2018-2019学年北京二中高三(上)期中物理试卷及答案

2018-2019学年北京二中高三（上）期中物理试卷
一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）
1. 牛顿能发现不朽的万有引力定律，是与其他科学家们的贡献分不开的，下面4位科学家没
有对牛顿发现万有引力定律有任何启发的是
A. 哥白尼
B. 开普勒
C. 第谷
D. 卡文迪许
2. 如图1所示，在长约1m的一端封闭的玻璃管中注满清水，水中
放一个圆柱形的红蜡块圆柱体的直径略小于玻璃管的内径，轻
重适宜，使它能在玻璃管内的水中匀速上升，将玻璃管的开口
端用胶塞塞紧将此玻璃管迅速竖直倒置如图2所示，红蜡块R
就沿玻璃管由管口A匀速上升到管底若在将玻璃管竖直倒置、
红蜡块刚从A端开始匀速上升的同时，将玻璃管由静止开始水平
向右匀加速移动如图3所示，直至红蜡块上升到管底B的位置
如图4所示红蜡块与玻璃管间的摩擦很小，可以忽略不计，在
这一过程中相对于地面而言
A. 红蜡块做速度大小、方向均不变的直线运动
B. 红蜡块做速度大小变化的直线运动
C. 红蜡块做加速度大小、方向均不变的曲线运动
D. 红蜡块做加速度大小变化的曲线运动
3.2013年6月我国宇航员在天宫一号空间站中进行了我国首次太空授课活动，展示了许多在地面上无法
实现的实验现象假如要在空间站再次进行授课活动，下列我们曾在实验室中进行的实验，若移到空间站也能够实现操作的有
A. 利用托盘天平测质量
B. 利用弹簧测力计测拉力
C. 利用自由落体验证机械能守恒定律
D. 测定单摆做简谐运动的周期
4.篮球运动员通常要伸出双手迎接传来的篮球。

接球时，两手随球迅速收缩至胸前。

这样做可以
A. 减小球对手的冲量
B. 减小球对人的冲击力
C. 减小球的动量变化量
D. 减小球的动能变化量
5.一列简谐横波某时刻波形如图所示，此时质点P的速度方向沿y轴正方向，则
A. 这列波沿x轴负方向传播
B. 质点a此时动能最大，加速度最小
C. 再经过一个周期，质点P运动到处
D. 当质点P运动到最低点时，质点b恰好运动到平衡位置
6. 如图1所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直
方向振动，T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统。

圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图象如图2所示。

圆盘匀速转动时，小球做受迫振动。

小球振动稳定时，下列说法正确的是
A. 小球振动的固有频率是4Hz
B. 小球做受迫振动时周期一定是4s
C. 圆盘转动周期在4s附近时，
小球振幅显著增大
小球振幅显著减小
7. 下列说法正确的是
A. 一对滑动摩擦力做的总功一定为负
B. 一对作用力和反作用力的总冲量可以不为零
C. 一对作用力和反作用力做的总功一定为零
D. 静摩擦力一定不做功
8. 某娱乐项目中，参与者抛出一小球去接触触发器，从而进入下一关。

现在将这个娱乐项目进行简化，
假设参与者从触发器的正下方以速率v竖直上抛一小球，小球恰好接触触发器。

若参与者从与刚才相同的高度以相同的速率v抛出小球，小球沿如下A、B、C、D四个不同的光滑轨道运动，如图所示。

小球能接触触发器的可能是哪一个？
A. ①④
B. ②③
C. ①③
D. ③④
9.如图所示，质量为M的圆环用轻绳吊在天花板上，环上有两个质量为m的小环自大环顶部开
始分别向两边滑下，当两个小环下落至与大环圆等高时，小环受到的摩擦力为f，此时绳对大
环的拉力大小
A. B. C. D.
10. 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1所示，其中橡皮筋两端点A、B固定在
把手上。

橡皮筋处于ACB时恰好为橡皮筋原长状态如图2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，说法正确的是
A. 橡皮筋对模型飞机的冲量始终向上，模型飞机的动量一直在增大
B. 模型飞机在C位置时的速度最大
C. 橡皮筋对模型飞机的冲量先向上后向下，模型飞机的加速度先减
小，后增大
D. 橡皮筋对模型飞机的力始终做正功，模型飞机的动能先增大，后
减小
11. 假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，对壳
外物体的引力等于将所有质量全部集中在球心的质点对球外物体的引力现以地心为原点O建立一维直线坐标系，用r表示坐标系上某点到地心的距离，则该直线上各点的重力加速度g随r变化的图象正确的是
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共1小题，共4.0分）
12. 如图甲所示，利用我们常见的按压式圆珠笔，可以做一个有趣的实验，先将笔倒立向下按压然后放手，
笔将向上弹起一定的高度。

为了研究方便，把笔简化为外壳、内芯和轻质弹簧三部分。

弹跳过程可以分为三个阶段如图乙所示：
①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端
接触桌面见位置；
②由静止释放，外壳竖直上升与静止的内芯碰撞见
位置；
③碰撞后内芯与外壳以共同的速度一起上升到最大
高度处见位置。

不计摩擦与空气阻力，下列说法正确的是
A. 外壳与内芯碰撞过程中，外壳与内芯的总能量不守恒
B. 若笔使用久了以后笔油减少，则笔弹起的高度变大
C. 仅增大弹簧的劲度系数，则笔弹起的高度将变小
D. 笔从撒手到弹起到最大高度处的过程中，弹簧释放的弹性势能等于笔增加的重力势能
三、填空题（本大题共1小题，共12.0分）
13. 图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。

图中打点
计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用
表示。

在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方
法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其
质量间的关系”。

完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板
右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系
列______的点。

②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分，设5个间隔标注一个计数点。

测量相邻计数点的间距，，求出与
不同m相对应的加速度a。

⑥以砝码的质量m为横坐标为纵坐标，在坐标纸上做出关系图线。

若加速度与小车和砝码的总
质量成反比，则与m处应成______关系填“线性”或“非线性”。

完成下列填空：
ⅰ本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是______。

ⅱ设纸带上三个相邻计数点的间距为、、可用、和表示为______。

图2为用米尺测量某一纸带上的、的情况，由图可读出______mm，______ 由此求得加速度的大小______。

ⅲ图3为所得实验图线的示意图。

设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为______，小车的质量为______。

四、实验题探究题（本大题共1小题，共6.0分）
14. 一位同学做“用单摆测定重力加速度”的实验。

下列是供学生自主选择的器材。

除了铁架台和相关配件，你认为还应选用的器材是______。

填写器材的字母代号
A.约1m长的细线
B.约长的铜丝
C.约长的橡皮筋
D.直径约1cm的实心木球
E.直径约1cm的实心钢球
F.秒表
G.天平
H.米尺
该同学在安装好实验装置后，测得单摆的摆长为L，然后让小球在竖直平面内小角度摆动。

当小球某次经过最低点时开始计时，在完成N次全振动时停止计时，测得时间为t。

请写出测量当地重力加速度的表达式______。

用以上测量的物理量和已知量的字母表示
为减小实验误差，该同学又多次改变摆长L，测量多组对应的单摆周期T，利用的关系图线求当地重力加速度值。

若计算得该图线的斜率为k，则求g的表达式为______。

若在用的关系图线求当地重力加速度值的过程中，该同学误将摆线长当成摆长进行测量和绘制图线。

则求出的重力加速度值测量值______填大于、小于或等于当地的重力加速度值。

五、计算题（本大题共5小题，共54.0分）
15. 如图所示，固定斜面高，BC段为与斜面平滑连接的水平地面。

斜面AB光滑，水平面BC段
粗糙，小物块与水平面间的动摩擦因数μ质量的小物块从斜面顶端A由静止开始滑下，最终停在水平面M处。

不计空气阻力，小物块可视为质点，，求：
与M的距离S
在M处给小物块一个瞬时的初速度，使它能够回到A点，这个初速度最小为多大？
16. 杂技中的“顶竿”由两个演员共同表演，站在地面上的演员肩部顶住一根长竹竿，另一演员爬至竹竿
项端完成各种动作后下滑若竿上演员自竿项由静止开始下滑，滑到竿底时速度正好为零已知竹竿底部与下面顶竿人肩部之间有一传感器，传感器显示竿上演员自竿项滑下过程中顶竿人肩部的受力情况如图所示竿上演员质量为，长竹竿质量，
求竿上的人下滑过程中的最大速度．
请估测竹竿的长度h．
17. 竖直平面内的轨道ABC由水平滑道AB与光滑的四分之一圆弧道BC平滑连接组成，轨道放在光滑的水
平面上一个质量为的小物块可视为质点从轨道的A端以初速度冲上水平滑道AB，沿着轨道运动，由CB弧滑下后停在水平滑道AB的中点已知轨道ABC的质量为求：小物块和滑道相对静止时共同的速度；
若小物块恰好不从C端离开滑道，圆弧滑道的半径R应是多大？
若增大小物块的初速度，使得小物块冲出轨道后距离水平滑道AB的最大高度是2R，小物块的初速度应多大．
18. 牛顿思考月球绕地球运行的原因时，苹果偶然落地引起了他的遐想：拉住月球使它围绕地球运动的力
与拉着苹果下落的力，是否都与太阳吸引行星的力性质相同，遵循着统一的规律--平方反比规律？因此，牛顿开始了著名的“月地检验”。

已知月球与地球的距离约为地球半径的60倍，如果牛顿的猜想正确，请你据此计算月球公转的向心加速度a和苹果下落的加速度g的比值；
在牛顿的时代，月球与地球的距离r、月球绕地球公转的周期T等都能比较精确地测定，请你据此写出计算月球公转的向心加速度a的表达式；已知m，，地面附近
的重力加速度，请你根据这些数据估算比值；与中的结果相比较，你能得出什么结论？
19. 如图甲所示为车站使用的水平传送装置的示意图绷紧的传送带长度，以的恒定速
率运行，传送带的水平部分AB距离水平地面的高度现有一行李箱可视为质点质量，以的水平初速度从A端滑上传送带，被传送到B端时没有被及时取下，行李箱从B端水平抛出，行李箱与传送带间的动摩擦因数μ，不计空气阻力，重力加速度g取试分析求解：
行李箱从传送带上A端运动到B端过程中摩擦力对行李箱冲量的大小；
为运送该行李箱电动机多消耗的电能；
若传送带的速度v可在～之间调节，仍以的水平初速度从A端滑上传送带，且行李箱滑到B端均能水平抛出请你在图乙中作出行李箱从B端水平抛出到落地点的水平距离x与传送带速度v 的关系图象要求写出作图数据的分析过程
2018-2019学年北京二中高三（上）期中物理试卷
1.
【答案】D
【解析】解：A、哥白尼提出日心说，对行星的运动规律有了最初的认识，有较大的贡献，
BC、第谷观测行星运动，记录数据，开普照勒对其数据进行分析得出行星的运动规律，二人的贡献较大D、卡文迪许在牛顿发现万有引力定律后测定了引力常数，本人对于牛顿发现万有引力定律没有任何启发，没有对牛顿发现万有引力定律有任何启发的，故选：D。

行星的运动规律的探索过程对万有引力定律的发现起了大的作用，明确开普勒定律的内容，知道行星的运动是椭圆而不是圆；知道万有引力发现的历程，明确牛顿和卡文迪许的贡献；同时注意经曲力学的局限性。

对于万有引力发现的历程要注意准确掌握，如牛顿第提出了万有引力定律的内容但没有能够测出引力常量。

2.
【答案】C
【解析】解：蜡块在水平方向上做匀加速直线运动，竖直方向上做匀速直线运动，合加速度沿水平方向上，且大小不变，与合速度的方向不在同一条直线上，所以合运动为曲线运动，加速度保持不变。

故C正确，A、B、D错误。

故选：C。

红蜡块参与水平方向上的匀加速直线运动和竖直方向上的匀速直线运动，根据运动的合成，判断合运动的轨迹以及合运动的加速度是否保持不变．
解决本题的关键掌握判断合运动轨迹的方法，当合加速度的方向与合速度的方向不在同一条直线上时，蜡块做曲线运动．
3.
【答案】B
【解析】解：A、宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重状态，物体受的重力正好充当向心力，所以与重力有关的实验是无法实现的如：利用托盘天平测质量，利用自由落体验证机械能守恒定律，测定单摆做简谐运动的周期；故ACD错误；
B、弹簧测力计的原理是胡克定律：，实验可以利用弹簧测力计测拉力，故B正确；
故选：B．
完全失重是指物体受到的重力完全产生了物体运动的加速度，在圆周运动中，完全失重的时候，物体的重力全部作为了物体运动所需要的向心力，产生了向心力加速度．
本题主要考查了对超重失重现象的理解，人或物体处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力变了．
4.
【答案】B
【解析】解：先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球引至胸前，这样可以增加球与手接触的时间，
根据动量定理得：
当时间增大时，作用力就减小，而冲量和动量、动能的变化量都不变，所以B正确。

故选：B。

可分析。

本题主要考查了动量定理的直接应用，难度不大，属于基础题。

5.
【答案】B
【解析】解：A、由于质点p沿y轴的正方向运动，据波形平移可知该波沿x轴的正方向传播，故A错误；
B、该波沿x轴的正方向传播，据波形平移可知，a质点将从平衡位置上向下运动，即速度最大，加速度
为零，故B正确；
C、据波的传播特点，各质点并不随波迁移，只在平衡位置附近做简谐运动，故C错误；
D、据图可知质点p和b相差一个波长，两质点的振动情况相同，故D错误。

故选：B。

用波形平移判断质点的振动和波的传播方向；利用各质点在平衡位置附近做简谐运动判断质点的振动情况．据波形平移判断质点的振动方向和波的传播方向是解题的前提，明确波传播的特点是解题的关键．
6.
【答案】C
【解析】解：A、由图2读出：小球振动的固有周期，则其固有频率为故A错误。

B、小球做受迫振动时周期等于驱动力的周期，即等于圆盘转动周期，不一定等于固有周期4s，故B错误。

CD、圆盘转动周期在4s附近时，驱动力周期等于振动系统的固有周期，小球产生共振现象，振幅显著增大，故C正确，D错误。

故选：C。

由图2读出小球振动的固有周期，求得固有频率。

小球做受迫振动时，受迫振动的频率等于驱动力的频率。

当驱动力周期等于振动系统的固有周期时，会产生共振现象。

解决本题的关键掌握共振的条件：驱动力周期等于振动系统的固有周期，以及知道振子做受迫振动时的频率等于驱动力的频率，与振动系统的固有频率无关。

7.
【答案】A
【解析】解：A、一对滑动摩擦力对外做负功，因为滑动摩擦力的方向与运动方向相反，所以一对相互作用的滑动摩擦力做功的总和为负，故A正确；
B、一对作用力与反作用力的大小相等，方向相反，作用时间相同。

根据冲量的定义可知，它们的冲量必定大小相等方向相反，总冲量一定为零，故B错误；
C、作用力和反作用力可能都做正功，做功的代数和不一定为零。

比如两个人滑冰，相互推开，在推开的过程中，作用力与反作用力都做正功，故C错误；
D、静摩擦力方向可能与运动方向相同，所以静摩擦力可能做正功，比如在倾斜的传送带上，木块与传送带一起向上运动，所受静摩擦力方向向上，静摩擦力做正功，故D错误；
故选：A。

作用力与反作用力所做的功不一定一正一负，可能都做正功。

判断摩擦力做正功还是做负功，看摩擦力方向与运动方向的关系。

解决本题的关键知道力做正功还是负功取决于力的方向与运动方向的关系。

8.
【答案】A
【解析】解：由题意，小球以v竖直上抛的最大高度为h，说明到达最大高度时速度为0。

不能击中触发器，故①错误；
②小球离开斜面后做斜抛运动了，到最高点时水平方向有一定的速度，最大高度小于h，不能击中触发器，故②错误；
③根据机械能守恒定律可知，小球上升到最高点时速度刚好等于零，可以击中触发器，故③正确；
④在双轨中做圆周运动时到达最高点的速度可以为零，根据机械能守恒守恒知，小球可以上升到最高点并击中触发器，故④正确。

故ABC错误，D正确。

故选：A。

小球在运动的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律，以及到达最高点的速度能否为零，判断小球进入右侧轨道能否到达h高度。

解决本题的关键掌握机械能守恒定律，以及会判断小球在最高点的速度是否为零。

9.
【答案】D
【解析】解：小环受到大环的摩擦力大小为f，方向向上，根据力的作用是相互的，大环受到两个小环的摩擦力大小各为f，方向向下；
以大环为研究对象，其处于静止状态，受力满足平衡关系。

向上的力为：绳子对它的拉力F；
向下的力为：大环的重力G、两个小环的摩擦力2f；
根据平衡力的大小相等的特点，得到：；
故D正确。

故选：D。

结合物体状态和受力之间的关系，根据大环的状态--静止，可分析得出大环受平衡力作用；即绳子对大环向上的拉力等于大环的重力加上小环对大环的摩擦力．
根据物体的运动状态，分析物体的受力情况是解决此题的关键，另外在分析受力时要考虑周全，不要漏力或添力．
10.
【答案】D
【解析】解：A、橡皮筋对模型飞机的合力方向始终向上，则橡皮筋对模型飞机的冲量始终向上。

从D到C，橡皮筋对模型飞机弹力的合力先大于重力，后小于重力，飞机的合力先向上后向下，所以模型飞机的速度先增大后减小，动量先增大后减小，故A错误。

B、当橡皮筋对模型飞机弹力的合力等于重力时速度最大，此位置在DC之间，故B错误。

C、橡皮筋对模型飞机的冲量始终向上，由于橡皮筋对模型飞机弹力的合力一直减小，根据牛顿第二定律可知，加速度先减小后增大，故C错误
D、橡皮筋对模型飞机的弹力与位移方向一直相同，所以橡皮筋对模型飞机的弹力始终做正功，模型飞机的速度先增大后减小，所以模型飞机的动能先增大后减小，故D正确；
故选：D。

先要分析模型飞机的受力情况，来判断其运动情况，从而分析出动量和速度的变化。

由牛顿第二定律分析加速度的变化情况。

根据速度的变化来判断动能的变化。

本题正确分析模型飞机的受力情况，判断其运动情况是关键。

同时要明确受力与运动的关系、功能关系，熟练应用能量守恒分析实际问题。

11.
【答案】A
【解析】解：令地球的密度为ρ，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：，
由于地球的质量为πρ，
所以重力加速度的表达式可写成：πρ，
根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，在距离地球球心为r处，受到地球的万有引力即为半径等于r的球体在其表面产生的万有引力，′πρ，
当时，g与r成正比，当后，g与r平方成反比。

故选：A。

根据题意知，地球表面的重力加速度等于半径为R的球体在表面产生的加速度，在其内部距离地心距离为r处一点的加速度相当于半径为r的球体在其表面产生的加速度，根据地球质量分布均匀得到加速度的表达式，再根据半径关系求解即可
抓住在地球表面重力和万有引力相等，在矿井底部，地球的重力和万有引力相等，要注意在地球内部所谓的地球的质量不是整个地球的质量而是半径为r的球体的质量．
12.
【答案】AB
【解析】解：A、外壳与内芯发生非弹性碰撞，所以外壳与内芯的总能量不守恒，故A错误。

B、设将外壳下移时其下端与水平桌面接触时，外力做功为W，弹簧的弹性势能为设外壳和内芯的质量分别为M和m。

由静止释放后外壳获得一个初速度为上升的高度为，外壳与内芯碰撞后弹起时的共同速度大小为，之后共同体上升的高度为。

根据功能关系有：①
根据机械能守恒定律得：②
外壳和内芯碰撞过程，取竖直向上为正方向，由动量守恒定律得：③
碰后过程，由机械能守恒定律得：④
仅减少笔芯中的油，m减小，由①②知，不变，由③知增大，由④式知笔弹起的高度将变大，故B 正确。

C、仅增大弹簧的劲度系数，变大，由上式可知，笔弹起的高度将变大，故B错误。

D、笔从撒手到弹起到最大高度处的过程中，外壳和内芯碰撞过程中系统的机械能有损失，所以弹簧释放的弹性势能大于笔增加的重力势能，故D错误。

故选：AB。

由静止释放，外壳上升过程中，弹簧的弹性势能转化为外壳的机械能，由机械能守恒定律可以求出其速度。

外壳与内芯碰撞过程中，系统动量守恒，由能量守恒定律可以求出碰后共同速度。

外壳与内芯一起做竖直上抛运动，由机械能守恒定律可以求出弹起的高度，根据这些表达式分析。

本题的关键是分析外壳的运动过程，判断出每个过程能量是如何转化，利用能量守恒定律分析。

13.
【答案】等间距线性小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和砝码的总质
量
【解析】解：①在平衡摩擦力时，应小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列等间距的点，则此时说明小车做匀速运动；
⑥由牛顿第二定律：可知：，在F一定时，与m成正比，故与m成线性关系；
探究牛顿第二定律实验时，当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力，认为小车受到的拉力不变。

由匀变速直线运动的推论：可知加速度为：；
由图示刻度尺可知：，，
由图示纸带可知：，
加速度为：
设小车质量为M，由牛顿第二定律得：
则
由图3图象可知：，则小车受到的拉力F为；
，将代入，解得小车的质量M为；
故答案为：①等间距；⑥线性；
ⅰ小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和砝码的总质量；
ⅱ；；；；
ⅲ；。

根据验证牛顿第二定律的实验注意事项分析解答；
根据实验注意事项结合牛顿第二定律分析；
由图示刻度尺读出其示数；应用匀变速运动的推论求出加速度；
由牛顿第二定律求出图象的函数表达式，然后根据图3中图象分析答题。

本题考查了实验注意事项、刻度尺读数、求加速度，清楚实验注意事项、实验原理、应用匀变速直线运动的推论即可正确解题。

对刻度尺读数时要注意刻度尺的分度值，要注意估读一位。

遇到涉及图象的问题时，要先根据物理规律写出关于纵轴与横轴的函数表达式，再根据斜率和截距的概念求解。

14、
【答案】AEFH ππ等于
【解析】解：为减小实验误差，单摆摆线适当长些，应选择约1m长的细线做摆线，为减小空气阻力对实验的影响，应选择质量大而体积小的球做摆球，因此摆球应选择
钢球，实验需要用秒表测周期，用刻度尺测量摆长，因此需要的实验器材为：AEFH。

单摆周期：，由单摆周期公式：π可知，重力加速度：πππ；
由单摆周期公式：π可知：π，图象的斜率：π，重力加速度：π；。