北京市海淀區(qū)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期期中考試物理試題

海淀區(qū)2023—2024學(xué)年第一學(xué)期期中練習(xí)高三物理本試卷共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，鉛球放在固定斜面上，用豎直擋板擋住并處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計(jì)一切摩擦。下列說(shuō)法正確的是A.鉛球?qū)π泵娴膲毫Υ笥阢U球所受的重力B.鉛球?qū)醢宓膲毫Υ笥阢U球?qū)π泵娴膲毫.若增大斜面傾角θ,鉛球?qū)醢宓膲毫υ龃驞.若增大斜面傾角θ,鉛球?qū)π泵娴膲毫p小2.一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，某時(shí)刻的波形如圖2所示。已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)E向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是A.波沿x軸負(fù)方向傳播B.質(zhì)點(diǎn)D此時(shí)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)C.質(zhì)點(diǎn)A將比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置D.質(zhì)點(diǎn)D的振幅為零3.在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，橡皮條的一端E掛有輕質(zhì)小圓環(huán)，另一端G固定，如圖3甲所示。小圓環(huán)受到兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1、F?共同作用，靜止于O點(diǎn)，如圖3乙所示。撤去F?、F?,改用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)單獨(dú)拉小圓環(huán)，仍使小圓環(huán)處于O點(diǎn)靜止，其拉力為F,如圖3丙所示。做好記錄，畫出F1、F?和F的圖示，并用虛線把拉力F的箭頭端分別與F?、F?的箭頭端連接，如圖3丁所示。關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是A.本實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了等效替代的思想方法B.實(shí)驗(yàn)中需要記錄的信息只有F?、F?和F的大小C.由圖3丁可初步猜測(cè)F與F?、F?滿足平行四邊形的關(guān)系D.重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次都必須將小圓環(huán)拉至O點(diǎn)4.如圖4所示的曲線MN是某一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，AA'為曲線上A點(diǎn)處的切線。質(zhì)點(diǎn)從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所發(fā)生的位移為x,所用時(shí)間為t。下列說(shuō)法正確的是A.表示質(zhì)點(diǎn)從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)過(guò)程的平均速度B.質(zhì)點(diǎn)從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過(guò)程，平均速度的方向由B點(diǎn)指向A點(diǎn)C.若B點(diǎn)越接近A點(diǎn)，則越接近質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度D.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)所受合力可能沿著AA'的方向5.某同學(xué)設(shè)計(jì)制作了一個(gè)“豎直加速度測(cè)量?jī)x”,其結(jié)構(gòu)如圖5所示。一根輕彈簧上端固定，在彈簧旁沿彈簧長(zhǎng)度方向固定一根直尺，彈簧下端掛一個(gè)質(zhì)量m=0.10kg的重物，重物靜止時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量x?=5.00cm,指針指在O點(diǎn)。已知圖中OM=ON=1.00cm,規(guī)定豎直向下為正方向，取重力加速度g=10m/s2。下列說(shuō)法正確的是A.若指針指在OM之間某點(diǎn)時(shí)，被測(cè)物體處于失重狀態(tài)B.若指針指在ON之間某點(diǎn)時(shí)，被測(cè)物體可能在減速上升C.M點(diǎn)應(yīng)標(biāo)記的加速度值為-2.0m/s2D.該測(cè)量?jī)x上的刻度所對(duì)應(yīng)加速度的值是均勻的6.如圖6所示，半徑為R的半球形碗，固定在可繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與過(guò)半球形碗的球心O的對(duì)稱軸O0重合。轉(zhuǎn)臺(tái)以角速度o勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)碗內(nèi)有兩個(gè)相同的小物塊A和B分別位于碗壁不同高度處，隨碗一同轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)碗壁靜止。忽略空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是A.兩物塊受到的向心力大小相等B.兩物塊所受的摩擦力可能都為零C.在碗轉(zhuǎn)動(dòng)半圈的過(guò)程中，兩物體所受重力的沖量大小相等D.在碗轉(zhuǎn)動(dòng)半圈的過(guò)程中，兩物體所受合力的沖量大小相等7.臺(tái)球在運(yùn)動(dòng)和撞擊過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)情況較為復(fù)雜。在不考慮球的轉(zhuǎn)動(dòng)和摩擦的情況下，可認(rèn)為臺(tái)球碰撞過(guò)程無(wú)機(jī)械能損失。如圖7所示，某次擊球，球A撞擊質(zhì)量相等且靜止的球B,使球B直接進(jìn)入中袋。兩球相碰時(shí)，球A的速度方向與兩球心的連線成一定夾角。下列說(shuō)法正確的是A.球B對(duì)球A做正功B.球A對(duì)球B的沖量與球B對(duì)球A的沖量大小相等，方向相反C.球A的速度變化量與球B的速度變化量方向不在同一直線上D.兩球碰撞后，球A和球B的速度相互垂直8.如圖8所示，輕彈簧上端固定，下端連接質(zhì)量為m的小球，小球靜止在光滑固定斜面上。給小球一個(gè)沿斜面向下的初速度，小球便沿斜面往復(fù)運(yùn)動(dòng)，空氣阻力可忽略，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。取平衡位置O處為原點(diǎn)，沿斜面向下為正方向，建立坐標(biāo)系，記小球振動(dòng)過(guò)程中位置坐標(biāo)為x。規(guī)定O處重力勢(shì)能為零，A表示小球離開平衡位置的最大距離。圖9中可能正確反映該小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度v、加速度a、動(dòng)能Ek以及重力勢(shì)能Ep隨x的變化關(guān)系的是9.如圖10所示，質(zhì)量為1kg、長(zhǎng)為9m的薄板A放在水平地面上，在大小為4N的水平向右外力F的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，薄板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,其速率達(dá)到2m/s時(shí)，質(zhì)量為1kg的物塊B以4m/s的速率由薄板A右端向左滑上薄板，A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,B可視為質(zhì)點(diǎn)。下列判斷正確的是A.當(dāng)A的速率減為0時(shí)，B的速率為2m/sB.從B滑上A到B掉下的過(guò)程中，A、B所組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.從B滑上A到B掉下的過(guò)程中，A、B和地面所組成的系統(tǒng)摩擦生熱9JD.從B滑上A到B掉下的過(guò)程中，A、B所組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少9J10.《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中記載牛頓是這樣研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的：如圖11所示，小球沿正多邊形的各邊做速度大小不變的運(yùn)動(dòng)，若正多邊形的邊數(shù)趨近于無(wú)窮大，則上述運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。牛頓提出設(shè)想后并沒(méi)有做進(jìn)一步的推導(dǎo)，若小明同學(xué)沿著牛頓的思路推導(dǎo)得出了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力表達(dá)式，他在研究過(guò)程中提出了一些假設(shè)，其中不合理的是A.小球在正多邊形的各個(gè)頂點(diǎn)處的碰撞是彈性碰撞B.小球每次碰撞時(shí)所受作用力的方向指向圓心C.因碰撞時(shí)間可以用周期和正多邊形的邊數(shù)表示，所以可以利用動(dòng)量定理得出向心力表達(dá)式D.因可以用正多邊形的邊長(zhǎng)與碰撞的作用力計(jì)算功，所以可以利用動(dòng)能定理得出向心力表達(dá)式第二部分本部分共8題，共70分。11.(4分)某同學(xué)用如圖12甲所示的裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)及其特點(diǎn)。鋼球在斜槽軌道某一高度處由靜止釋放，并從末端水平飛出。在裝置中有一個(gè)水平放置的可上下調(diào)節(jié)的傾斜擋板，實(shí)驗(yàn)前，先將一張白紙和復(fù)寫紙固定在裝置的背板上。鋼球落到擋板上擠壓復(fù)寫紙并在白紙上留下印跡。上下調(diào)節(jié)擋板，通過(guò)多次釋放鋼球，記錄鋼球所經(jīng)過(guò)的多個(gè)位置。以鋼球拋出時(shí)球心所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O,以水平向右和豎直向下分別為x軸和y軸的正方向，建立直角坐標(biāo)系，用平滑曲線把這些印跡連接起來(lái)，就得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖12乙所示。(1)對(duì)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是.A.每次必須從同一高度由靜止釋放鋼球B.斜槽軌道必須光滑C.擋板必須等間隔上下移動(dòng)D.裝置的背板必須豎直放置(2)通過(guò)研究得出鋼球在豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)之后，為進(jìn)一步研究鋼球在水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，該同學(xué)在軌跡上測(cè)出A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(x1,y?)、(x?,y?)和(x?,y?)。下列能夠說(shuō)明鋼球在水平方向的運(yùn)動(dòng)可能為勻速直線運(yùn)動(dòng)的是.A.若y?:y?:y?=1:3:5時(shí)，滿足x?:x?:x?=1:2:3B.若y?=y?-y?=y?-y?時(shí)，滿足x?:x?:x?=1:2:3C.在軌跡上取若干點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)，它們的坐標(biāo)可以用一條二次函數(shù)曲線擬合(即滿足y=k2)D.在軌跡上取若干點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)，畫出的y-x2圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線12.(11分)某同學(xué)用如圖13所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)下列說(shuō)法正確的是.A.本實(shí)驗(yàn)還需要天平、秒表B.和小車相連的細(xì)線與長(zhǎng)木板不一定要平行C.應(yīng)該先釋放小車，再接通電源D.平衡摩擦的目的是為了使小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受合力的大小等于細(xì)線拉力的大小(2)某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶如圖14所示，每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出。已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為50Hz。根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為m/s2,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)小車的速度為m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(3)該同學(xué)在探究“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持小吊盤及盤中砝碼的總質(zhì)量m不變，通過(guò)改變小車中的重物來(lái)改變小車的質(zhì)量M,分別測(cè)出小車相應(yīng)的加速度。為了通過(guò)圖像直觀地判斷小車的加速度a與質(zhì)量M之間是否成反比，應(yīng)該做出a與的圖像。(4)該同學(xué)在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，首先平衡了小車所受的摩擦力，然后保持小車的質(zhì)量M不變，改變小吊盤中砝碼數(shù)量來(lái)改變細(xì)線對(duì)小車的拉力。小吊盤及盤中砝碼的總質(zhì)量用m表示。若該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中逐漸增加盤中砝碼的數(shù)量，直到m=M。實(shí)驗(yàn)中他操作過(guò)程規(guī)范，并正確測(cè)量獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，則圖15所示圖像能正確反映小車的加速度a和m之間關(guān)系的是。13.(8分)如圖16所示，質(zhì)量為m的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從光滑固定斜面頂端由靜止滑下。已知斜面的傾角為θ、長(zhǎng)度為L(zhǎng),重力加速度為g。求：(1)滑塊滑到斜面底端所用的時(shí)間。(2)滑塊滑到斜面底端時(shí)速度的大小。(3)滑塊滑到斜面底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率。14.(8分)如圖17所示，質(zhì)量m=0.40kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))在粗糙水平桌面上以初速度v?=3.0m/s做直線運(yùn)動(dòng)，飛離桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，最終落在水平地面上。已知物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,在桌面上滑行的長(zhǎng)度L=1.0m,桌面離地面高度h=0.80m,取重力加速度g=10m/s2。求：(1)物體落地點(diǎn)與桌面邊緣的水平距離s。(2)物體落地時(shí)的速度大小v。(3)物體平拋過(guò)程中重力的沖量I。15.(8分)如圖18所示，粗糙水平面AB長(zhǎng)為4R,與豎直面內(nèi)半徑為R的光滑半圓形軌道在B點(diǎn)相接。質(zhì)量為m的物體甲(可視為質(zhì)點(diǎn))將彈簧壓縮到A點(diǎn)后由靜止釋放，甲脫離彈簧后，在水平面滑行一段距離后滑上豎直軌道，并恰好能通過(guò)C點(diǎn)。已知甲與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度為g。(1)求甲通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度大小。(2)求彈簧被壓縮到A點(diǎn)時(shí)的彈性勢(shì)能。(3)若在B點(diǎn)放置另一個(gè)質(zhì)量為3m的物體乙(可視為質(zhì)點(diǎn)，圖中未畫出),使甲把彈簧仍然壓縮到A點(diǎn)，由靜止釋放甲，甲、乙發(fā)生彈性正碰后，撤去甲，此后乙沿半圓形軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明乙離開半圓形軌道后將如何運(yùn)動(dòng)。16.(9分)19世紀(jì)末，有科學(xué)家提出了太空電梯的構(gòu)想：在赤道上建設(shè)一座直到地球同步衛(wèi)星軌道的高塔，并在塔內(nèi)架設(shè)電梯。這種電梯可用于發(fā)射人造衛(wèi)星，其發(fā)射方法是將衛(wèi)星通過(guò)太空電梯緩慢地提升到預(yù)定軌道高度處，然后再啟動(dòng)推進(jìn)裝置將衛(wèi)星從太空電梯發(fā)射出去，使其直接進(jìn)入預(yù)定圓軌道。已知地球質(zhì)量為M、半徑為R、自轉(zhuǎn)周期為T,萬(wàn)有引力常量為G。(1)求高塔的高度h?。(2)若某次通過(guò)太空電梯發(fā)射質(zhì)量為m的衛(wèi)星時(shí)，預(yù)定其軌道高度為h(h<h?)。①若該衛(wèi)星上升到預(yù)定軌道高度時(shí)與太空電梯脫離，脫離時(shí)衛(wèi)星相對(duì)太空電梯的速度可視為零，試分析說(shuō)明衛(wèi)星剛脫離太空電梯后相對(duì)地心，將做加速直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、近心運(yùn)動(dòng)還是離心運(yùn)動(dòng)?②太空電梯把衛(wèi)星運(yùn)送到預(yù)定軌道高度后，需用推進(jìn)裝置將衛(wèi)星在預(yù)定軌道處發(fā)射進(jìn)入預(yù)定軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以地心為參考系，求推進(jìn)裝置需要做的功W。17.(10分)風(fēng)洞是用來(lái)模擬物體周圍氣體流動(dòng)情況并可量度氣流對(duì)物體作用效果的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。取重力加速度為g。(1)在一次檢驗(yàn)飛機(jī)性能的試驗(yàn)中，風(fēng)洞管道豎直截面圖如圖19所示，管道中有水平向右的氣流，AB是飛機(jī)模型的截面，輕繩OP拉住模型，當(dāng)模型在氣流中保持靜止時(shí)，輕繩恰好水平，已知?dú)饬鲗?duì)模型的作用力垂直于模型截面，模型截面與水平面夾角為θ。求剪斷輕繩的瞬間，模型加速度的大小。(2)為測(cè)定某火箭的力學(xué)性能，采用了縮比模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，即將與火箭材料相同的火箭模型放入風(fēng)洞并固定，如圖20所示。試驗(yàn)時(shí)，空氣由管道1流入管道2,空氣與模型截面垂直作用，模型單位面積所能承受的最大作用力為f,假設(shè)空氣分子與模型作用后其定向運(yùn)動(dòng)速度(氣體流速)減為零。①為研究問(wèn)題方便，設(shè)空氣分子的平均質(zhì)量為m?,氣流穩(wěn)定時(shí)，管道2中空氣分子的數(shù)密度為n。為使模型不被破壞，求管道2中空氣與模型截面作用前可允許的最大流速v。②若質(zhì)量為M的火箭豎直升空，其與空氣垂直作用的等效面積為S,在火箭速度達(dá)到v?后，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)火箭做功的功率P。保持不變，火箭繼續(xù)加速。此后火箭上升高度h、所用時(shí)間為t時(shí)，速度達(dá)到最大，此時(shí)其所受空氣阻力為其所能承受最大作用力的一半。忽略火箭質(zhì)量的變化，求火箭在上述上升高度h的過(guò)程中，空氣阻力對(duì)火箭做的功。18.(12分)放置在水平平臺(tái)上的物體，其表觀重力在數(shù)值上等于物體對(duì)平臺(tái)的壓力，方向與壓力的方向相同。微重力環(huán)境是指系統(tǒng)內(nèi)物體的表觀重力遠(yuǎn)小于其實(shí)際重力(萬(wàn)有引力)的環(huán)境。此環(huán)境下，物體的表觀重力與其質(zhì)量之比稱為微重力加速度。(1