北京市第四中学2016届高三上学期期中考试物理试卷含答案.doc

北京四中2016届高三上学期期中考试
物 理 试 卷

（试卷满分为100分，考试时间为100分钟）

一．选择题（本大题共16小题；每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有一个选项或多个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1．下面列举了四个物理量的单位，其中属于国际单位制（SI）的基本单位的是( )
A．千克（kg） B．牛顿（N）
C．安培（A） D．库仑（C）

2．如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度是v1，经过一小段时间之后，速度变为v2，Δv表示速度的变化量。由图中所示信息可知( )
v2
v1
Δv
A．汽车在做加速直线运动
B．汽车的加速度方向与v1的方向相同
C．汽车的加速度方向与v1的方向相反
D．汽车的加速度方向与Δv的方向相反

3．下列关于功和机械能的说法，正确的是 ( )
A．在空气阻力不能忽略时，物体重力势能的减少量不等于重力对物体所做的功
B．合力对物体所做的功等于物体动能的变化量
C．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关
D．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量

4．我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交捧”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则（ ）
A．甲对乙的冲量大小一定等于乙对甲的冲量大小
B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功

θ

5．如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的光滑斜面加速下滑，在箱子正中央夹有一只质量为m的苹果，它受到周围苹果对它作用力的方向是（ ）
A．沿斜面向上 B．沿斜面向下
C．垂直斜面向上 D．竖直向上

6．如图所示，a、b两个质量相同的球用轻线连接，a球用轻线挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个可能是正确的（ ）

7．一个物体做平抛运动，已知重力加速度为g。根据下列已知条件，既可以确定初速度大小，又可以确定飞行时间的是( )
A．水平位移大小 B．下落高度
C．落地时速度大小和方向 D．从抛出到落地的位移大小
O
A
B
F
a

8．质量为m1的物体放在A地的地面上，用竖直向上的力F拉物体，物体在竖直方向运动时产生的加速度a与拉力F的关系如图中直线A所示；质量为m2的物体在B地的地面上做类似的实验，得到加速度a与拉力F的关系如图中直线B所示，A、B两直线交纵轴于同一点，设A、B两地的重力加速度分别为g1和g2，由图可知（ ）
A． B．
C． D．

9．类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由v-t图象求位移的方法。请你借鉴此方法分析下列说法，其中正确的是( )
A．由a-t（加速度-时间）图线和横轴围成的面积可求出对应时间内做直线运动物体的速度变化量
B．由F-v（力-速度）图线和横轴围成的面积可求出对应速度变化过程中力做功的功率
C．由F-x（力-位移）图线和横轴围成的面积可求出对应位移内力所做的功
D．由ω-r（角速度-半径）图线和横轴围成的面积可求出对应半径变化范围内做圆周运动物体的线速度

10．一个小球从高处由静止开始落下，从释放小球开始计时，规定竖直向上为正方向，落地点为重力势能零点。小球在接触地面前、后的动能保持不变，且忽略小球与地面发生碰撞的时间以及小球运动过程中受到的空气阻力。图中分别是小球在运动过程中的位移x、速度v、动能Ek和重力势能Ep随时间t变化的图象，其中正确的是（ ）

A
B
地球
11．如图所示，一航天器围绕地球沿椭圆形轨道运动，地球的球心位于该椭圆的一个焦点上，A、B两点分别是航天器运行轨道上的近地点和远地点。若航天器所受阻力可以忽略不计，则该航天器（ ）
A．运动到A点时其速度如果能增加到第二宇宙速度，那么它将不再围绕地球运行
B．由近地点A运动到远地点B的过程中动能减小
C．由近地点A运动到远地点B的过程中万有引力做正功
D．在近地点A的加速度小于它在远地点B的加速度

12．如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为2m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g，不计空气阻力) （ ）
A． B． C． D．0

13．高水速切割是一种高科技工艺加工技术，为完成飞机制造工程中高难度的工艺加工而特制了一台高压水切割坐标机器人，该机器人的喷嘴直径为0.5mm，喷嘴射流速度为空气中音速的3倍，假设水流射到工件上后的速度变为零。已知空气中音速约为m/s，水的密度为1×103kg/m3，高速射流在工件上产生的压力约为( )
A．2000N B．200N C．20N D．2N

14．小球A以速度v0向右运动，与静止的小球B发生碰撞，碰后A、B球的速度大小分别为则A、B两球的质量比可能是（ ）
A．1:2 B．2:3 C．3:2 D．2:5

y

x

O

θ
A

15．如图所示为竖直平面内的直角坐标系。一个质量为m的质点，在恒力F和重力的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线OA斜向下运动，直线OA与y轴负方向成θ角（θ<90º）。不计空气阻力，重力加速度为g，则以下说法正确的是( )
A．当F =mgtanθ时，质点的机械能守恒
B．当F =mgsinθ时，质点的机械能守恒
C．当F =mgtanθ时，质点的机械能可能减小也可能增大
D．当F =mgsinθ时，质点的机械能可能减小也可能增大

16．物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m0的质点距质量为M0的引力源中心为r0时，其万有引力势能（式中G为引力常数）。一颗质量为m的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行，已知地球的质量为M，由于受高空稀薄空气的阻力作用，卫星的圆轨道半径从r1逐渐减小到r2。若在这个过程中空气阻力做功为Wf，则在下面给出的Wf的四个表达式中正确的是( )
A． B．
C． D．

二．解答题（本大题共6小题，共52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．A、B两物体在同一直线上运动，当它们相距7m时，A在水平拉力和摩擦力的作用下，正以4m/s的速度向右做匀速运动，而物体B此时速度为10m/s，方向向右，它在摩擦力作用下做匀减速运动，加速度大小为2m/s2。求：
(1)A追上B之前两者之间的最大距离；
(2) A追上B所用的时间。

θ
L

18．如图所示，一质量m=0.20kg的滑块（可视为质点）从固定的粗糙斜面的顶端由静止开始下滑，滑到斜面底端时速度大小v=4.0m/s。已知斜面的倾角θ=37°，斜面长度L=4.0m，sin37°=0.60，cos37°=0.80，若空气阻力可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）滑块沿斜面下滑的加速度大小；
（2）滑块与斜面间的动摩擦因数；
A
l
l
B
O

（3）在整个下滑过程中重力对滑块的冲量大小。

19．如图所示，质量为m的小球B，用长为的细绳吊起处于静止状态，质量为m的A球沿半径为的光滑圆弧轨道，在与O点等高位置由静止释放，A球下滑到最低点与B球相碰，若A球与B球碰撞后立刻粘合在一起，求：
（1）A球下滑到最低点与B球相碰之前瞬间速度v的大小；
（2）A球与B球撞后粘合在一起瞬间速度v共的大小；
（3）A球与B球撞后的瞬间受到细绳拉力F的大小。
20．人类第一次登上月球时，宇航员在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度由静止同时释放，二者几乎同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面。已知引力常量为G，月球的半径为R。
（1）求月球表面的自由落体加速度大小；
（2）若不考虑月球自转的影响，求：
a．月球的质量M；
b．月球的“第一宇宙速度”大小v。

A
B
F
R

x
m
C

21．如图所示，光滑水平轨道右端B处平滑连接着一个在竖直面内、半径为R的光滑半圆轨道，在距离B为x的A点，用水平恒力F（未知）将质量为m的物块（可视为质点），从静止开始推到B处，且物块到B处时立即撤去恒力F，物块沿半圆轨道运动到轨道最高点C处后，又正好落回A点。已知重力加速度为g。求：
（1）水平恒力F对物块所做的功W与物块在光滑水平轨道运动的位移x的关系式；
（2）x取何值时，完成上述运动水平恒力F对物块所做的功最少，功的最小值为多少；
（3）x取何值时，完成上述运动水平恒力F最小，最小力为多大。
θ
A
B
d
O
x
22．（1）质量m=1.0kg的物块A（可视为质点）与轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在光滑斜面底端，斜面的倾斜角θ=30º。平衡时，弹簧的压缩量为x=0.20m，此时具有的弹性势能Ep=0.50J，物块A处在O时弹簧为原长，如图所示。一质量m=1.0kg物块B（可视为质点）从距离物块A为d=2.0m处从静止开始沿斜面下滑，与物体A发生碰撞后立刻一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动。求物块B向上运动到达的最高点与O的距离s。g=10m/s2

（2）如图所示，弹簧的一端固定在天花板上，另一端连接一个小球，弹簧质量不计，劲度系数为k，小球（可视为质点）的质量为m，将小球竖直悬挂起来，小球平衡的位置为坐标原点O。
x
O
将小球在竖直方向拉离平衡位置后释放，小球就在竖直方向运动起来。我们知道，以小球、地球、弹簧组成的系统，动能、弹性势能和重力势能的总和保持不变。如果把弹性势能和重力势能的和称为系统的势能，并规定小球处在平衡位置时系统的势能为零，请根据“功是能量转化的量度”，求小球运动到O点下方x处时系统的势能。

物理试题答题纸
班级 学号 姓名
一．选择题（填答题卡）

二．解答题（本大题共6小题，共52分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，并画出相应的受力图。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．
本题扣分：

18．
本题扣分：

θ
L

19．
本题扣分：

20．
本题扣分：

21．
本题扣分：

A
B
F
R

x
m
C

22．
本题扣分：
θ
A
B
d
O
x
（1）

x
（2）

参考答案：

一、 选择题：
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
AC
C
BC
AB
C
B
C
B
AC
B
题号
11
12
13
14
15
16

答案
AB
B
B
BD
BC
B

二、 计算题：
17.解：（1）AB速度相等时，距离最大

此时，
由题意可知，B物体经过5秒停下，此过程中，B经过的距离为：

A经过的距离为
此时，AB相距
说明A将在B静止后追上B，

18.解：（1）由运动学公式：
（2）由受力分析可知：,可得：μ=0.5
（3）
19.解：（1）由机械能守恒：
（2）AB小球组成的系统动量守恒：

（3）以A、B为研究对象：

20.解（1）

（2）a．不考虑地球自转的影响

b．月球的“第一宇宙速度”

20.（1）从A到C，根据动能定理：

可得：
此后物体做平抛运动：

可解得：
(2)完成该运动，物体须通过最高点。当通过最高点速度最小时，F做的功最少，此时应满足：
此时
(3)由上两问可知，恒力F大小：

即，F的最小值为mg

22.（1）解：
B物体下滑至与A碰撞前：

AB碰撞，根据动量守恒，碰后：
可得：
碰后AB和弹簧组成的系统，机械能守恒，并且AB在弹簧处分离，设AB分离瞬间速度为v’，则根据机械能守恒：

可得：
此后，B向上做匀减速运动，上升距离为：

即O与B运动的最高点之间的距离s为0.35米。
（2）解一：
小球静止时，弹簧的形变量为x0，有：
以平衡位置为零势能面，到O点下方x：
重力做功：
弹簧弹力做功
因此，在O下方x处系统势能为：

解二：当小球在竖直方向静止时，有：
当小球在竖直方向运动经过O点下方x时，所受合力大小为

此力的大小只与小球相对其平衡位置的距离x有关，这个力做功对应于系统的势能。画出合力F随x变化的图像：
图像中图线所围成的面积即为小球从x处回O点，合力F做功，

O点为系统势能零点，那么小球在x处的系统是能为：
F
x
O
x
kx