北京市朝阳区高三上学期期中考试物理试题及答案.doc

北京市朝阳区2013～2014学年度高三年级第一学期期中统一考试
物理试卷
2013．11
（考试时间90分钟 满分100分）
一、本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。把答案用2B铅笔填涂在答题卡上。
1．有一位科学家，他通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型。由于原子的稳定性与经典理论相矛盾，才导致玻尔提出背离经典物理学的量子化假设。这位提出原子核式结构模型的科学家被誉为原子物理学之父，他是
A．爱因斯坦 B．居里夫人 C．卢瑟福 D．贝克勒尔
2．放射性元素衰变时放出的三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是
A．γ射线、β射线、α射线 B．α射线、β射线、γ射线
C．γ射线、α射线、β射线 D．β射线、α射线、γ射线
3．根据爱因斯坦的光子说，光子能量E等于（h为普朗克常量，c为真空中的光速，λ光为在真空中的波长）
A． B． C． D．
4．一个氘核和一个氚核聚变成一个氦核，其核反应方程是，以下说法正确的是
A．X是质子，反应过程中有质量亏损
B．X是中子，反应过程中有质量亏损
C．X是质子，反应过程中没有质量亏损
D．X是中子，反应过程中没有质量亏损
5．如图所示是氢原子的能级图，现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子，受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为
A．3.4eV
B．10.2eV
C．12.09eV
D．13.6eV
6．船在静水中的速度为3.0 m/s，它要渡过宽度为30 m的河，河水的流速为2.0 m/s，则下列说法中正确的是
A．船不能渡过河 B．船渡河的速度一定为5.0 m/s
C．船不能垂直到达对岸 D．船到达对岸所需的最短时间为10 s
7．质量为M的原子核，原来处于静止状态。当它以速度v放出质量为m的粒子时（设v的方向为正方向），剩余部分的速度为
A． B． C． D．

8．物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强，其定义式为，它的单位是帕斯卡（Pa），是一个导出单位。在国际单位制中，力学的基本单位有：千克（kg）、米（m）、秒（s），用上述单位表示压强的单位应为
A．kg·m·s2 B．kg/(m·s2) C．kg·m2·s2 D．kg/(m2·s2)
9．如图1所示，一个静止在光滑水平面上的物块，在t=0时给它施加一个水平向右的作用力F，F随时间t变化的关系如图2所示，则物块速度v随时间t变化的图像是

A B C D
10．如图所示，一根轻杆（质量不计）的一端 以O点为固定转轴，另一端固定一个小球，小球以O点为圆心在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动。当小球运动到图中位置时，轻杆对小球作用力的方向可能
A．沿F1的方向 B．沿F2的方向
C．沿F3的方向 D．沿F4的方向
11．如图所示，一根质量不计的轻弹簧上端固定在天花板上，下端与一质量为m的托盘连接，托盘中有一个质量为M的砝码。当托盘静止时，弹簧的伸长量为L。现将托盘向下拉，弹簧又伸长了（未超过弹簧的弹性限度），然后使托盘由静止释放，则刚释放托盘时，砝码对托盘的作用力等于
A． B．
C． D．
12．如图所示，光滑小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点。现用水平力F缓慢地拉动斜面体，小球在斜面上滑动，细绳始终处于绷紧状态。小球从图示位置开始到离开斜面前，斜面对小球的支持力N以及绳对小球拉力T的变化情况是
A．N保持不变，T不断减小
B．N不断减小，T不断增大
C．N保持不变，T先减小后增大
D．N不断减小，T先减小后增大

13．课堂上老师给同学们布置了这样一个题目：
假设地球是一半径为R，质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。求矿井底部和地球表面处的重力加速度大小之比。
李明同学的思考过程如下：
由等式GM=gR2（G为引力常量，M为地球质量，R为地球半径，g为地球表面处的重力加速度）变形后得到，则矿井底部的重力加速度g′与地球表面处的重力加速度g大小之比。
下列说法中正确的是
A．李明的答案是正确的
B．李明的答案是错误的，因为等式GM=gR2不成立
C．李明的答案是错误的，因为本题不能用等式GM=gR2求解
D．李明的答案是错误的，本题虽然能用等式GM=gR2求解，但他分析问题时出现错误

二、本题共3小题，共20分。把答案填在答题卡相应的位置。
14．（3分）
在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是________（多选）。
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧竖直且在钩码静止时读数
C．用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几根不同的弹簧，分别测出一组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比一定相等
15．（6分）
某同学在做“研究平抛运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹。实验装置如图1所示。
（1）该同学做完实验后，提出了下列几条观点，其中正确的是________。（多选）
A．实验中应使斜槽轨道尽可能光滑
B．为使小球离开斜槽后能做平抛运动，斜槽末端的切线必须水平
C．为了使小球每次的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置由静止释放
D．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来
（2）图2为他通过实验记录的平抛运动轨迹的一部分，并在轨迹上标记了四个点a、b、c、d。已知小方格边长为L，重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度v0=________。

16．（11分）
某同学用如图1所示的实验装置研究小车在水平桌面上的运动，实验步骤如下：

a．安装好实验器材。
b．释放滑块，使滑块沿水平桌面运动，位移传感器每隔0.1s给出一次滑块与位移传感器之间的距离。该同学取出一部分数据，并将第一组数据做为记时零点，如下表所示。
时刻（s）
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
距离（m）
0.100
0.111
0.135
0.173
0.224
0.289
0.367
0.459
0.564
0.683
0.815
c．该同学判断出滑块沿水平桌面做匀加速直线运动。
d．分别计算出滑块在0.1s内、0.2s内、0.3s内……的位移x。
e．分别计算出位移x与对应时间t的比值。
f．以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，画出-t图线。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）根据实验数据，可知t=0时滑块与位移传感器之间的距离d=________m。
（2）该同学在图2中标出了除t=0.4s时的各个坐标点，请你在该图中标出t=0.4s时对应的坐标点，并画出-t图线。
（3）根据-t图线可求出滑块的加速度a=________m/s2。（保留3位有效数字）
（4）若将-t图线延长，发现图线与轴有一交点，其原因是______________________。

三、本题共5小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。把答案填在答题卡相应的位置。
17．（6分）
如图所示为跳台滑雪的示意图。一名运动员在助滑路段取得高速后从a点以水平初速度v0=15m/s飞出，在空中飞行一段距离后在b点着陆。若测得ab两点的高度差h=20m，不计空气阻力，g取10m/s2，求：
（1）运动员在空中飞行的时间；
（2）运动员在b点着陆前瞬间速度的大小。

18．（6分）
如图所示，置于圆形水平转台上的小物块随转台转动。若转台以某一角速度转动时，物块恰好与平台发生相对滑动。现测得小物块与转轴间的距离l=0.50m，小物块与转台间的动摩擦因数μ=0.20，设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。
（1）画出小物块随转台匀速转动过程中的受力示意图，并指出提供向心力的力；
（2）求此时小物块的角速度。

19．（7分）
已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。
（1）推导第一宇宙速度v的表达式；
（2）若已知地球自转的周期为T，求地球同步卫星距离地面的高度h。

20．（10分）
现有甲、乙两个小球（可视为质点），它们之间存在大小恒定的引力F。已知甲球质量为3m，乙球质量为m。A、B为光滑水平面上的两点，距离为L。某时刻甲球以向左的速度v0经过A点，同时乙球以向右的速度v0经过B点，求：
（1）甲球加速度的大小；
（2）当两球相距最远时，甲球速度的大小；
（3）甲、乙两球的最大距离。

21．（12分）
如图1所示，质量m=1.0kg的物块，在水平向右、大小F=5.0N的恒力作用下，沿足够长的粗糙水平面由静止开始运动。在运动过程中，空气对物块的阻力沿水平方向向左，其大小f空=kv，k为比例系数，f空随时间t变化的关系如图2所示。g取10m/s2。

（1）求物块与水平面间的动摩擦因数μ；
（2）估算物块运动的最大速度vm；
（3）估算比例系数k。

北京市朝阳区2013～2014学年高三年级第一学期期中统一考试
物理试卷参考答案 2013．11

一、本题共13小题，每小题3分，共39分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
C
A
A
B
C
D
B
B
C
C
A
D
D

二、本题共3小题，共20分。
14．AB………………………………………………………………………………………（3分）
15．（1）BC…………………………………………………………………………………（3分）
（2）………………………………………………………………………………（3分）
16．（1）0.100………………………………………………………………………………（2分）
（2）如下图所示…………………………………………………………………………（3分）

（3）1.35±0.05…………………………………………………………………………（3分）
（4）t=0时滑块有速度…………………………………………………………………（3分）

三、本题共5小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
17．（6分）
解：（1）因为
所以 s…………………………………………………………（3分）
（2）运动员着陆前瞬间，在竖直方向的速度
m/s
则运动员在b点着陆前瞬间速度的大小
m/s…………………………………………………（3分）

18．（6分）
解：（1）小物块随转台匀速转动过程中的受力情况如右图所示，摩擦力f提供向心力。……………………………………………………………………（3分）
（2）小物块恰好发生相对滑动，它所受的摩擦力

根据牛顿第二定律有

所以 rad/s……………………………………………………（3分）

19．（7分）
解：（1）设地球质量为M，若质量为m的卫星在近地轨道以第一宇宙速度v运动，则有

所以 ………………………………………………………………（3分）
（2）设某颗地球同步卫星的质量为，根据牛顿第二定律有

设在地球表面有一个质量为m2的物体，则有

所以 ………………………………………………………（4分）

20．（10分）
解：（1）根据牛顿第二定律可知，甲球的加速度
…………………………………………………………………（2分）
（2）当两球间距离达到最大时，两球的速度相同，设此速度为v。取甲、乙两球为系统，系统合外力为零，所以系统动量守恒。取水平向左为正方向，则有

所以 ……………………………………………………………………（3分）
（3）设经过时间t，两球间距离达到最大，则有

在这段时间中，甲球向左运动的距离

乙球向右运动的距离

所以两球的最大距离
……………………………………………（5分）
21．（12分）
解：（1）设水平面对物块的摩擦力为f。由题意可知，最终物块做匀速直线运动。，则有

又因为
所以 …………………………………………………………………（4分）
（2）在0~2s内，根据动量定理有

由图2可知，
所以 m/s……………………………………………………………（5分）
（3）因为
所以 k = 2.0 kg/s………………………………………………………………（3分）