2021年海淀高三第一学期期中练习题和答案（终稿）(1).docx

1、1 海淀区20212022学年第一学期期中练习 高三物理2021.11 本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作 答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。 第一部分 本部分共 10 题，每题 3 分，共 30 分。在每题给出的四个选项中，有的题只有一个选 项是正确的，有的题有多个选项是正确的。全部选对的得 3 分，选不全的得 2 分，有选错或 不答的得 0 分。把正确的答案填涂在答题纸上。 1如图 1 所示，用网兜把足球挂在竖直墙壁上的 A 点，静止时球与墙壁的接 触点为 B 点。不计墙壁摩擦以及绳和网兜所受的重力。下列说法正确的是 AAC 绳的

2、拉力可能小于球所受的重力 BAC 绳的拉力一定大于球所受的重力 CAC 绳的拉力一定大于墙壁对球的支持力 D墙壁对球的支持力一定大于球所受的重力 2一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，某时刻的波形如图 2 所示。在该时刻，关于图中质点 P，下列说法正确的是 A加速度沿 y 轴正方向 B加速度沿 y 轴负方向 C速度沿 y 轴正方向 D速度沿 y 轴负方向 3如图 3 所示，修正带的核心部件是两个半径不同的齿轮，两个齿轮通过相互咬合进行工 作，A 和 B 分别为两个齿轮边缘处的点。若两齿轮匀速转动， 下列说法正确的是 AA、B 两点的角速度大小相等 BA、B 两点的角速度大小不等 CA、B 两点的

3、向心加速度大小相等 DA、B 两点的向心加速度大小不等 4用图 4 所示装置研究摩擦力的变化规律，把木块放在固定的水平长木板上，在弹簧测力 计的指针左侧轻放一个小纸团，它可以被指针推动。用弹簧 测力计水平向右拉木块，使拉力由零缓慢增大，直至木块刚 开始运动。关于该实验，下列说法正确的是 A木块开始运动前，其受到的摩擦力大于弹簧测力计示数 B木块开始运动前，其受到的摩擦力小于弹簧测力计示数 C当弹簧测力计示数达到某一数值，木块刚开始移动时， 纸团与指针分离 D指针左侧小纸团的作用是标记滑动摩擦力大小 图 1 图 3 大齿轮 小齿轮 B A 图 2 图 4 2 5某航拍仪从地面由静止启动，在升力作

4、用下匀加速竖直向上起飞。当上升到一定高度时， 航拍仪失去动力。假设航拍仪在运动过程中沿竖直方向运动且机身保持姿态不变，其 v-t 图像如图 5 所示，由此可以判断 At=4.0s 时，航拍仪离地面最远 Bt=4.5s 时，航拍仪回到地面 C航拍仪在运动过程中上升的最大高度为 12m D航拍仪在上升过程中加速度最大值为 12m/s2 62020 年 9 月 4 日，我国在酒泉卫星发射中心利用长征二号 F 运 载火箭成功发射一型可重复使用的试验航天器， 图 6 为此发射过 程的简化示意图。航天器先进入圆轨道 1 做匀速圆周运动，再经 椭圆轨道 2，最终进入圆轨道 3 做匀速圆周运动。轨道 2 分别

5、与 轨道 1、轨道 3 相切于 P 点、Q 点。下列说法正确的是 A航天器在轨道 1 的运行周期小于其在轨道 3 的运行周期 B航天器在轨道 2 上从 P 点运动到 Q 点过程中，速度越来越大 C航天器在轨道 2 上从 P 点运动到 Q 点过程中，地球的万有引力对其做负功 D航天器在轨道 1 上运行的加速度小于其在轨道 3 上运行的加速度 7某同学在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，使用了如图 7 甲所示的实验装置。 保持小车质量不变，改变砂桶中砂的质量，小车的加速度 a 随其所受拉力 F 变化图线如 图 7 乙所示。对图线未经过原点 O 的原因分析，可能正确的是 A平衡小车所受阻力时木板

6、右端垫得过高 B未将木板右端垫高以平衡小车所受阻力 C仅用桶中砂的重力来代替小车所受拉力 F D小车质量未远大于砂和砂桶的总质量 8将一个物体竖直向上抛出，若物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，图 8 中可能正 确反映小球抛出后上升过程中速度 v、加速度 a 随时间 t 的变化关系，以及其动能 Ek、 重力势能 Ep随上升高度 h 的变化关系的是 图 5 图 6 图 7 图 8 3 9体积相同的小球 A 和 B 悬挂于同一高度，静止时，两根轻绳竖直，两球球心等高且刚好 彼此接触。如图 9 所示，保持 B 球静止于最低点，拉起 A 球，将其由距最低点高度为 h 处静止释放，两球发生碰撞后分离。

7、两球始终在两悬线所决定的竖直平 面内运动，悬线始终保持绷紧状态，不计空气阻力。下列说法正确的是 A 两球从碰撞到分离的过程中， A 球减少的动能与 B 球增加的动能大 小一定相等 B 两球从碰撞到分离的过程中， A 球动量的变化量与 B 球动量的变化 量大小一定相等 CB 球上升的最大高度不可能大于 h DB 球上升的最大高度可能小于 10美妙的乐音源于发声物体的振动，已知琴弦振动的频率由琴弦质量、长度及其所受张力 （沿琴弦方向的弹力）共同决定。小提琴上某根质量为 m、长度为 L 的琴弦，将其两端 固定，可以通过拨动使其振动发声，当张力为 F 时，琴弦振动的频率为 f。表中给出了 4 次实验的

8、结果： 次琴弦质量 m/kg长度 L/m张力 F/N频率 f/Hz 10.050.9001.211100 20.050.9001.441200 30.050.2251.002000 40.050.1001.003000 下列判断正确的是 A由表中数据可知，可能存在关系：随琴弦质量 m 增大，振动的频率 f 变大 B由表中数据可知，可能存在关系：随张力 F 增大，振动的频率 f 变大 C分析物理量的量纲，可能存在关系式（k 为无单位常量） D分析物理量的量纲，可能存在关系式（k 为无单位常量） 第二部分 本部分共 8 题，共 70 分。 11 （5 分）用单摆测定重力加速度的实验装置如图 10

9、所示。 （1）选用合适的器材组装成单摆后，主要步骤如下： 将单摆上端固定在铁架台上。 让刻度尺的零刻度线对准摆线的悬点，测摆长 L。 记录小球完成 n 次全振动所用的总时间 t。 根据单摆周期公式计算重力加速度 g 的大小。 根据图 11 所示，测得的摆长 L=cm； 重力加速度测量值表达式 g=（用 L、n、t 表示） 。 图 9 图 10图 11 4 （2）为减小实验误差，多次改变摆长 L，测量对应的单摆周期 T，用多组实验数据绘制 T2-L 图像，如图 12 所示。由图可 知重力加速度 g=（用图中字母表示） 。 （3） 关于实验操作或结果分析， 下列说法正确的是（选 填选项前的字母）

10、。 A测量摆长时，要让小球静止悬挂再测量 B摆长一定的情况下，摆的振幅越大越好 C多次改变摆线长l，测量多组对应的50次全振动时间t，通过绘制的t2-l关系图线也 可以测定重力加速度 12 （10 分）利用图 13 所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。 已知打点计时器打点周期 T=0.02s，重力加速度为 g。 （1）甲同学在做实验时进行了如下操作，其中操作不 当 的步骤 是（选填选项前的字母） 。 A将打点计时器接到直流电源上 B应选择体积小、质量大的重物 C释放纸带前，纸带应保持竖直 （2） 甲同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带， 如图 14 所示 （其中一段纸带图中未画出） 。

11、图中 O 点为打出的起始 点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点 A、B、C、 D、E、F 作为计数点。测出 C、D、E 点距起始点 O 的距离分别为 h1、h2、h3，由此 可计算出打点计时器打下 D 点时重物下落的瞬时速度 vD=m/s （结果保留三位 有效数字） 。用 m 表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式 mgh2=， 则可认为重物下落过程中机械能守恒(用给出的已知物理量的符号表 示)。 （3）乙同学在进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏，找不到起始点了，于是他利用 剩余的纸带，用（2）中方法进行数据处理并进行验证。如图 15 所示，重新任选某 点为 O，选取在纸带上连

12、续打出的点 A、B、C、D、E、F 作为计数点，测量出 C、 D、E 点到 O 点的距离分别为 h1、h2、h3，用（2）中表达式进行验证。发现表达式 左侧 mgh2的数值比表达式右侧的数值小了很多，最可能的原因是。 （4）丙同学设想采用另一种方法研究机械能是否守恒：在图 15 中的纸带上，先分别测 打点 计时器 夹子 重物 纸带 图2 图 13 图 12 图 14 图 15 5 量出从 O 点到 A、B、C、D、E、F 点的距离 h，再计算对应 B、C、 D、 E 各点的重物速度 v。 请帮助丙同学在图 16 中画出 v2-h 图像的 示意图， 并说明如何利用该图像判断重物下落过程中机械能是

13、否守 恒。 13 （8 分）如图 17 所示，一个质量 m = 2. 0 kg 的物体放在水平地面上。对物体施加一个水 平拉力 F = 10 N，使物体做初速度为零的匀加速直线运动。已知物体与水平地面间的动 摩擦因数 = 0.20，取重力加速度 g = 10 m/s2。 （1）求物体运动的加速度大小 a； （2）求物体在 2.0 s 时的速率 v； （3）若经过 2.0 s 后撤去拉力 F，求撤去拉力 F 后物体可以滑行的最大距离 x。 14 （8 分）某款儿童滑梯如图 18 所示，其滑面可视为与水平地面夹角 = 37的平直斜面， 滑面顶端距离地面高度 h = 3.0 m。一质量 m = 20

14、 kg 的儿童从滑面顶端由静止开始下滑 至底端，已知儿童与滑梯间的动摩擦因数 = 0.30，儿童沿滑梯下滑的过程，可以看做 质点沿斜面直线运动。已知 sin37 = 0.6，cos37 = 0.8，取重力加速度 g = 10 m/s2，忽略 空气阻力的影响。求： （1）儿童下滑过程中，所受摩擦力的大小 f； （2）儿童下滑的整个过程中，重力对其做的功 W； （3）儿童下滑至底端时，重力的瞬时功率 P。 图 18 图 16 图 17 6 15 （8 分）如图 19 所示，一根长为 L 不可伸长的轻绳一端固定于 O 点，另一端系有一质量 为 m 的小球（可视为质点） ，小球在竖直平面内以 O 点为

15、圆心做圆周运动。已知重力加 速度为 g，忽略空气阻力的影响。 （1）若小球经过圆周最高点 A 点时速度大小 v0=，求： a小球经过圆周最低点 B 点时的速度大小 v； b小球从 A 点运动至最低点 B 点过程中，其所受合外力的冲量大小 I。 （2） 若轻绳能承受的最大拉力为 Fm= 9mg， 当小球运动到最低点 B 点时绳恰好被拉断。 已知 B 点距水平地面的高度为 h（图中未画出） ，求小球落地点与 B 点之间的水 平距离 x。 16 （9 分）2020 年 12 月 17 日，嫦娥五号返回器携带月球样品在预定区域安全着陆，探月 工程取得圆满成功。若已知月球质量为 M月，月球半径为 R月，

16、地球质量为 M地，地球 半径为 R地，月球中心与地球中心的距离为 L，引力常量为 G。在以下问题的讨论中， 将地球、月球均视为质量分布均匀的球体，不考虑月球和地球自转的影响。 （1）嫦娥五号带回了月球样品，某样品在月球表面附近所受重力大小为 F月，在地球 表面附近所受重力大小为 F地，求比值 F月/ F地的表达式。 （2）若将月球绕地球的公转视为一个质点绕地球做匀速圆周运动，其公转周期为 T。 a请写出月球绕地球公转的向心加速度 a 与 T 之间的关系式。 b经查阅资料，可知地球半径约为 R地= 6400 km，月球与地球中心的距离 L 约 为地球半径 R地的 60 倍，取地球表面附近自由落体

17、加速度 g = 9.8 m/s2。 牛顿在思考行星间的引力时，猜想“使月球绕地球运动的力”与“使苹 果落地的力”遵循同样的规律，最终他利用“月地检验”证实了自己的猜 想。 根据牛顿的猜想， 推导并写出月球受地球引力产生的加速度 a的表达式 （用 g、R地、L 表示） ；为确定牛顿的猜想是否正确，请写出还需查阅本题信息中 哪个物理量的具体数值。 17 （10 分）如图 20 所示，把一个质量为 m、有小孔的小球连接在劲度系数为 k 的轻质弹 簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在光滑的杆上，小球和弹簧组成的系统称为弹簧 图 19 图 20 7 振子。开始时弹簧处于原长，在小球运动过程中弹簧形变始终

18、在弹性限度内，忽略空气 阻力的影响。 （1）把小球拉向右方，然后由静止释放，小球将在平衡位置附近往复运动。若以小球 的平衡位置为坐标原点 O， 以水平向右为正方向建立坐 标轴 Ox，用 x 表示小球在平衡位置附近往复运动的位 移。 a请在图 21 中画出弹簧弹力 F 随 x 变化的示意图； b已知小球经过平衡位置时速度大小为 v，求小球静 止释放后第一次运动至平衡位置的过程中, 弹簧弹 力对小球做的功 W。 （2）让静止在平衡位置的小球突然获得向左的初速度，开始在平衡位置附近振动。已 知振动过程的振幅为 A，弹簧振子的振动周期 T =。为了求得小球获得的 初速度大小 v1，某同学的解法如下：

19、设向左压缩弹簧过程中弹簧的平均作用力大小为 F， 由动能定理可知 2 1 1 0 2 F Amv 由动量定理可知 1 0F tm v 小球由平衡位置向左运动压缩弹簧至最短的过程所用时间 联立式，可得 1 24AAk tm v a请指出这位同学在求解过程中的错误； b借助 F-x 图像可以确定弹力做功的规律，在此基础上，请正确求解出小球初 速度大小 v1； c弹簧振子在运动过程中，求弹簧弹力对小球做正功时，其瞬时功率 P 的最大 值。 图 21 8 18 （12 分）追寻守恒量是物理学的重要研究内容，在高中阶段我们探索守恒量时，除了实 验手段，也常借助已有理论来进行分析。已知重力加速度为 g。

20、（1）如图 22 所示，A 和 B 两位置分别距离地面高度为 hA和 hB，质量为 m 的物体（可 视为质点）在 A 和 B 两位置的速度大小分别为 vA和 vB。 a以地面为参考平面，分别写出物体在 A 和 B 两位置的机械能 EA和 EB； b利用动能定理和重力做功的特点，证明沿光滑曲面下滑的物块在 A 位置的机 械能与在 B 位置的机械能相等。 （2）供暖系统、自来水系统都是通过管道运送液体的。管内液体稳定流动时具有这样 的特点：管内各处液体体积无法压缩且密度均相同；管内各处液体流速不随 时间改变。 如图 23 所示，选取横截面 C 和横截面 D 之间的液体为研究对象，当 C 处液 体流

21、动很小一段距离，到达 C时，D 处液体正好流动到 D处。已知液体密度为， C 处的压强为 p1、流速为 u1、高度为 h1，D 处的压强为 p2、流速为 u2、高度为 h2， C 处管道半径为 R，C 与 C间距离为 d，且 R、d 均远远小于 h2。不计管道对液体 的阻力，不考虑液体的黏滞性。在 C、D 间的液体流动至 C、D的过程中 a求横截面 C 左侧液体对研究对象所做的功 W1； b求重力对研究对象所做的功 WG； c研究表明，可运用动能定理对 C、D 间的液体进行分析。请依据动能定理探 索压强 p、流速 u、高度 h 是否也存在着某种守恒的关系。若存在，请写出关 系式；若不存在，请说

22、明理由。 图 22 图 23 9 海淀区20212022学年第一学期期中练习参考答案及评分标准 高三高三物理物理2021.11 第一部分共 10 题，每题 3 分，共 30 分。在每题给出的四个选项中，有的题只有一个选项是 符合题意的，有的题有多个选项是符合题意的。全部选对的得 3 分，选不全的得 2 分，有选 错或不答的得 0 分。 题号12345678910 答案BCBCBDCDACACDBDBC 第二部分共 8 题，共 70 分。 11.（5 分） （1）98.50； （2） （3）AC 12. （10 分） （1）A （2）2.31； （3） 表达式右侧应为从打下 O 点到打下 D 点

23、的过程中重物动能的 增加量，而打下 O 点时重物的速度不为 0，表达式右侧漏减 了打下 O 点时重物的动能，导致右侧动能的增加量偏大。 （4）如答图 1；计算该图线的斜率，若图线为一条斜率接近 2g 的 直线，则可验证重物下落过程中机械能守恒。 13 （8 分） （1）物体在水平面内做匀加速直线运动，设摩擦力为 f， 根据牛顿第二定律 物体运动过程中所受摩擦力 得 （2）根据速度公式 得 （3）撤掉拉力 F 后，物体做匀减速直线运动，设撤掉拉力后的加速度为 a1， 根据牛顿第二定律 得 根据速度与位移关系的表达式 得 14 （8 分） v2 h O 答图 1 10 （1）儿童下滑时受到的摩擦力

24、为 得 （2）根据功的定义有 得 （3）根据动能定理 得 根据瞬时功率的定义 得 15 （8 分） （1）a小球从最高点 A 运动至最低点 B 过程中 根据动能定理 得 b小球从最高点 A 运动至最低点 B 过程中，所受合外力为变力。取 v0方向为正 方向，根据动量定理Im(v)mv0 得 所受合外力冲量大小 （2）设当绳子恰好被拉断时，小球在最低点 B 的速度为 vB，此时小球受力 分析如图所示，有 得 当绳断瞬间，小球从最低点 B，以初速度 vB水平飞出，做平抛运动直至落地。 设小球做平抛运动的时间为 t，有 水平方向xvBt 竖直方向 联立式，得 16 （9 分） （1）设样品质量为 m

25、， 样品在月球表面附近有 2 = M m FG R 月 月 月 样品在地球表面附近有 2 = M m FG R 地 地 地 得 2 2 = FMR FMR 月月地 月地地 （2）a月球绕地球做匀速圆周运动，设月球绕地球做匀速圆周运动的线速度为 v。 根据加速度定义式和线速度 v 与周期 T 的关系式 Fm mg 11 有； 联立得 b根据牛顿的猜想，即“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵从 同样的规律，设苹果质量为 M苹 得 联立式得 为确定牛顿的猜想是否正确， 需比较通过和式计算出的月球加速度 a 与 a是否相等，由于 g、R地、L 数值题目中均已给出或可以间接求得，所以还 需要查

26、阅月球公转周期 T 的具体数值。 17 （10 分） （1）a由弹力 F 与 x 关系式，可知 F 随 x 变化的 示意图如答图 2。 b 小球静止释放后第一次运动到平衡位置的过程中弹 簧弹力对小球做的功 W，由动能定理 得 （2）a在用动能定理和动量定理列式过程中，两次平均力的物理意义不同，式动能 定理中的平均力 F 是合力对位移的平均值，式动量定理中的平均力 F 是合 力对时间的平均值，联立式，不能求得。 b由 F 随 x 图像可知，静止释放后第一次运动到平衡位置的过程中，弹簧弹力 对小球做的功 由动能定理可知 得 c弹簧振子在运动过程中，当振动位移为 x 时的速度大小为 vx，由机械能守

27、恒 定律可知 得 当振动位移为 x 时，弹簧对小球做功的瞬时功率为 整理得 可知，当时，即时，功率 P 最大 O F x 答图 2 12 18 （12 分） （1）a以地面为参考平面， 物体在 A 位置的机械能 2 AAA 1 2 Emmghv 物体在 B 位置的机械能 2 BBB 1 2 Emmghv b物体从 A 位置运动到 B 位置，重力做功 GAB Wmghmgh 根据动能定理，合外力做功 从 A 位置运动到 B 位置，由于曲面光滑，仅有重力做功 即 因此 可得 22 AABB 11 22 mmghmmghvv 即物体在 A 位置的机械能与在 B 位置的机械能相等。 （2）a横截面 C

28、 左侧液体对研究对象所做的功 2 11 WFspR d bC、D 间液体流动至 C、D间，可等效为 C、D 间液体位置不变，C、C间 液体流动至 D、D间。C、C间液体质量。重力对研究对象所 做的功 c在相同的时间内，流过 C 处截面水的体积与流过 D 处截面水的体积相同。 由 C、C间液体体积 可知 设 D 处管道面积为 S2，D、D间距离为 x， 则 D、D间液体体积 横截面 D 右侧液体对研究对象所做的功 由动能定理，合外力做功 22 21 11 22 Wmmuu 即 22 121221 11 () 22 Vg hhpVpVVVuu 整理得 22 121221 11 22 ghghppuu 所以压强p、流速u、高度h是满足守恒的关系 22 111222 11 22 pghpghuu 即为守恒量。