海淀区高三年级第一学期期中练习

物 理

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,选对但不全的得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.如图1所示,用轻绳AOOB将重为G的重物悬挂在水平天花板和竖直墙壁之间处于静止状态,AO绳水平,OB绳与竖直方向的夹角为θ。则AO绳的拉力T1OB绳的拉力T2的大小与G之间的关系为

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    A.T1=G                                 B.T1=

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    C.T2=                                          D.T2=G

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2.用轻绳将质量为m的物体悬挂在电梯的天花板上,电梯竖直向上做匀变速运动,加速度方向向下,大小为a。已知重力加速度g,则在这个过程中,绳对物体的拉力大小为

    A. m(g+a)                 B. m(g-a)                            C. mg                    D. ma

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3.将一个皮球从距地面高度为h处由静上释放,经过时间t0落地,碰到地面弹起后又上升到最高点。球与地面作用的时间极短,不计空气阻力以及球与地面作用过程中机械能的损失。图2为定性反映皮球运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象,其中正确的是

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4.如图3所示为在同一地点的AB两个单摆做简谐运动的图像,其中实线表示A的运动图象,虚线表示B的运动图象。关于这两个单摆的以下判断中正确的是

    A.这两个单摆的摆球质量一定相等

    B.这两个单摆的摆长一定不同

    C.这两个单摆的最大摆角一定相同

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   D.这两个单摆的振幅一定相同

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5.如图4所示的杂技演员在表演“水流星”的节目时,盛水的杯子经过最高点杯口向下时水也不洒出来。对于杯子经过最高点时水受力情况,下面说法正确的是

    A.水处于失重状态,不受重力的作用

    B.水受平衡力的作用,合力为零

    C.由于水做圆周运动,因此必然受到重力和向心力的作用

    D.杯底对水的作用力可能为零

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6.如图5为一列沿x轴传播的简谐横波在t0=10s时的图像,参与振动的质点的运动周期T=2.0s。这列波中质点P在该时刻的运动方向沿y轴的负方向,那么这列波的传播方向和传播速度分别是

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    A.沿x轴正方向传播,波速v=2.0m/s

    B.沿x轴正方向传播,波速v=10m/s

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    C.沿x轴负方向传播,波速v=2.0m/s

    D.沿x轴负方向传播,波速v=10m/s

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7.将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出,抛出时的速度大小为v0。小球落到地面时的速度大小为2v0。若小球受到的空气阻力不能忽略,则对于小球下落的整个过程,下面说法中正确的是

    A.小球克服空气阻力做的功小于mgh                  B.重力对小球做的功等于mgh

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    C.合外力对小球做的功小于mv                        D.合外力对小球做的功等于mv

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8.已知万有引力常量G,那么在下列给出的各种情景中,能根据测量的数据求出月球密度的是

    A.在月球表面使一个小球作自由落体运动,测出落下的高度H和时间t

    B.发射一颗贴近月球表面绕月球做圆周运动的飞船,测出飞船运行的周期T

    C.观察月球绕地球的圆周运动,测出月球的直径D和月球绕地球运行的周期T

    D.发射一颗绕月球做圆周运动的卫星,测出卫星离月球表面的高度H和卫星的周期T

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9.如图6所示,在水平桌面上叠放着质量相等的AB两块木板,在木板A上放着一个物块C,木板和物块均处于静止状态。已知物块C的质量为mABC之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ。用水平恒力F向右拉动木板A使之做匀加速运动,物块C始终与木板A保持相对静止。设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g。则以下判断正确的是

    A.AC之间的摩擦力可能为零

    B.AB之间的摩擦力不为零,大小可能等于μmg

    C.AB之间的摩擦力大小一定小于F

    D.木板B一定保持静止

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10.如图7所示,一轻弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子,物体在一竖直线上的AB两点间做简谐运动,点O为平衡位置,COB之间的一点。已知振子的周期为T,某时刻物体恰好经过C向上运动,则对于从该时刻起的半个周期内,以下说法中正确的是

    A.物体动能变化量一定为零

    B.弹簧弹性势能的减小量一定等于物体重力势能的增加量

    C.物体受到回复力冲量的大小为mgT/2

    D.物体受到弹簧弹力冲最的大小一定小于mgT/2

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二、本题共3小题,共14分。选择正确答案或将答案填在题中的横线上。

11.在用单摆测定重力加速度的实验中,为了使单摆做简谐运动,一定要满足的条件是

  A.摆球的质量一定要远大于摆线的质量

    B.摆球的直径要远小于摆线的长度

    C.摆球被释放时的速度应该为零

    D.摆球应保持在同一竖直平面内运动

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12.在“验证力的平行四边形定则”的实验中某同学的实验情况如图8甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OBOC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

    (1)图乙中的___________是为F1F2的合力的理论值;___________是力F1F2的合力的实际测量值。

    (2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化?

    答:______________________。(选填“变”或“不变”)

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13.用如图9所示的实验装置测量物体沿斜面匀加速下滑的加速度,打点计时器打出的纸带如图10所示。已知纸带上各相邻点的时间间隔为T,则可以得出打点计时器在打出C点时小车的速度大小的表达式为___________________________,小车运动的加速度大小的表达式为_______________________。

若测出斜面的长度l和斜面右端距桌面的高度h,已知重力加速度为g,小车的质量为m。则可以得出斜面对小车的阻力的表达式为________________________________。

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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)如图11所示,用一个平行于斜面向上的恒力将质量m=10.0kg的箱子从斜坡底端由静止推上斜坡,斜坡与水平面的夹角θ=37°,推力的大小F=100N,斜坡长度s=4.8m,木箱底面与斜坡的动摩擦因数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)木箱到滑斜坡顶端时速度的大小。

 

 

 

 

 

 

 

 

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15.(7分)一个质量为5.0kg的石块从塔顶由静止下落,经过4.0s的时间落至地面。已知石块受到的空气阻力可忽略不计,重力加速度g=10m/s2。求:

(1)塔顶距离地面的高度。

(2)石块落地时重力对石块的功率。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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16.(8分)如图12所示,在距水平地面高为h处有一半径为R的1/4圆弧轨道,圆弧轨道位于竖直平面内,轨道光滑且末端水平,在轨道的末端静置一质量为m的小滑块A。现使另一质量为m的小滑块B从轨道的最高点由静止释放,并在轨道的最低点与滑块A发生碰撞,碰后粘合为一个小滑块C。已知重力加速度为g。求:

(1)滑块C对轨道末端的压力大小。

(2)滑块C在水平地面上的落地点与轨道末端的水平距离。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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17.(8分)2005年10月12日,我国继“神舟”五号载人宇宙飞船后又成功地发射了“神舟”六号载人宇宙飞船。飞船入轨运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行,经过了近5天的运行后,飞船的返回舱于10月17日凌晨顺利降落在预定地点,两名宇航员安全返回祖国的怀抱。

       设“神舟”六号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t,若地球表面的重力加速度为g,地球半径为R。求

    (1)飞船的圆轨道离地面的高度。

    (2)飞船在圆轨道上运行的速率。

 

 

 

 

 

 

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18.(8分)如图13是电动打夯机的结构示意图,电动机带动质量为m的重锤(重锤可视为质点)绕转轴O匀速转动,重锤转动半径为R。电动机连同打夯机底座的质量为M,重锤和转轴O之间连接杆的质量可以忽略不计,重力加速度为g。

    (1)重锤转动的角速度为多大时,才能使打夯机底座刚好离开地面?

    (2)若重锤以上述的角速度转动,当打夯机的重锤通过最低位置时,打夯机对地面的压力为多大?

 

 

 

 

 

 

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19.(9分)高台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上的O点水平飞出,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员连同滑雪板的总质量m=50kg,他落到了斜坡上的A点,A点与O点的距离s=12m,如图14所示。忽略斜坡的摩擦和空气阻力的影响,重力加速度g=10m/s2

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    (sin37°=0.60;cos37°=0.80)

    (1)运动员在空中飞行了多长时间?

    (2)求运动员离开O点时的速度大小。

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    (3)运动员落到斜坡上顺势屈腿以缓冲,使他垂直于斜坡的速度在t=0.50s的时间内减小为零,设缓冲阶段斜坡对运动员的弹力可以看作恒力,求此弹力的大小。

 

 

 

 

 

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20. (9分)如图15所示,质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上,给小车施加一水平向右的恒力F=8.0N。当向右运动的速度达到V0=1.5m/s时,有一物块以水平向左的初速度v0=1.0m/s滑上小车的右端。小物块的质量m=2.0kg,物块与小车表面的动摩擦因数μ=0.20。设小车足够长,重力加速度g取10m/s2

(1)物块从滑上小车开始,经过多长的时间速度减小为零?

(2)求物块在小车上相对小车滑动的过程中,物块相对地面的位移。

(3)物块在小车上相对小车滑动的过程中,小车和物块组成的系统机械能变化了多少?

 

 

 

 

 

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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,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。

1.AC  2.B  3.C  4.BD  5.D  6.B  7.AB  8.B  9.CD  10.ABD

二、本题共3小题,共14分。把答案填在题中的横线上。

11.ABD(3分)        (注:选对但不全的得2分)

12.(1)FF′ (3分)            (2)不变 (2分)

13.;(2分)  ;(2分)       mg(2分)

(注:用相邻两段位移表达出来,只要表达正确的不扣分)

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,有数值计算的题的答案必须明确写出数值和单位。

14.(7分)

解:(1)设斜面对箱子的支持力为N,箱了上滑的加速度为a。根据牛顿第二定律,得平行斜面方向,F-mgsin37°-μN=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)设箱子滑到斜面顶端的速度v,由运动学公式,

v2=2as,   …………2分

解得                                          v= 。  …………1分

15.(7分)

解:(1)设塔顶距地面的高度为h,根据自由落体运动公式,得

h=gt2=80m。  …………2分

(2)设石块落地时的速度为v,根据匀变速运动规律,v=gt。 …………2分

    设石块落地时重力做功的功率为P,则P=mgv=mg2t=2.0×103W 。…………3分

16.(8分)

解:(1)滑块B沿轨道下滑过程中,机械能守恒,设滑块BA碰撞前瞬间的速度为v1,则                                                   mgR=。 …………1分

滑块B与滑块A碰撞过程沿水平方向动量守恒,设碰撞后的速度为v2,则

               mv1=2mv2 。      …………1分

设碰撞后滑块C受到轨道的支持力为N,根据牛顿第二定律,对滑块C在轨道最低点有                                                        N-2mg=2mv/R …………1分

联立各式可解得,                            N=3mg。  …………1分

根据牛顿第三定律可知,滑块C对轨道末端的压力大小为N′=3mg。…………1分

(2)滑块C离开轨道末端做平抛运动,设运动时间t,根据自由落体公式,

     h=gt2 。…………1分

滑块C落地点与轨道末端的水平距离为s=v2t ,…………1分

联立以上各式解得s=。  …………1分

17.(8分)

       解:(1)飞船在圆轨道上做匀速圆周运动,运行的周期   T=。 …………1分

       设飞船做圆运动距地面的高度为h,飞船受到地球的万有引力提供了飞船的向心力,根据万有引力定律和牛顿第二定律,得

。 …………2分

       而地球表面上的物体受到的万有引力近似等于物体的重力,即

=mg,  …………1分

联立以上各式,解得                  h=-R。 …………1分

(2)飞船运动的圆轨道的周长      s=2π(R+h), …………1分

动行的速度                            v==,   …………1分

解得                                   v=。  …………1分

18.(8分)

       解:(1)重锤在竖直平面内做匀速圆周运动,当重锤运动通过最高点时,打夯机底座受连接杆竖直向上的作用力达到最大。此时重锤所受的重力mg和连接杆对重锤向下的拉力T1提供重锤的向心力,根牛顿第二定律

       T1+mg=mw2R。    …………1分

       连接杆对打夯机底座向上的拉力       T1′=T1。 …………1分

       当T′=Mg时,打夯机底座刚好离开地面,  …………1分

       解得                                   ω=。  …………1分

(2)当重锤通过最低位置时,重锤所受的重力mg和连接杆的拉力T2的合力提供重锤的向心力,根据牛顿第二定有: T2-mg=mw2R。…………1分

连接杆对打夯机底座的作用力T2′的方向向下,且T2′=T2

设打夯机受到地面的支持力N,根据牛顿第二定律,

                     N=Mg+T2,…………1分

联立以上各式解得     N=2(M+m)g 。…………1分

根据牛顿第三定律,打夯机对地面压力的大小N′=N=2(M+m)g。…………1分

19.(9分)

   解:(1)设运动员在空中飞行时间为t,运动员在竖直方向做自由落体运动,得

ssin37°=gt2

   解得:                                           t==1.2s。…………2分

       (2)设运动员离开O点的速度为v0,运动员在水平方向做匀速直线运动,即

scos37°=v0t

   解得:                                           v0==8.0m/s。…………2分

       (3)运动员落在A点时沿竖直向下的速度vy的大小为

          vy=gt=12m/s   …………1分,

       沿水平方向的速度vx的大小为          vx=8.0m/s。

       因此,运动员垂直于斜面向下的速度vN

                     vN=vycos37°-vxsin37°=4.8m/s。 …………1分

       设运动员在缓冲的过程中受到斜面的弹力为N,根据动量定理

(N-mgcos37°)t=mvN,…………1分

       解得:                         N=mgcos37°+=880N。…………1分

20.(9分)

       解:(1)设物块滑上小车后经过时间t1速度减为零,根据动量定理

μmgt1=mv

    解得:                                              t1==0.5s 。…………1分

  (2)物块滑上小车后,做加速度为am的匀变速运动,根牛顿第二定律

μmg=mam

解得:                                              am=μg=2.0m/s2

小车做加速度为aM的匀加速运动,根据牛顿第二定律

F-μmg=MaM

解得:                                       aM==0.5m/s2。…………1分

设物块向左滑动的位移为s1,根据运动学公式

s1=v0t1-amt=0.25m,

当滑块的速度为零时,小车的速度V1

V1=V0+amt1=1.75m/s。

设物块向右滑动经过时间t2相对小车静止,此后物块与小车有共同速度V,根据运动学公式,有                            V=V1+aMt2=amt2

解得:                                       t2=s。  …………1分

滑块在时间t2内的位移为s2=ams=m≈1.36m。(方向向右) …………1分

因此,滑块在小车上滑动的过程中相对地面的位移为

  s=s2-s1=m≈1.11m,方向向右。…………1分

(3)由(2)的结果,物块与小车的共同速度

V=m/s,

因此,物块在小车上相对小车滑动的过程中,系统的机械能增加量ΔE

 ΔE=(m+M)V2-mv-MV≈17.2J。…………2分