北京市第四中学高三上学期期中物理试题（原卷版）

北京市第四中学20212022学年上学期高三年级期中考试物理试卷试卷满分为100分，考试时间为90分钟一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1.在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小．仪器中有一根轻质金属丝悬挂着一个金属球，无风时金属球自由下垂，当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度并保持恒定，如图所示，关于风力大小F与小球质量m、偏角θ之间的关系，下列关系中正确的是（）A.F=mgtanθ B.F=mgsinθ C. D.2.如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，下列关系式中正确的是（）A.va＞vb B.ta＞tbC.va＝vb D.ta＜tb3.关于超重与失重，下列说法正确的是（）A.竖直向上抛出的物体处于超重状态B.若绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星中的物体处于完全失重状态C.人乘坐电梯以大小为的加速度加速下降时，人对地板的压力等于人重力的1.5倍D.人乘坐电梯以大小为的加速度减速上升时，人对地板的压力大小等于人的重力4.在同一公路上有a、b、c三辆汽车，t＝0时三辆车从同一位置出发，它们的vt图像如图所示。根据图像中的信息，以下说法不正确的是（）A.在0～2s内，a车静止不动B.在0～8s内，b车与c车的运动方向相同C.在3s～4s之间的某个时刻，a车与c车相遇D.在2s～6s内，三辆车中运动加速度最小的是b车5.一个水龙头以垂直于墙面的速度喷出水柱，水柱的横截面积为，水柱垂直冲击竖直墙壁后变为速度为零的无数小水滴，水的密度为，则水柱对墙壁的冲击力为（）A. B. C. D.6.若某星球密度是地球密度的2倍，它表面的重力加速度与地球相同，则该星球的质量是地球质量的（）A.倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍7.将质量均为m的物体从同一高度h以相同的速率v分别沿水平和竖直向上方向抛出，则它们（）A.落地时速度相同B.落地时重力的功率相同C.在空中飞行的过程中，重力的平均功率相同D.在空中飞行的过程中，重力做功相同8.质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的速度为，B球的速度为，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球速度可能为（）A. B. C. D.9.如图所示，单摆的摆长为L、摆球的质量为m，摆球从A处由静止释放，摆球运动到最低点B时的速度大小为v，重力加速度为g，不计空气阻力。则（）A.经过最低点时摆球受到的拉力大小为B.从A运动到B的过程中，绳的拉力的冲量为0C.从A运动到B的过程中，重力的瞬时功率逐渐增大D.从A运动到B的过程中，摆球受到的合力的冲量大小为mv10.如图所示，将一盒未开封的香皂置于桌面上的一张纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，香皂盒的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验（示意图如图所示），若香皂盒和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。若本实验中，m1=100g，m2=5g，μ=0.2，香皂盒与纸板左端的距离d=0.1m，若香皂盒移动的距离超过l=0.002m，人眼就能感知，忽略香皂盒的体积因素影响，g取10m/s2，为确保香皂盒移动不被人感知，纸板所需的拉力至少是（）A.1.42N B.2.24N C.22.4N D.1420N二、多项选择题（本大题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，选不全得2分，选错不得分）11.如图所示，甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲沿水平方向推了乙一下，结果两人向相反方向滑去．已知甲的质量为45kg，乙的质量为50kg．则下列判断正确的是（）A.甲的速率与乙的速率之比为10：9B.甲的加速度大小与乙的加速度大小之比为9：10C.甲对乙的冲量大小与乙对甲的冲量大小之比为1：1D.甲的动能与乙的动能之比为1：112.兴趣小组的同学们利用弹弓放飞模型飞机。弹弓的构造如图（a）所示，其中橡皮筋两端点A、B固定在把手上，橡皮筋处于ACB时恰好为原长状态，如图（b）所示，将模型飞机的尾部放在C处，将C点拉至D点时放手，模型飞机就会在橡皮筋的作用下发射出去。C、D两点均在AB连线的中垂线上，橡皮筋的质量忽略不计。现将模型飞机竖直向上发射，在它由D运动到C的过程中（）A.模型飞机C处与橡皮筋分离B.橡皮筋对模型飞机的弹力始终做正功C.模型飞机克服重力做的功等于橡皮筋对它做的功D.模型飞机的重力势能与橡皮筋的弹性势能之和一直在减小13.我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一次重大科技活动，在探月工程中飞行器成功变轨至关重要。如图所示，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，飞行器在距月球表面高度为3R的圆形轨道I上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道III绕月球做圆周运动，则（）A.飞行器在轨道II上通过B点的加速度大于在轨道III上通过B点的加速度B.飞行器在轨道III上绕月球运行一周所需的时间为C.飞行器在A点处点火后，动能增加D.由已知条件能求出飞行器在轨道I上的运行周期14.如图（a）所示，竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上，上端与质量为m的物块相连（不拴接），初始时处于静止状态。现对物块施加竖直向上的外力F，使物块做匀加速直线运动，经过0.4s弹簧恢复原长，图（b）是外力F随物块位移x变化的图像，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（）A.物块加速度大小为2m/s2B.弹簧恢复原长的瞬间，拉力的功率为25WC.在弹簧恢复原长的过程中，物块的重力势能增加了2JD.在弹簧恢复原长过程中，物块和弹簧组成的系统机械能增加了3J三、实验题（本大题共2小题，共18分。）15.某实验小组用图（甲）所示装置研究平抛运动。装置中，竖直硬板上依次固定着白纸和复写纸，MN是一个水平放置、稍微向纸面内倾斜且可上下调节的挡板。小钢球从斜槽中某高度由静止释放，从斜槽末端水平飞出的钢球落到挡板上会挤压复写纸，在白纸上留下印记；上下调节挡板，通过多次实验，白纸上会留下钢球经过的多个位置，最终用平滑曲线将其连接，得到钢球做平抛运动的轨迹。（1）除了木板、小球、斜槽、铅笔、三角板、图钉、坐标纸之外，下列实验器材中还需要的有________。（填入正确选项前的字母）A.刻度尺B.秒表C.天平D.重锤线（2）为得到小球的运动轨迹进行定量研究，需建立以平抛运动的起始点为坐标原点O，水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。实验中，应以________为坐标原点O，以_______为y轴正方向。（3）某同学在做研究平抛运动实验时，只在纸上记下y轴的位置，并在坐标纸上描出如图（乙）所示曲线。现在我们在曲线上取A、B两点，用刻度尺分别量出它们到y轴的距离AA'＝x1，BB'＝x2，以及AB的竖直距离h，从而求出小球抛出时的初速度v0为（）A.B.C.D.16.在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，为猜想加速度与质量的关系，可做如下探究：（1）利用图（甲）所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于这个实验应满足的实验条件，下列正确的是：_________（选填选项前的字母）A.小车质量相同，钩码质量不同B.小车质量不同，钩码质量相同C.小车质量不同，钩码质量不同（2）为了定量验证（1）中得到的初步关系，利用图（乙）装置设计实验。用打点计时器打出纸带测量小车运动的加速度。①某同学从打出的纸带上比较清晰的点迹起，每5个点迹取一个计数点（即相邻的两个计数点间都有4个未画出的点迹），标出了A、B、C、D四个计数点，各计数点之间的距离如图（丙）所示。已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s，则实验中该小车的加速度a=______m/s2。（结果保留两位有效数字）②该同学选用质量不同1、2小车分别做实验，根据实验数据画出了图（丁）所示的两条aF图线，根据图线可知1车的质量_______2车的质量。（选填“大于”或“小于”）③该同学又以小车加速度的倒数为纵轴、小车质量M为横轴，作出M图像如图（戊）所示，发现图像在纵轴存在截距，他分析这是由于实验中存在偶然误差造成的，他的观点对么？说说你的理解______。四、简答与计算题（本大题共4小题，共40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.如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上。已知l=1.4m，v=3.0m/s，m=0.10kg，物块与桌面间的动摩擦因数，桌面高h=0.45m。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求（1）小物块落地点距飞出点的水平距离s；（2）小物块落地时的动能Ek；（3）小物块的初速度大小v0。18.设想宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行。在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t。为了测月球质量与半径，飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行了相关测量。（已知万有引力常量为G）（1）假设在飞船上备有以下实验器材：A.计时表一只B.弹簧测力计一个C.已知质量为m的物体一个D.天平一只（附砝码一盒）请说明，在月球表面飞船着陆后，机器人应利用什么仪器测量出哪些物理量________（请在作答时标明每个物理量对应的字母）（2）请用上述测量的物理量和题目给出的已知量表示月球半径和质量________19.光滑水平面上放着质量mA=1kg物块A与质量mB=2kg的物块B，A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与A、B均不拴接），用手挡住B不动，此时弹簧弹性势能Ep=49J．在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示．放手后B向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径R=0.5m，B恰能到达最高点C．g取10m/s2，求：（1）绳拉断后B的速度vB的大小；（2）绳拉断过程绳对B的冲量I的大小；（3）绳拉断过程绳对A所做的功W．20.如图所示，某个机械振动器可以建模为在斜面上与轻弹簧粘连在一起的平板A，当该系统正常工作时，A在图中的P、Q之间运动。在P处，弹簧是压缩的，A在弹簧弹力的作用下，由静止开始出发。当A运动到斜面顶端Q处时速度恰减为0，此时立即将物块B轻推到斜面上，接下来，B与A一起沿斜面下滑。当到达P处时，二者速度也恰好减小为0，B会从P处的洞口落下，（注：平板A边长比洞口大，不会掉下去）。此后，A在弹簧的作用下将重新上升，到Q点时又