北京市海淀區(qū)2024-2025學(xué)年高三物理上學(xué)期期中試題

北京市海淀區(qū)2024高三第一學(xué)期期中練習(xí)物理2024.11本試卷共8頁(yè)，100分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)90分鐘。考生務(wù)必將答案答在答題紙上，在試卷上作答無(wú)效。考試結(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(gè)選項(xiàng)中，有的題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，有的題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得3分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。把正確的答案填涂在答題紙上。1.如圖1所示，兩個(gè)完全相同的物塊1和物塊2之間用輕彈簧連接，用一根不行伸長(zhǎng)的輕軟細(xì)繩懸掛在天花板上并保持靜止。剪斷細(xì)繩的瞬間，物塊1和物塊2加速度的大小分別為a1和a2。已知重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是A.a1=g B.a1>g C.a2=0 D.a2>g2.圖2為一個(gè)地球儀繞與其“赤道面”垂直的“地軸”勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的示意圖。Q點(diǎn)和P點(diǎn)位于同一條“經(jīng)線(xiàn)”上、Q點(diǎn)和M點(diǎn)位于“赤道”上，O為球心。下列說(shuō)法正確的是A.Q、P的線(xiàn)速度大小相等 B.Q、M的角速度大小相等C，P、M的向心加速度大小相等 D.P、M的向心加速度方向均指向O3.圖3為一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的圖像，此時(shí)x=3m處質(zhì)點(diǎn)的速度沿y軸正方向。下列說(shuō)法正確的是A.該列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播B.該時(shí)刻，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)速度最大C.該時(shí)刻，x=4m處的質(zhì)點(diǎn)加速度最大D.經(jīng)過(guò)1個(gè)周期，x=6m處的質(zhì)點(diǎn)沿x軸移動(dòng)了8m4.某同學(xué)將一支圓珠筆綁在一根細(xì)繩的下端，細(xì)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(yùn)動(dòng)，在某段時(shí)間內(nèi)，細(xì)繩和筆相對(duì)車(chē)廂靜止，該同學(xué)用手機(jī)拍攝的一張照片如圖4所示，照片的拍攝方向跟地鐵前進(jìn)方向垂直。由此推斷該地鐵在此段時(shí)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(gè)完全相同的物塊A、B和C，它們?cè)谒酵屏的作用下沿水平面一起加速運(yùn)動(dòng)。設(shè)它們與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊A和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F2，下列說(shuō)法正確的是A.若μ=0，則F1=2F2 B.若μ=0，則F1=3F2C.若μ≠0，則F1=2F2 D.若μ≠0，則F1=3F26.如圖6所示，在傾角為θ的斜面上，質(zhì)量為m的物塊受到沿斜面對(duì)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(dòng)摩擦因數(shù)為μ、重力加速度為g。關(guān)于上述過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是A.合力對(duì)物塊做功為0 B.合力對(duì)物塊做功為C.摩擦力對(duì)物塊做功為 D.恒力F與摩擦力對(duì)物塊做功之和為mgh7.科學(xué)家在南天水蛇座發(fā)覺(jué)由1顆名為“HD10180”的恒星和7顆繞其旋轉(zhuǎn)的行星組成的類(lèi)太陽(yáng)系星系。已知行星W到“HD10180”的距離與地球到太陽(yáng)的距離之比，行星V繞“HD10180一周所用時(shí)間與地球繞太陽(yáng)一周所用時(shí)間之比，行星W繞“HD10180”公轉(zhuǎn)軌道和地球繞太陽(yáng)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(yáng)的質(zhì)量之比B.恒星“HD10180”與太陽(yáng)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(shí)刻，將一物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）豎直向上拋出。以?huà)伋鳇c(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)、豎直向上為正方向，忽視空氣阻力，圖7中能正確反映該物體的動(dòng)量p隨時(shí)間t、動(dòng)能Ek隨位移x改變的圖像是A. B.C. D.9.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起先運(yùn)動(dòng)，如圖8甲所示，并從今時(shí)刻起先計(jì)時(shí)。兩物塊的速度隨時(shí)間改變的規(guī)律如圖8乙所示。下列說(shuō)法正確的是A.t=t1時(shí)，物塊A和B的加速度大小相等B.t=t2時(shí)，物塊A的速度大小為0.25v0C.t2～t3內(nèi)，彈簧對(duì)兩物塊的沖量大小相等D.t2～t3，彈簧對(duì)兩物塊做的功相等10.動(dòng)量p隨位移x改變的圖像稱(chēng)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(zhǎng)時(shí)物塊的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，取向右為正方向，建立Ox坐標(biāo)系。當(dāng)物塊偏離O點(diǎn)的位移為x時(shí)，彈簧振子的彈性勢(shì)能為，其中k為彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)彈簧振子的機(jī)械能為E時(shí)，該彈簧振子的部分p-x圖像如圖9乙中曲線(xiàn)c所示，M和N分別為曲線(xiàn)c與p軸和x軸的交點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是A.曲線(xiàn)c是拋物線(xiàn)的一部分B.曲線(xiàn)c對(duì)應(yīng)物塊從右側(cè)最遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程C.該彈簧振子的振幅為D.當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到振幅一半處時(shí)，其動(dòng)量大小為其動(dòng)量最大值的其次部分本部分共8題，共70分。11.（5分）某同學(xué)用如圖10所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”試驗(yàn)。A、B為兩個(gè)半徑相等、質(zhì)量分別為m1和m2（m1>m2）的小球，O點(diǎn)是水平軌道末端在水平地面上的投影。試驗(yàn)時(shí)先讓人射小球A多次從斜軌上位置S由靜止釋放，標(biāo)記出其平均落地點(diǎn)P，測(cè)出射程O(píng)P。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(diǎn)M、N，測(cè)出射程O(píng)M和ON。（1）若兩球碰撞前后動(dòng)量守恒，則m1、m2、OM、OP、ON應(yīng)滿(mǎn)意表達(dá)式____________。（2）若兩球碰撞為彈性碰撞，則OM、OP、ON還應(yīng)滿(mǎn)意ON-OM___________OP（選填“>”“=”“<”）。12.（10分）用圖11所示的試驗(yàn)裝置探討小車(chē)速度隨時(shí)間改變的規(guī)律。（1）除圖11中標(biāo)明的試驗(yàn)器材外，在下列儀器或器材中，還須要的兩項(xiàng)是___________。A.電壓合適的50Hz溝通電源B.電壓可調(diào)的直流電源C.刻度尺D.螺旋測(cè)微器E.天平（含砝碼）F.停表（2）甲同學(xué)安裝并調(diào)整好試驗(yàn)器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車(chē)沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，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(jì)數(shù)點(diǎn)（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出），圖中標(biāo)出了相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離。他依據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，盡可能精確地算出打下B、C、D、E計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度，記錄在表1中，請(qǐng)你在表中補(bǔ)上A點(diǎn)的數(shù)據(jù)（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。表1計(jì)數(shù)點(diǎn)ABCDE瞬時(shí)速度v/（m·s-1）0.8100.9961.1761.390（3）乙同學(xué)也正確地完成了上述試驗(yàn)，得到了小車(chē)速度v隨時(shí)間t改變的圖線(xiàn)，如圖13所示，他推斷該小車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，依據(jù)是____________。A.該圖線(xiàn)表示小車(chē)通過(guò)的位移隨時(shí)間勻稱(chēng)改變B.該圖線(xiàn)表示小車(chē)的解時(shí)速度隨時(shí)間勻稱(chēng)改變C.該圖線(xiàn)表示小車(chē)的加速度隨時(shí)間勻稱(chēng)改變（4）落體運(yùn)動(dòng)是特別的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。在探討落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，伽利略認(rèn)為最簡(jiǎn)潔的猜想就是速度v正比于通過(guò)的位移x或者所用的時(shí)間t。他運(yùn)用邏輯推理的方法，論證了速度v正比于位移x的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是不行能的，論證過(guò)程如下：若速度正比于位移，設(shè)物體通過(guò)位移x時(shí)的速度為v，所用時(shí)間；通過(guò)2倍位移2x時(shí)的速度接比例應(yīng)為2v，所用時(shí)間，這樣一來(lái)，通過(guò)第1段位移x的時(shí)間t1與通過(guò)全程2x的時(shí)間t2，相同，進(jìn)而得出通過(guò)第2段位移x不須要時(shí)間的荒謬結(jié)論。因此，落體運(yùn)動(dòng)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(guò)程請(qǐng)說(shuō)明理由。13.（8分）如圖14所示，一質(zhì)量m=2.0kg的物塊靜止在水平地面上，現(xiàn)用一大小F=20N、與水平方向成θ=37°角斜向上的拉力，使物塊沿水平地面做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50，sin37°=0.60，cos37°=0.80，取重力加速度g=10m/s2。（1）畫(huà)出物塊受力的示意圖；（2）求物塊加速度的大小a；（3）求2.0s內(nèi)物塊通過(guò)的位移大小x。14.（8分）“雪滑梯”是冬季常見(jiàn)的消遣項(xiàng)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(diǎn)通過(guò)一段長(zhǎng)度可忽視不計(jì)的弧形軌道平滑連接，如圖15所示。用一質(zhì)量m=6O.0kg的滑塊K（可視為質(zhì)點(diǎn)）代替載有人的氣墊，滑塊K從A點(diǎn)由靜止釋放后沿AB做勻加速運(yùn)動(dòng)，下滑過(guò)程的加速度大小a=2.0m/s2。已知AB段長(zhǎng)度L=25.0m，sin37°=0.60.cos37°=0.80，取重力加速度g=10m/s2，忽視空氣阻力。（1）求滑塊K與AB段滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（2）求從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)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(dòng)摩擦因數(shù)仍為μ?；瑝KK滑下后，必需在C點(diǎn)之前停下，求BC段的最小長(zhǎng)度d。15.（8分）環(huán)保人員在一次檢查時(shí)發(fā)覺(jué)，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(shí)，環(huán)保人員測(cè)出了管口中心到河面的高度H，噴出污水的水平射程為L(zhǎng)，管口的直徑為D（D遠(yuǎn)小于H）。設(shè)污水充溢整根管道，管口橫截面上各處水的速度相同，忽視空氣阻力，已知重力加速度為g。求：（1）污水從排污管?chē)姵鰰r(shí)初速度的大小v0；（2）污水落至河面時(shí)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(zhǎng)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(diǎn)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(diǎn)和B點(diǎn)。現(xiàn)用力F對(duì)滑塊1施加一水平向右的瞬時(shí)沖量，使其以6的初速度沿軌道AB運(yùn)動(dòng)，與滑塊2發(fā)生碰撞，碰后二者馬上粘在一起沿軌道BC運(yùn)動(dòng)并通過(guò)C點(diǎn)。已知兩滑塊與水平軌道AB間的動(dòng)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(diǎn)。求：（1）力F對(duì)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(guò)程中損失的機(jī)械能E損；（3）滑塊1和滑塊2經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小F壓。17.（10分）開(kāi)普勒用二十年的時(shí)間探討第谷的行星觀測(cè)數(shù)據(jù)，分別于1609年和1619年發(fā)表了下列定律：開(kāi)普勒第肯定律全部行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。開(kāi)普勒其次定律對(duì)隨意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線(xiàn)在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等。開(kāi)普勒第三定律全部行星軌道的半長(zhǎng)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，k是一個(gè)對(duì)全部行里都相同的常量。（1）在探討行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，將行星軌道簡(jiǎn)化為一半徑為r的圓軌道a.如圖18所示，設(shè)行星與太陽(yáng)的連線(xiàn)在一段特別特別小的時(shí)間△t內(nèi)，掃過(guò)的扇形面積為△S。求行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度的大小v，并結(jié)合開(kāi)普勒其次定律證明行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)：（提示：扇形面積=×半徑×弧長(zhǎng)）b.請(qǐng)結(jié)合開(kāi)普勒第三定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律，證明太陽(yáng)對(duì)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(wàn)有引力定律之后，人們可以從動(dòng)力學(xué)的視角，理解和說(shuō)明開(kāi)普勒定律。已知太陽(yáng)質(zhì)量為MS、行星質(zhì)量為MP、太陽(yáng)和行星間距離為L(zhǎng)、引力常量為G，不考慮其它天體的影響。a.通常認(rèn)為，太陽(yáng)保持靜止不動(dòng)，行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)推導(dǎo)開(kāi)普勒第三定律中常量k的表達(dá)式：b.事實(shí)上太陽(yáng)并非保持靜止不動(dòng)，如圖19所示，太陽(yáng)和行星繞二者連線(xiàn)上的O點(diǎn)做周期均為T(mén)0的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。依照此模型，開(kāi)普勒第三定律形式上仍可表達(dá)為。請(qǐng)推導(dǎo)k′的表達(dá)式（用MS、MP、L、G和其它常數(shù)表示），并說(shuō)明k′≈k需滿(mǎn)意的條件。18.（12分）壓強(qiáng)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(qǐng)導(dǎo)出壓強(qiáng)的單位Pa（帕）與基本單位m（米）、kg（千克）和s（秒）之間的關(guān)系。（2）單個(gè)粒子碰撞在某一平面上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)短暫的作用力，而大量粒子持續(xù)碰撞會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的作用力。一束勻稱(chēng)粒子流持續(xù)碰撞一平面，設(shè)該束粒子流中每個(gè)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，忽視空氣阻力，不考慮粒子所受重力以及粒子間的相互作用。求粒子流對(duì)該平面所產(chǎn)生的壓強(qiáng)p。（3）理論上可以證明：質(zhì)量分布勻稱(chēng)的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的萬(wàn)有引力為零。利用該規(guī)律可給出一種計(jì)算恒星中心壓