2012-2013学年北京四中顺义分校高三（上）期中物理试卷（教师版）

2012-2013学年北京四中顺义分校高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一单项选择题（本题共15小题，每小题3分共45分）1（3分）（2014大连学业考试）用计算机辅助实验系统（DIS）做验证牛顿第三定律的实验，如图所示是把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果观察分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，以下结论的不正确的是（）A作用力与反作用力大小相等B作用力与反作用力方向相反C作用力与反作用力作用在同一物体上D作用力与反作用力同时存在，同时消失考点：牛顿第三定律菁优网版权所有专题：牛顿运动定律综合专题分析：作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，且同时产生、同时变化、同时消失，作用在不同的物体上解答：解：A、作用力与反作用力大小相等，方向相反故A、B正确 C、作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失，作用在不同的物体上故C错误，D正确本题选错误的，故选：C点评：解决本题的关键知道作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，且同时产生、同时变化、同时消失，作用在不同的物体上2（3分）（2013蓟县校级学业考试）游乐场中的一种滑梯如图所示小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则（）A下滑过程中支持力对小朋友做功B下滑过程中小朋友的重力势能增加C整个运动过程中小朋友的机械能守恒D在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功考点：动能定理的应用；机械能守恒定律菁优网版权所有专题：动能定理的应用专题分析：下滑过程中小朋友在支持力方向没有发生位移，支持力对小朋友不做功下滑过程中，小朋友高度下降，重力势能减小摩擦力做负功，机械能减小在水平面滑动过程中，摩擦力方向与位移方向相反，做负功解答：解：A、下滑过程中小朋友在支持力方向没有发生位移，支持力不做功故A错误 B、下滑过程中，小朋友高度下降，重力做正功，其重力势能减小故B错误 C、整个运动过程中，摩擦力做功，小朋友的机械能减小，转化为内能故C错误 D、在水平面滑动过程中，摩擦力方向与位移方向相反，摩擦力对小朋友做负功，故D正确故选D点评：判断力是否做功，可根据做功的两个要素，也可根据动能定理整个过程重力做正功，动能变化量为零，根据动能定理可判断出摩擦力做负功3（3分）（2008秋西城区期末）如图所示，三段不可伸长的轻绳OA、OB、OC，它们共同悬挂一重物其中OB绳是水平的，OA绳与水平方向成角，A、B端固定，C端所挂物体受重力为GOA、OB绳受到的拉力大小分别为T1、T2，则（）AT1= T2=BT1= T2=CT1=Gsin T2=GcosDT1=Gcos T2=Gtan考点：共点力平衡的条件及其应用菁优网版权所有专题：共点力作用下物体平衡专题分析：由题系统处于静止状态，以结点O为研究对象，分析受力情况，作出力图，由平衡条件求出AO绳和OB绳的拉力解答：解：以结点O为研究对象，分析受力情况，作出力图如图CO绳对O点的拉力大小等于重力mg，即FCO=mg由平衡条件得知：CO绳的拉力FCO和OB绳的拉力FBO的合力与FAO等值、反向由几何关系得：T1=FAO=.故A正确，B、C、D错误故选A点评：本题悬绳固定的物体平衡问题，往往以结点为研究对象，正确分析受力，作出力图，即可由平衡条件求解4（3分）（2014蓟县一模）质量为m的小物块，在与水平方向成a角的力F作用下，沿光滑水平面运动，物块通过A点和B点的速度分别是vA和vB，物块由A运动到B的过程中，力F对物块做功W和力F对物块作用的冲量I的大小是（）AW=mvmvBWmvmvCI=mvBmvADImvBmvA考点：动能定理的应用；动量定理菁优网版权所有专题：动能定理的应用专题分析：物体只在拉力做功的情况下前进，已知初末速度，故可由动能定理求出拉力做的功；由动量定理可求得力做功的冲量解答：解：由动能定理可得：F所做的功；，故A正确，B错误；由动量定理可得：合外力的冲量：I=mvBmvA； 而合外力为F在水平方向上的分量，故FF合，故F的冲量大于合外力的冲量，故C错误，D正确；故选AD点评：本题考查动能定理及动量定理的应用，要注意动量和动能的区别，动能为标量，而动量为矢量5（3分）（2008青岛二模）如图所示，某人将质量为m的石块从距地面h高处斜向上方抛出，石块抛出时的速度大小为v0，不计空气阻力，石块落地时的动能为（）AmghBCD考点：动能定理菁优网版权所有专题：动能定理的应用专题分析：根据动能定理求出石块落地时的动能大小解答：解：根据动能定理得，解得石块落地时的动能故D正确，A、B、C错误故选D点评：运用动能定理解题首先要确定研究对象和研究过程，分析有哪些力做功，根据动能定理列出表达式进行求解6（3分）（2013秋西城区校级期中）如图所示，在光滑的水平面上固定着两轻质弹簧，一弹性小球在两弹簧间往复运动，把小球和弹簧视为一个系统，则小球在运动过程中（）A系统的动量守恒，动能守恒B系统的动量守恒，机械能守恒C系统的动量不守恒，机械能守恒D系统的动量不守恒，动能守恒考点：动量定理菁优网版权所有专题：动量定理应用专题分析：根据动量守恒的条件判断系统动量是否守恒，根据能的转化，知系统有动能和弹性势能相互转化，机械能守恒解答：解：小球和弹簧组成的系统受到重力和水平地面的支持力两个外力，所受合外力等于零，动量守恒；在运动过程中，小球和槽通过弹簧相互作用，但因为只有弹簧的弹力做功，动能和势能相互转化，而总量保持不变，机械能守恒故B正确，A、C、D错误故选：B点评：解决本题的关键掌握动量守恒的条件以及机械能守恒的条件7（3分）（2013秋蒙山县校级期末）一个物体以初速度v水平抛出，经一段时间，物体竖直方向速度的大小也为v，则物体运动的时间为（）ABCD考点：平抛运动菁优网版权所有专题：平抛运动专题分析：平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做匀速直线运动，根据竖直分速度，结合速度时间公式求出物体运动的时间解答：解：平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据自由落体运动的速度公式，由v=gt得，t=故A正确，B、C、D错误故选：A点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式进行求解8（3分）（2010秋益阳校级期末）竖直升空的模型火箭，其vt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20m/s2考点：匀变速直线运动的图像菁优网版权所有专题：运动学中的图像专题分析：vt图象中，倾斜的直线表示匀变速直线运动，斜率表示加速度，倾斜角越大表示加速度越大，图象与坐标轴围成的面积表示位移解答：解：A火箭上升的最大高度即为运动过程中的最大位移，由图可知当速度等于零时，位移最大，x=120m，故A错误，B正确；C要落回地面，位移等于0，而6s时速度为0，位移最大，达到最高达，故C错误；D根据图象可知，前2s火箭做匀加速直线运动，后4s做匀减速直线运动，加速度是变化的，故D错误故选B点评：本题是速度时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息，属于基础题9（3分）（2013春西城区校级期中）质量为m的小球，被长度为l的细线悬挂在O点设法使小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示则下列说法中正确的是（）A小球受细绳的拉力大于小球的重力B小球受细绳的拉力小于小球的重力C小球所受合力的大小等于0D小球所受合力的方向指向悬挂点O考点：向心力；牛顿第二定律菁优网版权所有专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用分析：对小球进行受力分析，找出向心力，结合几何关系和牛顿运动定律即可得知各选项的正误解答：解：AB、小球只受重力和绳子的拉力两个力的作用，如图所示，向心力是重力和绳子的拉力沿水平方向上的合力，由图可以看出小球受细绳的拉力大于小球的重力，A正确B错误；C、小球所受合力提供向心力，不为零，故C错误；D、小球所受合力提供向心力，指向水平方向，故D错误；故选：A点评：解答该题首先要求要会正确的受力分析，在对物体进行受力分析时，像向心力及下滑力之类的力是不能分析的要严格按照受力分析的一般步骤，不能漏掉力，也不能添加力同时要会熟练的对力进行正确的合成和分解10（3分）（2014秋宣武区校级期中）如图所示，一个质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为30的斜面，其加速度的大小为g，在斜面上上升的最大高度为h则在这过程中（）A物体的重力势能增加了mghB物体的机械能减少了mghC物体的动能减少了mghD物体克服摩擦力做功为mgh考点：功能关系；重力势能菁优网版权所有分析：根据动能定理知，合力做功等于动能的变化量，机械能等于重力势能和动能之和，通过动能和重力势能的变化判断机械能的变化解答：解：根据牛顿第二定律知，物体所受的合力为mg，方向沿斜面向下，根据动能定理得：Ek=，动能减小2mgh物体重力势能增加mgh，所以机械能减小mgh物体克服摩擦力做的功等于系统损失的机械能，为mgh；故D正确，A、B、C错误故选：D点评：解决本题的关键掌握功能关系，比如合力功与动能的关系，重力功与重力势能的关系，以及除重力以外其它力做功与机械能的关系，并能灵活运用11（3分）（2012秋顺义区校级期中）质量5t的汽车，额定功率是60kW，在水平路面上行驶的最大速度为30m/s，设它所受运动阻力保持不变，那么在额定功率行驶下，当汽车速度为20m/s是的加速度的大小是（）A0.4m/s2B0.2 m/s2C0.5 m/s2D0.6 m/s2考点：功率、平均功率和瞬时功率菁优网版权所有专题：功率的计算专题分析：当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，根据P=Fv求出牵引力的大小，从而得出阻力的大小，根据P=Fv求出牵引力的大小，从而根据牛顿第二定律求出汽车的加速度解答：解：当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大即：P=Fvm=fvm解得：f=根据P=Fv得，牵引力的大小为：F=根据牛顿第二定律得：a=故选：B点评：解决本题的关键知道发动机的功率与牵引力以及速度的关系，知道当加速度为零时，速度达到最大12（3分）（2012房山区模拟）如图所示，质量为M的木板放在水平桌面上，一个质量为m的物块置于木板上木板与物块间、木板与桌面间的动摩擦因数均为现用一水平恒力F向右拉木板，使木板和物块体共同向右做匀加速直线运动，物块与木板保持相对静止已知重力加速度为g下列说法正确的是（）A木板与物块间的摩擦力大小等于0B木板与桌面间的摩擦力大小等于FC木板与桌面间的摩擦力大小等于MgD木板与桌面间的摩擦力大小等于（ M+m ）g考点：牛顿运动定律的应用-连接体；滑动摩擦力菁优网版权所有专题：牛顿运动定律综合专题分析：木板和物块在力F作用下共同向右做匀加速直线运动可知：物块m和木板M间是静摩擦力，具体大小由牛顿定律确定；木板与桌面间的摩擦力是滑动摩擦力，大小满足f=FN，对M受力分析，在竖直方向受力平衡可知，M和桌面间的弹力大小不等于木板的重力解答：解：A、由题意知，木板和物块共同向右做匀加速直线运动，且物块与木板保持相对静止，可知木板与物块间存在相互作用的静摩擦力，物块在静摩擦力作用下产生向右的加速度，故A错误；B、因为物块向右加速运动，故物块受到木板向右的摩擦力，根据牛顿第三定律可知，物块对木板有向左的摩擦力，对木板受力分析可知，如果木板与桌面间的摩擦力大小为F方向水平向左，则木板所受合力向左，故不可能向右加速运动，故B错误；C、因为木板在竖直方向上除了受到重力还受到M向下的压力，由于M在竖直方向上受力平衡可知，桌面对M的支持力大小为FN=（m+M）g，故摩擦力大小来为Mg故C错误；D、因为桌面对木板的支持力为FN=（m+M）g，且木板与桌面间是滑动摩擦力，所以f=FN=（m+M）g，故D正确故选D点评：关于滑动摩擦力的计算f=FN式中FN是接触面间的弹力，而非重力，要注意判断13（3分）（2012秋顺义区校级期中）一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，在水平力F作用下，小球从最低点A点缓慢地移到B点时，轻绳与竖直方向的夹角为，如图所示在小球从A点移到B点的过程中，力F对小球做的功为（）Amgl（1cos）BFlsinCmglcosDFlcos考点：动能定理的应用菁优网版权所有专题：动能定理的应用专题分析：小球从平衡位置P点缓慢地移动到Q点的过程中，动能变化量为零，重力做负功，绳子拉力不做功，水平拉力F做功，根据动能定理求解拉力F所做的功解答：解：小球从平衡位置P点缓慢地移动到Q点的过程中，根据动能定理得：W1mgL（1cos）=0 得拉力F所做的功为：W1=mgL（1cos）故选：A点评：本题要求学生能正确理解功的定义式的含义及适用条件为恒力做功，对于变力，运用动能定理求变力做功是常用的方法14（3分）（2009安徽）2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙2251”卫星和美国的“铱33”卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是（）A甲的运行周期一定比乙的长B甲距地面的高度一定比乙的高C甲的向心力一定比乙的小D甲的加速度一定比乙的大考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用；人造卫星的环绕速度菁优网版权所有专题：压轴题分析：根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可解答：解：B、卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有F=F向F=GF向=m=m2r=m（）2r因而G=m=m2r=m（）2r=ma解得v= T=2 a= 由于甲的运行速率比乙的大，根据式，可以知道甲的轨道半径较小，故B错；A、由公式可知甲的周期小故A错；C、由于未知两碎片的质量，无法判断向心力的大小，故C错；D、碎片的加速度是指引力加速度，由式，可知甲的加速度比乙大，故D对；故选D点评：题关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再进行讨论；同时要注意卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径一一对应15（3分）（2009秋西城区期末）如图所示，运动员挥拍将质量为m的网球击出如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小分别为v1、v2，v1与v2方向相反，且v2v1重力影响可忽略，则此过程中拍子对网球作用力的冲量（）A大小为m（v2+v1），方向与v1方向相同B大小为m（v2v1），方向与v1方向相同C大小为m（v2+v1），方向与v2方向相同D大小为m（v2v1），方向与v2方向相同考点：动量定理菁优网版权所有专题：动量定理应用专题分析：本题已知作用前后的动量，则用动量定理可直接直出作用力的冲量；但要注意动量的方向解答：解：设击打前球的速度方向为正，则击打后的速度为负，则前后的动量分别为mv1和mv2；由动量定理可得：合外力的冲量I=mv2mv1=m（v2+v1），即冲量的大小为m（v2+v1），负号表示冲量与正方向相反，即与v2方向相同；故选C点评：本题考查动量定理的应用，只要能正确理解矢量性即可顺利求解二、本大题共五题，55分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演说步骤16（10分）（2013秋西城区校级期中）如图所示，质量为m=1kg的小木块，从高h=6.0m，倾角为37的固定斜面的顶端由静止开始沿斜面滑至底端，到达底端时的速度大小为8.0m/s，（g取10m/s2）求：（1）木块从斜面顶端滑至底端重力做的功；（2）木块从斜面顶端滑至底端所需的时间；（3）小木块与斜面间的动摩擦因数考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；功的计算菁优网版权所有专题：功的计算专题分析：（1）重力做功和路径无关；由功的公式可直接求出重力所做的功；（2）由位移公式可求得加速度，再由速度公式求得时间；（3）由牛顿第二定律及受力分析关系可求得动摩擦因数解答：解：（1）重力所做的功；W=mgh=1106J=60J； （2）由x=可得：由v=at可得：时间（3）设小木块的质量为m联立解得：=0.35 答：（1）重力做的功为60J； （2）木块到达底部的时间为2.5s；（3）动摩擦因数为0.35点评：本题考查牛顿第二定律的应用及重力做功特点；在解题时要注意先正确进行受力分析，再由牛顿第二定律列式求解17（10分）（2010秋文昌校级期末）如图为一网球场长度示意图，球网高为h=0.9m，发球线离网的距离为x=6.4m，某一运动员在一次击球时，击球点刚好在发球线上方H=1.25m高处，设击球后瞬间球的速度大小为v0=32m/s，方向水平且垂直于网，试通过计算说明网球能否过网？若过网，试求网球的直接落地点离对方发球线的距离L？（不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2）考点：平抛运动菁优网版权所有专题：平抛运动专题分析：网球初速度水平，做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，由发球线离网的距离求出时间，再求解这段时间球下落的高度，来判断网球是否能过网根据H，求出网球平抛运动总时间，并求出水平位移，再求出网球的直接落地点离对方发球线的距离L解答：解：网球在水平方向通过网所在处经历时间t1=0.2s 下落高度h1=0.2m 因h1Hh=0.35m故网球可以过网网球做平抛运动，竖直方向H= t=0.5s 水平方向位移S=v0t=16m 网球的直接落地点离对方发球线的距离L=S2x=3.2m答：网球能过网网球的直接落地点离对方发球线的距离L=3.2m点评：平抛运动是常见的运动，是高考中热点问题，出现的频率较高，要熟练运用运动的合成与分解的方法处理18（10分）（2012秋顺义区校级期中）2010年10月1日，我国“嫦娥二号”探月卫星成功发射“嫦娥二号”卫星开始绕地球做椭圆运动，经过若干次变轨、制动后，最终使它绕月球在一个圆轨道上运行设“嫦娥二号”距月球表面为h，绕月圆周运动的周期为T已知月球半径为R，引力常量为G求：（1）月球的质量M；（2）月球表面的重力加速度g；（3）月球的密度考点：万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：研究“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量忽略月球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式根据密度的公式进行计算月球的密度解答：解：（1）设卫星质量为m，由万有引力定律及向心力公式知：解得：M=（2）质量为m的物体在月球表面所受的重力应等于他所受月球的万有引力，故有：mg=Gm，解得：g=G将（1）中的M代入得：g=（3）月球的体积为：根据密度的定义有：，得月球的密度为：答：（1）月球的质量为；（2）月球表面的重力加速度（3）月球的密度为点评：向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用运用万有引力提供向心力列出等式万有引力定律得应用要结合圆周运动的知识解决问题19（12分）（2007岳阳县模拟）如图所示，摩托车做特技表演时，以v0=10m/s的初速度冲向高台，然后从高台水平飞出若摩托车冲向高台的过程中以P=1.8kW的额定功率行驶，冲到高台上所用时间t=16s，人和车的总质量m=1.8102kg，台高h=5.0m，摩托车的落地点到高台的水平距离s=7.5m不计空气阻力，取g=10m/s2求：（1）摩托车从高台飞出到落地所用时间；（2）摩托车落地时速度的大小；（3）摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功考点：动能定理的应用；动量守恒定律菁优网版权所有专题：动能定理的应用专题分析：（1）平抛运动的时间由高度决定，根据h=求出运动的时间（2）分别求出水平方向和竖直方向上的分速度，根据平行四边形定则求出落地的速度大小（3）抓住功率不变，牵引力做功W=Pt，根据动能定理求出摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功解答：解：（1）摩托车在空中做平抛运动则有s（2）水平方向做运动运动，则有：m/s竖直方向做自由落体运动，则v竖直=gt解得v竖直=10m/s摩托车落地时的速度：m/s（3）摩托车冲上高台过程中，根据动能定理：带入数据得：解得：所以，摩托车冲上高台过程中摩托车克服阻力所做的功为2.41