2022北京昌平二中高三(上)期中物理.docx

2022北京昌平二中高三（上）期中
物 理
一、单项选择题（共14小题，每小题3分，共计42分）
1．如图为某质点运动的速度时间图像，由图像可知
A．0~1s内的平均速度是2m/s
B．0~1s内的运动方向与2~4s内的运动方向相同
C．0~1s内的加速度大小与2~4s内的加速度大小相等
D．0~2s内的位移大小是2m
1
2
2．如右图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木坂上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2，重力加速度大小为g。则有
A．a1=0，a2=g B．a1=g，a2=g
C．a1=0， D．a1=g，
图1
3．如图1所示，吊车是建筑工地常用的一种大型机械。为了便于研究问题，将它简化成如图2所示的模型，硬杆OB的一端装有定滑轮，另一端固定在车体上；质量不计的绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物体匀速上升，不计定滑轮质量和滑轮与轴承之间的摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是
A．OA段绳索受到的拉力小于mg
B．OA段绳索受到的拉力大于mg
C．OB杆对定滑轮的支持力小于2mg
D．OB杆对定滑轮的支持力大于2mg
4．两位同学在学校操场上同一高度处同时抛出甲、乙两小球，甲球初速度方向竖直向上，乙球初速度方向水平。已知两小球初速度大小相等，不计空气阻力。下列说法正确的是
A.甲球先落地，落地时甲球速度大 B.乙球先落地，落地时乙球速度大
C.甲球先落地，落地时两球速度大小相等 D.乙球先落地，落地时两球速度大小相等
5．某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上钉上白纸,固定两个滑轮A和B(绳与滑轮间的摩擦不计)，三根绳子的结点为O，在左右及中间的绳端分别挂上个数为N1、N2和N3的钩码，每个钩码的质量相等。当系统达到平衡时，根据钩码个数可读出三根绳子的拉力大小F1F2和F3。下列说法正确的是
A. 当钩码的个数N1=N2=N3=3时可以完成实验
B. 实验中必须测量AO和BO间的夹角
C. 实验中不需要记录结点O的位置
D. 实验中必须用天平测出钩码的质量
轨道Ⅱ
地月转移轨道
P
Q
轨道Ⅰ
6．2020年11月28日，“嫦娥五号”携带月球车运动到地月转移轨道的P点时做近月制动后被月球俘获，成功进入环月圆形轨道Ⅰ上运行，如图所示。在“嫦娥五号”沿轨道Ⅰ经过P点时，通过调整速度使其进入椭圆轨道Ⅱ，在沿轨道Ⅱ经过Q点时，再次调整速度后又经过一系列辅助动作，成功实现了其在月球上的“软着陆”。对于“嫦娥五号”沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运动的过程，
若以月球为参考系，且只考虑月球对它的引力作用，下列说法中正确的是
A．沿轨道Ⅱ经过P点时的速度大于经过Q点时的速度
B．沿轨道Ⅱ经过P点时的机械能等于经过Q点时的机械能
C．沿轨道Ⅰ经过P点时的速度小于沿轨道Ⅱ经过P点时的速度
D．沿轨道Ⅰ经过P点时的加速度大于沿轨道Ⅱ经过P点时的加速度
7．有a、b、c、d四颗地球卫星，a在地球赤道上未发射，b在地面附近近地轨道上正常运行，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星。各卫星排列位置如图，则有 　
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．b在相同时间内转过的弧长最长
C．c在4 h内转过的圆心角是
D．d的运行周期有可能是20 h
a
A
B
F
O
8．物体A、B均静止在同一水平面上，其质量分别为mA和mB，与水平面间的动摩擦因数分别为μA和μB。现用水平力F分别拉物体A、B，它们的加速度a与拉力F的关系图象如图所示，由图象可知
A．μA>μB，mA>mB B．μA<μB，mAμB，mAmB
9．将一质量为m的排球竖直向上抛出，它上升了H高度后落回到抛出点。设排球运动过程中受到方向与运动方向相反、大小恒为f的空气阻力作用，已知重力加速度大小为g，且f球运动过程中的加速度始终小于g
B．排球整个上升过程克服重力做功的平均功率等于整个下降过程重力做功的平均功率
C．排球整个上升过程克服重力做的功大于整个下降过程重力做的功
D．排球从抛出至上升到最高点的过程中，机械能减少了fH
10． 2022年2月北京举办了第24届冬季奥运会，苏翊鸣夺得男子单板滑雪大跳台项目金牌，成为中国首个单板滑雪奥运冠军。图甲是一观众用手机连拍功能拍摄苏翊鸣从起跳到落地的全过程的合成图。图乙为首钢滑雪大跳台的赛道的示意图，分为助滑区、起跳台、着陆坡和终点四个部分，运动员从一百多米的助滑跑道滑下，腾空高度平均可达7m，落地前的速度与着陆坡之间有一定的夹角。以下说法正确的是
A. 运动员由于与着陆坡作用时间短，所以不会受伤
B. 运动员由于受到空气阻力，机械能减少，速度降低，所以不会受伤
C. 适当增加着陆坡与水平方向的倾角可以减小运动员受到的撞击力，增加安全性
D. 运动员落到着陆坡时，由于运动员动量变化量小，所以受到的撞击力小
11．如图所示，半径为R，表面光滑的半圆柱体固定于水平地面，其圆心在O点。位于竖直面内的曲线轨道AB的底端水平，与半圆柱相切于圆柱面顶点B。质量为m的小滑块沿轨道滑至B点时的速度大小为，方向水平向右，滑块在水平地面上的落点为C（图中未画出），不计空气阻力，则     
A. 滑块将从B点开始作平抛运动到达C点
B 滑块将沿圆柱体表面始终做圆周运动滑至C点
C. 滑块从B点开始到地面C点的运动过程机械能和动量都守恒
D. OC之间的距离为2R
12．修建高层建筑时常用塔式起重机。某段时间内，重物在竖直方向上被匀加速提升，同时在水平方向上向右匀速移动。不计空气阻力。在此过程中
A．重物的运动轨迹为斜向右上方的直线
B．绳子对重物拉力所做的功等于重物机械能的增加量
C．重物所受合力冲量的方向斜向右上方
D．绳子对重物拉力的冲量等于重物动量的增加量
13．如图所示，一汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统，系统以50Hz的频率监视前方的交通状况。当车速v≤10m/s、且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽车避免与障碍物相撞。在上述条件下，若该车在不同路况下的“全力自动刹车”的加速度取4~6m/s2之间的某一值，则该车应设计的最小安全距离最接近
A．5m B．12.5m C．20m D．30m
F
B
A
l1
l2
O
14．如图所示，水平桌面上的轻质弹簧左端固定，右端与静止在O点的小物块接触而不连接，此时弹簧处于自然状态。现对小物块施加大小恒为F、方向水平向左的推力，当小物块向左运动到A点时撤去该推力，小物块继续向左运动，然后向右运动，最终停在B点。已知：小物块质量为m，与地面间的动摩擦因数为μ，OA距离为l1，OB距离为l2，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。下列表述不正确的是
A．在推力作用的过程中，小物块的加速度可能一直变小
B．在推力作用的过程中，小物块的速度可能先变大后变小
C．在物块运动的整个过程中，弹性势能的最大值为
D．在物块运动的整个过程中，小物块克服摩擦力做的功为μmg(2l1+l2)
二、填空实验题（共3小题，每空2分，共计18分）
15．（4分）如图所示,在研究平抛物体的运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，每个小方格的边长为L。若小球在平抛运动途中的几个位置为图中的a、b、c、d几点，则小球平抛的初速度的计算式为
v0= 　　　　(用L和g表示)，小球在b点的速率是　　　　　(用L和g表示)。(已知重力加速度为g) 
16．（8分）利用右图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。
①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_____。
A．动能变化量与势能变化量
B．速度变化量与势能变化量
C．速度变化量与高度变化量
②实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量，动能变化量。若两者在误差允许的范围内近似相等，则证明自由落体满足机械能守恒。

③图像法处理验证机械能守恒定律的数据时，小明同学认为，若以为纵坐标，为横坐标，得到的图像如果是过坐标原点的一条直线，则能证明自由落体满足机械能守恒。请谈谈你的看法。

17．（6分）两位同学用如图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
①实验中必须满足的条件是__________。
A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D．两球的质量必须相等
②测量所得入射球A的质量为mA，被碰撞小球B的质量为mB，上图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON。
当所测物理量满足表达式_______________________________________（用mA、、mB、OP、OM、ON表示）时，即说明两球碰撞中动量守恒；
如果满足表达式_____________________________________________（用OP、OM、ON表示）时，则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。
三、计算题（共4小题，共计40分）
18.（9分）如图所示，水平地面上有一质量m=2.0kg的物块，物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.20，在与水平方向成θ=37°角斜向下的推力F作用下由静止开始向右做匀加速直线运动。已知F=10N， sin37º=0.60，cos37º=0.80，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）物块运动过程中所受滑动摩擦力的大小；
（2）物块运动过程中加速度的大小；
（3）物块开始运动5.0s所通过的位移大小。

19.（9分）如图所示，半径R=2.5m的竖直半圆光滑轨道在B点与水平面平滑连接，一个质量m=0.50kg 的小滑块（可视为质点）静止在A点。一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从A点开始运动，在水平面末端与质量M=0.50kg的另一个滑块（可视为质点）相撞后粘在一起经B点进入圆轨道，沿圆轨道运动到最高点C，并从C点水平飞出，落在水平面上的D点。经测量，D、B间的距离s1=10m，A、B间的距离s2=25m，滑块与水平面的动摩擦因数μ=0.20，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）滑块通过C点时的速度大小；
（2）滑块刚进入圆轨道时，在B点轨道对滑块的弹力；
（3）滑块在A点受到的瞬时冲量的大小。

20.（10分）“嫦娥五号”于2020年11月24日在海南文昌发射中心成功发射，携带月壤采样于12月17日成功返回，开启了我国对月球的进一步探测工程。在此之前，科技人员反复进行了多次模拟试验以应对各种可能的异常情况。在模拟实验中月球探测器（如图21）能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10s向地球发射一次无线电信号。探测器上还装有两套相同的使探测器获得加速度的装置（简称减速器，其中一个备用）。某次试验中探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速直线前进而不能自动避开障碍物，此时地面控制人员就需要进行人工遥控操作。下表为地面操控中心显示屏上的部分数据：
收到信号时间 与前方障碍物距离（m）
9:10:20 52
9:10:30 32
发出指令时间 给减速器指令加速度大小m/s2）
9:10:33 2
收到信号时间 与前方障碍物距离（m）
9:10:40 12

已知月球距地球约为r＝3.0×105 km，控制中心接收到信号到控制人员发出指令最少需要Δt＝3s时间。前方障碍物相对探测器极大，可将该情况简化为探测器正垂直驶向无限大的障碍物（如图22所示）。
图21
图22

回答以下问题：
（1）通过对显示屏上的数据分析，你认为减速器是否执行了9:10:33发出的减速指令？
（2）分析说明为避免本次碰撞，在加速度大小相同的情况下，发出哪种指令更安全？
①做匀速圆周运动　　　　　②做匀减速直线运动
（3）若你是控制中心人员，在9:10:40接收到信号后，应该怎么做？若发出指令②，给减速器设定的加速度需要满足什么条件？

21.（12分）碰撞过程中的动量和能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。为了方便探究，我们选用的碰撞小球为弹性小球、碰撞前后速度在同一直线上、无机械能损失的简化模型。
如图16所示，将一个大质量的弹性球A（质量为m1）和一个小质量的弹性球B（质量为m2）叠放在一起，从初始高度h0由静止竖直下落，不计空气阻力，且h0远大于球的半径。设A球与地面作用前的速度大小为v0（v0为未知量），A球和地面相碰后，以原速反弹；反弹后它和以v0向下运动的B球碰撞，如图17（甲）所示。碰后如图17（乙）所示。取竖直向上为正方向。
（1）a．求v0；
b．有同学认为，两物体（选为一个系统）在竖直方向碰撞，由于重力的影响，系统动量不再守恒。现通过实验及计算说明这一问题。
某次实验时，测得m1=60.0g，m2=3.0g，h0=1.80m，A和B碰撞时间
Δt=0.01s，重力加速度g取10m/s2。
①求A和B相互作用前瞬间系统的总动量大小P1；
②求A和B相互作用过程中，系统总动量的变化量大小ΔP；
③计算的值。据此实验及结果，你认为物体在竖直方向碰撞过程中，是否可以应用动量守恒定律？并简要说明理由。
（2）若不计系统重力的影响，且m2<