北京市西城區(qū)第一五六中學(xué)屆高三上學(xué)期期中考試物理試題

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精北京156中學(xué)2017—2018學(xué)年度第一學(xué)期高三物理期中測(cè)試班級(jí)__________姓名__________學(xué)號(hào)__________成績__________本試卷分第卷（選擇題）和第題(非選擇題)兩部分,共100分,考試時(shí)間100分鐘第卷（選擇題共48分）一、單項(xiàng)選擇題（本題共12小題，每小題3分，共36分．）1．如圖所示，在豎直光滑墻壁上用細(xì)繩將一質(zhì)量為的球掛在點(diǎn),平衡時(shí)細(xì)繩與豎直墻的夾角為,．墻壁對(duì)球的支持力大小為，細(xì)繩對(duì)球的拉力大小為，重力加速度為．則下列說法正確的是（) A．， B．，C．， D．，【答案】D【解析】對(duì)球進(jìn)行受力分析，球受到豎直向下的重力、墻面水平向右的支持力、細(xì)繩對(duì)球的拉力而處平衡狀態(tài),故，；由于，，所以,，故D正確．故選D．2．如圖所示，一個(gè)人用與水平方向成角斜向上的力拉放在粗糙水平面上質(zhì)量為的箱子，箱子沿水平面做勻速運(yùn)動(dòng)．若箱子與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則箱子所受的摩擦力大小為（） A． B．C． D．【答案】D【解析】首先根據(jù)題意,可以知道物體受到的是動(dòng)摩擦力，設(shè)動(dòng)摩擦力為，據(jù)公式，求解,我們只需求出即可,對(duì)物體進(jìn)行受力分析，將正交分解，如圖：豎直方向受力平衡有：，得:,則：水平方向受力平衡：，所以D是正確的ABC錯(cuò)誤．故選D． 3．質(zhì)量為的木塊位于粗糙水平桌面上,若用大小為的水平恒力拉木塊，木塊做勻加速運(yùn)動(dòng),其加速度為．當(dāng)拉力方向不變，大小變?yōu)闀r(shí)，木塊的加速度為,則（）A． B．C． D．【答案】C【解析】由牛頓第二定律知，用大小為的力拉木塊時(shí),有,拉力變?yōu)闀r(shí)，，得，故C項(xiàng)正確．故選C．4．2013年6月，我國宇航員在天宮一號(hào)空間站中進(jìn)行我國首次太空授課活動(dòng),展示了許多在地面上無法實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．假如要在空間站再次進(jìn)行授課活動(dòng)，下列我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，若移到空間站也能夠?qū)崿F(xiàn)操作的有（）A．利用托盤天平測(cè)質(zhì)量B．利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力C．利用自由落體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律D．測(cè)定單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期【答案】B【解析】A．宇航員在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站中會(huì)處于完全失重狀態(tài)，物體受到的重力正好充當(dāng)向心力，所以與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)是無法實(shí)驗(yàn)的如:利用托盤天平測(cè)質(zhì)量,利用自由落體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,測(cè)定單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期,故ACD錯(cuò)誤；B．彈簧測(cè)力計(jì)的原理是胡克定律：，實(shí)驗(yàn)可以利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力，所以B選項(xiàng)是正確的．故選B．5．如圖所示，物塊在靜止的傳送帶上勻速下滑時(shí),傳送帶突然順時(shí)針(圖中箭頭所示）轉(zhuǎn)動(dòng)起來，則傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)后，下列說法正確的是(） A．受的摩擦力不變B．受到的摩擦力變大C．可能減速下滑D．可能減速上滑【答案】A【解析】AB．在最初時(shí)，物塊在傳送帶上勻速下滑,可知物塊處于平衡狀態(tài)；物塊受到豎直向下的重力,垂直于傳送帶斜向上的支持力和沿傳送帶斜向上的摩擦力的作用，根據(jù)力的合成和分解可知，物塊受到的摩擦力等于物塊重力沿傳送帶斜向下的分力，物塊受到的支持力等于重力垂直于傳送帶斜向下的分力；無論傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)與否，物塊受到的摩擦力不變，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CD．傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)物塊進(jìn)行受力分析，知物塊的受力情況不變,物塊將繼續(xù)勻速下滑，故C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．故選A．6．體育課上某同學(xué)做引體向上．他兩手握緊單杠，雙臂豎直,身體懸垂;接著用力上拉使下頜超過單杠（身體無擺動(dòng)）；然后使身體下降,最終懸垂在單杠上．下列說法正確的是（） A．在上升過程中單杠對(duì)人的作用力始終大于人的重力B．在下降過程中單杠對(duì)人的作用力始終小于人的重力C．若增大兩手間的距離，最終懸垂時(shí)單臂的拉力變大D．若增大兩手間的距離,最終懸垂時(shí)單臂的拉力不變【答案】C【解析】AB．在上升或下降過程中，由于身體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不確定，因此無法確定，單杠對(duì)人的作用力與人的重力大小關(guān)系,故AB錯(cuò)誤;CD．依據(jù)力的合成法則，當(dāng)增大兩手間的距離，即增大兩拉力的夾角，因拉力的合力不變，則有拉力大小增大，故C正確，D錯(cuò)誤;故選C．7．如國所示,在粗糙水平地面放一質(zhì)量為的斜面,質(zhì)量為的木塊沿斜面勻速下滑，此過程斜面保持靜止，則（） A．地面對(duì)斜面有水平向右的摩擦力B．地面對(duì)斜面有水平向左的摩擦力C．地面對(duì)斜面的支持力等于D．地面對(duì)斜面的支持力小于【答案】C【解析】以整體為研究對(duì)象，分析受力情況：總重力,地面的支持力，靜摩擦力(可能為零）則由平衡條件可：豎直方向：，水平方向：;故C正確，ABD錯(cuò)誤．故選C．8．如圖所示，甲、乙兩個(gè)高度相同的固定斜面,傾角分別為和,且．質(zhì)量為的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))分別從這兩個(gè)斜面的頂端由靜止沿斜面滑到底端，物體與這兩個(gè)斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為．關(guān)于物體兩次下滑的全過程，下列說法中正確的是(） A．重力所做的功相同B．重力的平均功率相同C．動(dòng)能的變化量相同D．機(jī)械能的變化量相同【答案】A【解析】A．物體在兩個(gè)斜面的下落高度相等，所以重力做的功相同，故A項(xiàng)正確;B．物體下滑的加速度為，又,所以，物體在兩個(gè)斜面上的下滑距離由得，重力做的功相同，而做功時(shí)間不相等，所以重力的平均功率不相同，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．摩擦力對(duì)物體做功為，又，，所以，重力做功相同，摩擦力對(duì)物體做功不相同，由動(dòng)能定理得動(dòng)能的變化量不相同,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;D．機(jī)械能變化量為摩擦力對(duì)物體做的功,摩擦力對(duì)物體做功不相同,所以機(jī)械能的變化量不相同，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．故選A．9．兩顆衛(wèi)星和的質(zhì)量相同，都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星的軌道半徑更大些．兩顆衛(wèi)星相比較，下列說法中正確的是(） A．衛(wèi)星的向心加速度較小 B．衛(wèi)星的動(dòng)能較小C．衛(wèi)星的周期較小 D．兩衛(wèi)星的機(jī)械能相等【答案】C【解析】A．由萬有引力產(chǎn)生加速度則得：，則的向心加速度大，故A錯(cuò)誤；B．由萬有引力提供向心力得：，軌道半徑小的衛(wèi)星線速度來得大，衛(wèi)星的動(dòng)能較大，故B錯(cuò)誤；C．由萬有引力提供向心力得：，軌道半徑小的衛(wèi)星的周期較小，故C正確;D．將衛(wèi)星從低軌道進(jìn)入高軌道，火箭要點(diǎn)火加速做功，則衛(wèi)星的機(jī)械能較大,即衛(wèi)星的機(jī)械能較小，所以D錯(cuò)誤．故選C．10．游樂場(chǎng)的過山車可以底朝上圓軌道上運(yùn)行,游客卻不會(huì)掉下來，如圖甲所示．我們把這種情形抽象為圖乙的模型：弧形軌道的下端與豎直圓軌道相接，將小球從弧形軌道上端距地面高度為處釋放，小球進(jìn)入半徑為的圓軌道下端后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)．欲使小球運(yùn)動(dòng)到豎直軌道最高點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的壓力等于小球的重力，則與應(yīng)滿足的關(guān)系是(不考慮摩擦阻力和空氣阻力）A． B． C． D．【答案】C【解析】小球運(yùn)動(dòng)到圓軌道最高點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律得：，據(jù)題得:，可得以最高點(diǎn)所在水平面為參考平面，由機(jī)械能定恒定律得：，解得：，選項(xiàng)C正確,ABD錯(cuò)誤．故選C．11．把質(zhì)量是的小球放在豎直的彈簧上，將小球往下按至的位置，如圖所示．迅速松手后，彈簧把球彈起,球升至最高位置，途中經(jīng)過位置時(shí)彈簧正好處處于原長．已知、的高度差為，、的高度差為，彈簧的質(zhì)量和空氣阻力均可忽略,取．小球從運(yùn)動(dòng)到的過程中,下列說法正確的是（） A．小球的動(dòng)能逐漸減小B．小球的動(dòng)能與彈簧的彈性勢(shì)能的總和逐漸增加C．小球在點(diǎn)的動(dòng)能最大，為D．彈簧的彈性勢(shì)能的最大值為【答案】D【解析】A．小球從上升到的過程中，彈簧的彈力先大于重力后小于重力，小于先加速后減速，動(dòng)能先增大后減小，故A錯(cuò)誤；B．小球從到的過程中,小球只受重力和彈簧的彈力做功，故小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,小球的重力勢(shì)能逐漸增大，則小球的動(dòng)能與彈簧的彈性勢(shì)能的總和逐漸減小，故B錯(cuò)誤;C．由上分析知，小球在點(diǎn)的動(dòng)能不是最大，故C錯(cuò)誤;D．根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒，得知彈簧的彈性勢(shì)能最大值等于小球由到位置時(shí)增加的重力勢(shì)能；;所以D選項(xiàng)是正確的;故選D．12．某個(gè)量的變化量,與發(fā)生這個(gè)變化所用時(shí)間的比值叫做這個(gè)量的變化率．關(guān)于“加速度的變化率”，下列說法正確的是（） A．“加速度的變化率”的單位是B．加速度的變化率為的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)C．若加速度與速度方向,如圖所示的圖像，表示的是物體的速度在減小D．若速度與速度同方向，如圖所示的圖像,已知物體在時(shí)速度為,則末的速度大小為【答案】D【解析】A．因?yàn)楸硎灸迟|(zhì)點(diǎn)的加速度,則表示加速度的變化率，所以其單位是：，故A錯(cuò)誤;B．加速度的變化率為的運(yùn)動(dòng)表示加速度不變,所以是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．若加速度與速度同方向，如圖所示的圖象,表示的是物體做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，物體的速度在增大,故C錯(cuò)誤；D．若加速度與速度同方向，如圖所示的圖象，根據(jù)積分的原理可以知道，物體在內(nèi)速度的變化量為：，因?yàn)橐阎矬w在時(shí)速度為,則末的速度大小為，所以D選項(xiàng)是正確的．故選D．二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題3分，共12分．每小題全部選對(duì)的得3分,選對(duì)但不全的得1分，有選錯(cuò)的得0分．）13．下面列舉了四個(gè)物理量的單位,其中屬于國際單位制（）的基本單位的是（)A．千克() B．牛頓（) C．安培（) D．庫侖(）【答案】AC【解析】千克(）、安培（)屬于國際單位制（)的基本單位;牛頓（）、庫侖（)屬于導(dǎo)出單位；所以AC選項(xiàng)是正確的．故選AC．14．天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期．由此可推算出（）A．恒星的質(zhì)量 B．恒星的平均密度C．行星的質(zhì)量 D．行星運(yùn)行的速度大小【答案】AD【解析】根據(jù)行星繞恒行圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供，令恒量的質(zhì)量為，行星的質(zhì)量為，則：A．已知周期和軌道半徑，可以求出恒星的質(zhì)量，所以A選項(xiàng)是正確的；B．因?yàn)椴恢篮阈堑捏w積,故無法求出恒量的密度，故B錯(cuò)誤;C．根據(jù)表達(dá)式可以知道，無法求出行星的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)線速度與周期的關(guān)系知，，所以D選項(xiàng)是正確的．故選AD．15．如圖，光滑平直軌道和底端平滑對(duì)接,將它們固定在同一豎直平面內(nèi)，兩軌道與水平地面間的夾角分別為和，且，它們的上端和位于同一水平面內(nèi)．現(xiàn)將可視為質(zhì)點(diǎn)的一小滑塊從端由靜止釋放，若小滑塊經(jīng)過兩軌道的底端連接處的時(shí)間可忽略不計(jì)且無機(jī)械能損失，小滑塊沿軌道可運(yùn)動(dòng)到端．以、分別表示小滑塊沿軌道運(yùn)動(dòng)的加速度小于和機(jī)械能，表示時(shí)間，下圖中小滑塊由端釋放至第一次到達(dá)端的運(yùn)動(dòng)過程中的圖象和圖象，其中可能正確的是(）A． B．C． D．【答案】AD【解析】A．對(duì)滑塊受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可得滑塊在斜面上滑動(dòng)時(shí)的加速度大小為：，滑塊在斜面上滑動(dòng)時(shí)的加速度大小為:,因?yàn)?，所以，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)錯(cuò)誤；CD．因?yàn)榛瑝K在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，只有重力做功，所以滑塊的機(jī)械能守恒,選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．故選AD．16．如圖1所示,物體以速度做平拋運(yùn)動(dòng),落地時(shí)水平方向的位移和豎直方向的位移均為，圖1中的虛線是做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．圖2中的曲線是一光滑軌道,軌道的形狀與圖1中的虛線相同．讓物體從軌道頂端無初速下滑,下滑過程中沒有脫離軌道．物體、都可以看作質(zhì)點(diǎn)．重點(diǎn)加速度為．則下列說法正確的是（)A．、兩物體落地時(shí)的速度方向相同B．、兩物體落地時(shí)的速度大小相等C．物體落地時(shí)水平方向的速度大小為D．物體落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率為【答案】AC【解析】A．速度方向沿軌跡的切線的方向,由兩物體的運(yùn)動(dòng)軌跡一樣可知，兩物體落地時(shí)的速度方向相同,故A項(xiàng)正確;B．對(duì)物體，根據(jù)動(dòng)能定理得，，化簡(jiǎn)得；對(duì)物體,根據(jù)動(dòng)能定理得，，化簡(jiǎn)得，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．對(duì)物體，做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向有,則可得落地時(shí)豎直方向上的速度為，于是水平方向與合速度方向夾角的正切值為；水平方向的位移與豎直方向的位移相等，所以有，解得；物體的速度，所以物體落地時(shí)，水平方向的速度為，即，故C項(xiàng)正確;D．物體的速度，所以物體落地時(shí)，豎直方向的速度為,即，所以重力的瞬時(shí)功率為，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．故選AC．第卷（非選擇題共52分）三、計(jì)算題(本題共5小題，解答應(yīng)有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的,答案中必須寫出數(shù)值和單位．）17．（9分）如圖所示,光滑斜面與光滑水平面平滑連接．斜面長度，傾角．一小物塊在點(diǎn)由靜止釋放，先后沿斜面和水平面運(yùn)動(dòng)，接著從點(diǎn)水平拋出，最后落在水平地面上．已知水平面與地面間的高度差．取重力加速度,,．求：(1）小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大?。?）小物塊從點(diǎn)水平拋出到落在地面上,在水平方向上的位移大小．（3)小物塊從點(diǎn)水平拋出到剛要落地過程中的速度變化量的大?。敬鸢浮浚?）（2)(3）【解析】（1)由牛頓第二定律得,計(jì)算得出：．（2）小物塊在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),滑到點(diǎn)時(shí)速度為,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，計(jì)算得出：，小物塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，以速度從點(diǎn)水平拋出，豎直方向小物塊做自由落體運(yùn)動(dòng)計(jì)算得出:物塊平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，水平方向小物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，計(jì)算得出：．(3）物塊速度變化量的大小．18．(9分)如圖所示,半徑的豎直半圓形光滑軌道與水平面相切，距離．質(zhì)量的小滑塊放在半圓形軌道末端的點(diǎn)，另一質(zhì)量也為的小滑塊，從點(diǎn)以的初速度在水平面上滑行,兩滑塊相碰，碰撞時(shí)間極短，碰后兩滑塊粘在一起滑上半圓形軌道．已知滑塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．取重力加速度．兩滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)．求(1)碰后瞬間兩滑塊共同的速度大?。?）兩滑塊在碰撞過程中損失的機(jī)械能．（3）在點(diǎn)軌道對(duì)兩滑塊的作用力大?。敬鸢浮浚?）（3）【解析】（1）以滑塊為研究對(duì)象,從到：根據(jù)動(dòng)能定理得：,以兩滑塊為研究對(duì)象,碰撞前后，以向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量定恒定律，，代入數(shù)據(jù)計(jì)算得出：．（2）根據(jù)能量定恒定律：代入數(shù)據(jù)計(jì)算得出：．（3)以兩滑塊為研究對(duì)象，從到:根據(jù)機(jī)械能定恒定律可得：，在點(diǎn)，兩滑塊受重力和軌道的作用力，根據(jù)牛頓第二定律得：代入數(shù)據(jù)計(jì)算得出:．19．（11分）2016年2月11日，美國“激光干涉引力波天文臺(tái)()團(tuán)隊(duì)向全世界宣布發(fā)現(xiàn)了引力波，這個(gè)引力波來自于距離地球億光年之外一個(gè)雙黑洞系統(tǒng)的合并．已知光在真空中傳播的速度,萬有引力常量為．黑洞密度極大,質(zhì)量極大,半徑很小，以最快速度傳播的光都不能逃離它的引力，因此我們無法通過光學(xué)觀測(cè)直接確定黑洞的存在．假定黑洞為一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球形天體．（1）因?yàn)楹诙磳?duì)其他天體具有強(qiáng)大的引力影響，我們可以通地其他天體的運(yùn)動(dòng)來推測(cè)黑洞的存在．天文學(xué)家觀測(cè)到，有一質(zhì)量很小的恒星獨(dú)自在宇宙中做周期為,半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．由此推測(cè),圓周軌道的中心可能有個(gè)黑洞．利用所學(xué)知識(shí)求此黑洞的質(zhì)量．(2）嚴(yán)格解決黑洞問題需要利用廣義相對(duì)論的知識(shí)，但早在相對(duì)論提出之前就有人利用牛頓力學(xué)體系預(yù)言過黑洞的存在．我們知道，在牛頓體系中，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)量分別為、的質(zhì)點(diǎn)相距為時(shí)也會(huì)具有勢(shì)能，稱之為引力勢(shì)能,其大小為（規(guī)定無窮遠(yuǎn)處勢(shì)能為霧）．請(qǐng)你利用所學(xué)知識(shí),推測(cè)質(zhì)量為的黑洞,之所以能夠成為“黑"洞，其半徑最大不能超過多少？【答案】（1)（2）【解析】（1）小恒星繞黑洞做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)小恒星質(zhì)量為,根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律:．計(jì)算得出：．(2）設(shè)質(zhì)量為的物體，從黑洞表面至無窮遠(yuǎn)處,根據(jù)能量定恒定律，，計(jì)算得出因?yàn)檫B光都不能逃離，有，所以黑洞的半徑最大不能超過：．20．（11分)如圖1所示，半徑的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，為軌道的最低點(diǎn),在光滑的水平面上緊挨點(diǎn)有一靜止的小平板車，平板車質(zhì)量，長度為，小車的上表面與點(diǎn)等高．質(zhì)量的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)）從圓弧最高點(diǎn)由靜止釋放．?。螅海?)物塊滑到軌道點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大?。?)若平板車上表面粗糙且物塊沒有滑離平板車，求物塊和平板車的最終速度大小．（3）若將平板車鎖定，并且在上表面鋪上一種動(dòng)摩擦因數(shù)逐漸增大的特殊材料，小物塊所受摩擦力從左向右隨距離變化圖像(圖像）如圖2所示，且物塊滑離了平板車，求物塊滑離平板車時(shí)的速度大?。敬鸢浮?1)(2）(3）【解