北京四中度高三第一学期开学考试物理试题.docx
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北京四中度高三第一学期开学考试物理试题
北京四中2010-2011年度高三第一学期开学考试物理试题
（100分钟）
测试题目
一、本题共10小题，每小题3分，共30分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。
全部选对的得3分，选对但不全的得２分，有选错或不答的得０分。
把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。
1．如图1所示，质量为m的物体沿倾角为q的斜面匀速下滑，关于物体在下滑过程中所受的支持力N和滑动摩擦力f，下列说法中正确的是
（）
A．N=mgsinq
B．N=mgcosq
C．f=mgsinq
D．f=mgcosq
2.关于力和运动的关系，以下说法中正确的是（）
A.物体做曲线运动，其加速度一定改变
B.物体做曲线运动,其加速度可能不变
C.物体在恒力作用下运动,其速度方向一定不变
D.物体在恒力作用下运动,其速度方向可能改变
3．起重机用钢绳吊起一重物，竖直向上做匀加速直线运动。
若不计空气的阻力，则钢绳的拉力对重物所做的功（）
A.等于重物增加的机械能 B.等于重物增加的动能
C.大于重物增加的机械能 D.大于重物增加的动能
4．甲、乙两颗人造地球卫星沿不同轨道绕地球做圆周运动，两卫星的轨道半径分别为r甲和r乙，线速度分别为v甲和v乙，周期分别为T甲和T乙。
已知r甲＞r乙,则（）
A.v甲＞v乙
B.v甲＜v乙
C.T甲＞T乙
D.T甲＜T乙
5．一个水平放置的弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，O为平衡位置，如图2（甲）所示。
设水平向右方向为正方向，以某一时刻作计时起点（t=0），经1/4周期，振子具有正方向最大加速度。
那么，在图2（乙）所示的几个振动图像中（x表示振子离开平衡位置的位移），能正确反映该振子振动情况的是（）
6．如图3所示，两个内壁光滑、半径不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一水平面。
现将质量相同的两小球（小球半径远小于碗的半径），分别从两个碗的边缘由静止释放，当两球分别通过碗的最低点时（）
A．两小球的速度大小相等
B．两小球的速度大小不相等
C．两小球对碗底的压力相等
D．两小球对碗底的压力不相等
7．如图4所示，物块A、B叠放在粗糙的水平桌面上，水平外力F作用在B上,使A、B一起沿水平桌面向右加速运动。
设A、B之间的摩擦力为f1，B与水平桌面间的摩擦力为f2。
若水平外力F逐渐增大,但A、B仍保持相对静止，则摩擦力f1和f2的大小（）
A.f1不变、f2变大
B.f1变大、f2不变
C.f1和f2都变大
D.f1和f2都不变
8．从某一高度水平抛出质量为m的小球，经时间t落在水平面上，速度方向偏转θ角。
若不计空气阻力，重力加速度为g。
则（）
A.小球抛出的速度大小为gtsinθB.小球落地时的速度大小为
C.小球在飞行过程中动量的增量大小为mgt
D.小球在飞行过程中重力做功为
mg2t2
9．一根柔软的弹性绳，a、b、c、d……为绳上的一系列等间隔的质点，相邻两质点间的距离均为10cm，如图5所示。
现用手拉着绳子的端点a使其上下做简谐运动，在绳上形成向右传播的简谐横波。
若a质点开始时先向上运动，经过0.10s第一次达到最大位移，这时c质点恰好开始运动。
则绳子形成的简谐横波（）
A.波长为80cm，波速为2.0m/s
B.波由a质点传到j质点的时间为0.50s
C.当j质点开始振动时，d质点第一次达到波谷
D.波传到j质点以后，f质点和j质点相对各自平衡位置的位移方向总是相反的
10．一物体放在光滑水平面上，若物体仅受到沿水平方向的两个力F1和F2的作用，在两个力开始作用的第1s内物体保持静止状态。
已知这两个力随时间变化的情况如图6所示，则（）
A．在第2s内，物体做加速运动，加速度减小，速度增大
B．在第3s内，物体做加速运动，加速度增大，速度增大
C．在第4s内，物体做加速运动，加速度减小，速度增大
D．在第6s末，物体又处于静止状态
二、本题共3小题，每小题4分，共12分。
把答案填在题中的横线上。
11．在验证机械能守恒定律的实验中，质量m=200g的重锤拖着纸带由静止开始下落，在下落过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点。
在纸带上选取三个相邻计数点A、B和C，相邻计数点时间间隔为0.100s，O为重锤开始下落时记录的点，各计数点到O点的距离如图7所示，长度单位是cm，当地重力加速度g为9.80m/s2。
（1）打点计时器打下计数点B时，重锤下落的速度vB=______________（保留三位有效数字）；
（2）从打下计数点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp=______________，重锤动能增加量ΔEK=（保留三位有效数字）；
（3）即使在实验操作规范，数据测量及数据处理均正确的前提下，该实验求得的ΔEp通常略大于ΔEk，这是由于实验存在系统误差，该系统误差产生的主要原因是：
___________________________。
12．在用单摆测定重力加速度的实验中：
（1）为了减小测量周期的误差，应选择摆球经过最低点的位置开始计时。
图8（甲）中的秒表的示数为一单摆完成40次全振动经历的时间，则该单摆振动周期的测量值为___________s。
（取三位有效数字）
（2）用最小刻度为1mm的刻度尺测量摆长，测量情况如图8（乙）所示。
O为悬点，由图可知此时单摆摆长的测量值为______________m。
（3）若用L表示单摆的摆长，T表示周期，那么用单摆测重力加速度的表达式为g=______________。
13．如图9所示，在验证动量守恒定律的实验中，将一个质量为m1的钢球A多次从斜槽轨道上端紧靠固定挡板处由静止释放，这个钢球经过斜槽轨道后由水平轨道飞出，在地面上落点的平均位置为P点。
然后在水平轨道末端放置一个质量为m2的胶木球B（A、B两球的半径相等），将A球仍然多次从斜槽轨道的同一位置由静止释放，和球B发生碰撞，碰后两球分别落到地面上，根据两球落在地面的痕迹确定两球各自的落地点的平均位置分别为M点和N点。
水平轨道末端重锤线指向地面的O点，测得OM＝s1，OP＝s2，ON＝s3。
重力加速度为g。
（1）若测量出水平轨道到地面的高度为h，则与B两球相碰前的瞬间A球的速度v1＝______________。
（2）在允许误差范围内，当m1、m2、s1、s2、s3满足关系式_____________________时，就表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒。
三、本题包括7小题，共58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。
14.（8分）质量m=10kg的物体放在水平地板上，在沿水平方向拉力F1=20N的作用下，物体恰好做匀速直线运动。
若用F2=30N的水平拉力作用于物体上，从静止开始作用5.0s撤去拉力F2。
求：
（1）撤去拉力F2时物体运动的速度大小；
（2）撤去拉力F2后物体滑行的最大距离。
15．（8分）滑雪者及滑雪板总质量m=75kg，以v0=2.0m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ=30°，在t=5.0s的时间内滑下的距离s=60m．设阻力的大小不变,重力加速度g取10m/s2,求：
（1）滑雪人下滑加速度的大小;
（2）滑雪板及人受到的阻力的大小。
16．（10分）2003年10月15日，我国成功地发射了“神州”五号载人宇宙飞船。
发射飞船的火箭全长58.3m，起飞时总质量M0=479.8t（吨）。
发射的初始阶段，火箭竖直升空，航天员杨利伟有较强超重感，仪器显示他对仓座的最大压力达到体重的5倍。
飞船进入轨道后，21h内环绕地球飞行了14圈。
将飞船运行的轨道简化为圆形，地球表面的重力加速度g取10m/s2。
（1）求发射的初始阶段（假设火箭总质量不变），火箭受到的最大推力；
（2）若飞船做圆周运动的周期用T表示，地球半径用R表示。
请导出飞船圆轨道离地面高度的表达式。
17．（10分）如图10所示是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图，光滑斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，圆形轨道半径为R。
一个质量为m的小车（可视为质点）在A点由静止释放沿斜面滑下，当它第一次经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力为其重力的7倍，小车恰能完成圆周运动并第二次经过最低点沿水平轨道向右运动。
已知重力加速度为g。
（1）求A点距水平面的高度h；
（2）假设小车在竖直圆轨道左、右半圆轨道部分克服摩擦阻力做的功相等，求小车第二次经过竖直圆轨道最低点时的速度大小。
18.（10分）某人欲将质量m=2.0×102kg的货箱推上高h=1.0m的卡车，他使用的是一个长L=5.0m的斜面（斜面与水平面平滑连接），如图11所示。
假设货箱与水平面和斜面的动摩擦因数均为μ=0.10，此人沿平行于地面和斜面对货箱所施的最大推力均为Fm=4.0×102N。
为计算方便可认为cosθ≈1，g取10m/s2。
（1）通过计算说明此人从斜面底端，用平行于斜面的力不能把货箱匀速推上卡车；
（2）此人要把货箱推上卡车，需要先在水平地面上推动货箱做加速运动，使货箱在斜面的底端A处具有一定的速度，接着继续用平行于斜面最大推力Fm推货箱。
为把货箱推到斜面顶端的卡车上，货箱在斜面底端的速度至少为多大？
（3）此人先以水平力，后以平行于斜面的力推货箱，推力大小总是Fm，那么，把静止于地面的货箱从水平面推到卡车上至少需做多少功？
19.（12分）如图12所示，质量M=1.0kg的木块随传送带一起以v=2.0m/s的速度向左匀速运动，木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.50。
当木块运动至最左端A点时，一颗质量为m=20g的子弹以v0=3.0×102m/s水平向右的速度击穿木块，穿出时子弹速度v1=50m/s。
设传送带的速度恒定，子弹击穿木块的时间极短，且不计木块质量变化，g=10m/s2。
求：
（1）在被子弹击穿后，木块向右运动距A点的最大距离；
（2）子弹击穿木块过程中产生的内能；
（3）从子弹击穿木块到最终木块相对传送带静止的过程中，木块与传送带间由于摩擦产生的内能。
答题纸
一、选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
二、实验题
11、
（1）______________
（2）______________、______________（3）______________
12、
（1）______________
（2）______________（3）______________
13、
（1）______________
（2）______________
三、计算题
14、
15、
16、
17、
18、
19、
参考答案及评分标准
一、本题共10小题，每小题3分，共30分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。
全部选对的得3分，选对但不全的得２分，有选错或不答的得０分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
BC
BD
AD
BC
D
BC
B
BCD
ACD
BC
二、本题共3小题，每小题4分，共12分。
把答案填在题中的横线上。
11．
（1）2.91m/s;…（1分）
（2）0.856J,…（1分）0.847J;…（1分）
（3）重锤下落时受到纸带受到打点计时器的阻力作用，重锤机械能减小。
（说出空气阻力及其他原因，只要合理就得分）…………（1分）
12．
（1）1.81…（1分）
（2）0.8120（0.8115~0.8125都得分）…（1分）
（3）4
L/T2…（2分）
13．
（1）
…………（1分），
（2）m1s2＝m1s1+m2s3…………（3分）。
三、本题包括7小题，共58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，有数值计算的题的答案必须明确写出数值和单位。
14．（7分）
解：
（1）物体做匀速运动，所以受力平衡，地板对物体的滑动摩擦力
f=F1=20N………………………………………………………（1分）
物体在F2作用时，根据牛顿第二定律F2-f=ma1…………（1分）
解得a1=1.0m/s2…………………………………………………（1分）
t=5.0s时物体的速度为v1=
=5.0m/s………………………（1分）
（2）撤去拉力F2后，物体只受滑动摩擦力，根据牛顿第二定律
f=ma2解得a2=2.0m/s2………………………………………（1分）
设撤去拉力F2后物体滑行的最大距离为s，则v2=2a2s………（1分）
解得s=6.25m……………………………………………………（1分）
15．（7分）
解：
（1）设滑雪的人下滑的加速度大小为a，根据运动学公式s=v0t+
at2…（1分）
a=
……………………………………………………（1分）
解得a=4.0m/s2……………………………………………………（1分）
（2）设滑雪板及人受到的阻力为f，根据牛顿第二定律mgsinq-f=ma…（2分）
f=mgsinq-ma………………………………………………………………（1分）
解得f=75N………………………………………………………………（1分）
16．（8分）
解：
（1）设火箭发射初始阶段的最大加速度为a，航天员受到的最大支持力为N，航天员质量为m0，根据牛顿第二定律
N-m0g=m0a依题意和牛顿第三定律N=5m0g…………………………（1分）
解得a=40m/s2………………………………………………………………（1分）
设发射初始阶段火箭受到的最大推力为F，根据牛顿第二定律
F-M0g=M0a………………………………………………………………（1分）
解得F=2.4×107N………………………………………………………（1分）
（2）设地球质量为M,飞船的质量为
，距地面的高度为h，则飞船受到地球的引力为飞船提供向心力
……………………（2分）
地面物体所受万有引力近似等于重力，设物体质量为
，则
……………………………………………………………………（1分）
解得：
………………………………………………………（1分）
17．（9分）
解：
（1）设第一次小车运动到B点的速度大小为vB，受到的支持力为N，根据牛顿第二定律N-mg=m
依题意和牛顿第三定律N=7mg………………（1分）
解得vB=
……………………………………………………………（1分）
小车从A点运动到B点的过程机械能守恒，以B点位置为重力势能零点，则有
mgh=
………………………………………………………………（1分）
解得h=3R………………………………………………………………（1分）
（2）设小车在圆轨道最高点的速度为vC，重力提供向心力，此时根据向心力公式有
mg=m
………………………………………………………………（1分）
解得vc=
……………………………………………………………………（1分）
设小车在右半圆轨道上克服阻力做功Wf,对小车从B点运动到C的点过程，根据动能定理有
-mg2R-Wf=
-
……………………………………（1分）
解得Wf=
mgR…………………………………………………………………（1分）
设小车第二次经过B点时的速度为
，对小车从B点运动到C点再回到B点的过程，根据动能定理有：
-2Wf=
-
解得
=2
…………（1分）
18．（9分）
解：
（1）设货箱与斜面间的滑动摩擦力为f，斜面对货箱的支持力为N，斜面倾角为θ，平行于斜面用力把货箱匀速推上卡车用力为F，则
F=6.0×102N……………………………………………………………………（1分）
因为Fm=400N＜F=6.0×102N，所以不能把货箱匀速推上卡车。
…………（1分）
（2）欲求货箱在斜面低端的最小速度，则可设货箱到达斜面顶端时速度为零。
设货箱在斜面上做匀减速运动的加速度大小为a1，货箱在斜面底端时速度至少为v，根据牛顿第二定律
mgsinθ+μmgcosθ-Fm=ma1……………………………………………（1分）
解得a1=1.0m/s2…………………………………………………………………（1分）
根据运动学公式有v2=2a1L
解得v=
m/s≈3.2m/s…………（1分）（用
m/s表示也给分）
（3）要使推力做功最少，则货箱到达斜面顶端时速度为零，即货箱通过A点时速度为v，设货箱在推力Fm作用下沿水平面运动距离为s到斜面底端时，速度大小为v，根据动能定理有
Fms-μmgs=
………………………………………（1分）
解得s=5.0m……………………………………………………………………（1分）
此人在全过程做的功为W=Fm（s+L）=4.0×103J…………………………（1分）
19．（10分）
解：
（1）设木块被子弹击穿时的速度为u，子弹击穿木块过程动量守恒
mv0-Mv=mv1+Mu解得u=3.0m/s………………………………（1分）
设子弹穿出木块后，木块向右做匀减速运动的加速度为a，根据牛顿第二定律
μmg=ma
解得a=5.0m/s2…………………………………………（1分）
木块向右运动到离A点最远时，速度为零，设木块向右移动最大距离为s1
u2=2as1
解得s1=0.90m………………………………………（1分）
（2）根据能量守恒定律可知子弹射穿木块过程中产生的内能为
E=
…………………………（1分）
解得E=872.5J…………………………………………………（1分）
（3）设木块向右运动至速度减为零所用时间为t1，然后再向左做加速运动，经时间t2与传送带达到相对静止，木块向左移动的距离为s2。
根据运动学公式
v2=2as2解得s2=0.40m………………………………………（1分）
t1=
=0.60s,t2=
=0.40s………………………………………（1分）
木块向右减速运动的过程中相对传送带的位移为
-=2.1m，
产生的内能Q1=μMg
=10.5J……………………………………（1分）
木块向左加速运动的过程中相对传送带的位移为
=vt2-s2=0.40m，
产生的内能Q2=μMg
=2.0J……………………………………（1分）
所以整个过程中木块与传送带摩擦产生的内能
Q=Q1+Q2=12.5J…………………………………………………（1分）
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