北京海淀区2014-2015届高三上学期期中专业考试物理试题~.doc

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1、.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。 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 变小，则球静止后与绳 OA 加长之前相比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2从同一

2、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

3、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 A该机械波的振幅为 0.2mB该机械波的波长为 10mC从此时刻起再经过 10s，质点 P 通过的路程为 0.8mD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 1 和 2，且 1 2。质量为 m的物体（可视为

4、质点）分别从这两个斜面的顶端由静 止沿OAB图 1图 31hm甲2hm乙图 2P5 10 15 20 25y/m00.2-0.2x/mv.斜面滑到底端，物体与这两个斜面的动摩擦因数均为 。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 据图像判断下列说法中正确的是A0s6s 时间内物体所受水平力的方向始终没有改变B2s3s 时间内物体做减速运动C1s 末物体距离出发点最远D1.5s 末和 2.5s 末两

5、个时刻物体的加速度相同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 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

6、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/sC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他的“反应时间”D若将尺子上原来的长度值改为对应

7、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。关于上述过程（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

8、，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图 41 2 5v/ms-102-2t/s3 4 6P图 5地球轨道 1轨道 2Q图 6AB图 7.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 14二、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

9、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）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

10、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，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 1 2 3 4 5L/m 0.800 0.900 1.000 1.100 1.200T/s 1.79 1.90 2.01 2.11 2.20T2/s2 3.22 3.61 4.04 4.45 4.84该同学在图 10 中已标出第 1、2、3、5 次实验数据对应的坐标，请你在该图中用符号“+”标出与第4 次实验数据对应的坐标点

11、，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图 10T2/s2L/m0.80 0.90 1.00 1.10 1.203.04.05.028.803.20312.80图 81 2 4单位：cm.位。13 （8 分）用 F135N 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，当箱子的速度达到 v=10m/s 时撤去力 F

12、。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 =

13、0.55，不计空气阻力及斜面的形变，旅客下滑 过程中可视为质点，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

14、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 BCD 内做完整 的圆周运动，则小车通过竖直圆轨道最高点时的 速度至少多大；（2）若小车

15、恰能在竖直圆形轨道 BCD 内做完整 的圆周运动，则小车运动到 B 点时轨道对它的支 持力多大； 甲 乙图 11图 12ABEhRsFDC.（3）通过计算说明要使小车完成上述运动，其在弧形轨道的释放点到 B 点的竖直距离应满足什么条件。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

16、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 21SvCf来计算，其中 C 为空气对雨滴的阻力系数（可视为常量） ， 为空气的密度，S 为雨滴的有效横截面积（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 0，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

17、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） ，雨滴落在地面上不反弹，雨滴撞击地面时其所受重力可忽略不计，求水平地面单位面积上受到的由于雨滴对其撞击所产生的压力大小。.18 （10 分）如图 13 甲所示，水平传送 A、B 两轮间的距离 L=3.0 m，质量 M=1.0 kg 的物块（可视为质点）随传送带一起以恒定的速率 v0向左匀速运动，当物块运动到最左端时，质量m=0.020 kg 的子弹以 u0=400

18、m/s 的水平速度向右射中物块并穿出。在传送带的右端有一传感器，测出物块被击穿后的速度随时间的变化关系如图 13 乙所示（图中取向右运动的方向为正方向，子弹射出物块的瞬间为 t=0 时刻） 。设子弹击穿物块的时间可忽略不计，且子弹不会击中传感器而发生危险，物块的质量不因被子弹击穿而发生改变。不计空气阻力及 A、B 轮的大小，取重力加速度 g= 10 m/s2。（1）求物块与传送带间的动摩擦因数 ； （2）求子弹击穿物块的过程中产生的热量Q1；（3）如果从第一颗子弹击中物块开始，每隔t =1.5s 就有一颗相同的子弹以同样的速度击穿物块，直至物块最终离开传送带。设所有子弹与物块间的相互作用力均相

19、同，求整个过程中物块与传动带之间因摩擦产生的热量 Q2。参考答案物 理 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 CD BC AC ABD A D BCD ACD AC二、本题共 2 小题，共 15 分。11 （1）0.02（2 分） ；（2）0.64（2 分） ；6.4（2 分）12 （1）A、E（2 分） （2） （2 分） ；4tLNg（3）见图（3

20、 分） ； （4）9.7（在 9.5-9.9 之间均可得分） （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。图 v/m s-1 0.5 1.0 2.0 3.0 1.0 2.0 3.0 4.0 0 -1.0 -2.0 -3.0 -4.0 1.5 2.5 图 M v0 v A B 传 感 器 图 v/m s-1 0.5 1.0 2.0 3.0 1.0 2.0 3.0 4.0 0 -1.0 -2.0 -3.0 -4.0 1.5 2.5 图 M v0 v A B 传 感 器 甲u

21、0 v0乙图 13图 10T2/s2L/m0.80 0.90 1.00 1.10 1.203.04.05.0.说明：计算题提供的参考解答，不一定都是惟一正确的。对于那些与此解答不同的正确解答，同样得分。13 （8 分）解：（1）箱子运动过程中所受摩擦力 f=mg1 分解得 =0.251 分（2）设箱子在水平地面上做匀加速运动的加速度大小为 a1，根据牛顿第二定律有 Ff =ma 11 分根据运动学公式 v= a1t1 分解得力 F 作用时间 t =5.0s 1 分（3）设撤去力 F 后，箱子在水平地面上减速滑行的加速度为 a2，滑行的最大距离为 x， 则 mg= ma2 ，解得 a2=2.5m

22、/s21 分根据运动学公式有 v2=2 a2x1 分解得 x=20m 1 分14 （8 分）解：（1）设旅客沿斜面下滑的加速度大小为 a，根据牛顿第二定律有 mgsinmgcos= ma 2 分解得 a=1.6m/s2 1 分（2）根据运动学公式 v2=2 aL 1 分解得 v=4.0 m/s 1 分（3）设旅客下滑过程所用时间为 t，则有 L= vt1 分12支持力 FN=mgcos，在整个下滑过程中支持力的冲量大小 I=mgcost1 分解得 I=1.2103Ns1 分15 （9 分）解：（1）设小车能在竖直圆形轨道 BCD 内做完整的圆周运动，小车通过圆轨道最高点时的最小速度为 vC，根

23、据牛顿第二定律有 mg=m 1 分RvC2解得 vC= = m/s =2.0m/s 1 分g4.01（2）小车恰能在圆轨道内做完整的圆周运动，此情况下小车通过 B 点的速度为 vB，轨道对小车的支持力为 FN。根据机械能守恒定律有 mv = mvC2+2mgR 2 分2B1根据牛顿第二定律有 FNmg=m 1 分Rv解得 FN=150N 1 分（3）设小车从 E 点水平飞出落到软垫上的时间为 ，则 h= gt2，t1解得 t=0.50s1 分设小车以 vE 的速度从 E 点水平飞出落到软垫 F 点右侧，则 vEts，解得 vE 2.0m/s要使小车完成题目中所述运动过程，应当满足两个条件：小车

24、通过轨道 B 点的速度 m/s； 1 25Bv.小车通过 E 点的速度 vE 2.0 m/s。 2 因 vE= vB，综合以上两点，小车通过 B 点的速度应不小于 m/s1 分25Bv设释放点到 B 点的竖直距离为 H，根据机械能守恒定律有 mgH= mvB2，解得 H=1.0m1释放点到 B 点的竖直距离 H1.0m1 分16 （10 分）解：（1）质量为 的物体在两极所受地球的引力等于其所受的重力。m即 F=mg02 分（2）设地球的质量为 M，半径为 R，在赤道处随地球做圆周运动物体的质量为 m。物体在赤道处随地球自转做圆周运动的周期等于地球自转的周期，轨道半径等于地球半径。根据万有引力

25、定律和牛顿第二定律有 mgm R 2 分GMmR2 42T2在赤道的物体所受地球的引力等于其在两极所受的重力即 mg 01 分GMmR2解得 R= 1 分（g0-g）T242（3）因为 ，所以 M 2 分02mGg0R2G又因地球的体积 V= R3，所以 = 2 分43 MV 3g0GT2（g0 g）17 （10 分）解：（1）设雨滴竖直下落的收尾速度大小为 ，v雨滴达到收尾速度时开始匀速下落 mg=f2 分又因为 2020CSvf解得 1 分01mgRv（2）设雨滴在空中由静止沿竖直方向下落至地面的过程克服空气阻力所做功为 Wf，依据动能定理有 2 分21fhWv解得 1 分)(20RCmg

26、f （3）取横截面积为 S、高度 的柱状体积内的雨滴为研究对象，它所含雨滴的总质量为Hvt1 分MnSHm设柱状体积内的雨滴受到水平地面单位面积上的作用力大小为 F，竖直向上为正方向根据动量定理有 FSt=Mv1 分解得 1 分20RCgF根据牛顿第三定律，水平地面的单位面积上受到的由于雨滴对其撞击所产生的压力大小为.1 分20RCgnmp18 （10 分）解（1）根据速度图像可知，物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动，在 01s 内物块的速度由 4m/s 减为 0。此过程物块的加速度大小 4.0 m/s21 分tva由牛顿第二定律有 f=mg=ma 解得 =0.40 1 分ga（2）物块被击

27、中前的速度大小为 v0=2.0m/s，由速度图像可知物块被击穿后瞬间物块的速度大小 v=4.0m/s，方向向右。设子弹击穿物块后的速度为 u，以向右为正方向根据动量守恒定律有 mu0-Mv0=mu+Mv 1 分解得 u= =100 m/s1 分mMv0根据能量守恒有 Q1= =1.49103 J1 分2201Mvmuu（3）第 1 颗子弹击穿物块后，物块向右运动的时间为 t1=1.0 s，设向右运动的最大距离为x1，则 x1= t1=2.0 m，2v1.0s 时物块改为向左运动，运动时间为 t2=0.50s，位移大小为 x2= t2=0.50 m；0v所以在t=1.5 s 时间内，物块向右运动

28、的距离为 l= x1- x2=1.5m 1 分在t=1.5 s 时间内，传送带向左运动的位移 x3=v0t=3.0m在t=1.5 s 时间内，物块相对传送带的位移为 x1=l+x3=4.5m 1 分在 t=1.5 s 时物块的速度与传送带的速度相同，所以第二颗子弹击中物块后的运动情况与第一颗子弹击中物块后运动情况相同，向右运动的可能达到最大距离为 2.0m，而此时物块与传送带右端距离为l= 1.5m，故物块中第二颗子弹后将滑出传送带。1 分设物块被第二颗子弹击穿后，其在传送带上滑行的时间为 t3，根据运动学公式有 l=vt3- ，解得 t3=0.50 s1 分21at物块第 2 次被击穿后相对传送带的位移x 2=l +v0 t3=2.5m所以 Q2=mg(x1+x2)=28 J1 分