2022-2023學(xué)年北京海淀區(qū)高三（上）期中物理試題及答案

2022北京海淀高三（上）期中物理本試卷共8頁(yè)，100分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題紙上，在試卷上作答無(wú)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(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，用一根不可伸長(zhǎng)的輕軟1和物塊2加速度的大小分別為1和a2．已知重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是A．1=gagB．1C．2=0D．2g22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”上、QM點(diǎn)位于“赤道”上，O為球心。下列說(shuō)法正確的是AQ、P的線速度大小相等BQM的角速度大小相等CP、M的向心加速度大小相等DPM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)=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，=2m處的質(zhì)點(diǎn)速度最大C．該時(shí)刻，=4m處的質(zhì)點(diǎn)加速度最大D．經(jīng)過(guò)1個(gè)周期，=6m處的質(zhì)點(diǎn)沿x軸移動(dòng)了8m4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。由此判斷該地鐵在此段時(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、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F、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F=2２B．若μ=0，則F１=3F２C．若μ≠0F１=2F２D．若μ≠，則F１=3F２6．如圖6所示，在傾角為的斜面上，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。已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ、重力加速度為。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01B．合力對(duì)物塊做功為mv22hsinC．摩擦力對(duì)物塊做功為?cosD．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)現(xiàn)由1HD10180”的恒星和7顆繞其旋轉(zhuǎn)的行星組成的類太陽(yáng)系星系。已知行星WHD10180WHD10180繞太陽(yáng)一周所用時(shí)間之比，行星WHD10180”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AHD10180”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．在時(shí)刻，將一物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）豎直向上拋出。以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)、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(dòng)量P、動(dòng)能k隨位移x變化的圖像是9．輕彈簧的兩端分別與物塊BA以水平向右的速度v開(kāi)88確的是A．t=1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．t~t內(nèi)，彈簧對(duì)兩物塊的沖量大小相等甲乙圖823D．t~t內(nèi)，彈簧對(duì)兩物塊做的功相等2310p隨位移x9OOxO點(diǎn)的位移為x1子的彈性勢(shì)能為kx2，其中k為彈簧的勁度系數(shù)。2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c所示，M和N分別為曲線c與p軸和x軸的交點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是A．曲線c是拋物線的一部分B．曲線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2EC．該彈簧振子的振幅為k3D．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2第二部分本部分共8題，共70分。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”實(shí)驗(yàn)。AB為兩個(gè)半徑相等、質(zhì)量分別1m為m和m（）的小球，O點(diǎn)是水平軌道末端在水平122A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)重垂線出射程O(píng)P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SB記出碰后兩小球的平均落地點(diǎn)、，測(cè)出射程O(píng)M和ON。（1mmOMOPON應(yīng)12滿足表達(dá)式____________。（2）若兩球碰撞為彈性碰撞，則OMOPON還應(yīng)滿足ONOM________OP（選填“>=<12分）用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。（中，還需要的兩項(xiàng)是________。A．電壓合適的50Hz交流電源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)整好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長(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、、、…計(jì)數(shù)點(diǎn)（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)．．．．．．BDE1在表中補(bǔ)上A點(diǎn)的數(shù)據(jù)（結(jié)果保留3表1計(jì)數(shù)點(diǎn)v/ms)ABCDE(瞬時(shí)速度0.8100.9961.1761.390（3）乙同學(xué)也正確地完成了上述實(shí)驗(yàn)，得到了小車速度v隨時(shí)間t變化的圖線，如圖所示，他判斷該小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，依據(jù)是_________A．該圖線表示小車通過(guò)的位移隨時(shí)間均勻變化B．該圖線表示小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間均勻變化C．該圖線表示小車的加速度隨時(shí)間均勻變化（4）落體運(yùn)動(dòng)是特殊的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。在研究落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，伽利略認(rèn)為最簡(jiǎn)單的猜想就是速度v正比于通過(guò)的位移x或者所用的時(shí)間。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)程是不可能的，論證過(guò)程如下：x若速度正比于位移，設(shè)物體通過(guò)位移x時(shí)的速度為了v，所用時(shí)間1=；通過(guò)2倍位移2x時(shí)的速度v2xvxv按比例應(yīng)為2v，所用時(shí)間t2==，這樣一來(lái)，通過(guò)第1段位移x的時(shí)間t與通過(guò)全程2x的時(shí)間t相12同，進(jìn)而得出通過(guò)第2段位移x不需要時(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。13814m=2.0kgF=20N=37的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.50，sin37°=0.60cos37°=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：（32.0s內(nèi)物塊通過(guò)的位移大小。148=37°的AB段和水平BC者在B點(diǎn)通過(guò)一段長(zhǎng)度可忽略不計(jì)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段長(zhǎng)度=25.0msin37=0.60，cos37=0.80g=10m/s2（1）求滑塊K與段滑道的動(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；（3K與KC段的最小長(zhǎng)度。158所H的水平射程為，管口的直徑為DDH為g。求：（1）污水從排污管噴出時(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。16917AB段是長(zhǎng)為R段是半徑為R段軌道在Bm的滑塊1和滑塊2分別靜止于ABF對(duì)滑塊1施加6gR的初速度沿軌道2起沿軌道運(yùn)動(dòng)并通過(guò)C點(diǎn)。已知兩滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，半圓形軌道的直徑沿豎直方向，重力加速度為g，滑塊1和2均可視為質(zhì)點(diǎn)。求：（1F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2C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小F。17分）開(kāi)普勒用二十年的時(shí)間研究第谷的行星觀測(cè)數(shù)據(jù)，分別于1609年和1619年發(fā)表了下列定律：開(kāi)普勒第一定律所有行星繞太陽(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)普勒第二定律對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等。a32開(kāi)普勒第三定律所有行星軌道的半長(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，Tk是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量。（r的圓軌道。a．如圖18所示，設(shè)行星與太陽(yáng)的連線在一段非常非常小的時(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)的線速度的大小，并結(jié)合開(kāi)普勒第二定律v1=×半徑×弧長(zhǎng)）2b．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)行星圖18的引力F與行星軌道半徑r的平方成反比。（2行星質(zhì)量為Mp、太陽(yáng)和行星間距離為、引力常量為G，不考慮其它天體的影響。M、sa律中常量k的表達(dá)式；bO點(diǎn)做T周期均為的勻速圓周運(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0L3=kM、M、L、Gk'=kk02sp需滿足的條件。18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（帕）與基本單位kg（千克）和s（秒）之間的關(guān)系。（2mn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。v（3）理論上可以證明：質(zhì)量分布均勻的球殼對(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)算恒星中心壓強(qiáng)的模型：恒星內(nèi)部的熱核反應(yīng)會(huì)向外輻射大量的電磁波，當(dāng)輻射所產(chǎn)生的擴(kuò)張壓力與萬(wàn)有引力所產(chǎn)生的收縮壓力平衡時(shí)，恒星便穩(wěn)定下來(lái)。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、半徑為R的球體。選取該恒星內(nèi)部一距恒星中心為（rRr（r遠(yuǎn)小于r）的小薄片，如圖20所示，已知輻射所產(chǎn)生的擴(kuò)張壓力在A的內(nèi)、外表面引起的壓強(qiáng)差的絕對(duì)值為p，引力常量為G。忽略其它天體的影響。prpra．推導(dǎo)里和r之間的關(guān)系式，并在圖21中定性畫(huà)出隨r變化的圖像；b．若恒星表面處擴(kuò)張壓力所產(chǎn)生的壓強(qiáng)為零，求恒星中心處的壓強(qiáng)c。海淀區(qū)—2023學(xué)年第一學(xué)期期中練習(xí)參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)高三物理第一部分共1033032錯(cuò)或不答的得0分。題號(hào)答案12345678910BCBAADACACDAABCCD第二部分共8共70。5（1mOP＝mOMmON1（21212（1AC（2）0.605（3B（4138（1）如答圖1所示；（2）將答圖1中的拉力F分別沿水平和豎直方向進(jìn)行分解，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，可得FcosfNFsinmg0FNF物體所受滑動(dòng)摩擦力大小為fNθf(wàn)聯(lián)立上述三式，可得Fasincosg6m/s2mmg1答圖1x12m2（3）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，可得1482（1）將物體所受重力mg沿平行斜面與垂直斜面分解，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，可得mgsinfmaNmgcos0物體所受滑動(dòng)摩擦力大小為fN聯(lián)立上述三式，可得sincosagcos1Lat2t，解得（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有2因此可得滑塊K所受重力的沖量大小Img·＝3000N·s。v（3）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，可得物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小at10m/s設(shè)滑塊K在BC段所受滑動(dòng)摩擦力大小為，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，可得滑塊f'KBC在f'a'g/s2段上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小mmv2所以物體停下所需距離d10m。2a'158（1運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)污水從離開(kāi)管口到落入水中所用時(shí)間為1Hgt22Lv0tg2Hv0L（2）設(shè)污水落入河道水面上時(shí)，豎直方向分速度大小為vyvygt2gHv0v根據(jù)答圖2中所示幾何關(guān)系，有vy24H2答圖2vv2v22gH10y（3）單位時(shí)間內(nèi)，從管口噴出的污水的體積D2LgQv0S42H因此空中污水的體積為D2LAQt416912（1）設(shè)滑塊1的初速度為v0，根據(jù)動(dòng)能定理，有Wmv218mgR（2）滑塊1從AB的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理，有112mv2Bmv022可解得滑塊12碰前的速度大小vB42。設(shè)滑塊1和2碰后的共同速度為v，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有mvB2mv碰撞過(guò)程中損失的能量為112EmvB22mv2損2聯(lián)立以上三式，可得E8mgR。（3B到C的過(guò)程中，只有重力做功，因此該過(guò)程機(jī)械能守恒，有1212mv222R2mv2C2vC2解得。根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，在C點(diǎn)，對(duì)滑塊1和2組成的整體有v2CR支2mg2mF支6mg因?yàn)榛瑝K1和2對(duì)軌道的壓力與其所受支持力為作用力與反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，有FF6mg。壓支17（1）．設(shè)這一段時(shí)間間隔t內(nèi)，行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的線速度為v1Srt2可得2StvrSt由開(kāi)普勒第二定律可知為定值，半徑r是定值，因此線速度也為一定值，所以行星所做圓周運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。b．行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力有其所受萬(wàn)有引力提供，即F2π2r又根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律Tr3T2再將開(kāi)普勒第三定律k與上述兩式聯(lián)立，可得4π2Fr2其中mk均為常數(shù)，即太陽(yáng)對(duì)行星的引力F與太陽(yáng)跟行星間距離r的平方成反比。（2）．根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律與萬(wàn)有引力定律，有MSML2P4π2GMLP2T可得L3GMSkT24π2bO點(diǎn)的距離為rO點(diǎn)的距離為rPS星和太陽(yáng)，分別有MSML2PS4π0222GGMrPPMPML24πMSrS023GMSMPL再根據(jù)幾何關(guān)系