海淀區(qū)高三年級第一學期期中練習
物 理
一、本題共10小題,每小題3分,共30分。在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項是正確的,有的小題有多個選項是正確的。全部選對的得3分,選對但不全的得2分,有選錯或不答的得0分。把你認為正確答案的代表字母填寫在題后的括號內(nèi)。
1.如圖1所示,用輕繩AO和OB將重為G的重物懸掛在水平天花板和豎直墻壁之間處于靜止狀態(tài),AO繩水平,OB繩與豎直方向的夾角為θ。則AO繩的拉力T1、OB繩的拉力T2的大小與G之間的關系為
A.T1=G B.T1=
C.T2= D.T2=G
2.用輕繩將質(zhì)量為m的物體懸掛在電梯的天花板上,電梯豎直向上做勻變速運動,加速度方向向下,大小為a。已知重力加速度g,則在這個過程中,繩對物體的拉力大小為
A. m(g+a) B. m(g-a) C. mg D. ma
3.將一個皮球從距地面高度為h處由靜上釋放,經(jīng)過時間t0落地,碰到地面彈起后又上升到最高點。球與地面作用的時間極短,不計空氣阻力以及球與地面作用過程中機械能的損失。圖2為定性反映皮球運動過程中速度v的大小隨時間t變化的圖象,其中正確的是
4.如圖3所示為在同一地點的A、B兩個單擺做簡諧運動的圖像,其中實線表示A的運動圖象,虛線表示B的運動圖象。關于這兩個單擺的以下判斷中正確的是
A.這兩個單擺的擺球質(zhì)量一定相等
B.這兩個單擺的擺長一定不同
C.這兩個單擺的最大擺角一定相同
D.這兩個單擺的振幅一定相同
5.如圖4所示的雜技演員在表演“水流星”的節(jié)目時,盛水的杯子經(jīng)過最高點杯口向下時水也不灑出來。對于杯子經(jīng)過最高點時水受力情況,下面說法正確的是
A.水處于失重狀態(tài),不受重力的作用
B.水受平衡力的作用,合力為零
C.由于水做圓周運動,因此必然受到重力和向心力的作用
D.杯底對水的作用力可能為零
6.如圖5為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t0=10s時的圖像,參與振動的質(zhì)點的運動周期T=2.0s。這列波中質(zhì)點P在該時刻的運動方向沿y軸的負方向,那么這列波的傳播方向和傳播速度分別是
A.沿x軸正方向傳播,波速v=2.0m/s
B.沿x軸正方向傳播,波速v=10m/s
C.沿x軸負方向傳播,波速v=2.0m/s
D.沿x軸負方向傳播,波速v=10m/s
7.將質(zhì)量為m的小球在距地面高度為h處拋出,拋出時的速度大小為v0。小球落到地面時的速度大小為2v0。若小球受到的空氣阻力不能忽略,則對于小球下落的整個過程,下面說法中正確的是
A.小球克服空氣阻力做的功小于mgh B.重力對小球做的功等于mgh
C.合外力對小球做的功小于mv D.合外力對小球做的功等于mv
8.已知萬有引力常量G,那么在下列給出的各種情景中,能根據(jù)測量的數(shù)據(jù)求出月球密度的是
A.在月球表面使一個小球作自由落體運動,測出落下的高度H和時間t
B.發(fā)射一顆貼近月球表面繞月球做圓周運動的飛船,測出飛船運行的周期T
C.觀察月球繞地球的圓周運動,測出月球的直徑D和月球繞地球運行的周期T
D.發(fā)射一顆繞月球做圓周運動的衛(wèi)星,測出衛(wèi)星離月球表面的高度H和衛(wèi)星的周期T
9.如圖6所示,在水平桌面上疊放著質(zhì)量相等的A、B兩塊木板,在木板A上放著一個物塊C,木板和物塊均處于靜止狀態(tài)。已知物塊C的質(zhì)量為m,A、B、C之間以及B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ。用水平恒力F向右拉動木板A使之做勻加速運動,物塊C始終與木板A保持相對靜止。設最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,重力加速度為g。則以下判斷正確的是
A.A、C之間的摩擦力可能為零
B.A、B之間的摩擦力不為零,大小可能等于μmg
C.A、B之間的摩擦力大小一定小于F
D.木板B一定保持靜止
10.如圖7所示,一輕彈簧與質(zhì)量為m的物體組成彈簧振子,物體在一豎直線上的A、B兩點間做簡諧運動,點O為平衡位置,C為O、B之間的一點。已知振子的周期為T,某時刻物體恰好經(jīng)過C向上運動,則對于從該時刻起的半個周期內(nèi),以下說法中正確的是
A.物體動能變化量一定為零
B.彈簧彈性勢能的減小量一定等于物體重力勢能的增加量
C.物體受到回復力沖量的大小為mgT/2
D.物體受到彈簧彈力沖最的大小一定小于mgT/2
二、本題共3小題,共14分。選擇正確答案或將答案填在題中的橫線上。
11.在用單擺測定重力加速度的實驗中,為了使單擺做簡諧運動,一定要滿足的條件是
A.擺球的質(zhì)量一定要遠大于擺線的質(zhì)量
B.擺球的直徑要遠小于擺線的長度
C.擺球被釋放時的速度應該為零
D.擺球應保持在同一豎直平面內(nèi)運動
12.在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中某同學的實驗情況如圖8甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結點,OB和OC為細繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結果畫出的圖。
(1)圖乙中的___________是為F1和F2的合力的理論值;___________是力F1和F2的合力的實際測量值。
(2)在實驗中,如果將細繩也換成橡皮筋,那么實驗結果是否會發(fā)生變化?
答:______________________。(選填“變”或“不變”)
13.用如圖9所示的實驗裝置測量物體沿斜面勻加速下滑的加速度,打點計時器打出的紙帶如圖10所示。已知紙帶上各相鄰點的時間間隔為T,則可以得出打點計時器在打出C點時小車的速度大小的表達式為___________________________,小車運動的加速度大小的表達式為_______________________。
若測出斜面的長度l和斜面右端距桌面的高度h,已知重力加速度為g,小車的質(zhì)量為m。則可以得出斜面對小車的阻力的表達式為________________________________。
三、本題包括7小題,共56分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
14.(7分)如圖11所示,用一個平行于斜面向上的恒力將質(zhì)量m=10.0kg的箱子從斜坡底端由靜止推上斜坡,斜坡與水平面的夾角θ=37°,推力的大小F=100N,斜坡長度s=4.8m,木箱底面與斜坡的動摩擦因數(shù)μ=0.20。重力加速度g取10m/s2,且已知sin37°=0.60,cos=0.80。求:
(1)木箱沿斜坡向上滑行的加速度的大小。
(2)木箱到滑斜坡頂端時速度的大小。
15.(7分)一個質(zhì)量為5.0kg的石塊從塔頂由靜止下落,經(jīng)過4.0s的時間落至地面。已知石塊受到的空氣阻力可忽略不計,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)塔頂距離地面的高度。
(2)石塊落地時重力對石塊的功率。
16.(8分)如圖12所示,在距水平地面高為h處有一半徑為R的1/4圓弧軌道,圓弧軌道位于豎直平面內(nèi),軌道光滑且末端水平,在軌道的末端靜置一質(zhì)量為m的小滑塊A,F(xiàn)使另一質(zhì)量為m的小滑塊B從軌道的最高點由靜止釋放,并在軌道的最低點與滑塊A發(fā)生碰撞,碰后粘合為一個小滑塊C。已知重力加速度為g。求:
(1)滑塊C對軌道末端的壓力大小。
(2)滑塊C在水平地面上的落地點與軌道末端的水平距離。
17.(8分)
設“神舟”六號載人飛船在圓軌道上繞地球運行n圈所用的時間為t,若地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R。求
(1)飛船的圓軌道離地面的高度。
(2)飛船在圓軌道上運行的速率。
18.(8分)如圖13是電動打夯機的結構示意圖,電動機帶動質(zhì)量為m的重錘(重錘可視為質(zhì)點)繞轉軸O勻速轉動,重錘轉動半徑為R。電動機連同打夯機底座的質(zhì)量為M,重錘和轉軸O之間連接桿的質(zhì)量可以忽略不計,重力加速度為g。
(1)重錘轉動的角速度為多大時,才能使打夯機底座剛好離開地面?
(2)若重錘以上述的角速度轉動,當打夯機的重錘通過最低位置時,打夯機對地面的壓力為多大?
19.(9分)高臺滑雪運動員經(jīng)過一段滑行后從斜坡上的O點水平飛出,斜坡與水平面的夾角θ=37°,運動員連同滑雪板的總質(zhì)量m=50kg,他落到了斜坡上的A點,A點與O點的距離s=12m,如圖14所示。忽略斜坡的摩擦和空氣阻力的影響,重力加速度g=10m/s2。
(sin37°=0.60;cos37°=0.80)
(1)運動員在空中飛行了多長時間?
(2)求運動員離開O點時的速度大小。
(3)運動員落到斜坡上順勢屈腿以緩沖,使他垂直于斜坡的速度在t=0.50s的時間內(nèi)減小為零,設緩沖階段斜坡對運動員的彈力可以看作恒力,求此彈力的大小。
20. (9分)如圖15所示,質(zhì)量M=
(1)物塊從滑上小車開始,經(jīng)過多長的時間速度減小為零?
(2)求物塊在小車上相對小車滑動的過程中,物塊相對地面的位移。
(3)物塊在小車上相對小車滑動的過程中,小車和物塊組成的系統(tǒng)機械能變化了多少?
一、本題共10小題,每小題3分,共30分。在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項是正確的,有的小題有多個選項是正確的。全部選對的得3分,選對但不全的得2分,有選錯或不答的得0分。
1.AC 2.B 3.C 4.BD 5.D 6.B 7.AB 8.B 9.CD 10.ABD
二、本題共3小題,共14分。把答案填在題中的橫線上。
11.ABD(3分) (注:選對但不全的得2分)
12.(1)F;F′ (3分) (2)不變 (2分)
13.;(2分) ;(2分) mg(2分)
(注:用相鄰兩段位移表達出來,只要表達正確的不扣分)
三、本題包括7小題,共56分。解答應寫出必要的文字說明,方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計算的題的答案必須明確寫出數(shù)值和單位。
14.(7分)
解:(1)設斜面對箱子的支持力為N,箱了上滑的加速度為a。根據(jù)牛頓第二定律,得平行斜面方向,F-mgsin37°-μN=ma, …………1分
垂直斜面方向,N=mgcos37°, …………1分
解得箱子的加速度a=(sin37°+μcos37°)=2.4m/s2 …………2分
(2)設箱子滑到斜面頂端的速度v,由運動學公式,
v2=2as, …………2分
解得 v= 。 …………1分
15.(7分)
解:(1)設塔頂距地面的高度為h,根據(jù)自由落體運動公式,得
h=gt2=80m。 …………2分
(2)設石塊落地時的速度為v,根據(jù)勻變速運動規(guī)律,v=gt。 …………2分
設石塊落地時重力做功的功率為P,則P=mgv=mg2t=2.0×103W !3分
16.(8分)
解:(1)滑塊B沿軌道下滑過程中,機械能守恒,設滑塊B與A碰撞前瞬間的速度為v1,則 mgR=。 …………1分
滑塊B與滑塊A碰撞過程沿水平方向動量守恒,設碰撞后的速度為v2,則
mv1=2mv2 。 …………1分
設碰撞后滑塊C受到軌道的支持力為N,根據(jù)牛頓第二定律,對滑塊C在軌道最低點有 N-2mg=2mv/R ,…………1分
聯(lián)立各式可解得, N=3mg。 …………1分
根據(jù)牛頓第三定律可知,滑塊C對軌道末端的壓力大小為N′=3mg。…………1分
(2)滑塊C離開軌道末端做平拋運動,設運動時間t,根據(jù)自由落體公式,
h=gt2 !1分
滑塊C落地點與軌道末端的水平距離為s=v2t ,…………1分
聯(lián)立以上各式解得s=。 …………1分
17.(8分)
解:(1)飛船在圓軌道上做勻速圓周運動,運行的周期 T=。 …………1分
設飛船做圓運動距地面的高度為h,飛船受到地球的萬有引力提供了飛船的向心力,根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律,得
。 …………2分
而地球表面上的物體受到的萬有引力近似等于物體的重力,即
=mg, …………1分
聯(lián)立以上各式,解得 h=-R。 …………1分
(2)飛船運動的圓軌道的周長 s=2π(R+h), …………1分
動行的速度 v==, …………1分
解得 v=。 …………1分
18.(8分)
解:(1)重錘在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動,當重錘運動通過最高點時,打夯機底座受連接桿豎直向上的作用力達到最大。此時重錘所受的重力mg和連接桿對重錘向下的拉力T1提供重錘的向心力,根牛頓第二定律
T1+mg=mw2R。 …………1分
連接桿對打夯機底座向上的拉力 T1′=T1。 …………1分
當T′=Mg時,打夯機底座剛好離開地面, …………1分
解得 ω=。 …………1分
(2)當重錘通過最低位置時,重錘所受的重力mg和連接桿的拉力T2的合力提供重錘的向心力,根據(jù)牛頓第二定有: T2-mg=mw2R!1分
連接桿對打夯機底座的作用力T2′的方向向下,且T2′=T2。
設打夯機受到地面的支持力N,根據(jù)牛頓第二定律,
N=Mg+T2’ ,…………1分
聯(lián)立以上各式解得 N=2(M+m)g !1分
根據(jù)牛頓第三定律,打夯機對地面壓力的大小N′=N=2(M+m)g。…………1分
19.(9分)
解:(1)設運動員在空中飛行時間為t,運動員在豎直方向做自由落體運動,得
ssin37°=gt2,
解得: t==1.2s!2分
(2)設運動員離開O點的速度為v0,運動員在水平方向做勻速直線運動,即
scos37°=v0t,
解得: v0==8.0m/s!2分
(3)運動員落在A點時沿豎直向下的速度vy的大小為
vy=gt=12m/s …………1分,
沿水平方向的速度vx的大小為 vx=8.0m/s。
因此,運動員垂直于斜面向下的速度vN為
vN=vycos37°-vxsin37°=4.8m/s。 …………1分
設運動員在緩沖的過程中受到斜面的彈力為N,根據(jù)動量定理
(N-mgcos37°)t=mvN,…………1分
解得: N=mgcos37°+=880N。…………1分
20.(9分)
解:(1)設物塊滑上小車后經(jīng)過時間t1速度減為零,根據(jù)動量定理
μmgt1=mv,
解得: t1==0.5s !1分
(2)物塊滑上小車后,做加速度為am的勻變速運動,根牛頓第二定律
μmg=mam,
解得: am=μg=2.0m/s2。
小車做加速度為aM的勻加速運動,根據(jù)牛頓第二定律
F-μmg=MaM,
解得: aM==0.5m/s2!1分
設物塊向左滑動的位移為s1,根據(jù)運動學公式
s1=v0t1-amt=0.25m,
當滑塊的速度為零時,小車的速度V1為
V1=V0+amt1=1.75m/s。
設物塊向右滑動經(jīng)過時間t2相對小車靜止,此后物塊與小車有共同速度V,根據(jù)運動學公式,有 V=V1+aMt2=amt2,
解得: t2=s。 …………1分
滑塊在時間t2內(nèi)的位移為s2=ams=m≈1.36m。(方向向右) …………1分
因此,滑塊在小車上滑動的過程中相對地面的位移為
s=s2-s1=m≈1.11m,方向向右!1分
(3)由(2)的結果,物塊與小車的共同速度
V=m/s,
因此,物塊在小車上相對小車滑動的過程中,系統(tǒng)的機械能增加量ΔE為
ΔE=(m+M)V2-mv-MV≈17.2J。…………2分
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