北京市朝阳区2015——2016学年高三第一学期朝阳期中物理试卷(完美格式)

2016朝阳期中
一、本题共13小题，每小题3分，共39分。

在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。

把答案用2B铅笔填涂在答题卡上。

1．以下说法中符合事实的是
A．汤姆生发现电子并提出了原子核式结构模型
B．玻尔发现电子并提出了原子核式结构模型
C．卢瑟福做了α粒子散射实验并提出了原子核式结构模型
D．密里根做了α粒子散射实验并提出了原子核式结构模型
2．比较α、β、γ三种射线的电离作用和穿透能力
A．β射线的电离作用最强B．γ射线的电离作用最强
C．α射线的穿透能力最强D．γ射线的穿透能力最强
3．某飞机着陆时的速度是60m/s，随后减速滑行，如果飞机的平均加速度大小是2m/s2。

为了使飞机能够安全地停下来，则滑道的长度至少为
A．900m B．90m C．1800m D．180m
4．一辆汽车在水平公路上沿曲线由M 向N 行驶，速度逐渐减小。

图中分别画出了汽车转弯所受合力F的四种方向，其中可能正确的是
5．如图所示，木板置于水平地面上，其上物块被水平绳子拴接在左端墙上，将木板水平向右匀速抽出的过程中绳子的拉力为F ；现将木板水平向右加速抽出，则此过程中绳子的拉力 A ．等于F B ．小于F C ．大于F D ．无法确定
6．如图所示，重为G 的光滑半圆球对称地搁在两个等高的固定台阶上，A 、B 为半圆球上与台阶接触的点，半圆球的球心在O 点，半圆球的重心C 位于O 点正下方，120θ=︒，N A 为半圆球上A 点所受的弹力。

下列说法中正确的是 A ．N A 的方向由A 指向O ，N A >G
B ．N A 的方向由A 指向O ，N A < G
C ．N A 的方向由A 指向C ，N A < G
D ．N A 的方向由A 指向C ，N A = G
7．某质点做直线运动，其位移x 与时间t 的关系图像如图所示。

则 A ．在12s 时刻质点开始做反向的直线运动 B ．在0～20s 内质点的速度不断增加
C ．在0～20s 内质点的平均速度大小为0.8m/s
D ．在0～20s 内质点的瞬时速度等于它在这段时间内平均速度的时刻只有一处
8．如图所示，水平面光滑，绳的质量及绳与滑轮的摩擦可忽略不计。

物体A 的质量为M ，当在绳B
x/m t/s
20 20 10
10 0
θ
C
端挂一质量为m的物体时，物体A 的加速度大小为a1；当在绳B端施以大小F=mg的竖直向下的拉力作用时，A的加速度大小为a2，则a1与a2的关系正确的是
A．a1=a2
B．a1<a2
C．a1>a2
D．无法判断
9．一质量为m的人站在观光电梯内的磅秤上，电梯以0.1g的加速度加速上升h高度，在此过程中A．磅秤的示数等于mg B．磅秤的示数等于0.1mg
C．人的动能增加了0.9mgh D．人的机械能增加了1.1mgh
10．某人造地球卫星在近似圆轨道上运行的过程中，由于轨道所在处的空间存在极其稀薄的空气，则A．如不加干预，卫星所受的万有引力将越来越小
B．如不加干预，卫星运行一段时间后动能会增加
C．卫星在近似圆轨道上正常运行时，由于失重现象卫星内的物体不受地球引力作用
D．卫星在近似圆轨道上正常运行时，其速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
11．火车转弯时，如果铁路弯道的内外轨一样高，外轨对轮缘（如图a所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图b所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。

在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图c所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，以下说法中正确的是
外轨
内轨
轮缘
图a 图b 图c
A ．该弯道的半径2
v R g
B ．当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变
C ．当火车速率大于v 时，外轨将受到轮缘的挤压
D ．当火车速率小于v 时，外轨将受到轮缘的挤压
12．汽车在平直公路上匀速行驶，t 1时刻司机减小油门使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t 2时刻，汽车又恢复了匀速行驶（设整个过程中汽车所受的阻力大小不变）。

以下说法中正确的是
① ② ③ ④
A ．①图描述了汽车的速度在这个过程中随时间的变化情况
B ．②图描述了汽车的速度在这个过程中随时间的变化情况
C ．③图描述了汽车的牵引力在这个过程中随时间的变化情况
D ．④图描述了汽车的牵引力在这个过程中随时间的变化情况
13．如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。

这就是动量守恒定律。

若一个系统动量守恒时，则
A ．此系统内每个物体所受的合力一定都为零
B ．此系统内每个物体的动量大小不可能都增加
C ．此系统的机械能一定守恒
D ．此系统的机械能可能增加
t 1 t 2
t 1 t 2
t 1 t 2
t 1 t 2
二、本题共3小题，共20分。

把答案填在答题卡相应的位置。

14．某同学利用如图甲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，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3。

A B
甲乙
（1）关于本实验，以下说法中正确的是
A．若钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4时可以完成实验
B．若钩码的个数N1＝N2＝N3＝4时可以完成实验
C．拆下钩码和绳子前应当用量角器量出三段绳子之间的夹角
D．拆下钩码和绳子前应当用天平测出钩码的质量
E．拆下钩码和绳子前应当标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
（2）在作图时，图乙中正确的是（选填“A”或“B”）。

15．图甲是用来探究小车质量一定时，其加速度和力之间关系的实验装置示意图，图乙是该装置的俯视图。

（1）本实验有以下步骤：
A ．将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上，取两个质量相等的小车，放在近似光滑的水平长木板上
B ．打开夹子，让两个小车同时从静止开始运动，小车运动一段距离后，关上夹子，让两个小车同时停下来，用刻度尺分别测出两个小车在这一段时间内通过的位移大小
C ．分析所得到的两个小车在相同时间内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小关系，从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受力的关系
D ．在两小车的后端分别系上细绳，用一只夹子夹住这两根细绳
E ．在两小车的前端分别系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘内分别放着质量不等的砝码，使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量。

分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量 对于上述实验步骤，正确的排列顺序是 。

（2）若测得砝码盘和盘内砝码的总质量分别为m 1、m 2，对应小车的位移大小分别为x 1、x 2，经过多次重复实验，在误差允许的范围内若关系式 总成立，则表明小车的质量一定时，其小车的加速度与合力成正比。

甲
乙
16．如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。

所用的打点计时器通以
50Hz
的交流电。

图1 图2
（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。

已知重物的质量为1.00kg，取g =9.80m/s2。

在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔE p= J；重物的动能增加量ΔE k= J(结果均保留三位有效数字)。

（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的误差（选填“偶然”或“系统”）。

由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔE pΔE k（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

（3）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。

他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h
为横轴，以2
1
2
v为纵轴画出了如图3所示的图线。

由于图线没有过原点，他又检
查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能
是。

乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计
一切阻力，则当地的重力加速度g k（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

（4）丙同学利用该实验装置又做了其它探究实验，分别打出了以下4条纸带①、②、③、④，其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。

为了找出该纸带，丙同学在每条纸带上取了点迹
图3
清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x1、x2、x3。

请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为________。

（取g =9.80m/s2）
①6.05 cm，6.10 cm，6.06 cm ②4.96 cm，5.35 cm，5.74 cm
③4.12 cm，4.51 cm，5.30 cm ④6.10 cm，6.58 cm，7.06 cm
三、本题共5小题，共41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。

把答案填在答题卡相应的位置。

17．（6分）一物体静止在光滑水平面上，某时刻起受到水平面内两个互相垂直的恒力F1、F2的作用（俯视图如图所示），物体的位移大小x=1m。

已知F1=6N，F2=8N。

求：
（1）合力F的大小和方向；
（2）F1对物体所做的功W1以及F对物体所做的功W。

18．（6分）1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验，这次实验的目的是要发展一种技术，找出测定轨道中人造天体质量的方法。

实验时，用双子星号宇宙飞船m1去接触正在轨道上运行的火箭组m2（后者的发动机已熄火）。

接触以后，开动双子星号飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速（如图所示）。

推进器的平均推力F等于895 N，推进器开动时间为7s，测出飞船和火箭组的速度变化是0.91 m/s。

已知双子星号宇宙飞船的质量m1＝3400 kg。

求：
（1）飞船与火箭组的加速度a的大小；
（2）火箭组的质量m2。

19．（9分）某游乐设施如图所示，由半圆形APB和直线BC组成的细圆管轨道固定在水平桌面上（圆半径比细管内径大得多），轨道内壁光滑。

已知APB部分的半径R＝0.8 m，BC段长L＝1.6m。

弹射装置将一质量m＝0.2kg的小球（可视为质点）以水平初速度v0从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道水平抛出，落地点D离C点的水平距离为s＝1.6m，桌子的高度h＝0.8m，不计空气阻力，取g=10m/s2。

求：
（1）小球水平初速度v0的大小；
（2）小球在半圆形轨道上运动时的角速度ω以及从A点运动到C点的时间t；
（3）小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力F的大小。

20．（9分）质量为m 的卫星发射前静止在地球赤道表面。

假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R 。

（1）已知地球质量为M ，自转周期为T ，引力常量为G 。

求此时卫星对地表的压力N 的大小； （2）卫星发射后先在近地轨道上运行（轨道离地面的高度可以忽略不计），运行的速度大小为v 1，之后经过变轨成为地球的同步卫星，此时离地面高度为H ，运行的速度大小为v 2。

a ．求比值
1
2
v v ； b ．若卫星发射前随地球一起自转的速度大小为v 0，通过分析比较v 0、 v 1、v 2三者的大 小关系。

21．（11分）如图（a ）所示，在倾角30θ=︒的光滑固定斜面上有一劲度系数k ＝100N/m 的轻质弹簧，弹簧下端固定在垂直于斜面的挡板上，弹簧上端拴接一质量m ＝2 kg 的物体，初始时物体处于静止状态。

取g ＝10 m/s 2。

（1）求此时弹簧的形变量x 0；
（2）现对物体施加沿斜面向上的拉力F ，拉力F 的大小与物体位移x 的关系如图（b ）所示，设斜面足够长。

a ．分析说明物体的运动性质并求出物体的速度v 与位移x 的关系式；
b ．若物体位移为0.1m 时撤去拉力F ，在图（
c ）中做出此后物体上滑过程中弹簧弹力f 的大小随形变量x '的函数图像；并且求出此后物体沿斜面上滑的最大距离x m 以及此后运动的最大速度v m 。

F
（a）（b）（c）
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 C D
A
C
A
B
C
B
D
B
C
A
D
14．（1）BE （2分） （2）A （2分） 15．（1）AEDBC （或ADEBC ）（2分） （2）11
22
=
x m x m （2分） 16．（1）1.82（2分） 1.71 （2分） （2）系统 （1分） 大于（1分）
（3）先释放重物再接通打点计时器电源(或“打下第一个点时重物已经有速度”) （2分） 等于（2分）
（4）②（2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。

17．（6分）
（1）根据力的平行四边形定则可得合力F 的大小为221210F F F =+=N 设合力F 与F 2的方向成夹角θ： 123
tan =4
F F θ=
（3分） （2）F 1对物体做的功11cos(90) 3.6W F x θ=︒-=J F 对物体做的功10W F x ==J （3分）
18．（6分）
（1）根据运动学公式v
a t
∆=
∆ 代入数据可得：a = 0.13m/s 2（3分） θ
（2）对整体，根据牛顿第二定律 F =（m 1+ m 2）a 代入数据可得：m 2 = 3484.6kg （3分）
19．（9分）
（1）小球在水平面上速率不变，离开桌子后做平抛运动 水平方向有：0s v t =① 竖直方向有：2
12
h gt =
② 联立①②代入数据可得v 0＝4m/s （3分） （2）小球在半圆形轨道内做匀速圆周运动时，角速度0
v R
ω= 代入数据得：ω=5rad/s （1分）
小球从A 运动到C 点的时间0
R L
t v π+=
代入数据得t =0.2(π+2)s =1.028s （2分）
（3）小球在半圆形轨道运动时，细圆管对小球水平方向的力F x 提供小球的向心力20
=x mv F R
细圆管对小球竖直方向的力F y 平衡小球的重力y F mg =
所以作用力大小F 代入数据得：F ＝
N （3分）
20．（9分）
（1）卫星随地球自转，设地表对卫星的支持力大小为N '，
根据牛顿运动定律有：2
224Mm G N mR R T π'-=① N =N '②
联立①②可得：2
224Mm N G mR R T
π=-（3分）
（2）
a ．设卫星在半径为r 的轨道运动，根据牛顿第二定律有：2
2Mm v G m r r
=
可得：v =
所以：
1
2
v v = （3分）
b ．卫星发射前随地球一起自转与在同步轨道上运动的周期相同，根据公式2v r T
π
= 可得：02v R v R H =
+ 结合（2）中的结果，可得三者的大小关系为120v v v >>（3分）
21．（11分）
（1）初始时物体处于静止状态：0sin kx mg θ= 代入数据可得：x 0＝0.1m （3分） （2）
a ．设物体运动微小位移x 的过程中加速度为a ，根据牛顿第二定律有：0()sin F k x x mg ma θ+--=① 根据F -x 图像有： 4.8100F x =+② 联立①②代入数据可得：a ＝2.4m/s 2
弹簧发生拉伸形变时，上述结论仍成立。

可见，物体做加速度a ＝2.4m/s 2的匀加速直线运动。

（2分） 根据运动学公式可得物体速度大小v 随位移x 变化的表达式为： 22v ax = 代入数据可得：2 4.8v x = ③ （1分）
b ．物体位移x =0.1m 后撤去拉力，此后物体上滑过程中弹力f 随形变量x '的图像如下图左所示。

（1分）
如右上图所
示，物体上滑过程中克服弹力所做的功对
应图线下的面积212
f m W kx =④
撤去拉力后，在上滑过程中根据动能定理有： 21
sin 02
m f mgx W mv θ--=-⑤
联立③④⑤并代入数据可得：x m =0.04m （2分）
物体再次回到初始位置时速度最大，对于全过程只有拉力F 对物体做功 拉力F 对物体做的功为F -x 图线下的面积， 4.814.8
0.12
F W +=
⨯J=0.98J ⑥ 根据动能定理可得：21
2
F m W mv =⑦ 联立⑥⑦并代入数据可得：v m =0.72m/s=0.99m/s （2分）
说明：用其他方法解答正确，给相应分数。

kx m。