北京市海淀區(qū)2021-2022學(xué)年高三上學(xué)期期中考試物理試卷（word版含答案）

1、北京市海淀區(qū)2021-2022學(xué)年高三上學(xué)期期中考試物理試卷物 理202111本試卷共8頁，共100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題紙上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題紙一并交回。第一部分本部分共10題，每題3分，共30分。在每題給出的四個選項(xiàng)中，有的題只有一個選項(xiàng)是正確的，有的題有多個選項(xiàng)是正確的。全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。把正確的答案填涂在答題紙上。1如圖所示，用網(wǎng)兜把足球掛在豎直墻壁上的A點(diǎn)，靜止時球與墻壁的接觸點(diǎn)為B點(diǎn)。不計(jì)墻壁摩擦以及繩和網(wǎng)兜所受的重力。下列說法正確的是（ ）AAC繩的拉力可能小于球所受的重力 BAC繩的拉力一定

2、大于球所受的重力CAC繩的拉力一定大于墻壁對球的支持力 D墻壁對球的支持力一定大于球所受的重力2一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時刻的波形如圖所示。在該時刻，關(guān)于圖中質(zhì)點(diǎn)P，下列說法正確的是（ ）A加速度沿y軸正方向 B加速度沿y軸負(fù)方向 C速度沿y軸正方向 D速度沿y軸負(fù)方向3如圖所示，修正帶的核心部件是兩個半徑不同的齒輪，兩個齒輪通過相互咬合進(jìn)行工作，A和B分別為兩個齒輪邊緣處的點(diǎn)。若兩齒輪勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（ ）AA、B兩點(diǎn)的角速度大小相等 BA、B兩點(diǎn)的角速度大小不等CA、B兩點(diǎn)的向心加速度大小相等 DA、B兩點(diǎn)的向心加速度大小不等4用圖所示裝置研究摩擦力的變化規(guī)律，把木塊放在

3、固定的水平長木板上，在彈簧測力計(jì)的指針左側(cè)輕放一個小紙團(tuán)，它可以被指針推動。用彈簧測力計(jì)水平向右拉木塊，使拉力由零緩慢增大，直至木塊剛開始運(yùn)動。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（ ）A木塊開始運(yùn)動前，其受到的摩擦力大于彈簧測力計(jì)示數(shù)B木塊開始運(yùn)動前，其受到的摩擦力小于彈簧測力計(jì)示數(shù)C當(dāng)彈簧測力計(jì)示數(shù)達(dá)到某一數(shù)值，木塊剛開始移動時，紙團(tuán)與指針分離D指針左側(cè)小紙團(tuán)的作用是標(biāo)記滑動摩擦力大小5某航拍儀從地面由靜止啟動，在升力作用下勻加速豎直向上起飛。當(dāng)上升到一定高度時，航拍儀失去動力。假設(shè)航拍儀在運(yùn)動過程中沿豎直方向運(yùn)動且機(jī)身保持姿態(tài)不變，其圖像如圖所示。由此可以判斷（ ）A時，航拍儀離地面最遠(yuǎn) B時，

4、航拍儀回到地面C航拍儀在運(yùn)動過程中上升的最大高度為 D航拍儀在上升過程中加速度最大值為62020年9月4日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心利用長征二號F運(yùn)載火箭成功發(fā)射一型可重復(fù)使用的試驗(yàn)航天器，下圖為此發(fā)射過程的簡化示意圖。航天器先進(jìn)入圓軌道1做勻速圓周運(yùn)動，再經(jīng)橢圓軌道2，最終進(jìn)入圓軌道3做勻速圓周運(yùn)動。軌道2分別與軌道1、軌道3相切于P點(diǎn)、Q點(diǎn)。下列說法正確的是（ ）A航天器在軌道1的運(yùn)行周期小于其在軌道3的運(yùn)行周期B航天器在軌道2上從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)過程中，速度越來越大C航天器在軌道2上從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)過程中，地球的萬有引力對其做負(fù)功D航天器在軌道1上運(yùn)行的加速度小于其在軌道3上運(yùn)行的加速度7某

5、同學(xué)在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，使用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。保持小車質(zhì)量不變，改變砂桶中砂的質(zhì)量，小車的加速度a隨其所受拉力F變化圖線如圖乙所示。對圖線未經(jīng)過原點(diǎn)O的原因分析，可能正確的是（ ）甲 乙A平衡小車所受阻力時木板右端墊得過高 B未將木板右端墊高以平衡小車所受阻力C僅用桶中砂的重力來代替小車所受拉力F D小車質(zhì)量未遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量8將一個物體豎直向上拋出，若物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比，下圖中可能正確反映小球拋出后上升過程中速度v、加速度a隨時間t的變化關(guān)系，以及其動能、重力勢能隨上升高度h的變化關(guān)系的是（ ）A B C D9體積相同的小球A和B懸掛于同一高

6、度，靜止時，兩根輕繩豎直，兩球球心等高且剛好彼此接觸。如圖所示，保持B球靜止于最低點(diǎn)，拉起A球，將其由距最低點(diǎn)高度為h處靜止釋放，兩球發(fā)生碰撞后分離。兩球始終在兩懸線所決定的豎直平面內(nèi)運(yùn)動，懸線始終保持繃緊狀態(tài)，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是（ ）A兩球從碰撞到分離的過程中，A球減少的動能與B球增加的動能大小一定相等B兩球從碰撞到分離的過程中，A球動量的變化量與B球動量的變化量大小一定相等CB球上升的最大高度不可能大于hDB球上升的最大高度可能小于10美妙的樂音源于發(fā)聲物體的振動，已知琴弦振動的頻率由琴弦質(zhì)量、長度及其所受張力（沿琴弦方向的彈力）共同決定。小提琴上某根質(zhì)量為m、長度為L的琴弦，

7、將其兩端固定，可以通過撥動使其振動發(fā)聲，當(dāng)張力為F時，琴弦振動的頻率為f。表中給出了4次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：次琴弦質(zhì)量長度張力頻率1234下列判斷正確的是（ ）A由表中數(shù)據(jù)可知，可能存在關(guān)系：隨琴弦質(zhì)量m增大，振動的頻率f變大B由表中數(shù)據(jù)可知，可能存在關(guān)系：隨張力F增大，振動的頻率f變大C分析物理量的量綱，可能存在關(guān)系式（k為無單位常量）D分析物理量的量綱，可能存在關(guān)系式（k為無單位常量）第二部分本部分共8題，共70分。11（5分）用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖10所示。圖10 圖11（1）選用合適的器材組裝成單擺后，主要步驟如下：將單擺上端固定在鐵架臺上。 讓刻度尺的零刻度線對準(zhǔn)擺線的懸點(diǎn)，測擺

8、長L。記錄小球完成n次全振動所用的總時間t。 根據(jù)單擺周期公式計(jì)算重力加速度g的大小。根據(jù)圖11所示，測得的擺長_；重力加速度測量值表達(dá)式_（用L、n、t表示）。（2）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，多次改變擺長L，測量對應(yīng)的單擺周期T，用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖像，如圖12所示。由圖可知重力加速度_（用圖中字母表示）。圖12（3）關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作或結(jié)果分析，下列說法正確的是_（選填選項(xiàng)前的字母）。A測量擺長時，要讓小球靜止懸掛再測量B擺長一定的情況下，擺的振幅越大越好C多次改變擺線長l，測量多組對應(yīng)的50次全振動時間t，通過繪制的關(guān)系圖線也可以測定重力加速度12（10分）利用圖13所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)

9、。已知打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)周期，重力加速度為g。圖13（1）甲同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時進(jìn)行了如下操作，其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是_（選填選項(xiàng)前的字母）。A將打點(diǎn)計(jì)時器接到直流電源上 B應(yīng)選體積小、質(zhì)量大的重物 C釋放紙帶前，紙帶應(yīng)保持豎直（2）甲同學(xué)從打出的紙帶中選出符合要求的一條紙帶，如圖14所示（其中一段紙帶圖中未畫出）。圖中O點(diǎn)為打出的起始點(diǎn)，且速度為零。選取在紙帶上連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C、D、E、F作為計(jì)數(shù)點(diǎn)。測出C、D、E點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離分別為、，由此可計(jì)算出打點(diǎn)計(jì)時器打下D點(diǎn)時重物下落的瞬時速度_（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。用m表示重物的質(zhì)量，在誤差允許的范圍內(nèi)，若滿足表達(dá)式_，則可認(rèn)為重物下落過程中機(jī)

10、械能守恒（用給出的已知物理量的符號表示）。圖14（3）乙同學(xué)在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時不慎將紙帶前半部分損壞，找不到起始點(diǎn)了，于是他利用剩余的紙帶，用（2）中方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并進(jìn)行驗(yàn)證。如圖15所示，重新任選某點(diǎn)為O，選取在紙帶上連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C、D、E、F作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測量出C、D、E點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為、，用（2）中表達(dá)式進(jìn)行驗(yàn)證。發(fā)現(xiàn)表達(dá)式左側(cè)的數(shù)值比表達(dá)式右側(cè)的數(shù)值小了很多，最可能的原因是_。圖15（4）丙同學(xué)設(shè)想采用另一種方法研究機(jī)械能是否守恒：在圖15中的紙帶上，先分別測量出從O點(diǎn)到A、B、C、D、E、F點(diǎn)的距離h，再計(jì)算對應(yīng)B、C、D、E各點(diǎn)的重物速度v。請幫助丙同學(xué)在圖16中畫出圖像

11、的示意圖，并說明如何利用該圖像判斷重物下落過程中機(jī)械能是否守恒。圖1613（8分）如圖所示，一個質(zhì)量的物體放在水平地面上。對物體施加一個水平拉力，使物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。已知物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)，取重力加速度。（1）求物體運(yùn)動的加速度大小a；（2）求物體在時的速率v；（3）若經(jīng)過后撒去拉力F，求撤去拉力后物體可以滑行的最大距離x。14（8分）某款兒童滑梯如圖18所示，其滑面可視為與水平地面夾角的平直斜面，滑面頂端距離地面高度。一質(zhì)量的兒童從滑面頂端由靜止開始下滑至底端，已知兒童與滑梯間的動摩擦因數(shù)，兒童沿滑面下滑的過程，可以看做質(zhì)點(diǎn)沿斜面直線運(yùn)動。已知，取重力加速度，忽略空

12、氣阻力的影響。求：（1）兒童下滑過程中，所受摩擦力的大小f；（2）兒童下滑的整個過程中，重力對其做的功W；（3）兒童下滑至底端時，重力的瞬時功率P。15（8分）如圖所示，一根長為L不可伸長的輕繩一端固定于O點(diǎn)，另一端系有一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），小球在豎直平面內(nèi)以O(shè)點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動。已知重力加速度為g，忽略空氣阻力的影響。（1）若小球經(jīng)過圓周最高點(diǎn)A點(diǎn)時速度大小，求：a小球經(jīng)過圓周最低點(diǎn)B點(diǎn)時的速度大小v；b小球從A點(diǎn)運(yùn)動至最低點(diǎn)B點(diǎn)過程中，其所受合外力的沖量大小I。（2）若輕繩能承受的最大拉力為，當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)B點(diǎn)時繩恰好被拉斷。已知B點(diǎn)距水平地面的高度為h（圖中未畫出），求小球

13、落地點(diǎn)與B點(diǎn)之間的水平距離x。16（9分）2020年12月17日，嫦娥五號返回器攜帶月球樣品在預(yù)定區(qū)域安全著陸，探月工程取得圓滿成功。若已知月球質(zhì)量為，月球半徑為，地球質(zhì)量為，地球半徑為，月球中心與地球中心的距離為L，引力常量為G。在以下問題的討論中，將地球、月球均視為質(zhì)量分布均勻的球體，不考慮月球和地球自轉(zhuǎn)的影響。（1）嫦娥五號帶回了月球樣品，某樣品在月球表面附近所受重力大小為，在地球表面附近所受重力大小為，求比值的表達(dá)式。（2）若將月球繞地球的公轉(zhuǎn)視為一個質(zhì)點(diǎn)繞地球做勻速圓周運(yùn)動，其公轉(zhuǎn)周期為T。a請寫出月球繞地球公轉(zhuǎn)的向心加速度a與T之間的關(guān)系式。b經(jīng)查閱資料，可知地球半徑約為，月球與地

14、球中心的距離L約為地球半徑的60倍，取地球表面附近自由落體加速度。牛頓在思考行星間的引力時，猜想“使月球繞地球運(yùn)動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，最終他利用“月地檢驗(yàn)”證實(shí)了自己的猜想。根據(jù)牛頓的猜想，推導(dǎo)并寫出月球受地球引力產(chǎn)生的加速度的表達(dá)式（用g、L表示）；為確定牛頓的猜想是否正確，請寫出還需查閱本題信息中哪個物理量的具體數(shù)值。17（10分）如圖所示，把一個質(zhì)量為m、有小孔的小球連接在勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球套在光滑的桿上，小球和彈簧組成的系統(tǒng)稱為彈簧振子。開始時彈簧處于原長，在小球運(yùn)動過程中彈簧形變始終在彈性限度內(nèi)，忽略空氣阻力的影響。（1）把小球

15、拉向右方，然后由靜止釋放，小球?qū)⒃谄胶馕恢酶浇鶑?fù)運(yùn)動。若以小球的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以水平向右為正方向建立坐標(biāo)軸Ox，用x表示小球在平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動的位移。a請?jiān)趫D中畫出彈簧彈力F隨x變化的示意圖；b已知小球經(jīng)過平衡位置時速度大小為v，求小球靜止釋放后第一次運(yùn)動至平衡位置的過程中，彈簧彈力對小球做的功W。（2）讓靜止在平衡位置的小球突然獲得向左的初速度，開始在平衡位置附近振動。已知振動過程的振幅為A，彈簧振子的振動周期。為了求得小球獲得的初速度大小，某同學(xué)的解法如下：設(shè)向左壓縮彈簧過程中彈簧的平均作用力大小為F，由動能定理可知 由動量定理可知 小球由平衡位置向左運(yùn)動壓縮彈簧至最短的過程

16、所用時間 聯(lián)立式，可得a請指出這位同學(xué)在求解過程中的錯誤；b借助圖像可以確定彈力做功的規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，請正確求解出小球初速度大?。籧彈簧振子在運(yùn)動過程中，求彈簧彈力對小球做正功時，其瞬時功率P的最大值。18（12分）追尋守恒量是物理學(xué)的重要研究內(nèi)容，在高中階段我們探索守恒量時，除了實(shí)驗(yàn)手段，也常借助已有理論來進(jìn)行分析。已知重力加速度為g。圖22 圖23（1）如圖22所示，A和B兩位置分別距離地面高度為和，質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）在A和B兩位置的速度大小分別為和。a以地面為參考平面，分別寫出物體在A和B兩位置的機(jī)械能和；b利用動能定理和重力做功的特點(diǎn)，證明沿光滑曲面下滑的物塊在A位置的機(jī)械

17、能與在B位置的機(jī)械能相等。（2）供暖系統(tǒng)、自來水系統(tǒng)都是通過管道運(yùn)送液體的。管內(nèi)液體穩(wěn)定流動時具有這樣的特點(diǎn)：管內(nèi)各處液體體積無法壓縮且密度均相同；管內(nèi)各處液體流速不隨時間改變。如圖23所示，選取橫截面C和橫截面D之間的液體為研究對象，當(dāng)C處液體流動很小一段距離，到達(dá)時，D處液體正好流動到處。已知液體密度為，C處的壓強(qiáng)為、流速為、高度為，D處的壓強(qiáng)為、流速為、高度為，C處管道半徑為R，C與間距離為d，且R、d均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于。不計(jì)管道對液體的阻力，不考慮液體的黏滯性。在C、D間的液體流動至、的過程中a求橫截面C左側(cè)液體對研究對象所做的功；b求重力對研究對象所做的功；c研究表明，可運(yùn)用動能定理對C、D

18、間的液體進(jìn)行分析。請依據(jù)動能定理探索壓強(qiáng)p、流速u、高度h是否也存在著某種守恒的關(guān)系。若存在，請寫出關(guān)系式；若不存在，請說明理由。北京市海淀區(qū)2021-2022學(xué)年高三上學(xué)期期中考試物理試卷參考答案第一部分共10題，每題3分，共30分。在每題給出的四個選項(xiàng)中，有的題只有一個選項(xiàng)是符合題意的，有的題有多個選項(xiàng)是符合題意的。全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。題號12345678910答案BCBCBDCDACACDBDBC第二部分共8題，共70分。11.（5分）（1）98.50； （2）（3）AC12. （10分）（1）A（2）2.31； （3）表達(dá)式右側(cè)應(yīng)為從打下O點(diǎn)到打下D

19、點(diǎn)的過程中重物動能的增加量，而打下O點(diǎn)時重物的速度不為0，表達(dá)式右側(cè)漏減了打下O點(diǎn)時重物的動能，導(dǎo)致右側(cè)動能的增加量偏大。（4）如答圖1；計(jì)算該圖線的斜率，若圖線為一條斜率接近2g的直線，則可驗(yàn)證重物下落過程中機(jī)械能守恒。v2hO答圖113（8分）（1）物體在水平面內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動，設(shè)摩擦力為f，根據(jù)牛頓第二定律物體運(yùn)動過程中所受摩擦力 得 （2）根據(jù)速度公式得 （3）撤掉拉力F后，物體做勻減速直線運(yùn)動，設(shè)撤掉拉力后的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律得根據(jù)速度與位移關(guān)系的表達(dá)式得14（8分）（1）兒童下滑時受到的摩擦力為得（2）根據(jù)功的定義有得（3）根據(jù)動能定理得根據(jù)瞬時功率的定義得15（8分

20、）（1）a小球從最高點(diǎn)A運(yùn)動至最低點(diǎn)B過程中根據(jù)動能定理得b小球從最高點(diǎn)A運(yùn)動至最低點(diǎn)B過程中，所受合外力為變力。取v0方向?yàn)檎较?，根?jù)動量定理Im(v)mv0Fmmg得所受合外力沖量大?。?）設(shè)當(dāng)繩子恰好被拉斷時，小球在最低點(diǎn)B的速度為vB，此時小球受力分析如圖所示，有 得當(dāng)繩斷瞬間，小球從最低點(diǎn)B，以初速度vB水平飛出，做平拋運(yùn)動直至落地。設(shè)小球做平拋運(yùn)動的時間為t，有水平方向xvBt 豎直方向聯(lián)立式，得16（9分）（1）設(shè)樣品質(zhì)量為m，樣品在月球表面附近有樣品在地球表面附近有得（2）a月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動的線速度為v。根據(jù)加速度定義式和線速度v與周期T的關(guān)系式有；聯(lián)立得b根據(jù)牛頓的猜想，即“使月球繞地球運(yùn)動的力”與“使蘋果落地的力”遵從同樣的規(guī)律，設(shè)蘋果質(zhì)量為M蘋得聯(lián)立式得為確定牛頓的猜想是否正確，需比較通過和式計(jì)算出的月球加速度a與a是否相等，由于g、R地、L數(shù)值題目中均已給出或可以間接求得，所以還需要查閱月球公轉(zhuǎn)周期T的具體數(shù)值。17（10分）（1）a由彈力F與x關(guān)