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文檔簡介

第14頁/共14頁2022北京海淀高三(上)期中物理2022.11第一部分本部分共10題,共30分。1.如圖1所示兩個完全相同的物塊1和物塊2之間用輕彈簧連接,用一根不可伸長的輕軟細繩懸掛在天花板上并保持靜止。剪斷細繩的瞬間。物塊1和物塊2加速度的大小分別為a1和a2重力加速度為g,下列說話正確的是A.a(chǎn)1=g C.a(chǎn)2=0 D2.圖2為一個地球儀繞與其“赤道面”垂直的“地軸”勻速轉(zhuǎn)動的示意圖。Q點和P點位于同一條“經(jīng)線”上,Q點和M點位于“赤道”上,O為球心。下列說法正確的是A.Q、B.Q、C.P、MD.P、M3.圖3為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在某時刻的圖像,此時x=3m處質(zhì)點的速度沿y軸正A.該列簡諧橫波沿x軸正方向傳播B.該時刻,x=2C.該時刻,x=4m處的質(zhì)點D.經(jīng)過1個周期,x=6m處的質(zhì)點沿x4.某同學(xué)將一支圓珠筆綁在一根細繩的下端,細繩的上端用膠布固定在地鐵的豎直扶手上。地鐵沿平直軌道運動,在某段時間內(nèi),細繩和筆相對車廂靜止,該同學(xué)用手機拍攝的一張照片如圖4所示,照片的拍攝方向跟地鐵前進方向垂直。由此判斷該地鐵在此段時間內(nèi),可能A.向左加速駛出地鐵站B.向左減速駛?cè)氲罔F站C.向右加速駛出地鐵站D.向右減速駛?cè)氲罔F站5.如圖5所示,水平面上有3個完全相同的物塊,A、B和C,它們在水平推力F的作用下沿水平面一起加速運動。設(shè)它們與水平間的動摩擦因數(shù)均為μ,運動過程中物塊A與B之間的作用力大小為F1、物塊B和C之間的作用力大小為A.若μ=0,則B.若μ=0,則C.若μ≠0,則D.若μ≠0,則6.如圖6所示,在傾角為θ的斜面上,質(zhì)量為m的物塊受到沿斜面向上的恒力F的作用,沿斜面以速度v勻速上升了高度h。已知物塊與斜面間的動摩擦因素為μ,重力加速度為g。關(guān)于上述過程,下列說法正確的是A.合力對物體做功為0B.合力對物塊做功為1C.摩擦力對物塊做功為-μmgD.恒力F與摩擦力對物塊做功之和為mgh7.科學(xué)家在南天水蛇座發(fā)現(xiàn)由1顆名為“HD10180”的恒星和7顆繞其旋轉(zhuǎn)的行星組成的類太陽系星系。已知行星W到“HD10180”的距離與地球到太陽的距離之比,行星W繞“HD10180”一周所用時間與地球繞太陽一周所用時間之比,行星W繞“HD10180”公轉(zhuǎn)軌道和地球繞太陽的公轉(zhuǎn)軌道都可看作圓。由上述信息可求A.恒星“HD10180”與太陽的質(zhì)量之比B.恒星“HD10180”與太陽的平均密度之比C.行星W與地球的質(zhì)量之比D.行星W與地球的平均密度之比8.在t=0時刻,將一物體(可視為質(zhì)點)豎直向上拋出。以拋出點為坐標(biāo)原點、豎直向上為正方向,忽略空氣阻力,圖7中能正確反映該物體的動量p隨時間t、動能Ek隨位移x9.輕彈簧的兩端分別與物塊A、B相連,它們靜止在光滑水平地面上?,F(xiàn)使物塊A以水平向右的速度v0開始運動,如圖8甲所示,并從此時刻開始計時。兩物塊的速度隨時間變化的規(guī)律如圖8乙所示。下列說法正確的是A.t=t1時,物塊A和B.t=t2時,物塊AC.t2D.t210.動量p隨位移x變化的圖像稱作相軌,它在理論物理、近代數(shù)學(xué)分析的發(fā)展中扮演了重要的角色。如圖9甲所示,光滑水平面上有一彈簧振子?,F(xiàn)以彈簧原長時物塊的位置為坐標(biāo)原點O,取向右為正方向,建立Ox坐標(biāo)系。當(dāng)物塊偏離O點的位移為x時,彈簧振子的彈性勢能為12kx2,其中k為彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)彈簧振子的機械能為E時,該彈簧振子的部分p~x圖像如圖9乙中曲線c所示,M和N分別為曲線A.曲線c是拋物線的一部分B.曲線c對應(yīng)物塊從右側(cè)最遠處向O點運動的過程C.該彈簧振子的振幅為2D.當(dāng)物塊運到振幅一半處時,其動量大小為其動量最大值的3第二部分本部分共8題,共70分。11.(5分)某同學(xué)用如圖10所示的裝置做“驗證動量守恒定律”實驗。A、B為兩個半徑相等、質(zhì)量分別為m1和m2(m1>m2)的小球,O點是水平軌道末端在水平地面上的投影。實驗時先讓入射小球A多次從斜面上位置S由靜止釋放,標(biāo)記出其平均落地點P,測出射程OP。然后把被碰小球B置于水平軌道末端,仍將入射小球A從斜軌上位置S由靜止釋放,與小球B相碰,并多次重復(fù)該操作,標(biāo)記出碰后兩小球的平均落地點M、N(1)若兩球碰撞前后動量守恒,則m1、m2、OM、OP(2)若兩球碰撞為彈性碰撞,則OM、OP、ON還應(yīng)滿足12.用圖11所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。(1)除圖11中標(biāo)明的實驗器材外,在下列儀器或器材中,還需要的兩項是____________。A.電壓合適的50HzB.電壓可調(diào)的直流電源C.刻度尺D.螺旋測微器E.天平(含砝碼)F.停表(2)甲同學(xué)安裝并調(diào)整好實驗器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復(fù)幾次,打出若干條紙帶。從中選出了如圖12所示的一條紙帶并確定出O、A、B、C……計數(shù)點(相鄰計數(shù)點間還有4個計時點沒有標(biāo)出),圖中標(biāo)出了相鄰計數(shù)點之間的距離。 他根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù),盡可能精確地算出打下B、C、D、E計數(shù)點時小車的瞬時速度,記錄在表1中,請你在表中補上A點的數(shù)據(jù)(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。表1計數(shù)點ABCDE瞬時速度v0.8100.9961.1761.390(3)乙同學(xué)也正確地完成了上述實驗,得到了小車速度v隨時間t變化的圖線,如圖13所示,他判斷該小車做勻變速直線運動,依據(jù)是____________A.該圖線表示小車通過的位移隨時間均勻變化B.該圖線表示小車的瞬時速度隨時間均勻變化C.該圖線表示小車的加速度隨時間均勻變化(4)落體運動是特殊的勻加速直線運動。在研究落體運動時,伽利略認為最簡單的猜想就是速度v正比于通過的位移x或者所用的時間t。他運用邏輯推理的方法,論證了速度v正比于位移x的運動過程是不可能的,論證過程如下: 若速度正比于位移,設(shè)物體通過位移x時的速度為v,所用時間t1=xv;通過2倍位移2x時的速度按比例應(yīng)為2v,所用時間t2=2x2v=xv,這樣一來,通過第1段位移x的時間因此,落體運動中速度v不能正比于位移x。你是否同意上述伽利略的論證過程,請說明理由。13.如圖14所示,一質(zhì)量m=2.0kg的物體靜止在水平地面上,現(xiàn)用一大小F=20N、與水平方向成θ=37°角斜向上的拉力,使物體沿水平地面做勻加速直線運動。已知物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,sin37°=0.60,cos37°=0.80(1)畫出物塊的受力的示意圖;(2)求物塊加速度的大小a;(3)求2.0s內(nèi)物塊通過的位移大小x14.(8分)“雪滑梯”是冬季常見的娛樂項目。某“雪滑梯”由傾角θ=37°的AB段和水平BC段組成,二者在B點通過一段長度可忽略不計的弧形軌道平滑連接,如圖15所示。用一質(zhì)量m=60.0kg的滑塊K(可視為質(zhì)點)代替載有人的氣墊,滑塊K從A點由靜止釋放后沿AB做勻加速運動,下滑過程的加速度大小a=2.0m/s2。已知AB段長度L=25.0m(1)求滑塊K與AB段滑道的動摩擦因數(shù)μ;(2)求從A點運動到B點的過程中,滑塊K所受重力沖量的大小I;(3)若滑塊K與BC段滑道的動摩擦因數(shù)仍為μ。滑塊K滑下后,必須在C點之前停下,求BC段的最小長度d。15.(8分)環(huán)保人員在一次檢查時發(fā)現(xiàn),有一根排污管正在沿水平方向向河道內(nèi)排出大量污水,如圖16所示。水流穩(wěn)定時,環(huán)保人員測出了管口中心到河面的高度H,噴出污水的水平射程為L,管口的直徑為D(D遠小于H)。設(shè)污水充滿整根管道,管口橫截面上各處水的速度相同,忽略空氣阻力,已知重力加速度為g。求:(1)污水從排污管噴出時初速度的大小v0(2)污水落至河面時速度的大小v;(3)由管口至河面間空中污水的體積A。

16.(9分)如圖17所示,AB段是長為5R的粗糙水平軌道,BC段是半徑為R的光滑豎直半圓形軌道,兩段軌道在B點處平滑連接,質(zhì)量均為m的滑塊1和滑塊2分別靜止于A點和B點?,F(xiàn)用力F對滑塊1施加一水平向右的瞬時沖量,使其以6gR的初速度沿軌道AB運動,與滑塊2發(fā)生碰撞,碰后二者立即粘在一起沿軌道BC運動并通過C點。已知兩滑塊與水平軌道AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,半圓形軌道的直徑BC沿豎直方向,重力加速度為g,滑塊1和2均可視為質(zhì)點。求:(1)力F對滑塊1所做的功W; (2)滑塊1和滑塊2組成的系統(tǒng)在碰撞過程中損失的機械能E損(3)滑塊1和滑塊2經(jīng)過C點時對軌道壓力的大小F壓17.(10分)開普勒用二十年的時間研究第谷的行星觀測數(shù)據(jù),分別于1609年和1619年發(fā)表了下列定律:開普勒第一定律所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個焦點上。開普勒第二定律對任意一個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等。開普勒第三定律所有行星軌道的半長軸a的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方的比都相等,即a=a3T(1)在研究行星繞太陽運動的規(guī)律時,將行星軌道簡化為一半徑為r的圓軌道。a.如圖18所示,設(shè)行星與太陽的連線在一段非常非常小的時間?t內(nèi),掃過的扇形面積為?s。求行星繞太陽運動的線速度的大小v,結(jié)合開普勒第二定律證明行星做勻速圓周運動;(提示:b.請結(jié)合開普勒第三定律、牛頓運動定律,證明太陽對行星的引力F與行星軌道半徑r的平方成反比。(2)牛頓建立萬有引力定律之后,人們可以從動力學(xué)的視角,理解和解釋開普勒定律。已知太陽質(zhì)量為MS、行星質(zhì)量為MP、太陽和行星間距離為L、引力常量為a.通常認為,太陽保持靜止不動,行星繞太陽做勻速圓周運動。請推導(dǎo)開普勒第三定律中常量k的表達式;b.實際上太陽并非保持靜止不動,如圖19所示,太陽和行星繞二者連線上的O點做周期均為T0的勻速圓周運動。依照此模型,開普勒第三定律形式上仍可表達為L3T02=k'。請推導(dǎo)k'的表達式(用MS、 18.(12分)壓強表示單位面積上壓力的大小,是物理學(xué)中的重要概念。(1)請導(dǎo)出壓強的單位Pa(帕)與基本單位m(米)、kg(千克)和s(2)單個粒子碰撞在某一平面上會產(chǎn)生一個短暫的作用力,而大量粒子持續(xù)碰撞會產(chǎn)生一個持續(xù)的作用力。一束均勻粒子流持續(xù)碰撞一平面,設(shè)該束粒子流中每個粒子的質(zhì)量均為m、速度大小均為v,方向都與該平面垂直,單位體積內(nèi)的粒子數(shù)為n,粒子與該平面碰撞后均不反彈,忽略空氣阻力,不考慮粒子所受重力以及粒子間的相互作用。求粒子流對該平面所產(chǎn)生的壓強P。(3)理論上可以證明:質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的萬有引力為零。利用該規(guī)律可給出一種計算恒星中心壓強的模型:恒星內(nèi)部的熱核反應(yīng)會向外輻射大量的電磁波,當(dāng)輻射產(chǎn)生的擴張壓力與萬有引力所產(chǎn)生的收縮壓力平衡時,恒星變穩(wěn)定下來。設(shè)想處于穩(wěn)定狀態(tài)的恒星是一質(zhì)量分布均勻、密度為ρ、半徑為R的球體。選取該恒星內(nèi)部一距恒星中心為r(r?R)、厚度為?r(?r?r)的小薄片A,如圖20所示,已知輻射所產(chǎn)生的擴張壓力在A的內(nèi)、外表面引起的壓強差的絕對值為a.推導(dǎo)?P?r和r之間的關(guān)系式,并在圖21中定性畫出?b.若恒星表面處擴張壓力產(chǎn)生的壓強為零,求恒星中心處的壓強P

參考答案第一部分本部分共10題,共30分。1.【答案】BC【解析】設(shè)小球的質(zhì)量為m,對物體2分析,根據(jù)平衡條件可知開始彈簧的彈力為:F=mg,剪斷細繩的瞬間,彈簧的彈力不變,對物體1受力分析,物體1由牛頓第二定律可知:加速度a1=2mgm=2g對物體2受力分析,由于彈簧的彈力不變,則物體2的合力為零,加速度a2=0,故C正確,D錯誤。故選2.【答案】B【解析】P、Q、M由于v=ωr,且Q、P到地軸垂直距離不等,所以Q又由于向心加速度a=ω2r,且P、M到地軸垂直距三點的向心加速度方向均垂直于地軸,故D錯誤;3.【答案】A【解析】A.由于x=3m處質(zhì)點的速度向上,由同側(cè)法可知波向右傳播;B.x=2m處的質(zhì)點處在波峰位置,故速度為零,C.x=4m處的質(zhì)點在平衡位置,回復(fù)力為零,故加速度也為零,D.質(zhì)點只圍繞平衡位置上下振動,不隨波遷移,沿x軸沒有位移,D錯誤。4.【答案】AD【解析】圓珠筆的合力向左,加速度向左,故地鐵的加速度也向左,地鐵如果向左運動,則是加速運動,A正確,B錯誤;地鐵如果向右運動,則是減速運動,D正確,C錯誤。5.【答案】AC【解析】設(shè)A、B、以C為研究對象,由牛頓第二定律可得:F2-μ以B、C整體為研究對象,由牛頓第二定律可得:F1故不管μ是否為0,F(xiàn)1=2F26.【答案】ACD【解析】由動能定理:W合=?Ek=0滑動摩擦力:f=μmgcos由動能定理:WF+Wf-7.【答案】A【解析】已知行星的軌道半徑和公轉(zhuǎn)周期,可GMmR“HD10180”得質(zhì)量與太陽的質(zhì)量之比,A正確;因恒星和太陽的半徑比未知,故不能求二者的密度之比,B錯誤;行星與地球的半徑之比未知,故不能求得二者的質(zhì)量之比和密度之比,C、D錯誤。8.【答案】A【解析】由動量定理得mgt=?P,mg是定值,且方向向下,故p-t圖像斜率應(yīng)該為定值且為負數(shù),由于物體做豎直上拋,所以初始速度向上圖像在正半軸,后物體下落速度向下圖像在負半軸,故由動能定理得mgx=?Ek,mg是定值,所以圖像應(yīng)該為一次函數(shù)且只存在于第一象限,故9.【答案】BC【解析】由題意可得,A、B構(gòu)成的系統(tǒng)在水平面上動量守恒,則?pA=??vA>?vB,故m1≠m2B動量守恒,機械能守恒,由圖乙可得,t2m1v此時v2=0.75v0,可解得v1t2~t3內(nèi),A、t2~t3內(nèi),由乙圖可得,A、10.【答案】CD【解析】由題意可得,彈簧振子的機械能包括兩部分,彈性勢能和動能,有E題中給出圖像為p~mv=可以看出,x2的系數(shù)是個變量,故不是拋物線一部分,A從右側(cè)最遠處向O點運動,速度方向向左,為負,和圖像不符,B錯誤;彈簧振子振幅最大時,速度為零,將v=0代入E=12m將振幅的一半代入E彈=12kx2可得,此時彈性勢能是總能量的14,故動能為總能量的34第二部分本部分共8題,共70分。11.【答案】(1)m1OP=m1OM【解析】(1)兩球碰撞過程系統(tǒng)動量守恒,以向右為正方向,由動量守恒定律得:m小球離開軌道后做平拋運動,拋出點高度相同,在空中的運動時間相同,上式兩邊同時乘以t得m則m若兩球為彈性碰撞,由機械能守恒得1聯(lián)立動量守恒式,可得OP+OM=ON,則ON-OM12.【答案】(1)AC;(2)0.605;(3)B;(4)不同意,因為伽利略混淆了平均速度和瞬時速度的概念【解析】(1)打點計時器本身就可以記錄點間時間,且在勻變速直線運動中質(zhì)量不是決定因素,因此選擇AC。(2)根據(jù)平均速度等于中時速可得:

v(3)勻變速直線運動是加速度不變,速度隨時間均勻變化的運動,因此選擇B。(4)不同意,求證過程混淆了平均速度和瞬時速度。13.【答案】(1)見解析;(2)6m/s2;(3【解析】(1)受力分析如圖所示。(2)在水平方向和豎直方向建立坐標(biāo)系,根據(jù)牛頓第二定律可得:

F根據(jù)豎直方向受力平衡可得:

F根據(jù)滑動摩擦力公式可得:

f=μ聯(lián)立解得:

a(3)根據(jù)勻變速直線運動的公式可得:

x=解得:

x14.【答案】(1)0.5(2)3000N·S(3)【解析】(1)根據(jù)勻加速運動可得:mgsinθ-(2)根據(jù)勻加速運動可得:L=12aI=mgt 得:I(3)設(shè)BC段的加速度為根據(jù)勻加速運動可得:vBμmg=m聯(lián)立解得:a根據(jù)勻加速運動可得:0聯(lián)立解得:d=1015.【答案】(1)Lg2H(2)2【解析】(1)根據(jù)平拋運動可得:L=v0t得:t=2Hg (2)根據(jù)勻變速運動可得:v2-v(3)S=πD22 16、(9分)【答案】(1)18mgR;(2)10mgR;(3)6mg【解析】(1)題知V0=6gR,W=解得:W=18mgR(2)由A到B,根據(jù)動能定理得:

-μmgL=解得:V根據(jù)動量守恒定律得:

m解得:

V由能量守恒得:E解得:E(3)由B到C,根據(jù)動能定理得:

-mg2R=解得:

V根據(jù)向心力方程得:2mg+解得:F由牛頓第三定律得:F17.【答案】(1)a、v=2?sr?t,證明見解析;b、證明見解析(2)【解析】(1)a.由扇形面積=12?s=弧長等于速度乘以時間得:L=v?t聯(lián)立解得:v=設(shè)由開普勒第二

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