北京市四中顺义分校2019届高三物理上学期期中试卷（含解析）.docx

2018-2019学年北京四中顺义分校高三（上）期中物理试卷一、单选题1. 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。如图所示，某同学坐在列车的车厢内，列车正在前进中，桌面上有一个小球相对桌面静止。如果他发现小球突然运动，可以根据小球的运动，分析判断列车的运动。下列判断正确的是A. 小球相对桌面向后运动，可知列车在匀速前进B. 小球相对桌面向后运动，可知列车在减速前进C. 小球相对桌面向前运动，可知列车在加速前进D. 小球相对桌面向前运动，可知列车在减速前进【答案】D【解析】试题分析：若小球相对桌面向后运动，说明列车的速度大于小球的速度，故可知列车在加速前进，选项AB错误；若小球相对桌面向前运动，可知列车没有小球的速度大，故列在减速前进，选项C错误，D正确。考点：参照物。2.竖直升空的模型火箭，其图象如图所示，由图可知A. 火箭上升的最大高度为40mB. 火箭上升的最大高度为120mC. 火箭经过6s落回地面D. 火箭上升过程中的加速度大小始终是【答案】B【解析】试题分析：在速度时间图像中可知，图像所包面积即为上升高度，A错、B对；6s内速度方向不变，知火箭一直上升，C错；从速度时间图像我们可知上升过程分为两段，02s，火箭加速上升，加速度大小为20m/s2，2s_4s内火箭减速上升，加速度大小为，D错。考点：速度时间图像。【名师点睛】图线与时间轴围成的“面积”的意义图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的物体的位移若该面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为正方向；若该面积在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为负方向3.如图所示，在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程关于她的实验现象，下列说法中正确的是（）A. 只有“起立”过程，才能出现失重的现象B. 只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象C. “下蹲”的过程，先出现超重现象后出现失重现象D. “起立”、“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象【答案】D【解析】 “起立”的过程加速度首先向上加速，然后加速度向下减速，因此先超重后失重，故A项错误； “下蹲”的过程加速度首先向下加速，然后加速度向上减速，因此先失重后超重，故B、C项错误； “起立”过程中先出现超重后失重的现象，故D项正确故选D点睛：对于超重还是失重的判断，关键取决于加速度的方向：当物体的加速度向上时，处于超重状态；当加速度方向向下时，处于失重状态4.2003年10月15日，我国成功发射了“神舟”五号载人宇宙飞船。火箭全长，起飞质量为480t，刚起飞时，火箭竖直升空，航天员杨利伟有较强的超重感，仪器显示他对座舱的最大压力达到他体重的5倍。点火发射时，火箭的最大推力取A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】对宇航员，由牛顿第二定律：， 对火箭由牛顿第二定律： 解得： 故火箭的最大推力为。故B正确，ACD错误。故选B。5. 关于做平抛运动的物体，下列说法中正确的是A. 从同一高度以不同速度水平抛出的物体，在空中的运动时间不同B. 以相同速度从不同高度水平抛出的物体，在空中的运动时间相同C. 平抛初速度越大的物体，水平位移一定越大D. 做平抛运动的物体，落地时的速度与抛出时的速度大小和抛出时的高度有关【答案】D【解析】试题分析：根据可知，从同一高度以不同速度水平抛出的物体，在空中的运动时间相同，选项A错误；以相同速度从不同高度水平抛出的物体，在空中的运动时间不相同，选项B错误；根据可知平抛初速度越大的物体，水平位移不一定越大，选项C错误；做平抛运动的物体，落地时的速度与抛出时的速度大小和抛出时的高度有关，选项D正确；故选D.考点：平抛运动【名师点睛】此题是对平抛物体的运动的规律的考查；解题的关键是知道平抛运动在水平方向是匀速直线运动，而在竖直方向是自由落体运动，结合平抛运动在两个方向的运动规律即可进行讨论解答；此题是基础题.6.假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（ ）A. 地球公转周期大于火星的公转周期 B. 地球公转的线速度小于火星公转的线速度C. 地球公转的加速度小于火星公转的加速度 D. 地球公转的角速度大于火星公转的角速度【答案】D【解析】【详解】两天体运动均为万有引力提供向心力，即，解得，.因此，轨道半径越大、线速度v越小、角速度越小、周期T越大、向心加速度a越小，而r火r地，可得选项D正确。7. 已知万有引力恒量G，根据下列哪组数据可以计算出地球的质量（ ）A. 卫星距离地面的高度和其运行的周期B. 月球自转的周期和月球的半径C. 地球表面的重力加速度和地球半径D. 地球公转的周期和日地之间的距离【答案】A【解析】试题分析：知道卫星的离地高度和周期，有：，由于地球的半径R不知道，不能计算出地球的质量，故A错误；月球是卫星，要知道公转周期和公转半径才能求解地球的质量，故B错误；知道地球表面的重力加速度和地球半径，有：，可以解出地球的质量，故C正确；知道地球公转的周期和日地之间的距离，根据太阳对地球的万有引力提供向心力，可以求解出太阳的质量，故D错误；考点：考查了万有引力定律的应用【名师点睛】在万有引力这一块，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是非常大的，所以需要细心计算8.如图所示，长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端安装在固定转轴O上，杆可在竖直平面内绕轴O无摩擦地转动若在最低点P处给小球一沿切线方向的初速度，不计空气阻力，则A. 小球不可能到达圆轨道的最高点QB. 小球能到达圆周轨道的最高点Q，且在Q点受到轻杆向上的弹力C. 小球能到达圆周轨道的最高点Q，且在Q点受到轻杆向下的弹力D. 小球能到达圆周轨道的最高点Q，但在Q点不受轻杆的弹力【答案】D【解析】【详解】根据动能定理得：；把，代入解得：。则小球能够到达最高点Q，根据向心力公式可知：；解得：，故小球能到达最高点，但在Q点不受轻杆的弹力；故D正确，ABC错误。故选D。【点睛】本题考查机械守恒定律以及向心力公式的应用，要注意明确连接小球的为轻杆，只要到达最高点时的速度大于等于零，小球即可以到达最高点9.在水平桌面上有一个倾角为的斜面体一个质量为m的物块，在平行于斜面的拉力F作用下，沿斜面向上做匀速运动斜面体始终处于静止状态已知物块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为下列结论正确的是A. 斜面对物块的摩擦力大小是FB. 斜面对物块的摩擦力大小是C. 桌面对斜面体的摩擦力大小是0D. 桌面对斜面体的摩擦力大小是【答案】D【解析】【详解】对m受力分析可知，m受重力、支持力及拉力的作用及摩擦力的作用而处于平衡状态；则在沿斜面方向上有：；故A错误；斜面对物块的摩擦力大小是；故B错误；对整体受力分析可知，整体受重力、支持力、拉力的作用，因拉力有水平向右的分量，故地面一定对斜面体有向左的摩擦力；大小为；故C错误；D正确；故选D。【点睛】本题要注意m受到的是滑动摩擦力；而地面对斜面体的摩擦力为静摩擦力；要注意明确两种摩擦力的计算方法不相同；同时要注意灵活选择研究对象，做好受力分析10.质量为m的物体以加速度匀加速下降距离h的过程中正确的是A. 物体的动能增加了mghB. 物体的重力势能减少了C. 物体所受合力为D. 物体的机械能减少了【答案】D【解析】【详解】由动能定理可得动能的改变量，所以物体的动能增加，故A错误；重力做功，所以物体的重力势能减少mgh，故B错误；由动能定理可得动能的改变量，所以物体所受合力做功为，故C错误；物体的动能增加，重力势能减少mgh，物体的机械能减少了，故D正确。故选D.【点睛】本题关键在于各种功的物理意义：重力做功等于重力势能的减小量；而合力的功等于动能的改变量；除重力外其余力做的功等于机械能的变化量11.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经t时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v在此过程中（ ）A. 地面对他的冲量为mv+mgt，地面对他做的功为B. 地面对他的冲量为mv+mgt，地面对他做的功为零C. 地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为D. 地面对他的冲量为mv-mgt，地面对他做的功为零【答案】B【解析】试题分析：人的速度原来为零，起跳后变化v，以向上为正方向，由动量定理可得，故地面对人的冲量为，人在跳起时，地面对人的支持力竖直向上，在跳起过程中，在支持力方向上没有位移，地面对运动员的支持力不做功，故D正确。考点：考查了动量定理，功的计算【名师点睛】在应用动量定理时一定要注意冲量应是所有力的冲量，不要把重力漏掉视频12.类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由图象求位移的方法。请你借鉴此方法分析下列说法，其中不正确的是A. 由加速度时间图线和横轴围成的面积可以求出对应时间内做直线运动物体的速度变化量B. 由力速度图线和横轴围成的面积可以求出对应速度变化过程中力做功的功率C. 由力位移图线和横轴围成的面积可以求出对应位移内力所做的功D. 由力时间图线和横轴围成的面积可以求出对应时间内F的冲量【答案】B【解析】【详解】在坐标系中，图线和横轴围成的面积为；加速度时间图线和横轴围成的面积表示，即表示速度的改变量；故A正确；图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于Fv，即瞬时功率，故图象与横轴围成的面积不一定等于Fv，即不是对应速度变化过程中力做功的功率，故B不正确；图线和横轴围成的面积表示，即面积表示对应位移内力所做的功力F的总功，故C正确；由力时间图线和横轴围成的面积表示，即面积可以求出对应时间内F的冲量。故D正确；本题选不正确的，故选B。【点睛】本题的关键明确在坐标系中，图线和横轴围成的面积为：；可以根据此方法求解功、速度改变量等。二、填空题13.如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则_Am1m2, r1r2 Bm1m2, r1m2，r1r2 Dm1m2, r1r2(2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是_(填下列对应的字母) .A直尺 B游标卡尺 C天平 D弹簧测力计 E秒表(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式(用m1、m2及图中字母表示)_成立，即表示碰撞中动量守恒【答案】 (1). (1)C (2). (2)AC (3). (3)【解析】（1）在小球碰撞过程中，水平方向取向右为正方向，由碰撞中的不变量是动量得：，在碰撞过程中机械能守恒：，联立解得：，要碰后入射小球的速度，则有，即，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，即，选C。（2）P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，小球离开轨道后做平抛运动，运动时间，即平抛运动的时间相同，碰撞前入射小球的速度，碰撞后入射小球的速度，碰撞后被碰小球的速度，若，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中的不变量是动量，将三个速度代入得：，故需要测量的工具有刻度尺和天平，故选AC；（3）由（2）可知，实验需要验证的表达式为：14.2016年2月11日，美国“激光干涉引力波天文台”（LIGO）团队向全世界宣布发现了引力波，这个引力波来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统的合并。已知光在真空中传播的速度为c，太阳的质量为M0，万有引力常量为G。（1）两个黑洞的质量分别为太阳质量的26倍和39倍，合并后为太阳质量的62倍。利用所学知识，求此次合并所释放的能量。（2）黑洞密度极大，质量极大，半径很小，以最快速度传播的光都不能逃离它的引力，因此我们无法通过光学观测直接确定黑洞的存在。假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体。a因为黑洞对其他天体具有强大的引力影响，我们可以通过其他天体的运动来推测黑洞的存在。天文学家观测到，有一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T，半径为r0的匀速圆周运动。由此推测，圆周轨道的中心可能有个黑洞。利用所学知识求此黑洞的质量M；b严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识，但早在相对论提出之前就有人利用牛顿力学体系预言过黑洞的存在。我们知道，在牛顿体系中，当两个质量分别为m1、m2的质点相距为r时也会具有势能，称之为引力势能，其大小为（规定无穷远处势能为零）。请你利用所学知识，推测质量为M的黑洞，之所以能够成为“黑”洞，其半径R最大不能超过多少？【答案】（1）3M0c2（2）；【解析】试题分析：（1）（6分）合并后的质量亏损根据爱因斯坦质能方程得合并所释放的能量（2）a（6分）小恒星绕黑洞做匀速圆周运动，设小恒星质量为m根据万有引力定律和牛顿第二定律解得b（6分）设质量为m的物体，从黑洞表面至无穷远处；根据能量守恒定律解得因为连光都不能逃离，有v = c 所以黑洞的半径最大不能超过考点：万有引力与航天，能量守恒。三、实验题探究题15.某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为6V的交流电和直流电，交流电的频率为重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。他进行了下面几个操作步骤：A.按照图示的装置安装器件；B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C.用天平测出重锤的质量；D.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；E.测量纸带上某些点间的距离；F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。其中没有必要进行的步骤是_，操作不当的步骤是_。这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示。其中0点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点。根据纸带上的测量数据，当打B点时重锤的速度为_。保留3位有效数字他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以为纵轴、以h为横轴画出的图象，应是图丙中的_。【答案】 (1). C (2). B (3). 1.84 (4). C【解析】（1）将打点计时器接到电源的“交流输出”上，故B错误，操作不当；因为我们是比较mgh、的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C没有必要故答案为：C，B；（2）匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可以求出B点的速度大小为；（3）他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以为纵轴、以h为横轴画出的图象，根据，所以应是图中的C四、计算题16. 天宫二号在距地面h高度处绕地球做匀速圆周运动。2016年10月19日，神舟十一号飞船发射成功，与天宫二号空间站圆满完成自动交会对接。已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。（1）求天宫二号在轨运行线速度v的大小；（2）求天宫二号在轨运行周期T；（3）若天宫二号在轨运行周期T = 90分钟，在赤道上空由西向东运动。请结合计算，分析说明天宫二号中的航天员在24小时之内大约能看到几次日出。【答案】（1）；（2）；（3）16。【解析】试题分析：（1）设天宫二号质量为m，根据万有引力定律和牛顿第二定律万有引力提供向心力解得线速度（2）根据周期公式或解得周期（3）一天之内，可认为地球相对于太阳的位置近似不变，所以天宫二号绕行地球一周，可看到1次日出。因为在24小时之内天宫二号绕地球的圈数圈，所以一天之内大约能看到16次日出。考点：万有引力与航天。17.如图所示为竖直放置的四分之一圆弧轨道，O点是其圆心，半径，OA水平、OB竖直轨道底端距水平地面的高度从轨道顶端A由静止释放一个质量的小球，小球到达轨道底端B时，恰好与静止在B点的另一个相同的小球发生碰撞，碰后它们粘在一起水平飞出，落地点C与B点之间的水平距离忽略空气阻力，重力加速度求：两球从B点飞出时的速度大小；碰撞前瞬间入射小球的速度大小；从A到B的过程中小球克服阻力做的功【答案】（1）1m/s （2）2m/s （3）0.6J【解析】（1）从A点运动的小球向下运动的过程中机械能守恒，得： 代入数据得：v1=4m/s（2）两球做平抛运动，根据平抛运动规律得：竖直方向上有：h gt2代入数据解得：t=0.4s水平方向上有：x=v2t代入数据解得：v2=1m/s（3）两球碰撞，规定向左为正方向，根据动量守恒定律得：mv1=（m+m）v2解得：m=3m=30.1=0.3kg碰撞后两个小球受到的合外力提供向心力，则：FN(m+m)g(m+m) 代入数据得：FN=4.5N由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力也是4.5N，方向竖直向下18. 如图 1 所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一小球（可视 为质点），弹簧处于