2022-2023學年北京海淀區(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，100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦毡貙⒋鸢复鹪诖痤}紙上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y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。在每題給出的四個選項中，有的題只有一個選項是正確的，有的題有多個選項是正確的。全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得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。下列說法正確的是A．1=gagB．1C．2=0D．2g22為一個地球儀繞與其“赤道面”垂直的“地軸”勻速轉動的示意圖。Q點和P點位于同一條“經(jīng)線”上、QM點位于“赤道”上，O為球心。下列說法正確的是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軸傳播的簡諧橫波在某時刻的圖像，此時=3m處質點的速度沿y軸正方向。下列說法正確的是A．該列簡諧橫波沿x軸正方向傳播B．該時刻，=2m處的質點速度最大C．該時刻，=4m處的質點加速度最大D．經(jīng)過1個周期，=6m處的質點沿x軸移動了8m4直扶手上。地鐵沿平直軌道運動，在某段時間內，細繩和筆相對車廂靜止，該同學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，可能A．向左加速駛出地鐵站B．向左減速駛入地鐵站C．向右加速駛出地鐵站D．向右減速駛入地鐵站5．如圖5所示，水平面上有3個完全相同的物塊、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。設它們與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，運動過程中物塊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摩擦因數(shù)為μ、重力加速度為。關于上述過程，下列說法正確的是A．合力對物塊做功為01B．合力對物塊做功為mv22hsinC．摩擦力對物塊做功為?cosD．恒力F與摩擦力對物塊做功之和為mgh7．科學家在南天水蛇座發(fā)現(xiàn)由1HD10180”的恒星和7顆繞其旋轉的行星組成的類太陽系星系。已知行星WHD10180WHD10180繞太陽一周所用時間之比，行星WHD10180”公轉軌道和地球繞太陽的公轉軌道都可看作圓。由上述信息可求AHD10180”與太陽的質量之比B．恒星“HD10180”與太陽的平均密度之比C．行星W與地球的質量之比D．行星W與地球的平均密度之比8．在時刻，將一物體（可視為質點）豎直向上拋出。以拋出點為坐標原點、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、動能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88確的是A．t=1時，物塊A和B的加速度大小相等B．t=t2時，物塊A的速度大小為0.25v０C．t~t內，彈簧對兩物塊的沖量大小相等甲乙圖823D．t~t內，彈簧對兩物塊做的功相等2310p隨位移x9OOxO點的位移為x1子的彈性勢能為kx2，其中k為彈簧的勁度系數(shù)。2當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c與p軸和x軸的交點。下列說法正確的是A．曲線c是拋物線的一部分B．曲線c對應物塊從右側最遠處向O點運動的過程2EC．該彈簧振子的振幅為k3D．當物塊運動到振幅一半處時，其動量大小為其動量最大值的2第二部分本部分共8題，共70分。5分）某同學用如圖10所示的裝置做“驗證動量守恒定律”實驗。AB為兩個半徑相等、質量分別1m為m和m（）的小球，O點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，標記出其平均落地點P，測重垂線出射程OP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、，測出射程OM和ON。（1mmOMOPON應12滿足表達式____________。（2）若兩球碰撞為彈性碰撞，則OMOPON還應滿足ONOM________OP（選填“>=<12分）用圖所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。（中，還需要的兩項是________。A．電壓合適的50Hz交流電源B．電壓可調的直流電源C．刻度尺D．螺旋測微器E．天平（含砝碼）F．停表（2）甲同學安裝并調整好實驗器材。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、、、…計數(shù)點（相鄰計數(shù)點間還有4個計時．．．．．．BDE1在表中補上A點的數(shù)據(jù)（結果保留3表1計數(shù)點v/ms)ABCDE(瞬時速度0.8100.9961.1761.390（3）乙同學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。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：x若速度正比于位移，設物體通過位移x時的速度為了v，所用時間1=；通過2倍位移2x時的速度v2xvxv按比例應為2v，所用時間t2==，這樣一來，通過第1段位移x的時間t與通過全程2x的時間t相12同，進而得出通過第2段位移x不需要時間的荒謬結論。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。13814m=2.0kgF=20N=37的動摩擦因數(shù)=0.50，sin37°=0.60cos37°=0.80，取重力加速度g=10m/s2。（1）畫出物塊受力的示意圖；（2）求物塊加速度的大小a：（32.0s內物塊通過的位移大小。148=37°的AB段和水平BC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。用一質量m=60.0kg的滑塊K視為質點）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段長度=25.0msin37=0.60，cos37=0.80g=10m/s2（1）求滑塊K與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；（3K與KC段的最小長度。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。16917AB段是長為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對滑塊1施加6gR的初速度沿軌道2起沿軌道運動并通過C點。已知兩滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(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均可視為質點。求：（1F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2C點時對軌道壓力的大小F。17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掃過的面積相等。a32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周期T的二次方的比都相等，即=k，Tk是一個對所有行星都相同的常量。（r的圓軌道。a．如圖18所示，設行星與太陽的連線在一段非常非常小的時間t內，掃過的扇形面積為S。求行星繞太陽運動的線速度的大小，并結合開普勒第二定律v1=×半徑×弧長）2b．請結合開普勒第三定律、牛頓運動定律，證明太陽對行星圖18的引力F與行星軌道半徑r的平方成反比。（2行星質量為Mp、太陽和行星間距離為、引力常量為G，不考慮其它天體的影響。M、sa律中常量k的表達式；bO點做T周期均為的勻速圓周運動。依照此模型，開普勒第三定律形式上仍可表達為0L3=kM、M、L、Gk'=kk02sp需滿足的條件。18分）壓強表示單位面積上壓力的大小，是物理學中的重要概念。（1）請導出壓強的單位（帕）與基本單位kg（千克）和s（秒）之間的關系。（2mn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。v（3）理論上可以證明：質量分布均勻的球殼對殼內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：恒星內部的熱核反應會向外輻射大量的電磁波，當輻射所產(chǎn)生的擴張壓力與萬有引力所產(chǎn)生的收縮壓力平衡時，恒星便穩(wěn)定下來。設想處于穩(wěn)定狀態(tài)的恒星是一質量分布均勻、密度為、半徑為R的球體。選取該恒星內部一距恒星中心為（rRr（r遠小于r）的小薄片，如圖20所示，已知輻射所產(chǎn)生的擴張壓力在A的內、外表面引起的壓強差的絕對值為p，引力常量為G。忽略其它天體的影響。prpra．推導里和r之間的關系式，并在圖21中定性畫出隨r變化的圖像；b．若恒星表面處擴張壓力所產(chǎn)生的壓強為零，求恒星中心處的壓強c。海淀區(qū)—2023學年第一學期期中練習參考答案及評分標準高三物理第一部分共1033032錯或不答的得0分。題號答案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行分解，根據(jù)牛頓運動定律，可得FcosfNFsinmg0FNF物體所受滑動摩擦力大小為fNθf聯(lián)立上述三式，可得Fasincosg6m/s2mmg1答圖1x12m2（3）根據(jù)運動學公式，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)牛頓運動定律，可得mgsinfmaNmgcos0物體所受滑動摩擦力大小為fN聯(lián)立上述三式，可得sincosagcos1Lat2t，解得（2）根據(jù)運動學公式，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)運動學公式，可得物體到達B點時的速度大小at10m/s設滑塊K在BC段所受滑動摩擦力大小為，根據(jù)牛頓運動定律，可得滑塊f'KBC在f'a'g/s2段上運動時的加速度大小mmv2所以物體停下所需距離d10m。2a'158（1運動為勻速直線運動，設污水從離開管口到落入水中所用時間為1Hgt22Lv0tg2Hv0L（2）設污水落入河道水面上時，豎直方向分速度大小為vyvygt2gHv0v根據(jù)答圖2中所示幾何關系，有vy24H2答圖2vv2v22gH10y（3）單位時間內，從管口噴出的污水的體積D2LgQv0S42H因此空中污水的體積為D2LAQt416912（1）設滑塊1的初速度為v0，根據(jù)動能定理，有Wmv218mgR（2）滑塊1從AB的過程中，根據(jù)動能定理，有112mv2Bmv022可解得滑塊12碰前的速度大小vB42。設滑塊1和2碰后的共同速度為v，根據(jù)動量守恒定律，有mvB2mv碰撞過程中損失的能量為112EmvB22mv2損2聯(lián)立以上三式，可得E8mgR。（3B到C的過程中，只有重力做功，因此該過程機械能守恒，有1212mv222R2mv2C2vC2解得。根據(jù)牛頓運動定律，在C點，對滑塊1和2組成的整體有v2CR支2mg2mF支6mg因為滑塊1和2對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）．設這一段時間間隔t內，行星繞太陽運動的線速度為v1Srt2可得2StvrSt由開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動為勻速圓周運動。b．行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力有其所受萬有引力提供，即F2π2r又根據(jù)勻速圓周運動的規(guī)律Tr3T2再將開普勒第三定律k與上述兩式聯(lián)立，可得4π2Fr2其中mk均為常數(shù)，即太陽對行星的引力F與太陽跟行星間距離r的平方成反比。（2）．根據(jù)牛頓運動定律與萬有引力定律，有MSML2P4π2GMLP2T可得L3GMSkT24π2bO點的距離為rO點的距離為rPS星和太陽，分別有MSML2PS4π0222GGMrPPMPML24πMSrS023GMSMPL再根據(jù)幾何關系