2024-2025學年北京師大附中高三（上）期中物理試卷（含答案）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2024-2025學年北京師大附中高三（上）期中物理試卷一、單選題：本大題共10小題，共30分。1.2023年9月21日，在距離地球400公里的中國空間站，3位航天員老師進行了第四節(jié)“太空授課”。小張同學認真觀看了太空授課后，思考：以下幾個物理課中的實驗可以在太空中完成的有(

)

A.按圖甲進行“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實驗

B.按圖乙進行“探究物體加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗

C.按圖丙進行“探究平拋運動的規(guī)律”實驗

D.按圖丁進行“探究機械能守恒定律”實驗2.籃球比賽前，常通過觀察籃球從一定高度由靜止下落后的反彈情況判斷籃球的彈性。某同學拍攝了該過程，并得出了籃球運動的v?t圖像，如圖所示。圖像中a、b、c、d四點中對應籃球位置最高的是(

)A.a點 B.b點 C.c點 D.d點3.如圖，將鉛球放在固定的斜面上，用豎直擋板擋住并使其處于靜止狀態(tài)。不計一切摩擦。下列說法正確的是(

)

①鉛球?qū)π泵娴膲毫Υ笥阢U球所受的重力

②鉛球?qū)醢宓膲毫Υ笥阢U球?qū)π泵娴膲毫?/p>

③若增大斜面傾角θ，鉛球?qū)醢宓膲毫υ龃?/p>

④若增大斜面傾角θ，鉛球?qū)π泵娴膲毫p小A.①③ B.①④ C.②③ D.②④4.右圖為火車在傾斜軌道上勻速轉(zhuǎn)彎的截面示意圖。彎道的傾角為θ，半徑r，已知重力加速度為g，設轉(zhuǎn)彎半徑水平，則火車轉(zhuǎn)彎時外側(cè)車輪輪緣不對外軌產(chǎn)生擠壓的最大速率是(

)A.grsinθ

B.grtanθ

C.grcosθ5.某輛汽車以額定功率由水平公路駛上傾角為30°的斜坡，假設汽車所受空氣阻力與摩擦阻力之和恒為車重的0.1倍，則該汽車在水平公路上行駛的最大速率是在上坡時行駛的最大速率的(

)A.3倍 B.4倍 C.5倍 D.6倍6.將一質(zhì)量為m的小球以初速度v0豎直上拋，運動過程中受到的空氣阻力與速度的大小成正比，已知小球上升的最大高度為?，重力加速度為g，下列說法正確的是(

)A.上升過程中合力做的功為12mv02

B.下降過程中合力做功為mg?

C.上升過程中克服空氣阻力做功為7.一列簡諧橫波沿x軸方向傳播，圖甲是t=0時刻波的圖像，圖乙為圖甲中質(zhì)點P的振動圖像，下列說法正確的是(

)

A.該波沿x軸正方向傳播

B.質(zhì)點P與質(zhì)點Q的運動方向總是相反

C.在t=0到t=0.6s內(nèi)質(zhì)點P運動的路程為25cm

D.在t=0.3s時，質(zhì)點Q的加速度方向沿y軸負方向8.如圖所示，足夠長的傳送帶以恒定速率順時針運行。將一個物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對靜止，勻速運動到達傳送帶頂端。下列說法中正確的是(

)

A.第一階段摩擦力對物體做正功，第二階段摩擦力對物體不做功

B.第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加

C.第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機械能的增加

D.物體從底端到頂端全過程機械能的增加等于全過程物體與傳送帶間的摩擦生熱9.如圖，甲為地球赤道上的物體，乙為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，丙為地球同步衛(wèi)星。關于甲、乙、丙做勻速圓周運動的說法正確的是(

)A.甲、乙、丙都僅由萬有引力提供向心力

B.周期關系為T甲>T乙>T丙

10.根據(jù)量子理論：光子既有能量也有動量；光子的能量E和動量p之間的關系是E=pc，其中c為光速。由于光子有動量，照到物體表面的光子被物體吸收或被反射時都會對物體產(chǎn)生一定的沖量，也就對物體產(chǎn)生了一定的壓強。根據(jù)動量定理可近似認為：當動量為p的光子垂直照到物體表面，若被物體反射，則物體受到的沖量大小為2p；若被物體吸收，則物體受到的沖量大小為p。某激光器發(fā)出激光束的功率為P0，光束的橫截面積為S。當該激光束垂直照射到某物體表面時，物體對該激光的反光率為η，則激光束對此物體產(chǎn)生的壓強為(

)A.(1+η)P0cS B.(1+η)P0二、多選題：本大題共4小題，共12分。11.研究物體做直線運動圖像可以靈活選取橫、縱軸所表示的物理量。如圖所示，甲、乙兩圖分別為兩個直線運動的v?t圖像和v2?x圖像，下列說法正確的是(

)A.甲圖中物體在0～t0這段時間內(nèi)的位移大于v0t02

B.甲圖中物體的加速度不斷增大

12.如圖所示，圖甲為一波源的共振曲線，圖乙中的a表示該波源在共振狀態(tài)下的振動形式沿x軸傳播過程中形成的機械波在t=0時刻的波形曲線。則下列說法正確的是(

)

A.圖甲中，若驅(qū)動力周期變小，共振曲線的峰將向頻率f大的方向移動

B.圖乙中，波速一定為1.2m/s

C.圖乙中，a、b波形時間間隔可能為2.5s

D.圖乙中的波遇到寬度為2m的狹縫能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象13.如圖，半徑為R的圓形光滑軌道置于豎直平面內(nèi)，一金屬小環(huán)套在軌道上可以自由滑動，已知重力加速度為g，下列說法正確的是(

)A.要使小環(huán)做完整的圓周運動，小環(huán)在最低點的速度應大于5Rg

B.要使小環(huán)做完整的圓周運動，小環(huán)在最低點的加速度應大于4g

C.如果小環(huán)在最高點時速度大于Rg，則小環(huán)受到的彈力方向指向圓形軌道的圓心

14.在冰壺運動中運動員可以通過冰壺刷摩擦冰面來控制冰壺的運動.如圖甲所示，在某次比賽中，A壺與靜止的B壺發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，碰撞后運動員用冰壺刷摩擦B壺運動前方的冰面。碰撞前后兩壺運動的v?t圖線如圖乙中實線所示，已知EF與GH平行，且兩冰壺質(zhì)量相等，則(

)A.碰撞后A壺的加速度大小為0.5m/s2

B.碰撞后B壺的加速度大小為0.75m/s2

C.碰撞后至停止的過程中，A、B兩壺的運動時間之比為4：1

D.碰撞后至停止的過程中，A、B三、實驗題：本大題共2小題，共18分。15.在“研究平拋運動特點”的實驗中，小怡分別使用了圖甲和圖乙的實驗裝置。

(1)在圖甲所示實驗中，小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時B球被松開自由下落。下列說法正確的是______(填選項前的字母)。

A.所用兩球的質(zhì)量必須相等

B.可研究平拋運動豎直方向是否為自由落體運動

C.可研究平拋運動水平方向是否為勻速直線運動

D.用較大的力敲擊彈性金屬片，兩球仍能同時落地

(2)小怡用圖乙所示的裝置繼續(xù)進行實驗，在方格紙上記錄并畫出小球做平拋運動的軌跡后，又在軌跡上取出a、b、c、d四個點，如圖丙所示(軌跡已擦去)。已知每個小方格的邊長L=2.5cm，重力加速度g取10m/s2，可知：小球平拋運動的初速度v0=______m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字16.小宏用如圖甲所示的裝置探究加速度與物體受力的關系，讓槽碼通過細繩拖動小車在長木板上做勻加速直線運動。

(1)為完成實驗，除圖中已有的器材，還需要交流電源、天平(含配套砝碼)和______。

(2)關于本實驗，下列說法正確的是______(填選項前的字母)。

A.應適當調(diào)節(jié)滑輪高度，使線與桌面平行

B.如圖甲，此時有可能正在進行“補償阻力”的實驗操作

C.實驗時小車應從靠近打點計時器處靜止釋放

D.電火花計時器的工作電壓應為交流8V

(3)小宏做實驗時，得出的a?F圖像如圖乙所示，可能的原因是______。

(4)為了解決上面的問題，小宏選用圖丙所示器材進行實驗，設小車質(zhì)量為M，共6個槽碼，每個槽碼的質(zhì)量均為m=10g，重力加速度g取9.8m/s2。實驗步驟如下：

①安裝好實驗器材，跨過定滑輪的細線一端連接在小車上，另一端懸掛著6個槽碼。調(diào)整軌道的傾角，用手輕撥小車，直到打點計時器在紙帶上打出一系列等間距的點，表明小車沿傾斜軌道勻速下滑；

②保持軌道傾角不變，取下1個槽碼(即細線下端懸掛5個槽碼)，讓小車拖著紙帶沿軌道下滑，根據(jù)紙帶上打的點跡測出加速度a；

③逐個減少細線下端懸掛的槽碼數(shù)量，重復步驟②；

④以取下槽碼的總個數(shù)n(1≤n≤6)的倒數(shù)1n為橫坐標，1a為縱坐標，在坐標紙上作1a?1n圖線。

按照上述步驟，小宏得到了一條直線，測得其斜率為k=1.0s四、計算題：本大題共4小題，共40分。17.如圖所示，小孩坐在水平的雪橇上，雪橇質(zhì)量為m=5kg，小孩質(zhì)量為M=15kg。大人用與水平方向成53°角斜向上的大小為100N的拉力拉雪橇，使小孩和雪橇從靜止開始一起做加速度為1.8m/s2的勻加速直線運動，重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：

(1)雪橇對小孩的摩擦力大小f1；

(2)雪地對雪橇的摩擦力大小f2；

(3)若小孩與雪橇間的動摩擦因數(shù)μ=0.4(18.如圖，質(zhì)量為0.1kg的小球a通過輕質(zhì)細線Ⅰ，Ⅱ懸掛，處于靜止狀態(tài)。線Ⅰ長l=1.0m，上端固定于O點，與豎直方向之間夾角θ=37°；線Ⅱ保持水平。O點正下方有一個質(zhì)量為0.06kg的小球b，靜置于支架上，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

(1)此時線Ⅰ的拉力大小F；

(2)若燒斷線Ⅱ，a運動到最低點時與b發(fā)生彈性碰撞，則：

a.與b球碰撞前瞬間a球的速度大小va是多少？

b.碰撞后瞬間b球的速度大小vb是多少？

c.請以b球初位置為坐標原點，水平向右為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向，寫出b19.光滑水平面上放著質(zhì)量mA=1kg的物塊A與質(zhì)量mB=2kg的物塊B，A與B均可視為質(zhì)點，A靠在豎直墻壁上，A、B間夾著一個被壓縮的輕彈簧(與A、B均不拴接)，用手擋住B不動，此時彈簧的彈性勢能Ep=81J。A、B間系一輕質(zhì)細繩，細繩長度大于彈簧的自然長度，如圖所示。放手后B向右運動，繩在短暫時間內(nèi)被拉斷，之后B沖上與水平面相切的豎直固定半圓光滑軌道。其半徑R=0.5m，B到達最高點C時對軌道的壓力為44N。重力加速度g取10m/s2，求：

(1)B到達C點時的速度大小vC；

(2)繩被拉斷過程中繩對B的沖量大小；

(3)繩被拉斷過程中繩對20.19世紀末，有科學家提出了太空電梯的構想：在赤道上建設一座一直通到地球同步靜止軌道處的高塔，并在塔內(nèi)架設電梯。已知地球質(zhì)量為M，萬有引力常量為G，地球半徑為R、自轉(zhuǎn)周期為T。

(1)這種電梯可用于運送貨物?！疤针娞荨笨梢詫⒇浳飶某嗟阑剡\送到同步軌道站，求同步軌道站距離地面的高度?0；

(2)這種電梯可用于發(fā)射衛(wèi)星。發(fā)射方法是將衛(wèi)星通過太空電梯提升到預定軌道高度處，此時衛(wèi)星相對電梯靜止，然后再啟動“推進裝置”將衛(wèi)星從太空電梯橫向發(fā)射出去，使其直接進入預定圓軌道。已知物體與地球間存在萬有引力，并具有由相對位置決定的勢能——“引力勢能”，以無窮遠處為引力勢能零點，物體在離地心距離為r(r≥R)時具有的引力勢能Ep=?GMmr。

a.若某次通過太空電梯發(fā)射質(zhì)量為m的衛(wèi)星時，預定其軌道高度為?(?<?0)。以地心為參考系，求“推進裝置”需要對衛(wèi)星做的功W是多少？

b.若某次發(fā)射失敗，推進裝置失靈未對衛(wèi)星做功，質(zhì)量為m的衛(wèi)星就直接從?

參考答案1.A

2.A

3.A

4.B

5.D

6.C

7.D

8.C

9.D

10.B

11.AD

12.BCD

13.BCD

14.BD

15.BD

1.0

16.刻度尺

C

沒有滿足槽碼的總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量

0.038

17.解：(1)根據(jù)牛頓第二定律可得雪橇對小孩的摩擦力大小為

f1=Ma=15×1.8N=27N

(2)把小孩和雪橇看成一個整體，根據(jù)牛頓第二定律有

Fcos53°?f2=(M+m)a

代入數(shù)據(jù)解得

f2=24N

(3)當小孩和雪橇間的摩擦力達到最大時，小孩的加速度最大，設小孩的最大加速度為am，根據(jù)牛頓第二定律有

μMg=Mam

解得am=4m/s2

答：(1)雪橇對小孩的摩擦力大小f1為27N；18.解：(1)根據(jù)平衡條件可得：F=mgcos37=0.1×100.8N=1.25N

(2)a.根據(jù)動能定理得：magl(1?cos37°)=12mava2，解得：va=2m/s

b.兩球碰撞過程，根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律得：

mava=mav1+mbvb

12mava2=12mav12+12mbvb2

解得：vb=2.5m/s19.解：(1)設B在繩被拉斷后到達C點的速率為vC，B在最高點C時有

mBg+F=mBvC2R

解得

vC=4m/s

(2)設B在繩被拉斷后瞬時的速率為vB，對繩斷后到B運動到最高點C這一過程應用動能定理

?2mBgR=12mBvC2?12mBvB2

解得

vB=6m/s

設彈簧恢復到自然長度時B的速率為v1，取向右為正方向，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化給B的動能，有

Ep=12mB