1、2013-2014学年北京四中高三上期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 如图所示，在特制的弹簧秤下挂一吊篮 A，吊篮内挂一重物 B，一人站在吊篮中，当此人用 100N 的竖直向下的力拉重物时，下列说法中正确的是（ ） A弹簧秤示数不变 B人对底板的压力减小 100N C B的合力增大 100N D A 的合力不变 答案： ABD 试题分析：将吊篮 A和重物 B及人做为一个整体，这时无论人用多大力拉重物B，弹簧的示数总等于三个物体的总重量，即弹簧的示数不变， A正确；对人进行受力分析可知，人受到向上的 100N 的拉力，因此对底板的压力减少 100N，B正确；这时 B仍处于静止状态，所受的
2、合力仍为零， C错误；同样 A也处于静止状态，力受合力仍为零， D正确。 考点：共点力的平衡 如图所示，在光滑的水平面上有一质量为 M、倾角为 的光滑斜面体，它的斜面上有一质量为 m的物块沿斜面下滑。关于物块下滑过程中对斜面压力大小的解答，有如下四个表达式。要判断这四个表达式是否合理，你可以不必进行复杂的计算，而根据所学的物理知识和物理方法进行分析，从而判断解的合理性或正确性。根据你的判断，下述表达式中可能正确的是（ ） A B C D 答案： D 试题分析：解决该问题可以用特殊值代入法，比如当 时，斜面就改成了水平面， m对 M的压力等于 mg，将 代入各式可知， AB错误，只能从 CD中选
3、，而当 为某一定值，取合适的 m，使得 时 m对 M的压力为某一值不可能为 ，因此 C错误，只能选 D 考点：物体受力分析，牛顿第二定律 如图所示，质量为 m2的小球 B静止在光滑的水平面上，质量为 m1的小球A以速度 v0靠近 B，并与 B发生碰撞，碰撞前后两个小球的速度始终在同一条直线上。 A、 B两球的半径相等，且碰撞过程没有机械能损失。当 m1、 v0一定时，若 m2越大，则（ ） A碰撞后 A的速度越小 B碰撞后 A的速度越大 C碰撞过程中 B受到的冲量越小 D碰撞过程中 A受到的冲量越大 答案： D 试题分析：碰撞过程中，动量守恒，则 ， 又因碰撞过程中机械能守恒， 两式联立得，
4、， 当 时， 越大， 越小，但当 时， 越大， 速度反向，但越来越大， AB错误； 碰撞过程中， A受到的冲量 ，可知越大， A 受到的冲量越大， D 正确；而 B受到的冲量与 A 受以的冲量大小相等，方向相反，因此 越大， B受到的冲量也会越大， C错误。 考点：机械能守恒，动量守恒，冲量 如图，固定于小车上的支架上用细线悬挂一小球线长为 L小车以速度v0做匀速直线运动，当小车突然碰到障障碍物而停止运动时小球上升的高度的可能值是（ ） A. 等于 B. 小于 C. 大于 D等于 2L 答案： ABD 试题分析：如果小球的速度不能使小球做圆周运动，而上升的高大高度比悬挂点低，这样到达最高点时速
5、度为零，由机械能守恒可得， ，所以最大高度为 ， A正确，而上升的高度超过悬挂点，这时小球会圆轨做斜抛运动，通过最高点时速度不为零，根据机械能守恒， ，即，这时 ； B正确，若能做完速度的圆周运动，最高点时恰好为 2L， D正确，根据能量守恒，无论如何也不能出现 ，即不能出现 ， C错误。 考点：机械能守恒，圆周运动 如图所示，三个质量不等的木块 M、 N、 Q 间用两根水平细线 a、 b相连，放在粗糙水平面上用水平向右的恒力 F向右拉 Q，使它们共同向右加速运动这时细线 a、 b上的拉力大小分别为 Ta、 Tb若在第 2个木块 N 上再放一个小木块 P，仍用水平向右的恒力 F拉 Q，使四个木
6、块共同向右加速运动（ P、 N间无相对滑动），这时细线 a、 b上的拉力大小分别为 Ta、 Tb下列说法中正确的是（ ） A TaTb B Ta Ta， Tb Ta， Tb Tb 答案： B 试题分析：将三个物体做为一个整体，根据牛顿第二定律可知，再将 MN 做为一个整体， ，再对 M进行分析可得 ，三式联立得 ， ；若在第 2个木块 N 上再放一个小木块 P，设小物体 P 的质量为 m0，仍将三个物体及 P 做为一个整体，根据牛顿第二定律可知， ，再将 MN 及 P做为一个整体， ，再对 M 进行分析可得 ，三式联立得 ， ；因此 Ta Ta， Tb u，站在地面上的人看到小球的运动轨迹应是
7、（图中箭头表示列车运动方向）（ ） 答案： D 试题分析：由于 v u，因此小球实际的水平速度大小为 v u，方向向西，因此小球做向西的平抛运动，只有 D正确， ABC错误。 考点：平抛运动 如图所示，倾 角为 的传送带沿逆时针方向以加速度 a加速转动时，小物体A与传送带相对静止。重力加速度为 g。则（ ） A只有 a gsin， A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 B只有 a gsin， A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 C只有 a = gsin， A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 D无论 a为多大， A都受沿传送带向上的静摩擦力作用 答案： B 试题分析：若 A不受摩擦力作用时，根据牛顿第二
8、定律可知， ，此时 A的加速度为 ，若皮带的加速度为 ，此时 A恰好不受摩擦力作用， C错误，若 ，此时对 A有 ，这样 A受到的摩擦力沿斜面向下， A 错误，若 ，此时对 A 有 ，这样 A受到的摩擦力沿斜面向上， B正确，这样 D也不正确 考点：牛顿第二定律，摩擦力 计算题 （ 10分）设雨点下落过程受到的空气阻力与雨点的横截面积 S成正比，与雨点下落的速度 v的平方成正比，即 （其中 k为比例系数）雨点接近地面时近似看做匀速直线运动，重力加速度为 g若把雨点看做球形，其半径为 r,球的体积为 ，设雨点的密度为 ，求： (1)每个雨点最终的运动速度 （用 、 r、 g、 k表示）； (2)
9、雨点的速度达到 时，雨点的加速度 a为多大？ 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）由于雨点接近地面时近似匀速直线运动 因此 而 ， 而 联立得： （ 2）根据牛顿第二定律 而此时 整理得 考点：牛顿第二定律 （ 12分）如图所示，质量为 2.0kg的木块放在水平桌面上的 A点，受到一瞬时冲量后以某一速度在桌面上沿直线向右运动，运动到桌边 B点后水平滑出落在水平地面 C点。已知木块与桌面间的动摩擦因数为 0.20，桌面距离水平地面的高度为 1.25m， A、 B两点的距离为 4.0m， B、 C两点间的水平距离为1.5m， g=10m/s2。不计空气阻力，求： （ 1） 滑动摩擦力对木块
10、做功是多少； （ 2）木块在 A点时的动能； （ 3）木块运动的总时间。 答案：（ 1） 16J；（ 2） 25J；（ 3） 1.5s 试题分析：（ 1）滑动摩擦力对木块做功 （ 2）从 B到 C过程中，物体做平抛运动 可得： ， 从 A到 B过程中，根据动能定理 因此在 A点的动能 （ 3）由于 物体在 A点的速度 因此从 A到 B的平均速度 因此从 A运动到 B的时间 因此总的运动时间 考点：平抛运动，动能定理，平均速度，匀变速直线运动位移与时间的关系 （ 10分）某同学是一位航天科技爱好者，当他从新闻中得知，中国航天科技集团公司将在 2010年底为青少年发射第一颗科学实验卫星 “ 希望一
11、号 ”卫星（代号 XW-1）时，他立刻从网上搜索有关 “希望一号 ”卫星的信息，其中一份资料中给出该卫星运行周期 10.9min。他根据所学知识计算出绕地卫星的周期不可能小于 83min，从而断定此数据有误。 已知地球的半径 R=6.4106m，地球表面的重力加速度 g=10m/s2。请你通过计算说明为什么发射一颗周期小于 83min 的绕地球运行的人造地球卫星是不可能的。 答案：证明如下 试题分析 ：设地球质量为 M，航天器质量为 m，航天器绕地球运行的轨道半径为 r、周期为 T， 根据万有引力定律和牛顿运动定律有 2分 解得 1分 由上式可知，轨道半径越小，周期越小。因此，卫星贴地飞行（
12、r=R）的周期最小， 设为 Tmin，则 2分 质量为 m的物体在地球表面上所受重力近似等于万有引力， 即 因此有 1分 联立解得： 1分 考点：万有引力与航天 （ 14分）如图所示，半径 R = 0.1m的竖直半圆形光滑轨道 bc与水平面 ab相切。质量 m = 0.1kg的小滑块 B放在半圆形轨道末端的 b点，另一质量也为m= 0.1kg的小滑块 A，以 v0 = 2 m/s的水平初速度向 B滑行，滑过 s = 1m的距离，与 B相碰，碰撞时间极短，碰后 A、 B粘在一起运动。已知木块 A与水平面之间的动摩擦因数 = 0.2。取重力加速度 g = 10m/s2。 A、 B均可视为质点。求
13、（ 1） A与 B碰撞前瞬间的速度大小 vA； （ 2）碰后瞬间， A、 B共同的速度大小 v； （ 3）在半圆形轨道的最高点 c，轨道对 A、 B的作用力 N 的大小。 答案：（ 1） 6m/s；（ 2） 3m/s；（ 3） 8N 试题分析：（ 1）滑块从 a向 b运动过程中，根据动能定理 可知 （ 2） A、 B碰撞过程中，满足动量守恒 得 （ 3）从 b到 c过程中，机械能守恒 在 C点时 得：轨道对 A、 B的作用力 N=8N 考点：动量守恒，机械能守恒，动能定理 （ 14分）如图所示，在倾角 30o的斜面上放置一段凹槽 B， B与斜面间的动摩擦因数 ，槽内靠近右侧壁处有一小物块 A(
14、可视为质点 )，它到凹槽左侧壁的距离 d 0.10m。 A、 B的质量都为 m=2.0kg， B与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，不计 A、 B之间的摩擦，斜面足够长。现同时由静止释放 A、 B，经过一段时间， A与 B的侧壁发生碰撞，碰撞过程不计机械能损失，碰撞时间极短。取 g=10m/s2。求： （ 1）物块 A和凹槽 B的加速度分别是多大； （ 2）物块 A与凹槽 B的左侧壁第一次碰撞后瞬间 A、 B的速度大小； （ 3）从初始位置到物块 A 与凹槽 B 的左侧壁发生第三次碰撞时 B 的位移大小。 答案：（ 1） 5.0m/s2， 0；（ 2） vA1=0， vB1=1.0 m
15、/s；（ 3） 1.2m 试题分析：（ 1）设 A的加速度为 a1，则 mg sin =ma1 ， a1= g sin sin 30=5.0m/s2 1分 设 B受到斜面施加的滑动摩擦力 f，则 = =10N，方向沿斜面向上 B所受重力沿斜面的分力 =2.010sin30=10N，方向沿斜面向下 因为 ，所以 B受力平衡，释放后 B保持静止，则 凹槽 B的加速度 a2=0 1分 （ 2）释放 A后， A做匀加速运动，设物块 A运动到凹槽 B的左内侧壁时的速度为 vA0，根据匀变速直线运动规律得 vA0= = =1.0m/s 1分 因 A、 B发生弹性碰撞时间极短，沿斜面方向动量守恒， A和 B
16、碰撞前后动能守恒， 设 A与 B碰撞后 A的速度为 vA1， B的速度为 vB1，根据题意有 1分 1分 解得第一次发生碰撞后瞬间 A、 B的速度分别为 vA1=0， vB1=1.0 m/s 1分 （ 3） A、 B第一次碰撞后， B以 vB1=1.0 m/s做匀速运动， A做初速度为 0的匀加速运动，设经过时间 t1， A的速度 vA2与 B的速度相等， A与 B的左侧壁距离达到最大，即 vA2= ，解得 t1=0.20s 设 t1时间内 A下滑的距离为 x1，则 解得 x1=0.10m 因为 x1=d， 说明 A恰好运动到 B的右侧壁，而且速度相等，所以 A与 B的右侧壁恰好接触但没有发生
17、碰撞。 1分 设 A与 B第一次碰后到第二次碰时所用时间为 t2， A运动的距离为 xA1， B运动的距离为 xB1， A的速度为 vA3，则 xA1= ， xB1=vB1t2， xA1= xB1 解得 t2=0.40s ， xB1=0.40m， vA3=a1t2=2.0m/s 1分 第二次碰撞后，由动量守恒定律和能量守恒定律可解得 A、 B再次发生速度交换， B以 vA3=2.0m/s速度做匀速直线运动， A以 vB1=1.0m/s的初速度做匀加速运动。 用前面第一次碰撞到第二次碰撞的分析方法可知，在后续的运动过程中，物块A 不会与凹槽 B的右侧壁碰撞，并且 A 与 B第二次碰撞后，也再经过 t3= 0.40s，A与 B发生第三次碰撞。 1分 设 A与 B在第二次碰后到第三次碰时 B运动的位移为 xB2，则 xB2=vA3t3=2.00.40=0.80m； 设从初始位置到物块 A 与凹槽 B的左内侧壁发生第三次碰撞时 B的位移大小 x，则 x= xB1+ xB2=0.40+0.80=1.2m 1分 考点：动量守恒，机械能守恒，匀变速直线运动位移与时间的关系
