海淀區(qū)高三年級(jí)第一學(xué)期期中練習(xí)
物 理
一、本題共10小題,每小題3分,共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得3分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分。把你認(rèn)為正確答案的代表字母填寫(xiě)在題后的括號(hào)內(nèi)。
1.如圖1所示,用輕繩AO和OB將重為G的重物懸掛在水平天花板和豎直墻壁之間處于靜止?fàn)顟B(tài),AO繩水平,OB繩與豎直方向的夾角為θ。則AO繩的拉力T1、OB繩的拉力T2的大小與G之間的關(guān)系為
A.T1=G B.T1=
C.T2= D.T2=G
2.用輕繩將質(zhì)量為m的物體懸掛在電梯的天花板上,電梯豎直向上做勻變速運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,大小為a。已知重力加速度g,則在這個(gè)過(guò)程中,繩對(duì)物體的拉力大小為
A. m(g+a) B. m(g-a) C. mg D. ma
3.將一個(gè)皮球從距地面高度為h處由靜上釋放,經(jīng)過(guò)時(shí)間t0落地,碰到地面彈起后又上升到最高點(diǎn)。球與地面作用的時(shí)間極短,不計(jì)空氣阻力以及球與地面作用過(guò)程中機(jī)械能的損失。圖2為定性反映皮球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度v的大小隨時(shí)間t變化的圖象,其中正確的是
4.如圖3所示為在同一地點(diǎn)的A、B兩個(gè)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像,其中實(shí)線表示A的運(yùn)動(dòng)圖象,虛線表示B的運(yùn)動(dòng)圖象。關(guān)于這兩個(gè)單擺的以下判斷中正確的是
A.這兩個(gè)單擺的擺球質(zhì)量一定相等
B.這兩個(gè)單擺的擺長(zhǎng)一定不同
C.這兩個(gè)單擺的最大擺角一定相同
D.這兩個(gè)單擺的振幅一定相同
5.如圖4所示的雜技演員在表演“水流星”的節(jié)目時(shí),盛水的杯子經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)杯口向下時(shí)水也不灑出來(lái)。對(duì)于杯子經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水受力情況,下面說(shuō)法正確的是
A.水處于失重狀態(tài),不受重力的作用
B.水受平衡力的作用,合力為零
C.由于水做圓周運(yùn)動(dòng),因此必然受到重力和向心力的作用
D.杯底對(duì)水的作用力可能為零
6.如圖5為一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t0=10s時(shí)的圖像,參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期T=2.0s。這列波中質(zhì)點(diǎn)P在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸的負(fù)方向,那么這列波的傳播方向和傳播速度分別是
A.沿x軸正方向傳播,波速v=2.0m/s
B.沿x軸正方向傳播,波速v=10m/s
C.沿x軸負(fù)方向傳播,波速v=2.0m/s
D.沿x軸負(fù)方向傳播,波速v=10m/s
7.將質(zhì)量為m的小球在距地面高度為h處拋出,拋出時(shí)的速度大小為v0。小球落到地面時(shí)的速度大小為2v0。若小球受到的空氣阻力不能忽略,則對(duì)于小球下落的整個(gè)過(guò)程,下面說(shuō)法中正確的是
A.小球克服空氣阻力做的功小于mgh B.重力對(duì)小球做的功等于mgh
C.合外力對(duì)小球做的功小于mv D.合外力對(duì)小球做的功等于mv
8.已知萬(wàn)有引力常量G,那么在下列給出的各種情景中,能根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)求出月球密度的是
A.在月球表面使一個(gè)小球作自由落體運(yùn)動(dòng),測(cè)出落下的高度H和時(shí)間t
B.發(fā)射一顆貼近月球表面繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的飛船,測(cè)出飛船運(yùn)行的周期T
C.觀察月球繞地球的圓周運(yùn)動(dòng),測(cè)出月球的直徑D和月球繞地球運(yùn)行的周期T
D.發(fā)射一顆繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星,測(cè)出衛(wèi)星離月球表面的高度H和衛(wèi)星的周期T
9.如圖6所示,在水平桌面上疊放著質(zhì)量相等的A、B兩塊木板,在木板A上放著一個(gè)物塊C,木板和物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知物塊C的質(zhì)量為m,A、B、C之間以及B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。用水平恒力F向右拉動(dòng)木板A使之做勻加速運(yùn)動(dòng),物塊C始終與木板A保持相對(duì)靜止。設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等,重力加速度為g。則以下判斷正確的是
A.A、C之間的摩擦力可能為零
B.A、B之間的摩擦力不為零,大小可能等于μmg
C.A、B之間的摩擦力大小一定小于F
D.木板B一定保持靜止
10.如圖7所示,一輕彈簧與質(zhì)量為m的物體組成彈簧振子,物體在一豎直線上的A、B兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),點(diǎn)O為平衡位置,C為O、B之間的一點(diǎn)。已知振子的周期為T,某時(shí)刻物體恰好經(jīng)過(guò)C向上運(yùn)動(dòng),則對(duì)于從該時(shí)刻起的半個(gè)周期內(nèi),以下說(shuō)法中正確的是
A.物體動(dòng)能變化量一定為零
B.彈簧彈性勢(shì)能的減小量一定等于物體重力勢(shì)能的增加量
C.物體受到回復(fù)力沖量的大小為mgT/2
D.物體受到彈簧彈力沖最的大小一定小于mgT/2
二、本題共3小題,共14分。選擇正確答案或?qū)⒋鸢柑钤陬}中的橫線上。
11.在用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中,為了使單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),一定要滿足的條件是
A.擺球的質(zhì)量一定要遠(yuǎn)大于擺線的質(zhì)量
B.擺球的直徑要遠(yuǎn)小于擺線的長(zhǎng)度
C.擺球被釋放時(shí)的速度應(yīng)該為零
D.擺球應(yīng)保持在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)
12.在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如圖8甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),OB和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖。
(1)圖乙中的___________是為F1和F2的合力的理論值;___________是力F1和F2的合力的實(shí)際測(cè)量值。
(2)在實(shí)驗(yàn)中,如果將細(xì)繩也換成橡皮筋,那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否會(huì)發(fā)生變化?
答:______________________。(選填“變”或“不變”)
13.用如圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量物體沿斜面勻加速下滑的加速度,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖10所示。已知紙帶上各相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔為T,則可以得出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打出C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小的表達(dá)式為_(kāi)__________________________,小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小的表達(dá)式為_(kāi)______________________。
若測(cè)出斜面的長(zhǎng)度l和斜面右端距桌面的高度h,已知重力加速度為g,小車的質(zhì)量為m。則可以得出斜面對(duì)小車的阻力的表達(dá)式為_(kāi)_______________________________。
三、本題包括7小題,共56分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟只寫(xiě)出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。
14.(7分)如圖11所示,用一個(gè)平行于斜面向上的恒力將質(zhì)量m=10.0kg的箱子從斜坡底端由靜止推上斜坡,斜坡與水平面的夾角θ=37°,推力的大小F=100N,斜坡長(zhǎng)度s=4.8m,木箱底面與斜坡的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20。重力加速度g取10m/s2,且已知sin37°=0.60,cos=0.80。求:
(1)木箱沿斜坡向上滑行的加速度的大小。
(2)木箱到滑斜坡頂端時(shí)速度的大小。
15.(7分)一個(gè)質(zhì)量為5.0kg的石塊從塔頂由靜止下落,經(jīng)過(guò)4.0s的時(shí)間落至地面。已知石塊受到的空氣阻力可忽略不計(jì),重力加速度g=10m/s2。求:
(1)塔頂距離地面的高度。
(2)石塊落地時(shí)重力對(duì)石塊的功率。
16.(8分)如圖12所示,在距水平地面高為h處有一半徑為R的1/4圓弧軌道,圓弧軌道位于豎直平面內(nèi),軌道光滑且末端水平,在軌道的末端靜置一質(zhì)量為m的小滑塊A,F(xiàn)使另一質(zhì)量為m的小滑塊B從軌道的最高點(diǎn)由靜止釋放,并在軌道的最低點(diǎn)與滑塊A發(fā)生碰撞,碰后粘合為一個(gè)小滑塊C。已知重力加速度為g。求:
(1)滑塊C對(duì)軌道末端的壓力大小。
(2)滑塊C在水平地面上的落地點(diǎn)與軌道末端的水平距離。
17.(8分)
設(shè)“神舟”六號(hào)載人飛船在圓軌道上繞地球運(yùn)行n圈所用的時(shí)間為t,若地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R。求
(1)飛船的圓軌道離地面的高度。
(2)飛船在圓軌道上運(yùn)行的速率。
18.(8分)如圖13是電動(dòng)打夯機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)質(zhì)量為m的重錘(重錘可視為質(zhì)點(diǎn))繞轉(zhuǎn)軸O勻速轉(zhuǎn)動(dòng),重錘轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為R。電動(dòng)機(jī)連同打夯機(jī)底座的質(zhì)量為M,重錘和轉(zhuǎn)軸O之間連接桿的質(zhì)量可以忽略不計(jì),重力加速度為g。
(1)重錘轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為多大時(shí),才能使打夯機(jī)底座剛好離開(kāi)地面?
(2)若重錘以上述的角速度轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)打夯機(jī)的重錘通過(guò)最低位置時(shí),打夯機(jī)對(duì)地面的壓力為多大?
19.(9分)高臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)一段滑行后從斜坡上的O點(diǎn)水平飛出,斜坡與水平面的夾角θ=37°,運(yùn)動(dòng)員連同滑雪板的總質(zhì)量m=50kg,他落到了斜坡上的A點(diǎn),A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離s=12m,如圖14所示。忽略斜坡的摩擦和空氣阻力的影響,重力加速度g=10m/s2。
(sin37°=0.60;cos37°=0.80)
(1)運(yùn)動(dòng)員在空中飛行了多長(zhǎng)時(shí)間?
(2)求運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)O點(diǎn)時(shí)的速度大小。
(3)運(yùn)動(dòng)員落到斜坡上順勢(shì)屈腿以緩沖,使他垂直于斜坡的速度在t=0.50s的時(shí)間內(nèi)減小為零,設(shè)緩沖階段斜坡對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力可以看作恒力,求此彈力的大小。
20. (9分)如圖15所示,質(zhì)量M=
(1)物塊從滑上小車開(kāi)始,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)的時(shí)間速度減小為零?
(2)求物塊在小車上相對(duì)小車滑動(dòng)的過(guò)程中,物塊相對(duì)地面的位移。
(3)物塊在小車上相對(duì)小車滑動(dòng)的過(guò)程中,小車和物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能變化了多少?
一、本題共10小題,每小題3分,共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得3分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分。
1.AC 2.B 3.C 4.BD 5.D 6.B 7.AB 8.B 9.CD 10.ABD
二、本題共3小題,共14分。把答案填在題中的橫線上。
11.ABD(3分) (注:選對(duì)但不全的得2分)
12.(1)F;F′ (3分) (2)不變 (2分)
13.;(2分) ;(2分) mg(2分)
(注:用相鄰兩段位移表達(dá)出來(lái),只要表達(dá)正確的不扣分)
三、本題包括7小題,共56分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明,方程式和重要的演算步驟。只寫(xiě)出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題的答案必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。
14.(7分)
解:(1)設(shè)斜面對(duì)箱子的支持力為N,箱了上滑的加速度為a。根據(jù)牛頓第二定律,得平行斜面方向,F-mgsin37°-μN(yùn)=ma, …………1分
垂直斜面方向,N=mgcos37°, …………1分
解得箱子的加速度a=(sin37°+μcos37°)=2.4m/s2 …………2分
(2)設(shè)箱子滑到斜面頂端的速度v,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,
v2=2as, …………2分
解得 v= 。 …………1分
15.(7分)
解:(1)設(shè)塔頂距地面的高度為h,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)公式,得
h=gt2=80m。 …………2分
(2)設(shè)石塊落地時(shí)的速度為v,根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律,v=gt。 …………2分
設(shè)石塊落地時(shí)重力做功的功率為P,則P=mgv=mg2t=2.0×103W 。…………3分
16.(8分)
解:(1)滑塊B沿軌道下滑過(guò)程中,機(jī)械能守恒,設(shè)滑塊B與A碰撞前瞬間的速度為v1,則 mgR=。 …………1分
滑塊B與滑塊A碰撞過(guò)程沿水平方向動(dòng)量守恒,設(shè)碰撞后的速度為v2,則
mv1=2mv2 。 …………1分
設(shè)碰撞后滑塊C受到軌道的支持力為N,根據(jù)牛頓第二定律,對(duì)滑塊C在軌道最低點(diǎn)有 N-2mg=2mv/R ,…………1分
聯(lián)立各式可解得, N=3mg。 …………1分
根據(jù)牛頓第三定律可知,滑塊C對(duì)軌道末端的壓力大小為N′=3mg!1分
(2)滑塊C離開(kāi)軌道末端做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t,根據(jù)自由落體公式,
h=gt2 !1分
滑塊C落地點(diǎn)與軌道末端的水平距離為s=v2t ,…………1分
聯(lián)立以上各式解得s=。 …………1分
17.(8分)
解:(1)飛船在圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)行的周期 T=。 …………1分
設(shè)飛船做圓運(yùn)動(dòng)距地面的高度為h,飛船受到地球的萬(wàn)有引力提供了飛船的向心力,根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律,得
。 …………2分
而地球表面上的物體受到的萬(wàn)有引力近似等于物體的重力,即
=mg, …………1分
聯(lián)立以上各式,解得 h=-R。 …………1分
(2)飛船運(yùn)動(dòng)的圓軌道的周長(zhǎng) s=2π(R+h), …………1分
動(dòng)行的速度 v==, …………1分
解得 v=。 …………1分
18.(8分)
解:(1)重錘在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)重錘運(yùn)動(dòng)通過(guò)最高點(diǎn)時(shí),打夯機(jī)底座受連接桿豎直向上的作用力達(dá)到最大。此時(shí)重錘所受的重力mg和連接桿對(duì)重錘向下的拉力T1提供重錘的向心力,根牛頓第二定律
T1+mg=mw2R。 …………1分
連接桿對(duì)打夯機(jī)底座向上的拉力 T1′=T1。 …………1分
當(dāng)T′=Mg時(shí),打夯機(jī)底座剛好離開(kāi)地面, …………1分
解得 ω=。 …………1分
(2)當(dāng)重錘通過(guò)最低位置時(shí),重錘所受的重力mg和連接桿的拉力T2的合力提供重錘的向心力,根據(jù)牛頓第二定有: T2-mg=mw2R!1分
連接桿對(duì)打夯機(jī)底座的作用力T2′的方向向下,且T2′=T2。
設(shè)打夯機(jī)受到地面的支持力N,根據(jù)牛頓第二定律,
N=Mg+T2’ ,…………1分
聯(lián)立以上各式解得 N=2(M+m)g 。…………1分
根據(jù)牛頓第三定律,打夯機(jī)對(duì)地面壓力的大小N′=N=2(M+m)g。…………1分
19.(9分)
解:(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員在空中飛行時(shí)間為t,運(yùn)動(dòng)員在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),得
ssin37°=gt2,
解得: t==1.2s!2分
(2)設(shè)運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)O點(diǎn)的速度為v0,運(yùn)動(dòng)員在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),即
scos37°=v0t,
解得: v0==8.0m/s。…………2分
(3)運(yùn)動(dòng)員落在A點(diǎn)時(shí)沿豎直向下的速度vy的大小為
vy=gt=12m/s …………1分,
沿水平方向的速度vx的大小為 vx=8.0m/s。
因此,運(yùn)動(dòng)員垂直于斜面向下的速度vN為
vN=vycos37°-vxsin37°=4.8m/s。 …………1分
設(shè)運(yùn)動(dòng)員在緩沖的過(guò)程中受到斜面的彈力為N,根據(jù)動(dòng)量定理
(N-mgcos37°)t=mvN,…………1分
解得: N=mgcos37°+=880N!1分
20.(9分)
解:(1)設(shè)物塊滑上小車后經(jīng)過(guò)時(shí)間t1速度減為零,根據(jù)動(dòng)量定理
μmgt1=mv,
解得: t1==0.5s 。…………1分
(2)物塊滑上小車后,做加速度為am的勻變速運(yùn)動(dòng),根牛頓第二定律
μmg=mam,
解得: am=μg=2.0m/s2。
小車做加速度為aM的勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律
F-μmg=MaM,
解得: aM==0.5m/s2。…………1分
設(shè)物塊向左滑動(dòng)的位移為s1,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式
s1=v0t1-amt=0.25m,
當(dāng)滑塊的速度為零時(shí),小車的速度V1為
V1=V0+amt1=1.75m/s。
設(shè)物塊向右滑動(dòng)經(jīng)過(guò)時(shí)間t2相對(duì)小車靜止,此后物塊與小車有共同速度V,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,有 V=V1+aMt2=amt2,
解得: t2=s。 …………1分
滑塊在時(shí)間t2內(nèi)的位移為s2=ams=m≈1.36m。(方向向右) …………1分
因此,滑塊在小車上滑動(dòng)的過(guò)程中相對(duì)地面的位移為
s=s2-s1=m≈1.11m,方向向右!1分
(3)由(2)的結(jié)果,物塊與小車的共同速度
V=m/s,
因此,物塊在小車上相對(duì)小車滑動(dòng)的過(guò)程中,系統(tǒng)的機(jī)械能增加量ΔE為
ΔE=(m+M)V2-mv-MV≈17.2J!2分
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