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东城区普通校2012-2013学年第一学期联考试卷 高三 物理（学科）
命题校：北京市第65中学 2012年11月 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 120 分，考试用时100分钟。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。祝各位考生考试顺利！ 第Ⅰ卷 一、单项选择（本题共12小题，每小题4分，共48分。每小题只有一个选项正确，把你认为正确选项前的字母填写在答题纸上） 1．做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的是（ ） A．速率 B．速度 C．合外力 D．加速度 【答案】B 速率是速度的大小，不一定变化，如匀速圆周运动；合外力决定加速度，若物体做匀变速曲线运动，则两者均不变化，如平抛运动。做曲线运动的物体的速度方向与轨迹的切线方向一致，故速度时刻变化，选B。 2．足球以8m/s的速度飞来，运动员把它以12m/s的速度反向踢出，踢球时间是0.2s，设球飞来的方向为正方向，则足球在这段时间内的加速度为（ ） A． -200m/s2 B． 200m/s2 C． -100m/s2 D． 100m/s2 【答案】C =-100m/s2，选C。 3．一个弹簧挂30N的重物时，弹簧伸长1.2cm，若改挂100N的重物时，弹簧总长为20cm，则弹簧的原长为（ ） A．12cm B．14cm C．15cm D．16cm 【答案】D 由题意可知，30=0.012k，100=k(0.20-),联立可解得=16cm。 4．汽车匀速行驶, 由甲地到乙地时速率为v1, 由乙地返回甲地时速率v2则往返全程的平均速率是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 由平均速率的定义可知=。选D。 5．如图1所示，某人通过定滑轮拉住一重物，当人向右跨出一步后，人与物仍保持静止，则 （ ） A．地面对人的摩擦力减小 B．地面对人的摩擦力不变 C．人对地面的压力增大 D．人对地面的压力减小 【答案】C 物体始终处于静止状态，所以绳子对物体的拉力始终等于mg，对人受力分析并正交分解如图： 由平衡条件得：N+mgsinθ=Mg，f=mgcosθ，当人拉着绳向右跨出一步后，θ将变小：所以：f=mgcosθ会变大，N=Mg-mgsinθ也将变大．故选：C。 6．汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0~60s内汽车的加速度随时间变化的图像如图2所示。则该汽车在0~60s内的速度－时间图像（即v-t图像）为图3中的（ ） 【答案】B 在加速度a与时间t图象中，前10s加速度为2m/s2，表示物体在做匀加速运动；中间30s加速度为零，说明物体在匀速直线运动；最后20s加速度为-1m/s2，说明物体在做匀减速运动．A、D图象中，中间时间段速度为零，不符合题意．所以是错误的；C图象中，最后时间段速度为负值且加速，不符合实际．所以也是错误的．故选B． 7．冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，其安全速度为( ) A． B．≤ C．≥ D．≤ 【答案】B 由题意可知，最大静摩擦力为重力的k倍，所以最大静摩擦力等于kmg，设运动员的最大的速度为V，则kmg=m ，解得 V=，故选B． 8．如图4所示，A、B两小球在光滑水平面上分别以动量p1=4 kg·m/s和p2=6 kg·m/s（向右为参考正方向）做匀速直线运动，则在A球追上B球并与之碰撞的过程中，两小球的动量变化量Δp1和Δp2可能分别为（ ） A．-2 kg·m/s， 3 kg·m/s B．-8 kg·m/s， 8 kg·m/s C．1 kg·m/s， -1 kg·m/s D．-2 kg·m/s， 2 kg·m/s 【答案】D 由动量守恒定律可知两小球的动量变化大小相等、方向相反，排除A、B；考虑到实际的运动情况，两球相碰后，B球的动量一定增大，A球的动量一定减小，排除C，故选D。 9．如图5所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动.图C中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是( ) 【答案】C 由A图可知，力F对物体做正功，机械能增加，不守恒，故A错误；由B图可知，力F做负功，机械能减小，故B错误；C图中物体斜面光滑，运动过程中只有重力做功，只有重力势能和动能的相互转化，机械能守恒，故C正确；D图中斜面粗糙，物体下滑中，摩擦力做负功，机械能减小，不守恒，故D错误．故选C． 10．如图6，分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一固定光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，F1、F2、F3做功的功率大小关系是（ ） 图6 A．P1=P2=P3 B．P1＞P2=P3 C．P3＞P2＞P1 D．P1＞P2＞P3 【答案】A 物体的加速度相同，说明物体受到的合力相同，即拉力F在沿着斜面方向的分力都相同，由于斜面的长度相同，物体的加速度相同，所以物体到达顶端的时候，物体的速度的大小也是相同的，根据功的公式W=FL可得，拉力在沿着斜面方向上的分力相同，位移相同，所以拉力做的功相同，由于物体的运动情况相同，所以物体运动的时间也相同，所以拉力的功率也就相同，所以A正确．故选A． 11．我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下（其它星体对它们的作用可忽略）绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动。由观察测得其运动周期为T，S1到O点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G。由此可求出S2的质量为（ ） ? A． B． C．? D． 【答案】B 设星体S1和S2的质量分别为m1、m2，星体S1做圆周运动的向心力由万有引力提供得： r1即 m2=，故选B． 12．质量为m的物体放在A地的水平面上，用竖直向上的力F拉物体，物体的加速度a与拉力F的关系如图7中直线①所示，用质量为的另一物体在B地做类似实验，测得a－F关系如图中直线②所示，设两地的重力加速度分别为g和 ，则（ ） A． B． C． D． 【答案】B 根据牛顿第二定律得，F-mg=ma，则a=-g．知图线的斜率表示质量的倒数，纵轴截距的大小表示重力加速度．从图象上看，②图线的斜率大于①图线的斜率，则，纵轴截距相等，则．故选B。 第Ⅱ卷 二．填空题（每空2分，共18分） 13．某同学用图8所示的装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验要证明的是动量守恒定律的成立，即m1v1＝m1v1′＋m2v2′。按这一公式的要求需测量两小球的质量和它们碰撞前后的水平速度，但实验中我们只需测量两小球的质量和飞行的水平距离。这是由于小球碰撞后做 运动，各次下落的高度相同，因而它们下落的_________也是相同的，测出小球飞行的水平距离，就可用水平距离代表小球的速度了，所以此实验中验证动量守恒式是 。 【答案】平抛 时间 A与B相撞后，B的速度增大，A的速度减小，碰前碰后都做平抛运动，高度相同，落地时间相同，所以Q点是没有碰时A球的落地点，R是碰后B的落地点，P是碰后A的落地点；根据两小球从同一高度开始下落，故下落的时间相同，根据动量守恒定律可得mAv0=mAv1+mBv2，故有mAv0t=mAv1t+mBv2t，即mAOP=mAOM+mBON. 14．在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如下图所示．其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50Hz该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中(单位：cm) （1）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是 点读数。(填A、B、C、D或E) （2）实验时，在释放重锤 （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。 （3）该实验中，为了求两点之间重锤的重力势能变化，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是： A．取当地的实际g值； B．根据打出的纸带，用Δs＝gT2求出； C．近似取10m/s2即可； D．以上说法都不对。 （4）如O点到某计时点的距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为 。 （5）若重锤质量m=2.00×kg，重力加速度g=9.80m/，由图中给出的数据，可得出从O到打下D点，重锤重力势能的减少量为 J，而动能的增加量为 J(均保留3位有效数字)。 【答案】（1）B （2）之前 （3）A（4）（5）0.380 J， 0.376 J （1）毫米刻度尺读数是应在最小刻度1mm的基础上向下一位估读，即应当保留到小数点后的两位12.40cm，所以B点读数不符合要求． （2）应该先接通打点计时器的电源，待打点稳定后再释放重锤。 （3）可得出从O到某点，重锤重力势能的减少量为：mgh，动能的增加为：mv2-0，所以验证机械能守恒应当减少的重力势能等于增加的动能，即：mgh=mv2 整理得：gh=v2 （4）从O到D点，重锤重力势能的减少量为：mghOD=0.200×9.80×0.1941J=0.380J 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小， vD= m/s=1.94m/s，动能的增加为：mvD2-0=0.376J。 三．计算题：本题共5小题，共54分。解答应有必要的文字说明、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，答案中必须写出数值和单位。 15．（10分）升降机由静止开始匀加速竖直上升2s， 速度达到v＝4m/s后，再匀速竖直上升5s，接着匀减速竖直上升3s才停下来。求升降机在题述过程中发生的总位移x=？ 【答案】见解析 匀加速阶段的位移 …………………..3分 匀速阶段的位移 …………………..3分 匀减速阶段的位移 …………………..2分 所以总位移 …………………..1分 16．（10分）已知月球的质量是地球质量的，月球半径是地球半径的，在月球表面16m处让质量m=50kg的物体自由下落，（已知地球表面的重力加速度g=10m/s2）。求： （1）月球表面的重力加速度是多大？ （2）物体下落到月球表面所用的时间t是多少？ （3）月球的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的多少倍？ 【答案】见解析 （1）对星球表面上质量为的物体： ………………..2分 …..1分 （2）由得： … ……………..2分 ………………..1分 （3）由得：………………..2分
………………..1分 17．（10分）如图所示，质量m=2.0kg的物体在恒力F=20N作用下，由静止开始沿水平面运动x=1.0m，力F与水方向的夹角α=37o，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5，求该过程中：（， g=10m/s2） （1）拉力F对物体所做的功W； （2）地面对物体的摩擦力f的大小； （3）物体获得的动能Ek。 【答案】见解析 （1）根据功的公式：… ……………..2分 解得：W=16 J … ……………..1分 （2）对物体进行受力分析，在竖直方向上有 … ……………..2分 解得： 所以： … ……………..1分 （3）根据动能定理有：… ……..2分 解得： … ……………..1分 18．（12分）如图所示，质量为M、内有半径R的半圆形轨道的槽体放在光滑的平台上，左端紧靠一台阶，质量为m的小物体从A点由静止释放，若槽内光滑。 求： （1）小物体滑到圆弧最低点时的速度大小v （2）小物体滑到圆弧最低点时，槽体对其支持力N的大小 （3）小物体上升的最大高度h 【答案】见解析 （1）设小物体由A落至圆弧最低点时的速度为v,取圆弧最低点为势能零点， 由机械能守恒定律得：mgR=mv2 … ……………..2分 得v= … ……………..1分 （2）在最低点对小球受力分析，由得：… ………..2分 … ……………..1分 （3）小物体向上运动的过程中，m与M组成的系统在水平方向的动量守恒： 设小球滑至最高点时m与M的共同速度为v′ 所以 mv＝（M+m）v′ … ……………..2分 解得：v′＝ … ……………..1分 此过程中系统机械能守恒，所以 mv2－（M+m）v′2=mgh … ……………..2分 解得m上升的最大高度h＝R. ……………..1分 19．（12分）如图所示，光滑水平面上静止放置着一辆平板车A。车上有两个小滑块B和C（都可视为质点），B与车板之间的动摩擦因数为μ，而C与车板之间的动摩擦因数为2μ，开始时B、C分别从车板的左、右两端同时以大小相同的初速度v0相向滑行。经过一段时间，C、A的速度达到相等，此时C和B恰好发生碰撞。已知C和B发生碰撞时两者的速度立刻互换，A、B、C三者的质量都相等，重力加速度为g。设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力。 求： （1）开始运动到C、A的速度达到相等时的时间t； （2）平板车平板总长度L； （3）若滑块C最后没有脱离平板车，求滑块C最后与车相对静止时处于平板上的位置。 【答案】见解析 （1）设A、B、C三者的质量都为m，从开始到C、A的速度达到相等这一过程所需的时间为t，对C由牛顿运动定律和运动学规律有： … ……………..1分 … ……………..1分 对A由牛顿运动定律和运动学规律有： … ……………..1分 ， … ……………..1分 联立以上各式解得： … ……………..1分 （2）对C，在上述时间t内的位移： … ……………..1分 对B，由牛顿运动定律和运动学规律有： … ……………..1分 ，…….1分 C和B恰好发生碰撞，有： ………..1分 解得： … ……………..1分 （3）对A，在上述时间t内的位移： 将t代入以上各式可得A、B、C三者的位移和末速度分别为： （向左），（向右），（向左） （向左），（向右） 所以：C相对A向左滑动的距离： … ……..1分 C和B发生碰撞时两者的速度立即互换、则碰后C和B的速度各为： （向右），（向左） 碰后B和A的速度相等。由分析可知，碰后B和A恰好不发生相对滑动，即保持相对静止一起运动。设C最后停在车板上时，共同速度为vt，由A、B、C组成的系统动量守恒可知： … ……………..1分 解得：vt＝0 这一过程中，设C相对于A向右滑行的距离为S2，由能量关系可知： … ……………..1分 解得： … ……………..1分 所以：滑块C恰好回到原来的位置，即滑块C最后停在车板右端。…..1分 | ||||||||||||||||||||||||||||||
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