2009高三海淀物理期中

海淀区高三年级2009—2010学年第一学期期中练习

物 理 2009.11

说明：本试卷共8页，共100分。考试时间120分钟。 题号 分数 一 二 三 14 15 16 17 18 19 20 总分 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，选对但不全的得２分，有选错或不答的得０分。把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。

1．从地面以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球从抛出点上升到最高点所用时间为t1，从最高点下落到抛出点所用时间为t2。若空气阻力的作用不能忽略，则对于t1与t2大小．．的关系，下列判断中正确的是 （ ）

A．t1= t2 B．t1< t2 C．t1> t2 D．无法断定t1、 t2哪个较大

2．如图1所示，直线AB和CD表示彼此平行且笔直的河岸。若河水不流动，小船船头垂直河岸由A点匀速驶向对岸，小船的运动轨迹为直线P。若河水C D 以稳定的速度沿平行河岸方向流动，且整个河中水的流速处处相等，

Q 现仍保持小船船头垂直河岸由A点匀速驶向对岸，则小船实际运动

P R 的轨迹可能是图中的（ ） S A．直线P B．曲线Q

A B C．直线R D．曲线 S

3．某同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究一观图1

光电梯升降过程中的情况，图2所示的v-t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（向上为正方向）。根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（ ）

v/m·s-1A．在0～5s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态

2 B．在5s～10s内，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力

1 C．在10 s～20s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态 0 5 10 15 20 25 t/s D．在20 s～25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态

图2 4．若物体在运动过程中所受到的合外力不为零，则在运动过程中 （ ） A．物体的动能可能不变 B．物体的动量可能不变 C．物体的加速度可能不变 D．物体运动的方向可能不变

5．图3（甲）所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图3（乙）为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是（ ）

A．在t＝0.2s时，弹簧振子可能运动到B位置

B．在t＝0.1s与t＝0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同 C．从t＝0到t＝0.2s的时间内，弹簧振子的动能持续地增加 D．在t＝0.2s与t＝0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同

5.0 0 A O （甲）

图3 1

B -5.0 x/cm 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 t/s （乙） 6．如图4所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板（A位置）上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点（B位置）。对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是（ ）

A．运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零

A

B．在这个过程中，运动员的动能一直在减小

B 图4

C．在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加

D．在这个过程中，运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功

7．图5为一列简谐横波的波形图，其中实线是t1=1.0s时的波形，虚线是t2=2.0s时的波形，已知（t2?t1）小于一个周期。关于这列波，下列说法中正确的是（ ）

A．它的振幅为10cm，波长为8m y/cm 10 B．它一定是向x轴正方向传播

0 C．它的周期可能是4.0s 2 4 6 8 10 x/m D．它的传播速度可能是10m/s -10 图5

8．如图6所示，一航天器围绕地球沿椭圆形轨道运动，地球的球心位于该椭圆的一个焦点上，A、B两点分别是航天器运行轨道上的近地点和远地点。若航天器所受阻力可以忽略不计，则该航天器（ ）

A．运动到A点时其速度如果能增加到第二宇宙速度，那么它将不再地球 A B 围绕地球运行

B．由近地点A运动到远地点B的过程中动能减小

图6

C．由近地点A运动到远地点B的过程中万有引力做正功 D．在近地点A的加速度小于它在远地点B的加速度

9．如图7所示，在水平地面上有一倾角为θ的斜面体B处于静止状态，其斜面上放有与之保持相对静止的物体A。现对斜面体B施加向左的水平推力，使物体A和斜面体B一起向左做加速运动，加速度从零开始逐渐增加，直到A和B开始发生相对运动，关于这个运动过程中A所受斜面的支持力N，以及摩擦力f的大小变化情况，下列说法中正确的是（ ）

A．N增大，f持续增大 v A B B．N不变，f不变

θ C．N减小，f先增大后减小

图7

D．N增大，f先减小后增大

10．如图8所示，在竖直平面有一个光滑的圆弧轨道MN，其下端（即N端）与表面粗糙的水平传送带左端相切，轨道N端与传送带左端的距离可忽略不计。当传送带不动时，将一质量为m的小物块（可视为质点）从光滑轨道上的P位置由静止释放，小物块以速度v1滑上传送带，从它到达传送带左端开始计时，经过时间t1，小物块落到水平地面的Q点；若传送带以恒定速率v2沿顺时针方向运行，仍将小物块从光滑轨道上的P位置由静止释放，同样从小物块到达传送带左端开始计时，经过时间t2，小物块落至水平地面。关于小物块上述的运动，下列说法中正确的是（ ） M m A．当传送带运动时，小物块的落地点可能仍在Q点

P v2 N B．当传送带运动时，小物块的落地点可能在Q点左侧

C．若v1＞v2，则一定有t1＞t2 Q D．若v1＜v2，则一定有t1＞t2

图8

2

二、本题共3小题，共14分。把答案填在题中的横线上。 11．（4分）一物体沿平直轨道做匀加速直线运动，打点计时器在物体拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录物体的运动情况。其中一部A C B 分纸带上的点迹情况如图9所示。已知打点计时器打

x1 点的时间间隔为0.02s，测得A点到B点，以及A点x2 图9 到C点的距离分别为x1＝3.20cm，x2＝12.80cm，则

在打下点迹B时，物体运动的速度大小为 m/s；物体做匀加速运动的加速度大小为 m/s2。

12．（4分）在 “用单摆测定重力加速度”的实验中：

（1）老师提供了体积相同且均为实心的木球、铝球和钢球，你认为应选择______球用来制作单摆进行实验。

（2）若在某次实验中，测得单摆摆长为l、单摆完成n次全振动的时间为t，则利用上述测量量和常数求重力加速度g的表达式为g=_____________。

1

13．（6分）某同学经查阅资料得知：弹簧弹性势能的表达式为EP= kx2，其中k为弹

2簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。

为验证这个结论，他找来一根劲度系数未知的轻质弹簧和已知质量为m的物块，事先测出物块与水平面间的动摩擦因数μ的值。 查，又查出当地重力加速度g的值。

图10

（1）在测量实验所用弹簧的劲度系k时，若只能选用一个测量仪器，则可以选择 。

（2）在测出弹簧的劲度系数k和物块与水平面间的动摩擦因数μ的值之后，按照图10所示的方式进行仪器组装：弹簧左端固定在墙上，物块紧靠弹簧右端放置在水平面上，且与弹簧不拴接。

在弹簧处于原长的情况下，标记物块左侧边缘（即弹簧右端）的位置O；然后用水平力推物块，将弹簧压缩，标记弹簧压缩最短时物块左侧边缘的位置A；然后突然撤去推力，弹簧将物块推出，物块滑行一段距离后停下，标记此时物块左侧边缘的位置B。测得OA之间的距离为x1，OB之间的距离为x2。

在分析实验数据时，若算出 与 的值近似相等，便可视为成功验证了弹簧的弹性势能表达式。（用测得的物理量和已知物理量的符号表示）

三、本题包括7小题，共56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。

14．（7分）一名工人用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加速直线运动。已知箱子与地面间的动摩擦因数μ＝0.25，取重力加速度g =10m/s2。求：

（1）箱子运动过程中所受摩擦力的大小； （2）箱子做匀加速直线运动的加速度大小； （3）箱子由静止开始运动5.0s的位移大小。

3

15．（7分）如图11所示，一质量m=0.20kg的滑块（可视为质点）从固定的粗糙斜面的顶端由静止开始下滑，滑到斜面底端时速度大小v=4.0m/s。已知斜面的倾角θ=37°，斜面长度L=4.0m， sin37°=0.60，cos37°=0.80，若空气阻力可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2。求： （1）滑块沿斜面下滑的加速度大小； L （2）滑块与斜面间的动摩擦因数；

θ （3）在整个下滑过程中重力对滑块的冲量大小。

图11

16．（7分）如图12所示，AB是在竖直平面内的1/4圆周的光滑圆弧轨道，其半径为R，过圆弧轨道下端边缘B点的切线是水平的，B点距正下方水平A m O 地面上C点的距离为h。一质量为m的小滑块（可视为质点）R 自A点由静止开始下滑，并从B点水平飞出，最后落到水平地

B 面上的D点。重力加速度为g，空气阻力可忽略不计，求：

（1）小滑块通过B点时的速度大小；

h （2）小滑块滑到B点时轨道对其作用力的大小；

（3）小滑块落地点D到C点的距离。

D C 图13 17．（8分）飞天同学是一位航天科技爱好者，当他从新闻中得知，中国航天科技集团公司将在2010年底为青少年发射第一颗科学实验卫星——“希望一号”卫星（代号XW-1）时，他立刻从网上搜索有关“希望一号”卫星的信息，其中一份资料中给出该卫星运行周期10.9min。他根据所学知识计算出绕地卫星的周期不可能小于83min，从而断定此数据有误。

已知地球的半径R=6.4×106m，地球表面的重力加速度g=10m/s2。请你通过计算说明为什么发射一颗周期小于83min的绕地球运行的人造地球卫星是不可能的。

18．（8分）如图13所示，一质量M＝4.0kg、长度L=2.0m的长方形木板B静止在光滑的水平地面上，在其右端放一质量m＝1.0kg的小滑块A（可视为质点）。现对A、B同时施以适当的瞬时冲量，使A向左运动，B向右运动，二者的初速度大小均为2.0m/s，最后A并没有滑离B板。已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.50，取重力加速度g =10m/s2。求：

（1）经历多长时间A相对地面速度减为零；

（2）站在地面上观察，B板从开始运动，到A相对地面速度减为零的过程中，B板向右运动的距离；

（3）A和B相对运动过程中，小滑块A与板B左端的最小距离。 v0 A B v0 L 图13

4

19．（9分）质量 m=1.0kg的甲物体与竖直放置的轻弹簧的上端连接，乙 弹簧下端固定在地面上，如图14所示。质量m=1.0kg的乙物体从甲物体正上方，距离甲物体h=0.40m处自由落下，撞在甲物体上在极短的时间内与甲

h 物体粘在一起（不再分离）向下运动。它们到达最低点后又向上运动，上升

的最高点比甲物体初始位置高H=0.10m。已知弹簧的劲度系数k=200N/m，且弹簧始终在弹性限度内，空气阻力可忽略不计，重力加速度g取10m/s2。

甲 求：

（1）乙物体和甲物体碰撞过程中损失的动能；

（2）乙物体和甲物体碰撞后一起向下运动至最低点的过程中，乙物体

图14

和甲物体克服弹簧弹力所做的功。

20．（9分）如图15所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物，运用传感器（未在图中画出）测得此过程中不同时刻被提升重物的速度v与对轻绳的拉力F，并描绘出v-

1图F象。假设某次实验所得的图象如图16所示，其中线段AB与v轴平行，它反映了被提升重物在第一个时间段内v和二个时间段内v和

1的关系；线段BC的延长线过原点，它反映了被提升重物在第F1的关系；第三个时间段内拉力F和速度v均为C点所对应的大小保持F不变，因此图象上没有反映。实验中还测得重物由静止开始经过t=1.4s，速度增加到vC=3.0m/s，此后物体做匀速运动。取重力加速度g=10m/s2，绳重及一切摩擦和阻力均可忽略不计。

（1）在提升重物的过程中，除了重物的质量和所受重力保持不变以外，在第一个时间段内和第二个时间段内还各有一些物理量的值保持不变。请分别指出第一个时间段内和第二个时间段内所有其他保持不变的物理量，并求出它们的大小；

（2）求被提升重物在第一个时间段内和第二个时间段内通过的总路程。

v/m·s-1

C 3 v

B 2

1 F A 0 11图15 1-1 6.0 4.0 F /N

图16

5

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物理参考答案及评分标准 2009.11

阅卷说明：

1. 除选择题外，提供的参考解答不一定都是惟一正确的。对于那些与此解答不同的解答，正确的，同样得分。

2.计算题的评分标准只是按一种思路与方法给出的。在阅卷过程中会出现各种不同情况，可参照本评分标准评分。

一、本题共10小题，每小题3分，共30分。 题号 答案 1 B 2 C 3 BD 4 ACD 5 A 6 CD 7 AC 8 AB 9 D 10 AD 二、本题共3小题，共14分。

11．（1）0.640（2分）（0.64，同样得分）；（2）6.40（2分）（6.4同样得分）

4π2n2l12．（1）钢（2分）；（2）（2分）

t213．（1）刻度尺（钟表同样得分）（2分）；（2）kx1（2分）；

122 ?mg(x1?x2)（2分）

（说明：第（2）问中的答案没有先后顺序，各自独立计分。）

三、本题包括7小题，共56分。

14．（1）箱子运动过程中所受摩擦力的大小 f=μmg??????????????1分 解得 f=75N??????????????????????????????1分 （2）设箱子沿水平地面运动的加速度大小为a，

根据牛顿第二定律有F－μmg=ma?????????????????????2分 解得 a=2.0m/s2????????????????????????????1分

1（3）设箱子由静止开始运动5.0s的位移为x，则x?at2??????????1分

2解得 x=25m??????????????????????????????1分 15．（1）设滑块沿斜面下滑的加速度大小为a，根据v2=2 aL??????????1分 解得 a=2.0m/s2????????????????????????????1分 （2）根据牛顿第二定律有 mgsinθ－μmgcosθ= ma?????????????2分 解得 μ=0.50??????????????????????????????1分

（3）设滑块下滑过程的时间为t，则有L?12at，解得t=2.0s?????????1分 2在整个下滑过程中重力对滑块的冲量大小IG=mgt 解得 IG=4.0N·s?????????????????????????????1分 16．（1）物块自A点到B点的过程机械能守恒，设物块通过B点时的速度为vB，

1则有mgR =mvB2???????????????????????????2分

2解得 vB?2gR????????????????????????????1分 （2）设物块通过B点时所受轨道支持力为NB，

6

vB2根据牛顿第二定律有NB?mg?m???????????????????2分

R解得 NB=3mg?????????????????????????????1分 （3）设物块自B点到D点的运动时间为t，D点到C点的距离为xCD，

1则h=gt2，xCD=vBt???????????????????????????1分

2解得xCD?2Rh????????????????????????????1分 17．设地球质量为M，航天器质量为m，航天器绕地球运行的轨道半径为r、周期为T，

Mm4π2根据万有引力定律和牛顿运动定律有G2?m2r?????????????2分

rTr3解得T?2π???????????????????????????1分

GM由上式可知，轨道半径越小，周期越小。因此，卫星贴地飞行（r=R）的周期最小，设为Tmin，则TminR3?????????????????????????2分 ?2πGMMm?mg R2质量为m的物体在地球表面上所受重力近似等于万有引力，即G因此有 GM?gR2???????????????????????????1分 联立解得：Tmin?2πR?5024s=83.7min??????????????????1分

g因绕地球运行的人造地球卫星最小周期为83.7min，所以发射一颗周期为83min的绕地球运行的人造地球卫星是不可能的。??????????????????????1分

18．（1）A在摩擦力f=μmg作用下，经过时间t速度减为零，

根据动量定理有μmgt=mv0????????????????????????1分 解得 t=0.40s??????????????????????????????1分 （2）设B减速运动的加速度为a，A速度减为零的过程中，板B向右运动的位移为x。根据牛顿第二定律有μmg =Ma，解得 a=1.25m/s2??????????????1分

1根据匀变速直线运动位移公式有 x?v0t?at2

2解得 x=0.70m????????????????????????????1分 （3）设A和B二者的共同速度为v，

根据动量守恒定律有 （M－m）v0=（M+m）v????????????????1分解得v=1.2m/s??????????????????????????????1分设A和B二者达到共同速度时，小滑块A与板B右端的距离为l，根据做功与能量变化

11的关系有 ?mgl?(M?m)v02?(M?m)v2????????????????1分

22解得 l=1.28m，所以A、B相对运动过程中，小滑块A与板B左端的最小距离为

7

Δx=L-l=0.72m??????????????????????????????1分 19．（1）设乙物体和甲物体碰撞前瞬间乙物体的速度大小为v1，根据v12=2gh 解得v1=22m/s =2.8m/s??????????1分（说明：结果为22m/s同样得分） 设乙物体和甲物体碰撞后的共同速度大小为v2，由动量守恒定律有mv1=2mv2 解得 v2?1v1?2m/s?1.4m/s?????1分（说明：结果为2m/s同样得分） 21(2m)v22?2J????????????????1分 2所以碰撞后系统的动能Ek2?因为甲、乙物体构成的系统碰撞前的动能Ek1=4J，所以乙物体和甲物体碰撞过程中损失的机械能ΔE= Ek1- Ek2=2J??????????????????????????1分

（2）设甲物体静止时弹簧压缩量为x1，

根据平衡条件，解得x1?mg?5.0cm???????????????????1分

k甲和乙碰撞后做简谐运动，在通过平衡位置时两物体所受合力为零，速度最大，设此时弹簧压缩量为x2，解得 x2?2mg?10cm??????????????????1分 k甲物体和乙物体一同上升到最高点时，两物体与简谐运动平衡位置的距离，即简谐运动的振幅 A=x2+（H－x1）=15cm

根据简谐运动的对称性可知，两物体向下运动的距离x=A+（x2－x1）=20cm???1分 设两物体向下运动至最低点的过程中，克服弹簧弹力做功为W，

12根据动能定理有 2mgx?W?0?2mv2??????????????????1分

2解得 W=6.0J?????????????????????????????1分

20．（1）由v-

1图象可知，第一时间段内重物所受拉力保持不变，且F1＝6.0N?1分 F因第一时间段内重物所受拉力保持不变，所以其加速度也保持不变，设其大小为a， 根据牛顿第二定律有F1-G=ma，

重物速度达到vC=3.0m/s时，受平衡力，即G=F2=4.0N，

由此解得重物的质量m?G?0.40kg ???????????????????1分

g联立解得 a =5.0m/s2 ?????????????????????????1分 在第二段时间内，拉力的功率保持不变P?Fv?12W????????????2分 （2）设第一段时间为t1，重物在这段时间内的位移为x1，则

12vB2.0?s?0.40s，x1?at1?0.40m???????????????1分

2a5.0设第二段时间为t2，t2=t-t1=1.0s

11重物在t2这段时间内的位移为x2，根据动能定理有Pt2?Gx2?mvC2?mvB2?1分

22解得 x2=2.75m ????????????????????????????1分 所以被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程 x= x1+ x2=3.15m?1分

t1? 8

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