2013-2014学年北京市朝阳区高三（上）期中物理试卷（教师版）

2013-2014学年北京市朝阳区高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、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（3分）（2013秋朝阳区期中）有一位科学家，他通过粒子散射实验，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贝克勒尔考点：物理学史菁优网版权所有专题：常规题型分析：原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，这一模型也被称为“行星模型”解答：解：1909年，通过粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型理论故选：C点评：熟悉基本的物理学史，掌握主要的物理学家的主要成就2（3分）（2013秋朝阳区期中）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射线、射线、射线B射线、射线、射线C射线、射线、射线D射线、射线、射线考点：原子核衰变及半衰期、衰变速度菁优网版权所有专题：衰变和半衰期专题分析：本题考查三种射线的穿透能力的大小：连一张纸都不能穿过，射线能穿透几毫米的铝板，射线甚至能穿透几厘米厚的铅板解答：解：射线贯穿本领很弱，在空气中只能前进几厘米，一张纸就能把它挡住射线贯穿本领较强，能穿过黑纸，甚至能穿过几毫米厚的铝板射线贯穿本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板故贯穿能力最强的是射线，射线次之，射线最弱，故A正确故选：A点评：该类题目，比较简单，只要记住了，就能得分，故要加强课文的阅读，加强知识积累3（3分）（2010上海）根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于（h为普朗克常量，c、为真空中的光速和波长）（）ABChD考点：光子菁优网版权所有专题：物理光学综合专题分析：本题比较简单，直接根据光子能量公式即可求解解答：解：光子能量为：E=hv 光子频率、波长、光速之间关系为： 联立得光子的能量为：，故BCD错误，A正确故选A点评：本题考查了光子能量的表达式，比较简单，要明确光子能量、波长、频率、光速等之间关系4（3分）（2013秋朝阳区期中）一个氘核和一个氚核聚变成一个氦核，其核反应方程是H+H+X+17.60MeV，以下说法正确的是（）AX是质子，反应过程中有质量亏损BX是中子，反应过程中有质量亏损CX是质子，反应过程中没有质量亏损DX是中子，反应过程中没有质量亏损考点：质量亏损菁优网版权所有专题：原子的能级结构专题分析：解答本题的关键是理解书写核反应方程的原则：质量数和电荷数守恒解答：解：由于在反应的过程中质量数守恒，所以：2+3=4+xm，解得：xm=1；即X的质量数为1，； 由于在反应的过程中电荷数守恒，所以：1+1=2+xd，解得：xd=0；即X的电荷数为0所以X一定是中子；由题反应的过程中放出的能量为17.60MeV，该能量来自于核反应过程中的质量的亏损，所以由质量亏损所以选项B正确故选：B点评：本题考查了核反应方程的书写，该部分知识为原子物理中的重点知识，要在平时加强训练5（3分）（2013秋朝阳区期中）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（）A3.4eVB10.2eVC12.09eVD13.6eV考点：氢原子的能级公式和跃迁菁优网版权所有专题：原子的能级结构专题分析：当处于基态的氢原子吸收某一能量的光子后，跃迁到更高能级，处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时，多余的能量以光的形式放出，这就是氢原子发光的过程，本题中根据放出3种频率的光可以求出此时氢原子所处能级，然后利用能级差球被吸收光子能量即可解答：解：根据氢原子能自发的发出3种不同频率的光，可得：=3，解得：n=3，此时氢原子处于第3能级，能级差为：E=E3E1=1.51（13.6）=12.09eV，故ABD错误，C正确故选：C点评：明确原子吸收光子是量子化的，会求能级差是求这类问题的基础6（3分）（2013秋朝阳区期中）船在静水中的速度为3.0m/s，它要渡过宽度为30m的河，河水的流速为2.0m/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/sC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考点：运动的合成和分解菁优网版权所有专题：运动的合成和分解专题分析：船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短由矢量合成的平行四边形定则得知小船的合速度，小船实际以合速度做匀速直线运动，进而求得位移的大小；小船以最短距离过河时，则静水中的速度斜着向上游，合速度垂直河岸解答：解：A、无论河宽多少，船能渡过此河，故A错误；B、根据速度的合成，可知，船的合速度小于5.0 m/s，故B错误，C、当船在静水中速度沿着水流方向分解，若等于水流速度，则船将垂直到达对岸，故C错误；D、当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短，则知：tmin=s=10s故D正确；故选：D点评：小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度7（3分）（2014春伊宁市校级期末）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（）ABCD考点：动量守恒定律菁优网版权所有分析：本题属于“反冲”问题，原子核放出粒子过程中动量守恒，因此根据动量守恒直接列方程求解即可解答：解：原子核放出粒子前后动量守恒，设剩余部分速度为v，则有：mv+（Mm）v=0所以解得：v=，负号表示速度与放出粒子速度相反故选：B点评：本题比较简单，考查了动量守恒定律的应用，要注意该定律的适用条件和公式中物理量的含义以及其矢量性8（3分）（2013秋朝阳区期中）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（）Akgms2Bkg/（ms2）Ckgm2s2Dkg/（m2s2）考点：力学单位制菁优网版权所有专题：常规题型分析：压强定义式为，根据牛顿第二定律F=ma进行推导解答：解：压强定义式为，它的单位是帕斯卡（Pa），根据牛顿第二定律F=ma知，1N=kgm/s2而面积S的单位是m2所以：1Pa=kg/（ms2）故选：B点评：本题关键要掌握国际单位制中力学基本单位：米、千克、秒及公式，F=ma9（3分）（2013秋朝阳区期中）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变化的图象是（）ABCD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：根据物体受力判断物体的运动，根据牛顿第二定律，分析加速度的变化情况，速度时间图象的斜率表示加速度解答：解：由图可以，物体所受合外力先减小后增大，根据牛顿第二定律a=可知，加速度先减小后增大，速度时间图象的斜率表示加速度，故C正确，ABD错误；故选：C点评：解决本题的关键会根据物体的受力情况判断物体的运动情况，知道速度时间图象的斜率表示加速度10（3分）（2015信阳一模）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：小球做匀速圆周运动，根据小球受到的合力提供向心力，则小球受的合力必指向圆心小球受到重力，还有轻杆的作用力，两者的合力要指向圆心重力竖直向下，轻杆的作用力只有指向F3的方向，才符合题意解答：解：小球做匀速圆周运动，根据小球受到的合力提供向心力，则小球受的合力必指向圆心，小球受到竖直向下的重力，还有轻杆的作用力，由图可知，轻杆的作用力如果是F1、F2、F4，与重力的合力不可能指向圆心，只有轻杆的作用力为F3方向，与重力的合力才可能指向圆心故ABD错误、C正确故选：C点评：本题只要掌握匀速圆周运动的物体受到的合力指向圆心，提供向心力，根据受力分析判断受到的力的方向11（3分）（2013秋朝阳区期中）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L（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（）ABCD考点：胡克定律菁优网版权所有专题：弹力的存在及方向的判定专题分析：根据胡克定律求出刚松手时手的拉力，确定盘和物体所受的合力，根据牛顿第二定律求出刚松手时，整体的加速度再隔离物体研究，用牛顿第二定律求解盘对物体的支持力解答：解：当盘静止时，由胡克定律得（m+M）g=kl 设使弹簧再伸长l时手的拉力大小为F再由胡克定律得 F=kl 由联立得 F=（m+M）g则以盘和物体整体为研究对象，刚松手时所受合力大小等于F，方向竖直向上设刚松手时，加速度大小为a，根据牛顿第二定律得 a=g 对物体研究：FNMg=Ma解得 FN=（1+）Mg故选：A点评：本题考查应用牛顿第二定律分析和解决瞬时问题的能力，这类问题往往先分析平衡状态时物体的受力情况，再分析非平衡状态时物体的受力情况，根据牛顿第二定律求解瞬时加速度12（3分）（2013秋历城区期末）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（）AN保持不变，T不断减小BN不断减小，T不断增大CN保持不变，T先减小后增大DN不断减小，T先减小后增大考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用菁优网版权所有专题：共点力作用下物体平衡专题分析：对小球进行受力分析，重力、支持力、拉力组成一个矢量三角形，由于重力不变、支持力方向不变，又缓慢拉动，故受力平衡，只需变动拉力即可，根据它角度的变化，你可以明显的看到各力的变化解答：解：先对小球进行受力分析，重力、支持力FN、拉力FT组成一个闭合的矢量三角形，由于重力不变、支持力FN方向不变，如图，用水平力F缓慢地拉动斜面体从图形中逐渐变大，趋向于mg；故斜面向右移动的过程中，力FT与水平方向的夹角增大，当=时，TN时，细绳的拉力T最小，由图可知，随的增大，斜面的支持力N不断减小，T先减小后增大故D正确ABC错误故选：D点评：本题是动态变化分析问题，容易产生的错误是不能准确把握小球的受力特征，特别是FN与FT组夹角的变化，认为拉力FT与水平方向的夹角减小，拉力减小而错选B13（3分）（2013秋朝阳区期中）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考点：万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：根据题意知，地球表面的重力加速度等于半径为R的球体在表面产生的加速度，矿井深度为d的井底的加速度相当于半径为Rd的球体在其表面产生的加速度，根据地球质量分布均匀得到加速度的表达式，再根据半径关系求解即可解答：解：李明分析时随明确在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，但是没有理解“质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，固在深度为d的井底，受到地球的万有引力即为半径等于（Rd）的球体在其表面产生的万有引力”，所以才出现李明的答案，故ABC错误，D正确故选：D点评：抓住在地球表面重力和万有引力相等，在矿井底部，地球的重力和万有引力相等，要注意在矿井底部所谓的地球的质量不是整个地球的质量而是半径为（Rd）的球体的质量二、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）（2015春松原校级期末）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是（）A弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D用几个不同的弹簧分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等考点：探究弹力和弹簧伸长的关系菁优网版权所有专题：实验题分析：在探索弹力和弹簧伸长的关系实验中，弹簧的弹力与行变量的关系满足F=kx，其中k由弹簧本身决定解答：解：A、弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，故A正确B、用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于竖直位置，使钩码的重力等于弹簧的弹力，要待钩码平衡时再读读数故B正确C、弹簧的长度不等于弹簧的伸长量故C错误D、拉力与伸长量之比是劲度系数，由弹簧决定，同一弹簧的劲度系数是不变的，不同的弹簧的劲度系数不同，故D错误故选：AB点评：本题关键明确实验原理，能够根据胡克定律列式求解，基础题15（6分）（2013秋朝阳区期中）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BC（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=考点：研究平抛物体的运动菁优网版权所有专题：实验题；平抛运动专题分析：在实验中让小球能做平抛运动，并能描绘出运动轨迹因此要求从同一位置多次无初速度释放同时由运动轨迹找出一些特殊点利用平抛运动可看成水平方向匀速直线运动与竖直方向自由落体运动去解题解答：解：（1）实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用所以斜槽轨道必须要水平，至于是否光滑没有影响，只要能抛出就行为确保有相同的水平初速度，所以要求从同一位置无初速度释放，并不是越高越好因此能减小实验误差的措施是BC选项；故选：BC（2）a、b、c、d是平抛运动轨迹上的点，平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动由水平位移可知：四个点时间间隔相等竖直方向：自由落体运动，因时间相等，由h=gt2可得：t=水平方向：匀速运动，则v0=故答案为：（1）BC；（2）点评：在实验中如何实现让小球做平抛运动是关键，同时让学生知道描点法作图线方法：由实验数据得来的点，进行平滑连接起来16（11分）（2013秋朝阳区期中）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）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0距离（m）0.1000.1110.1350.1730.2240.2890.3670.4590.5640.6830.815c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xe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=0.100m（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=1.35m/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t=0时滑块有速度考点：测定匀变速直线运动的加速度菁优网版权所有专题：实验题；直线运动规律专题分析：（1）根据表格中提供数据可知t=0时滑块与位移传感器之间的距离d（2）利用描点法可正确画出图象（3）根据匀变速直线运动规律可得：由此可知t图线中图象的斜率为加速度的一半（4）由可知图象不过原点的原因解答：解：（1）由图象可知，t=0时，滑块与位移传感器之间的距离d=0.100m（2）利用描点法得出图象及t=0.4s时坐标点如下所示：（3）根据匀变速直线运动规律可得：由此可知t图线中图象的斜率为加速度的一半，由图象可知斜率为：，故加速度为：a=2k=1.35m/s2（4）由可知图象不过原点是由于滑块的初速度不为零即t=0时滑块有速度故答案为：（1）0.100；（2）如上图所示；（3）1.35；（4）t=0时滑块有速度点评：对于物理与图象相结合的题目，注意利用物理知识写出图象两坐标轴所代表物理量之间的函数关系，然后结合数学知识求解三、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）（2014春应县校级期末）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考点：平抛运动菁优网版权所有专题：平抛运动专题分析：（1）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抓住位移关系求出运动员在空中飞行的时间（2）先根据分速度公式求解竖直分速度，然后合成得到合速度解答：解：（1）因为所以s（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；答：（1）运动员在空中飞行的时间是2s；（2）运动员在b点着陆前瞬间速度的大小是25m/s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18（6分）（2013秋朝阳区期中）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=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考点：向心力；牛顿第二定律；线速度、角速度和周期、转速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：1、小物块随转台匀速转动过程中，受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、以及指向圆心的静摩擦力，其中静摩擦力f提供向心力2、小物块恰好发生相对滑动，它所受的摩擦力f=mg，根据牛顿第二定律有f=m2l，即mg=m2l，化简可得角速度的值解答：解：（1）小物块随转台匀速转动过程中的受力情况如图所示，摩擦力f提供向心力（2）小物块恰好发生相对滑动，它所受的摩擦力f=mg根据牛顿第二定律有f=m2l所以rad/s答：（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（2）此时小物块的角速度为2rad/s点评：本题要能够正确的受力分析，知道是静摩擦力提供的向心力，根据牛顿第二定律列式求解19（7分）（2015春朝阳区期末）已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，不考虑地球自转的影响求：（1）地球第一宇宙速度v1的表达式；（2）若地球自转周期为T，计算地球同步卫星距离地面的高度h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菁优网版权所有专题：人造卫星问题分析：第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，重力等于万有引力，引力等于向心力，列式求解；地球的同步卫星的万有引力提供向心力，可以求出地球同步卫星的高度解答：解：（1）第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，对近地卫星列牛顿第二定律方程有解得第一宇宙速度 （2）对地球的同步卫星的万有引力提供向心力，列牛顿第二定律方程有 式中 GM=gR2联立解得 h=R答：（1）地球第一宇宙速度v1的表达式是；（2）若地球自转周期为T，计算地球同步卫星距离地面的高度是R点评：解答此题要清楚地球表面的物体受到的重力等于万有引力，地球的同步卫星的万有引力提供向心力20（10分）（2013秋朝阳区期中）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mA、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