北京市昌平三中高三物理上学期期中试卷(含解析)

2015-2016学年北京市昌平三中高三（上）期中物理试卷
一、单项选择题（选项中只有一个是正确的，答案填到要求的表格中3х15=45分）
1．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是( )
A．α粒子的散射实验B．对阴极射线的研究
C．光电效应实验 D．氢原子光谱实验
2．如图所示，一个人用与水平方向成θ角斜向上的力F拉放在粗糙水平面上质量为m的箱子，箱子沿水平面做匀速运动．若箱子与水平面间的动摩擦因数为μ，则箱子所受的摩擦力大小为( )
A．FsinθB．FcosθC．μmg D．μFsinθ
3．如图为弹簧振子的振动图象，由此可知( )
A．在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大
B．在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小
C．在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大
D．在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大
4．人站在电梯中随电梯一起运动．下列过程中人处于超重状态的是( )
A．电梯加速上升 B．电梯加速下降 C．电梯匀速上升 D．电梯匀速下降
5．如图所示，重物的质量为m，轻细绳AO的A端和BO的B端固定，平衡时AO水平，BO与水平方向的夹角为60°．AO的拉力F1和BO的拉力F2与物体重力的大小关系是( )
A．F1＞mg B．F1＜mg C．F2＜mg D．F2＞mg
6．如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C．在自行车正常骑行时，下列说法正确的是( )
A．A、B两点的角速度大小相等
B．B、C两点的线速度大小相等
C．A、B两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比
D．B、C两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比
7．质量为m的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态，如图所示．若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移s．斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是( )
A．摩擦力做正功，支持力做正功
B．摩擦力做正功，支持力做负功
C．摩擦力做负功，支持力做正功
D．摩擦力做负功，支持力做负功
8．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是( )
A．α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强
B．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力
C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强
D．γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱
9．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ．若在x=0处质点的振动图象如图所示，则该波在t=时刻的波形曲线为( )
A．B．C．
D．
10．如图所示的是杂技演员表演的“水流星”．一根细长绳的一端，系着一个盛了水的容器．以绳的另一端为圆心，使容器在竖直平面内做半径为R的圆周运动．N为圆周的最高点，M为圆周的最低点．若“水流星”通过最低点时的速度．则下列判断正确的是( )
A．“水流星”到最高点时的速度为零
B．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出
C．“水流星”通过最高点时，水对容器底没有压力
D．“水流星”通过最高点时，绳对容器有向下的拉力
11．一快艇从离岸边100m远的河流中央向岸边行驶．已知快艇在静水中的速度图象如（图甲）所示；河中各处水流速度相同，且速度图象如（图乙）所示，则( )
A．快艇的运动轨迹一定为直线
B．快艇的运动轨迹可能为直线，也可能为曲线
C．快艇最快到达岸边，所用的时间为20s
D．快艇最快到达岸边，经过的位移为100m
12．如图所示，为现代人在实验室所做的伽利略斜面实验的频闪照片的组合图．实验中把小球从左侧斜面的某个位置由静止释放，它将冲上右侧斜面，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两个小球间的距离依次减小；如果右侧斜面变成水平，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两小球间的距离几乎相等．对于这个实验，以下叙述正确的是( )
A．小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的B．小球最终也会在右侧水平面上停下来，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的C．因为没有绝对光滑的斜面或者平面，所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是荒谬可笑的
D．上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的
13．“嫦娥三号”探测器环绕月球运行的轨道半径为r，如果轨道半径r变大，下列说法中正确的是( )
A．线速度变小B．角速度变大
C．向心加速度变大D．周期变小
14．“嫦娥一号”成功发射后，探月成为同学们的热门话题．一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度h，已知月球的半径为R，便可测算出绕月卫星的环绕速度．按这位同学的方案，绕月卫星的环绕速度为( )
A．B．C．D．
15．如图所示，用同样材料制成的一个轨道，AB段为圆弧，半径为R，水平放置的BC段长度也为R．一小物块质量为m，与轨道间动摩擦因数为μ，当它从轨道顶端A由静止下滑时，恰好运动到C点静止．那么物体在AB段克服摩擦力做的功为( )
A．μmgR B．C．mgR（1﹣μ） D．
二、填空题（请将答案写在答题卡相应位置，每空2分，共计16分）
16．一小球从水平台面边缘以速度v水平飞出，落到水平地面上需要时间为t，落地点距台面边缘的水平距离为s．若使小球以速度2v仍从同一位置水平飞出，落到水平地面上需要时间为__________；落地点距台面边缘的水平距离为__________．
17．一个物体运动的速度图象，以向南为正方向．由图可知，物体在前40s的位移为__________m 在40﹣60s内物体的加速度大小是__________m/s2，方向__________．
18．如图所示是实验中打出的一条纸带的一部分，从较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻的两个计数点之间都有4个点迹没标出，测出各计数点之
间的距离．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中AB两计数点间的时间间隔为T=__________s，小车运动的加速度为a=__________m/s2，打C点时小车的速度为v=__________m/s
2015-2016学年北京市昌平三中高三（上）期中物理试卷
一、单项选择题（选项中只有一个是正确的，答案填到要求的表格中3х15=45分）
1．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是( )
A．α粒子的散射实验B．对阴极射线的研究
C．光电效应实验 D．氢原子光谱实验
【考点】粒子散射实验；原子的核式结构．
【专题】定性思想；推理法；原子的核式结构及其组成．
【分析】卢瑟福在α粒子的散射实验基础上提出了原子的核式结构模型，要了解各种模型提出的历史背景以及物理意义．
【解答】解：卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，
而对阴极射线的研究，发现原子还可以再分，
对于光电效应，揭示了光的粒子性，
氢原子光谱实验说明了能量量子化的观念，故A正确，BCD错误；
故选：A．
【点评】本题考查物理学史，掌握α粒子散射实验观察的结果，这是卢瑟福提出原子的核式结构模型的实验基础．
2．如图所示，一个人用与水平方向成θ角斜向上的力F拉放在粗糙水平面上质量为m的箱子，箱子沿水平面做匀速运动．若箱子与水平面间的动摩擦因数为μ，则箱子所受的摩擦力大小为( )
A．FsinθB．FcosθC．μmg D．μFsinθ
【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．
【专题】共点力作用下物体平衡专题．
【分析】先判断物体受的是动摩擦力还是静摩擦力，动摩擦力可以用公式求解，也可以根据平衡条件求解．
【解答】解：首先由题意可知物体受到的是动摩擦力，设动摩擦力为f，据公式f=μF N求解，我们只需求出F N即可，
对物体进行受力分析，将F正交分解，如图：
竖直方向受力平衡有：F N+Fsinθ=Mg，得：F N=Mg﹣Fsinθ
则：f=μ（Mg﹣Fsinθ）
水平方向受力平衡：f=Fcosθ
故B正确ACD错误；
故选：B．
【点评】本题看似考查动摩擦力的公式，但关键是正交分解，很多同学无论什么情况都乱用公式μmg，那是不对的．
3．如图为弹簧振子的振动图象，由此可知( )
A．在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大
B．在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小
C．在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大
D．在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大
【考点】简谐运动的振动图象．
【专题】简谐运动专题．
【分析】x﹣t图象的斜率表示速度，再根据F=﹣kx判断回复力大小．
【解答】解：A、x﹣t图象的斜率表示速度，故在t1时刻，速度为零，动能为零，故A错误；
B、x﹣t图象的斜率表示速度，故在t2时刻，速度最大，动能最大；位移为零，故回复力为零，弹力为零；故B正确；
C、x﹣t图象的斜率表示速度，在t3时刻，振子的速度为零，故动能为零，加速度最大，合力最大，弹力最大，故C错误；
D、x﹣t图象的斜率表示速度，故在t4时刻，速度最大，动能最大；位移为零，故回复力为零，弹力为零；故D错误；
故选：B．
【点评】本题关键是明确x﹣t图象的斜率的含义，根据F=﹣kx判断回复力大小，弹力等于回复力．
4．人站在电梯中随电梯一起运动．下列过程中人处于超重状态的是( )
A．电梯加速上升 B．电梯加速下降 C．电梯匀速上升 D．电梯匀速下降
【考点】超重和失重．
【分析】当物体有向下的加速度时物体处于失重状态；当物体加速度向上时，物体处于超重状态．
【解答】解：A、电梯加速上升时，加速度向上，故人超重，故A正确；
B、电梯加速下降时，加速度向下，故人失重，故B错误；
C、电梯匀速上升时，加速度为零；人不超重也不失重；故C错误；
D、电梯匀速下降时，加速度为零；人不超重也不失重；故D错误；
故选：A．
【点评】本题考查超重与失重的性质，注意明确加速度向上有两种可能：加速向上或减速向下．
5．如图所示，重物的质量为m，轻细绳AO的A端和BO的B端固定，平衡时AO水平，BO与水平方向的夹角为60°．AO的拉力F1和BO的拉力F2与物体重力的大小关系是( )
A．F1＞mg B．F1＜mg C．F2＜mg D．F2＞mg
【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．
【专题】共点力作用下物体平衡专题．
【分析】对结点O受力分析，根据平行四边形定则比较绳子拉力和重力的大小关系．
【解答】解：对O点受力分析，如图．根据共点力平衡得，
．．故B、D正确，A、C错误．
故选BD．
【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行分析．
6．如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C．在自行车正常骑行时，下列说法正确的是( )
A．A、B两点的角速度大小相等
B．B、C两点的线速度大小相等
C．A、B两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比
D．B、C两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比
【考点】线速度、角速度和周期、转速．
【专题】匀速圆周运动专题．
【分析】利用同轴转动，角速度相同，同一链条上各点的线速度大小相等；据线速度和角速度的关系；根据向心加速度的公式a==ω2r知，线速度大小不变，向心加速度与半径成反比，角速度不变，向心加速度与半径成正比．
【解答】解：A、AB两点在传送带上，所以两点的线速度相等，再据v=ωr和半径不同，所以两点的角速度不同，故A错误；
B、BC两点属于同轴转动，故角速度相等；再据v=ωr和半径不同，所以两点的线速度不同，故B错误；
C、由向心加速度的公式a=知，A、B两点的向心加速度与其半径成反比，故C错误；
D、由向心加速度的公式a=ω2r知，B、C两点的向心加速度与其半径成正比，故D正确．
故选：D．
【点评】本题考查灵活选择物理规律的能力．对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式．
7．质量为m的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态，如图所示．若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移s．斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是( )
A．摩擦力做正功，支持力做正功
B．摩擦力做正功，支持力做负功
C．摩擦力做负功，支持力做正功
D．摩擦力做负功，支持力做负功
【考点】功的计算．
【专题】功的计算专题．
【分析】物块向右做匀速直线运动，受力平衡，对物体进行受力分析，根据恒力做功公式分析即可
【解答】解：物块向右做匀速直线运动，受力平衡，物体受重力（方向竖直向下）、支持力（垂直斜面向上）、摩擦力（沿斜面向上），位移方向水平向右，所以摩擦力做正功，支持力做负功；
故选：B
【点评】本题主要考查了同学们受力分析的能力，知道力和位移夹角小于90°时做正功，等于90°时不做功，大于90°时做负功
8．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是( )
A．α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强
B．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力
C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强
D．γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱
【考点】天然放射现象．
【分析】α、β、γ射线都来自原子核，穿透能力依次增强，电离能力依次减弱．
【解答】解：A、射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最弱．故A错误．
B、β射线是原子核中一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来．故B错误．
C、γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强．故C正确．
D、γ射线是电磁波，它的穿透能力最强．故D错误．
故选C．
【点评】解决本题的关键知道α、β、γ三种射线的实质，以及三种射线的穿透能力强弱和电离能力强弱．
9．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ．若在x=0处质点的振动图象如图所示，则该波在t=时刻的波形曲线为( )
A．B．C．
D．
【考点】横波的图象；简谐运动的振动图象．
【分析】由x=0点处质点的振动图象可知该质点的运动情况，得出时刻的运动性质即可得出符合题意的选项．
【解答】解：从振动图上可以看出x=0处的质点在t=时刻处于平衡位置，且正在向下振动，四个选项中只有A图符合要求，故A项正确．
故选A．
【点评】本题要求学生能正确的分析振动图象和波动图象；难点在于能否由波动图象中得出物体的运动方向．
10．如图所示的是杂技演员表演的“水流星”．一根细长绳的一端，系着一个盛了水的容器．以绳的另一端为圆心，使容器在竖直平面内做半径为R的圆周运动．N为圆周的最高点，M为圆周的最低点．若“水流星”通过最低点时的速度．则下列判断正确的是( )
A．“水流星”到最高点时的速度为零
B．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出
C．“水流星”通过最高点时，水对容器底没有压力
D．“水流星”通过最高点时，绳对容器有向下的拉力
【考点】向心力；牛顿第二定律．
【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
【分析】根据动能定理求出“水流星”通过最高点的速度，根据牛顿第二定律去判断绳子对容器有无拉力，水对桶底部是否有压力．
【解答】解：A、根据动能定理得，，解得最高点的速度v′=．故A错误．
B、对桶中的水分析，有N+mg=，解得N=0．知水对桶底压力恰好为零，水恰好不流出．故B错误，C正确．
D、对整体受力分析，有：F+mg=m，解得F=0，绳子的拉力为零．故D错误．
故选C．
【点评】解决本题的关键知道物体在竖直平面中做圆周运动，在最高点的临界情况，以及知道向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．
11．一快艇从离岸边100m远的河流中央向岸边行驶．已知快艇在静水中的速度图象如（图甲）所示；河中各处水流速度相同，且速度图象如（图乙）所示，则( )
A．快艇的运动轨迹一定为直线
B．快艇的运动轨迹可能为直线，也可能为曲线
C．快艇最快到达岸边，所用的时间为20s
D．快艇最快到达岸边，经过的位移为100m
【考点】运动的合成和分解；匀变速直线运动的图像．
【专题】运动学中的图像专题．
【分析】AB、将快艇的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，两分运动一个做匀加速直线运动，一个做匀速直线运动，根据运动的合成确定其运动的轨迹．
C、根据合运动与分运动具有等时性，在垂直于河岸方向上的速度越大，时间越短．即静水速垂直于河岸时，时间最短．
D、根据平行四边形定则求出合位移．
【解答】解：AB、两分运动一个做匀加速直线运动，一个做匀速直线运动，知合加速度的方向与合速度的方向不在同一条直线上，合运动为曲线运动．故A、B错误．
C、静水速垂直于河岸时，时间最短．在垂直于河岸方向上的加速度a=0.5m/s2，由d=
得，t=20s．故C正确．
D、在沿河岸方向上的位移x=v2t=3×20m=60m，所以最终位移s==20m．故D 错误．
故选：C．
【点评】解决本题的关键会将快艇的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，知道在垂直于河岸方向上的速度越大，时间越短．以及知道分运动与合运动具有等时性．
12．如图所示，为现代人在实验室所做的伽利略斜面实验的频闪照片的组合图．实验中把小球从左侧斜面的某个位置由静止释放，它将冲上右侧斜面，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两个小球间的距离依次减小；如果右侧斜面变成水平，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两小球间的距离几乎相等．对于这个实验，以下叙述正确的是( )
A．小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的B．小球最终也会在右侧水平面上停下来，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的C．因为没有绝对光滑的斜面或者平面，所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是荒谬可笑的
D．上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的【考点】伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法．
【分析】通过简单的斜面实验：让小球从一个斜面滚下后，再滚上另一斜面．若斜面没有摩擦，则小球会达到原来高度．然后改变另一斜面的倾角，观察小球的运动．最后让另一斜面平放，则小球要达到原来高度，但又不可能达到，所以它将一直运动下去，这就是理想实验．表明力不是维持物体运动的原因，它开创了物理量研究的新的方法．
【解答】解：A、小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的．故A错误；
B、小球最终也会在右侧水平面上停下来，是由于受到摩擦力的作用的原因．故B错误；
C、因为没有绝对光滑的斜面或者平面，所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是一种理想的推论，但是却有着非常重要的现实意义，它开创了物理量研究的新的方法．故C错误；
D、上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的．故D正确．
故选：D．
【点评】此题是为了推翻“力是维持物体运动的原因”这一错误观点进行的一次实验，通过事实去理论推导，这是跨出条件束缚的一种途径．
13．“嫦娥三号”探测器环绕月球运行的轨道半径为r，如果轨道半径r变大，下列说法中正确的是( )
A．线速度变小B．角速度变大
C．向心加速度变大D．周期变小
【考点】万有引力定律及其应用．
【专题】万有引力定律的应用专题．
【分析】探测器绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力计算出线速度、角速度、向心加速度、周期和轨道半径的关系，据此关系讨论即可．
【解答】解：根据万有引力提供向心力：，
解得：，，，T=2π．
由此可知，当r变大时，v、ω、a都要变小，而周期变大，故A正确、BCD错误．
故选：A．
【点评】本题要掌握万有引力提供向心力这个关系，要能根据题目的要求选择恰当的向心力的表达式．
14．“嫦娥一号”成功发射后，探月成为同学们的热门话题．一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度h，已知月球的半径为R，便可测算出绕月卫星的环绕速度．按这位同学的方案，绕月卫星的环绕速度为( )
A．B．C．D．
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．
【专题】人造卫星问题．
【分析】根据竖直上抛的运动规律求出星球表面重力加速度．
研究卫星绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出速度．
运用黄金代换式GM=gR2求出问题．
【解答】解：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度h，
根据竖直上抛的运动规律得：g=；
研究卫星绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：=m…①
根据万有引力等于重力得：=mg；
得GM=gR2…②
由①②得：绕月卫星的环绕速度为：
v=v0
故选：A．
【点评】根据万有引力提供向心力，可以知道当轨道半径最小时其环绕速度最大．把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题．
15．如图所示，用同样材料制成的一个轨道，AB段为圆弧，半径为R，水平放置的BC段长度也为R．一小物块质量为m，与轨道间动摩擦因数为μ，当它从轨道顶端A由静止下滑时，恰好运动到C点静止．那么物体在AB段克服摩擦力做的功为( )
A．μmgR B．C．mgR（1﹣μ） D．
【考点】功的计算．
【分析】对整个过程运用动能定理即可求出物体在AB段克服摩擦力做的功；
【解答】解：设物体在AB段克服摩擦力做的功为W f．
对全过程应用动能定理：mgR﹣W f﹣μmgR=0
解得：W f=mgR（1﹣μ）
故选：C
【点评】解答此题的关键是熟练掌握动能定理及其应用，理解适用动能定理得条件
二、填空题（请将答案写在答题卡相应位置，每空2分，共计16分）
16．一小球从水平台面边缘以速度v水平飞出，落到水平地面上需要时间为t，落地点距台面边缘的水平距离为s．若使小球以速度2v仍从同一位置水平飞出，落到水平地面上需要时间为t；落地点距台面边缘的水平距离为2s．
【考点】平抛运动．
【专题】平抛运动专题．
【分析】小球从水平台面边缘以速度v水平飞出做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据位移时间公式即可求解运动时间，水平方向做匀速直线运动，根据x=vt即可求解水平位移．【解答】解：竖直方向根据得：
t=
水平方向s=vt
若使小球以速度2v仍从同一位置水平飞出，由于平抛运动的高度不变，所以时间仍然为t，水平距离x=2vt=2s
故答案为：t；2s
【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．
17．一个物体运动的速度图象，以向南为正方向．由图可知，物体在前40s的位移为1050m 在40﹣60s内物体的加速度大小是1.5m/s2，方向向西．
【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
【专题】定性思想；推理法；运动学中的图像专题．
【分析】v﹣t图象中，与时间轴平行的直线表示做匀速直线运动，倾斜的直线表示匀变速直线运动，斜率表示加速度，图象与坐标轴围成的面积表示位移．
【解答】解：根据图象与坐标轴围成的面积表示位移得：
S=；。