海淀区高三上期中考试物理试题.docx
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海淀区高三上期中考试物理试题
海淀区高三年级2018年第一学期期中练习
物理
说明：
本试卷共8页，共100分。
考试时间120分钟。
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。
把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。
1、设行星绕恒星的运动轨道是圆，则其运行周期T的平方与其运动轨道半径R的三次方之比为常数，即R3/T2=k，那么k的大小（）
A.只与行星质量有关
B.只与恒星质量有关
C.与恒星及行星的质量均有关
D.与恒星的质量及行星的速率有关
2、科学探测表明，月球上存在丰富的氧、硅、铝、铁等.设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上.假定经过长时间开采后，地球仍可看作是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动.则与开采前相比（）
A.月球绕地球运动的周期将变小
B.月球绕地球运动的周期将变大
C.地球与月球间的万有引力将不变
D.地球与月球间的万有引力将变大
3、如图中的圆a、b、c，其圆心均在地球的自转轴线上，对卫星环绕地球做匀速圆周运动而言（）
A.卫星的轨道只可能为aB.卫星的轨道可能为b
C.卫星的轨道可能为cD.同步卫星的轨道一定为b
4、发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3。
轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图-3所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是（）
A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度
C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
5、经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线速度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。
如图所示，两颗星球组成的双
星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速
圆周运动。
现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1：
m2＝3：
2。
则可知（）
A．m1：
m2做圆周运动的角速度之比为2：
3
B．m1：
m2做圆周运动的线速度之比为3：
2
C．m1做圆周运动的半径为
D．m2做圆周运动的半径为
6．我国于今年10月1日成功发射了月球探测卫星“嫦娥二号”，发射后的几天
时间内，地面控制中心对其实施几次调整，使“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动的半径逐渐减小。
在这个过程中，下列物理量也会随之发生变化，其中判断正确的是（）
A
．“嫦娥二号”卫星绕月球运动的向心力逐渐减小
B．“嫦娥二号”卫星绕月球运动的线速度逐渐减小
C．“嫦娥二号”卫星绕月球运动的周期逐渐减小
D．“嫦娥二号”卫星绕月球运动的角速度逐渐减小
7．沿x轴正方向传播的简谐横波在t1=0时的波形图如图4所示，此时波传播到x=2.0m处的质点B，质点A恰好位于波谷位置，C、D两个质点的平衡位置分别位于x=3.0m和x=5.0m处。
当t2=0.6s时，质点A恰好第二次处于波峰位置，则以下判断中正确的是
（）
A．此列波的波速为10m/s
B．当t=10s时，质点C在平衡位置且向上运动
C．当t=0.9s时，质点D恰好经过平衡位置
D．当质点D
第一次位于波峰位置时，质点B恰好位于波谷位置
8．如图5所示，单摆摆球的质量为m，摆球从最大位移A处由静止释放，摆球运动到最低点B时的速度大小为v。
重力加速度为g，不计空气阻力。
则摆球从A运动到B的过程中（）
A．重力做的功为
B．重力的最大瞬时功率为mgv
C．重力的冲量为0
D．合力的冲量大小为mv
9．如图6所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上。
A，B质量分别为6.0kg和2.0kg，A、B之间的动摩擦因数为0.2。
在物体A上施加水平方向的拉力F，开始时F=10N，此后逐渐增大，在增大到45N的过程中，以下判断正确的是（）
A．两物体间始终没有相对运动
B．两物体间从受力开始就有相对运动
C．当拉力F＜12N时，两物体均保持静止状态
D．两物体开始没有相对运动，当F＞18N时，开始相对滑动
10．如图7甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，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，落在弹簧上后继续向下运动到最低点的过程中，小球的速度v随时间t的变化图象如图7乙所示，其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BCD是平滑的曲线。
若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，则关于A、B、C、D各点对应的小球下落的位置坐标x及所对应的加速度a的大小，以下说法正确的是（）
A．xA=h，aA=0B．xB=h+
，aB=0
C．xC=h+2
，aC=gD．xD=h+2
，aD>g
二、本题共3小题，共14分。
把答案填在题中的横线上或将正确的选项填入题后的括号内。
11．图8为“验证力的平行四边形定则”的实验装置图。
（1）请将下面实验的主要步骤补充完整。
①将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计；
②沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，并记录两个拉力的大小及方向；
③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录______________。
（2）用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是______________。
12．一位同学做“用单摆测定重力加速度”的实验。
（1）在实验中，①测量摆长时，他正确地测出悬线长l和摆球直径d，则摆长L=___________；②测量周期时，在摆球某次向
右通过最低点时，该同学按下秒表开始计时，并将此次计为第1次，直到摆球第30次向右通过最低点时，该同学按下秒表停止计时，读出秒表显示的时间t，则该单摆的周期T＝__________。
（2）该同学采用图象法处理实验数据，实验中测出不同摆长L以及对应的周期T，作出L-T2图线如图9所示，利用图线上任两点A、B的坐标（xl，y1）、（x2，y2）可得出重力加速度的表达式为g＝____________。
13．在利用打点计时器验证做自由落体运动的物体机械能守恒的实验中。
（1）需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。
某小组的同学利用实验得到的纸带，共设计了以下四种测量方案，其中正确的是（）
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v；
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过
计算出瞬时速度v；
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过
计算出高度h；
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动
时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v。
（2）已知当地重力加速度为g，使用交流电的频率为f。
在打出的纸带上选取连续打出的五个点A、B、C、D、E，如图10所示。
测出A点距离起始点O的距离为s0，A、C两点间的距离为s1，C、E两点间的距离为s2，根据前述条件，如果在实验误差允许的范围内满足关系式______________，即验证了物体下落过程中机械能是守恒的。
而在实际的实验结果中，往往会出现物体的动能增加量略小于重力势能的减小量，出现这样结果的主要原因是_______________________________。
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）商场工作人员拉着质量m=20kg的木箱沿水平地面运动。
若用F1=100N的水平力拉木箱，木箱恰好做匀速直线运动；现改用F2=150N、与水平方向成53°斜向上的拉力作用于静止的木箱上，如图11所示。
已知sin53°=0.80，cos53°=0.60，取重力加速度g=10m/s2。
求：
（1）木箱与地面之间的动摩擦因数；
（2）F2作用在木箱上时，木箱运动的加速度大小；
（3）F2作用在木箱上4.0s时间内木箱移动的距离。
15．（7分）如图12所示，水平桌面上放置一个质量m＝0.5kg的小木块，若用木棒击打木块使木块获得水平方向的初速度v0，木块沿桌面滑出左端边沿，落在水平地面上的D点。
已知木块的初速度v0＝5.0m/s，桌面距地面的高度H＝0.8m，木块落地的位置距桌面左端边沿的水平距离x＝1.2m，忽略空气阻力，取重力加速度g＝10m/s2。
求：
（1）木块落到地面时的速度大小；
（2）木块离开桌面时的动能；
（3）木块在桌面上滑行过程中克服摩擦力
所做的功。
16．（8分）一名宇航员抵达一半径为R的星球表面后，为了测定该星球的质量，做了如下实验：
将一个小球从该星球表面某位置以初速度v竖直向上抛出，小球在空中运动一段时间后又落回原抛出位置，测得小球在空中运动的时间为t，已知万有引力恒量为G，不计阻力。
试根据题中所提供的条件和测量结果，求：
（1）该星球表面的“重力”加速度g的大小；
（2）该星球的质量M；
（3）如果在该星球上发射一颗围绕该星球做匀速圆周运动的卫星，则该卫星运行的最小周期T为多大？
17．（8分）如图13所示，质量为M的木板长为L，木板的两个端点分别为A、B，中点为O，木板置于光滑的水平面上并以v0的水平初速度向右运动。
若把质量为m的小木块（可视为质点）置于木板的B端，小木块的初速度为零，最终小木块随木板一起运动。
小木块与木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。
求：
（1）小木块与木板相对静止时，木板运动的速度；
（2）从小木块放上木板到它与木板相对静止的
过程中，木板运动的位移；
（3）小木块与木板间的动摩擦因数μ的取值在什么范围内，才能使木块最终相对于木板静止时位于OA之间。
18．（8分）如图14所示，水平轨道AB与半径为R的竖直半圆形轨道BC相切于B点。
质量为2m和m的a、b两个小滑块（可视为质点）原来静止于水平轨道上，其中小滑块a与一轻弹簧相连。
某一瞬间给小滑块a一冲量使其获得
的初速度向右冲向小滑块b，与b碰撞后弹簧不与b相粘连，且小滑块b在到达B点之前已经和弹簧分离，不计一切摩擦，求：
（1）a和b在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能；
（2）小滑块b经过圆形轨道的B点时对轨道的压力；
（3）试通过计算说明小滑块b能否到达圆形轨道的最高点C。
19．（9分）冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，由于它的形状像水壶而得名，如图15所示。
冰壶比赛自1998年被列入冬奥会之后，就成为了越来越普遍的运动项目之一。
2010年2月27日在第21届冬奥会上，中国女子冰壶队首次参加冬奥会，获得了铜牌，取得了这个项目的零的突破，令世人瞩目。
冰壶比赛的场地如图16甲所示。
冰道的左端有一个发球区，运动员在发球区边沿的投掷线MN将冰壶以一定的初速度掷出，使冰壶沿着冰道的中心线PO滑行，冰道的右端有一圆形的营垒。
以场地上冰壶最终静止时距离营垒圆心O的远近决定胜负。
比赛时，为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。
当对手的冰壶停止在营垒内时，可以用掷出的冰壶与对手的冰壶撞击，使对手的冰壶滑出营垒区。
已知冰壶的质量为20kg，营垒的半径为1.8m。
设冰壶与冰面间的动摩擦因数μ1=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至μ2=0.004。
在某次比赛中，若冰壶在发球区受到运动员沿中心线方向推力作用的时间t=10s，使冰壶A在投掷线中点处以v0=2.0m/s的速度沿中心线PO滑出。
设冰壶之间的碰撞时间极短，且无机械能损失，不计冰壶自身的大小，g取10m/s2。
（1）冰壶在发球区受到运动员沿中心线方向作用的冲量大小为多少？
（2）若不用毛刷擦冰面，则冰壶停止的位置距离营垒圆心O点多远？
（3）如果在中心线PO上已经静止着一个冰壶B，如图16乙所示，冰壶B距圆心O的距离为0.9m，若要使冰壶A能够沿中心线PO将B撞出营垒区，则运动员用毛刷擦冰面的长度至少为多少？
20．（9分）用图17所示的水平传送带AB和斜面BC将货物运送到斜面的顶端。
传送带AB的
长度L=11m，上表面保持匀速向右运行，运行的速度v=12m/s。
传送带B端靠近倾角=37的斜面底端，斜面底端与传送带的B端之间有一段长度可以不计的小圆弧。
在A、C处各有一个机器人，A处机器人每隔t=1.0s将一个质量m=10kg的货物箱（可视为质点）轻放在传送带A端，货物箱经传送带和斜面后到达斜面顶端的C点时速度恰好为零，C点处机器人立刻将货物箱搬走。
已知斜面BC的长度s=5.0m，传送带与货物箱之间的动摩擦因数μ0=0.55，货物箱由传送带的右端到斜面底端的过程中速度大小损失原来的
，g=10m/s2（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。
求：
（1）斜面与货物箱之间的动摩擦因数μ；
（2）从第一个货物箱放上传送带A端开始计时，在t0=3.0s的时间内，所有货物箱与传送带的摩擦产生的热量Q；
（3）如果C点处的机器人操作失误，未能将第一个到达C点的货物箱搬走而造成与第二个货物箱在斜面上相撞。
求两个货物箱在斜面上相撞的位置到C点的距离。
（本问结果可以用根式表示）
海淀区高三年级2018年第一学期期中练习
物理参考答案
一．本题共10小题，每小题3分，共30分。
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
A
BＣ
ＢＤ
C
C
BD
AD
A
BC
二、本题共3小题，共14分。
11.
（1）测力计拉力的大小及方向（1分）
（2）使这两次弹簧测力计的拉力作用效果相同（2分）
12．
（1）l+d/2（1分）；t/29（2分）
（2）
（2分）
13．
（1）D（2分）
（2）
（2分）打点计时器对纸带的阻力做功（2分）
三、本题共7小题，共56分。
14．（7分）解：
（1）由于木箱在水平拉力下匀速运动，根据牛顿第二定律，
F1－μmg＝0
解得：
μ＝
＝0.5（2分）
（2）将F2沿着水平与竖直方向分解，F2沿水平和竖直方向的分量分别为
F2x=F2cos53°
F2y=F2sin53°
木箱受到水平地面的支持力N＝mg－F2y
根据牛顿第二定律，F2x－μN＝ma（1分）
解得木箱运动的加速度大小a＝2.5m/s2（2分）
（3）根据运动学公式，
（1分）
代入数值解得木箱的位移s＝20m（1分）
15．（7分）解：
（1）木块离开桌面后做平抛运动，设运动时间为t，根据自由落体公式
木块做平抛运动的时间
＝0.4s
木块落地时沿水平方向的分速度vx=
=3.0m/s（1分）
根据动能公式，得木块离开桌面时的动能
＝2.25J（2分）
（2）木块落地时沿竖直方向的分速度vy=gt＝4.0m/s（1分）
木块落到地面时的速度大小
＝5.0m/s（1分）
（3）根据动能定理
W＝
＝4.0J（2分）
16．（8分）解：
（1）由运动学公式得：
解得该星球表面的“重力”加速度的大小
（2分）
（2）质量为m的物体在该星球表面上受到的万有引力近似等于物体受到的重力，则对该星球表面上的物体，由牛顿第二定律和万有引力定律得：
（2分）
解得该星球的质量为
（1分）
（3）当某个质量为m′的卫星做匀速圆周运动的半径等于该星球的半径R时，该卫星运行的周期T最小，则由牛顿第二定律和万有引力定律
（2分）
解得该卫星运行的最小周期
（1分）
17．（8分）解：
（1）小木块在木板上滑动直至相对静止的过程中系统动量守恒，设相对静止时共同速度为
，则
……①
解得
……②（2分）
（2）从小木块放上木板到它与木板相对静止的过程中，设木板运动的位移为
，对木板应用动能定理
……③
又因为
…………④
解得
（3分）
（3）设小木块恰好相对静止在A点，对系统由能量守恒和功能关系可得：
……⑤
由①、④、⑤三个方程解得
（1分）
设小木
块恰好相对静止在O点，对系统由能量守恒和功能关系可得：
……⑥
由①、④、⑥三个方程解得
（1分）
所以要使木块m最终滑动到OA之间，
值应取为
≥μ≥
（不等式中用大于号表示也算正确）（1分）
18．（8分）解：
（1）a与b碰撞达到共速时弹簧被压缩至最短，弹性势能最大。
设此时ab的速度为v，则由系统的动量守恒可得
2mv0＝3mv
由机械能守恒定律
解得：
（2分）
（2）当弹簧恢复原长时弹性势能为零，b开始离开弹簧，此时b的速度达到最大值，并以此速度在水平轨道上向前匀速运动。
设此时a、b的速度分别为v1和v2，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得
2mv0＝2mv1+mv2
解得：
（1分）
滑块b到达B时，根据牛顿第二定律有
解得N=5mg（2分）
根据牛顿第三定律滑块b在B点对轨道的压力N′=5mg，方向竖直向下。
（1分）
（3）设b恰能到达最高点C点，且在C点速度为vC，此时轨道对滑
块的压力为零，滑块只受重力，由牛顿第二定律
解得
（1分）
再假设b能够到达最高点C点，且在C点速度为vC＇,由机械能守恒定律可得：
解得vC＇=0＜
。
所以b不可能到达C点，假设不成立。
（1分）
用其他方法证明结果正确同样得分。
19．（9分）解：
（1）设推力对冰壶的冲量大小为I，则根据动量定理
代入数值解得I＝56N·s（2分）
（2）根据动能定理，
＝μ1mgs
s＝
＝25m（2分）
冰壶停止的位置距离营垒圆心的距离x＝30m－25m＝5.0m（1分）
（3）冰壶A与冰壶B碰撞的过程中，设冰壶A碰撞前的速度为vA，碰撞
后的速度为vA′，冰壶B碰撞后的速度为vB′，根据动量守恒定律和动能的关系，有
mvA＝mvA′+mvB′
＝
+
解得
＝0，
＝vA（2分）
即冰壶A与冰壶B碰撞后二者的速度相互交换。
因此可以将整个过程看成为冰壶A一直沿直线PO运动到营垒区外的过程，运动的总位移为s＇=31.8m。
根据动能定理，设将冰壶B恰好撞出营垒区外，运动员用毛刷擦冰面的长度为L，则
（1分）
代入数值解得L＝13.6m（1分）
20．（9分）解：
（1）货物箱在传送带上做匀加速运动过程，根据牛顿第二定律有
μ0mg=ma0
解得a0=μ0g=5.5m/s2（1分）
由运动学公式v12=2a0L
解得货物箱运动到传送带右端时的速度大小为v1=11m/s
货物箱刚冲上斜面时的速度v2=（1－
）v1=10m/s
货物箱在斜面上向上运动过程中v22=2a1s
解得a1=10m/s2（1分）
根据牛顿第二定律mgsin+mgcos=ma1
解得=0.5（1分）
（2）3.0s内放上传送带的货物箱有3个，前2个已经通过传送带，它们在传送带上的加速时间t1=t2=2.0s；第3个还在传送带上运动，其加速时间t3=1.0s。
前2个货物箱与传送带之间的相对位移
s=vt1
v1t1=13m
第3个货物箱与传送带之间的相对位移
s=vt3
v1t3=9.25m（1分）
前2个货物箱与传送带摩擦产生的总热量为
Q1=2μ0mgs=1430J
第三个货物箱与传送带摩擦产生的热量为：
Q2=μ0mgs=508.75J。
（1分）
总共生热Q＝Q1+Q2＝1938.75J。
（1分）
（3）货物箱由A运动到B的时间为2.0s，由B运动到C的时间为1.0s，可见第一个货物箱冲上斜面C端时第二个货物箱刚好冲上斜面。
货物箱沿斜面向下运动，根据牛顿第二定律有
mgsinmgcos=ma2
解得加速度大小a2=2.0m/s2（1分）
设第一个货物箱在斜面C端沿斜面向下运动与第二个货物箱相撞的过程所用时间为t，有v2t
a1t2+
a2t2=s
解得
s≈0.69s（1分）
两个货物箱在斜面上相遇的位置到C端的距离
s1=
a2t2=
m≈0.48m（1分）
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