中运动一段时间，落到同一水平地面上。在不计空气阻力的条件下，由平抛运动规律可知

A．水平初速度越大，物体在空中运动的时间越长 B．质量越大，物体在空中运动的时间越短 C．水平初速度越大，物体的水平位移越大 D．水平初速度越大，物体落地时的速度越大

3．在游乐园中，游客乘坐升降机可以体验超重与失重的感觉。关于游客在随升降机一起运动的过程中所处的状态，下列说法中正确的是

A．当升降机加速上升时，游客处在失重状态 B．当升降机减速下降时，游客处在超重状态 C．当升降机减速上升时，游客处在失重状态 D．当升降机加速下降时，游客处在超重状态

4．在不计空气阻力作用的条件下，下列说法中正确的是

A．自由下落的小球，其所受合外力的方向与其速度方向相同 B．做平抛运动的小球，其所受合外力的方向不断改变

C．做匀速圆周运动的小球，其所受合外力的方向一定指向圆心

D．做简谐运动的单摆小球，其所受合外力的方向总与速度方向相同

5．一列波速为2.0m/s，沿x轴正向传播的简谐机械横波某时刻的波形图如图2所示，P为介质中的一个质点。关于这列机械波，下列说法中正确的是

y/m v A．该机械波的振幅为0.2m 0.2 P B．该机械波的波长为10m 0 10 15 20 25 x/m5 C．从此时刻起再经过10s，质点P通过的路程为0.8m -0.2 图2 D．此时刻质点P的加速度方向与速度方向相同

6．如图3所示，甲、乙两个高度相同的固定斜面，倾角分别为α1和α2，且α1＜α2。质量为m的物体（可视为质点）分别从这两个斜面的顶端由静止沿斜面m m

1

α1 甲

图3 μ h α2 乙 μ h 滑到底端，物体与这两个斜面的动摩擦因数均为μ。关于物体两次下滑的全过程，下列说法中正确的是

A．重力所做的功相同 B．重力的平均功率相同 C．动能的变化量相同 D．机械能的变化量相同

v/m?s-1 7．一物体静止在光滑的水平桌面上，现对其施加水平力，使它沿

2 水平桌面做直线运动，该物体的速度-时间图像如图4所示。根据图像判

0 1 2 3 4 5 6 t/s

断下列说法中正确的是

-2 A．0s~6s时间内物体所受水平力的方向始终没有改变 图4 B．2s~3s时间内物体做减速运动 C．1s末物体距离出发点最远

D．1.5s末和2.5s末两个时刻物体的加速度相同 轨道2

轨道1 8．某载人飞船运行的轨道示意图如图5所示，飞船先沿椭圆轨道1运

P Q 行，近地点为Q，远地点为P。当飞船经过点P时点火加速，使飞船由椭

地球 圆轨道1转移到圆轨道2上运行，在圆轨道2上飞船运行周期约为90min。关于飞船的运行过程，下列说法中正确的是

图5

A．飞船在轨道1和轨道2上运动时的机械能相等

B．飞船在轨道1上运行经过P点的速度小于经过Q点的速度 C．轨道2的半径小于地球同步卫星的轨道半径

D．飞船在轨道1上运行经过P点的加速度等于在轨道2上运行经过P点的加速度

9．如图6所示，甲同学用手拿着一把长50cm的直尺，并使其处于竖直状态；乙同学把手放在直尺0刻度线位置做抓尺的准备。某时刻甲同学松开直尺，直尺保持竖直状态下落，乙同学看到后立即用手抓直尺，手抓住直尺位置的刻度值为20cm；重复以上实验，乙同学第二次手抓住直尺位置的刻度值为10cm。直尺下落过程中始终保持竖直状态。若从乙同学看到甲同学松开直尺，到他抓住直尺所用时间叫“反应时间”，取重力加速度g=10m/s2。则下列说法中正确的是

A．乙同学第一次的“反应时间”比第二次长

B．乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间，直尺的速度约为4m/s

C．若某同学的“反应时间”大于0.4s，则用该直尺将无法用上述方法测量

图6

他的“反应时间”

D．若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值，则可用上述方法直接测出“反应时间”

10．如图7所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一重物（可视为质点），重物静止时处于B位置。现用手托重物使之缓慢上升至A位置，此时弹簧长度恢复至原长。之后放手，使重物从静止开始下落，沿竖直方向在A位置和C位置（图中未画出）之间做往复运动。重物运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。A 关于上

B 述过程（不计空气阻力），下列说法中正确的是

A．重物在C位置时，其加速度的大小等于当地重力加速度的值 图7 B．在重物从A位置下落到C位置的过程中，重力的冲量大于弹簧弹力的冲量 C．在手托重物从B位置缓慢上升到A位置的过程中，手对重物所做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能

2

D．在重物从A位置到B位置和从B位置到C位置的两个过程中，弹簧弹力对重物所做功之比是1∶4

二、本题共2小题，共15分。

11．（6分）在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用交流电源的频率是50Hz，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。

（1）打点计时器的打点周期是 s。

（2）图8为某次实验打出的一条纸带，其中1、2、3、4为依次选中的计数点（各相邻计数点之间有四个点迹）。根据图中标出的数据可知，打点计时器在打出计数点2时小车的速度大小为 m/s，小车做匀加速直线运动的加速度大小为 m/s2。（计算结果均保留2位有效数字）

1 2 3 4

3.20 单位：cm 12.80 28.80 图8 12．（9分）一位同学做“用单摆测定重力加速度”的实验。

（1）下列是供学生自主选择的器材。你认为应选用的器材是 。（填写器材的字母代号）

A．约1m长的细线 B．约0.3m长的铜丝 C．约0.8m长的橡皮筋 D．直径约1cm的实心木球 E．直径约1cm的实心钢球 F．直径约1cm的空心铝球

（2）该同学在安装好如图9所示的实验装置后，测得单摆的摆长为L，然后让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球某次经过最低点时开始计时，在完成N次全振动时停止计时，测得时间为t。请写出测量当地重力加速度的表达式g=_________。（用以上测量的物理量和已知量的字母表示）

（3）为减小实验误差，该同学又多次改变摆长L，T2/s2 5.0 测量多组对应的单摆周期T，准备利用T2-L的关系图

线求出当地重力加速度值。相关测量数据如下表： 次数 L/m T/s T2/s2 1 0.800 1.79 3.22 2 0.900 1.90 3.61 3 1.000 2.01 4.04 4 1.100 2.11 4.45 5 1.200 2.20 4.84 4.0 该同学在图10中已标出第1、2、3、5次实验数3.0 1.20 L/m 0.90 1.10 1.00 0.80 据对应的坐标，请你在该图中用符号“+”标出与第4

图10

次实验数据对应的坐标点，并画出T2-L关系图线。

（4）根据绘制出的T2-L关系图线，可求得g的测量值为 m/s2。（计算结果保留2位有效数字）

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）用F＝135N的水平力拉质量m=30kg的箱子，使箱子在水平地面上由静止开始做匀

3

加速直线运动，当箱子的速度达到v=10m/s时撤去力F。已知箱子运动过程中所受滑动摩擦力的大小f=75N，取重力加速度g =10m/s2。求：

（1）箱子与地面间的动摩擦因数； （2）水平力F的作用时间；

（3）在撤去力F后，箱子在水平地面上滑行的最大距离。 14．（8分）民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，形成一个连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上，如图11甲所示，图11乙是其简化模型。若紧急出口下沿距地面的高度h=3.0m，气囊所构成的斜面长度L=5.0m。质量m=60kg的某旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端。已知旅客与斜面间的动摩擦因数甲 乙 μ=0.55，不计空气阻力及斜面的形变，旅客下滑过程中可视图11 为质点，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）旅客沿斜面下滑时的加速度大小； （2）旅客滑到斜面底端时的速度大小；

（3）旅客从斜面顶端滑到斜面底端的过程中，斜面对旅客所施加的支持力的冲量大小。

15．（9分）如图12所示，AB是一个固定在竖直面内的弧形轨道，与竖直圆形轨道BCD在最低点B平滑连接，且B点的切线是水平的；BCD圆轨道的另一端D与水平直轨道DE平滑连接。B、D两点在同一水平面上，且B、D两点间沿垂直圆轨道平面方向错开了一段很小的距离，可使运动物体从圆轨道转移到水平直轨道上。现有一无动力小车从弧形轨道某一高度处由静止释放，滑至B点进入竖直圆轨道，沿圆轨道做完整的圆运动后转移到水平直轨道DE上，并从E点水平飞出，落到一个面积足够大的软垫上。已知圆形轨道的半径R=0.40m，小车质量m=2.5kg，软垫的上表面到E点的竖直距离h=1.25m、软垫左边缘F点到E点的水平距离s=1.0m。不计一切摩擦和空气阻力，弧形轨道AB、圆形轨道BCD和水平直轨道DE可视为在同一竖直平面内，小车可视为质点，取重力加速度g =10m/s2。

（1）要使小车能在竖直圆形轨道BCDA 内做完

C 整的圆周运动，则小车通过竖直圆轨道最高点时的

R 速度至少多大；

D E （2）若小车恰能在竖直圆形轨道BCD内做完B 整的圆周运动，则小车运动到B点时轨道对它的支h F 持力多大；

s （3）通过计算说明要使小车完成上述运动，其

图12

在弧形轨道的释放点到B点的竖直距离应满足什么条件。

4

16．（10分）由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同。已知地球表面两极处的重力加速度大小为g0，在赤道处的重力加速度大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体。求：

（1）质量为m的物体在地球北极所受地球对它的万有引力的大小； （2）地球的半径； （3）地球的密度。 17．（10分）雨滴在空中下落时，由于空气阻力的影响，最终会以恒定的速度匀速下降，我们把这个速度叫做收尾速度。研究表明，在无风的天气条件下，空气对下落雨滴的阻力可由公式

f?1C?Sv2来计算，其中C为空气对雨滴的阻力系数（可视为常量），ρ为空气的密度，S为雨滴2的有效横截面积（即垂直于速度v方向的横截面积）。

假设雨滴下落时可视为球形，且在到达地面前均已达到收尾速度。每个雨滴的质量均为m，半径均为R，雨滴下落空间范围内的空气密度为ρ0，空气对雨滴的阻力系数为C0，重力加速度为g。

（1）求雨滴在无风的天气条件下沿竖直方向下落时收尾速度的大小；

（2）若根据云层高度估测出雨滴在无风的天气条件下由静止开始竖直下落的高度为h，求每个雨滴在竖直下落过程中克服空气阻力所做的功；

（3）大量而密集的雨滴接连不断地打在地面上，就会对地面产生持续的压力。设在无风的uv0 0 v0 M v 传感器 天气条件下雨滴以收尾速度匀速竖直下落的空

间，单位体积内的雨滴个数为n（数量足够多），

1.-1B 雨滴落在地面上不反弹，雨滴撞击地面时其所受A v/m? s 图甲 2.重力可忽略不计，求水平地面单位面积上受到的4.0 3.由于雨滴对其撞击所产生的压力大小。 3.0 4.

2.0

1.0 18．（10分）如图13甲所示，水平传送A、

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 B两轮间的距离L=3.0 m，质量M=1.0 kg的物块

-1.0 （可视为质点）随传送带一起以恒定的速率v0

-2.0 向左匀速运动，当物块运动到最左端时，质量

5

-3.0 -4.0 乙 图13

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