1、2013届北京市海淀区高三上学期期中练习物理试卷与答案（带解析） 选择题 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 F1mg B F1mg 答案： BD 试题分析：把 F1和 F2进行合成，由受力平衡可知两个力的合力与重力等大反向，构成的平行四边形中边长表示力的大小，由此可知 F2为斜边，力最大， F2mg， D对；， B对；故选 BD 考点：考查平行四边形定则 点评：本题难度较小，利用受力平衡和平行四边形定则判断边长大小从而判断力的大小即可 一般
2、的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图甲所示，曲线上 A点的曲率圆定义为：在曲线上某一点 A和邻近的另外两点分别做一圆，当邻近的另外两点无限接近 A点时，此圆的极限位置叫做曲线 A点处的曲率圆，其曲率圆半径 R叫做 A点的曲率半径。现将一物体沿与水平 面成 角的方向以速度 v0抛出，如图乙所示。不计空气阻力，则在其轨迹最高点 P处的曲率半径 r是（ ） A B C D 答案： D 试题分析：物体在其轨迹最高点 P处只有水平速度，其水平速度大小为 ，根据牛顿第二定律得 ，所以在其轨迹最高点 P处的曲率半径是 ，故选 D 考点
3、：考查圆周运动规律 点评：本题难度中等，关键是要根据题意弄清曲率半径的含义，根据斜上抛运动最高点的速度求得半径大小 如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为 m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质 量也为 m的小物块从槽高 h处开始自由下滑，下列说法正确的是（ ） A在下滑过程中，物块的机械能守恒 B在下滑过程中，物块和槽的动量守恒 C物块被弹簧反弹后，做匀速直线运动 D物块被弹簧反弹后，能回到槽高 h处 答案： C 试题分析：在下滑过程中，光滑弧形槽向左运动，物块的机械能转化为弧形槽的动能，因此弧形槽的机械能不守恒， A错；下滑过程中以物块和弧形槽为一个整体，
4、竖直方向所受合力不为零，所以整体动量不守恒， B错；物块被弹簧反 弹后，水平方向不受外力，做匀速直线运动， C对；反弹后上升到弧形槽最高点时两者速度相同，由能量守恒定律可知此时高度小于 h， D错；故选 C 考点：考查机械能守恒和动量守恒 点评：本题难度较小，明确研究对象（一个物体或一个系统），判断受力情况从而判断机械能和动量是否守恒 一滑块在水平地面上沿直线滑行， t=0时其速度为 2.0m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力 F，力 F和滑块的速度 v随时间 t的变化规律分别如图 7甲和乙所示。设在第 1s内、第 2s内、第 3s内力 F对滑块做功的平均功率分别为 P1、 P2
5、、 P3，则（ ） A P1P2P3 B P1P2P3 C 02s内力 F对滑块做功为 4J D 02s内摩擦力对滑块做功为 4J 答案： BC 试题分析：由速度图像中的面积表示位移的结论可知，在第 1s内位移为 1m，由 W=Fs可知拉力做功为 1J，平均功率为 P=W/t=1W，第 2s内通过的位移为 1m，拉力做功为3J，平均功率 P=W/t=3W，同理可求得第 3s内平均功率为 4W，由此可知 B对； 02s内力 F对滑块做功为 4J， C对；由 2-3s间做匀速运动可知摩擦力为 2N， 02s内摩擦力对滑块做功为 -4J， D错；故选 BC 考点：考查速度图像的应用 点评：本题难度较
6、小，应对比两个图像，判断各段运动类型，判断各力的大小关系，能够判断出匀速运动时的拉力等于摩擦力是求解摩擦力做功的关键，但要注意做功的正负 沿 x轴正向传播的一列简谐横波在 t=0时刻的波形如图所示， P为介质中的一个质点，该波的传播速度为 2.5m/s，则 t=0.8s时（ ） A质点 P对平衡位置的位移为正值 B质点 P的速度方向与对平衡位置的位移方向相同 C质点 P的速度方向与加速度的方向相同 D质点 P的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反 答案： BD 试题分析：在波动图像中，任何一点的位移总是由平衡位置指向物体所在位置， t=0时质点 P向上振动，从图像可以看出波长为 4m，由 ，经
7、过 0.8s，质点 P经过半个周期，振动到负半轴，位移为负， A错；此时质点 P的方向向下， B对；加速度方向总是指向平衡位置，为正值， C错；同理 D对；故选 BD 考点：考查波动图像 点评：本题难度较小，熟记波长与周期的关系，任何质点经过半个周期走过的路程均为 2A，前后两点总是关于平衡位置对称，巧妙应用对称性是关键 如图所示，将物体 A放在容器 B中，以某一速度把容器 B竖直上抛，不计空气阻力，运动过程中容器 B的地面始终保持水平，下列说法正确的是（ ） A在上升和下降过程中 A对 B的压力都一定为零 B上升过程中 A对 B的压力大于物体 A受到的重力 C下降过程中 A对 B的压力大于物
8、体 A受到的重力 D在上升和下降过程中 A对 B的压力都等于物体 A受到的重力 答案： A 试题分析：因物体抛出后，不计空气阻力，只受重力，所以上升和下降过程中 A和 B的加速度都等于重力加速度，因 A和 B的加速度相同，在上升和下降过程中 A对 B的压力一定为零， A对， BCD错，故选 A 考点：考查完全失重的概念 点评：本 题难度较小，求解本题可利用整体隔离法，还可以利用完全失重的概念判断：处于完全失重状态下的物体间没有相互作用力 如图所示，一块橡皮用不可伸长的细线悬挂于 O点，用铅笔靠着细线的左侧从 O点开始水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则在铅笔向右匀速移动过程中，橡皮运动
9、的速度（ ） A大小和方向均不变 B大小不变，方向改变 C大小改变，方向不变 D大小和方向均改变 答案： A 试题分析：根据题意，橡皮擦水平位移与线长度相同， 即水平方向匀速运动；同时橡皮擦上升高度与缩短的线相同，所以竖直方向匀速运动，所以橡皮擦做的是匀速直线运动，故选 A 考点：考查运动的合成 点评：本题难度较小，此类题型通过分析橡皮擦水平和竖直方向的运动规律从而判断橡皮的运动规律 如图所示，在一辆由动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连。设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在这段时间内小车可能是（ ） A 向
10、右做加速运动 B向右做减速运动 C向左做加速运动 D向左做减速运动 答案： AD 试题分析：弹簧处于压缩状态，说明小球所受弹力方向向右，由于小球的加速度与小车的加速度相同，由此可以判断小车的加速度向右，有可能向右匀加速或向左匀减速运动，故选 AD 考点：考查整体隔离法的应用 点评：本题难度较小，首先明确两物体相对静止，可以看做一个整体利用整体隔离法处理 某人骑自行车在平直公路上行进，图中的实线记录了自行车开始一段时间内的速度 v随时间 t变化的图象。某同学为了简化计算，用虚线做近似处理，下面说法 正确的是（ ） A在 t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大 B在 0t1时间内，由虚线计算出的平均
11、速度比实际的大 C在 t1t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大 D在 t3t6时间内，虚线表示的是匀速运动 答案： BD 试题分析：如图所示， 时刻，实线上 A点的切线为 AB，实际加速度为 AB的斜率，由图可知虚线反映的加速度小于实际加速度 :故选项 A错误；在 v-t图象中，位移等于所对应图线与坐标轴所包围的面积 时间内，虚线所对应的位移大于实线所对应的位移 ,由 知，由虚线计算出的平均速度比实际的大，故选项 B正确；在 时间内，虚线计算出的位移比实际小，故选项 C错误； 时间内虚线为平行于时间轴的直线，此线反映的运动为匀速直线运动 .故选项 D正确，故选 BD 考点：考查运动图像的应
12、用 点评：本题难度较小，处理运动图像问题时，首先明确图像的类型，斜率、截距、面积、交点所表示的物理意义 伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有（ ） A倾角一定时，小 球在斜面上的位移与时间成正比 B倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比 C斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关 D斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的时间与倾角无关 答案： B 试题分析：倾角一定时 ,小球位移与时间的关系 .当倾角一定时 ,分析位移、速度与时间的关系 ,由于斜面倾角一定 ,则小球下滑的加速度为定值 ,由 x=
13、可知位移与时间的平方成正比 ,又由 v=at知速度与时间成正比 ,故 A错 ,B对；斜面长度一定时 ,小球运动时间与倾角的关系 .当斜面长度一定时 ,分析小球滚到底端的速度及所需时间与倾角的关系 ,由于斜面倾角越大 ,小球下滑的加速度越大 ,则由 可知倾角越大 ,小球到达底端时的速度越大 ;又由 得倾角越大 ,小球到底端所需时间 越短 ,故C、 D均错，故选 B 考点：考查伽利略斜面实验 点评：本题难度较小，本题应根据匀变速直线运动规律进行判断 实验题 （ 7分）在验证 “当物体质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比 ”这一规律时，给出如下器材：倾角可以调节的长木板（如图所示），小
14、车一个，计时器一个，刻度尺一把。 实验步骤如下： 让小车自斜面上方一固定点 A1从静止开始下滑到斜面底端 A2，记下所用的时间 t。 用刻度尺测量 A1与 A2之间的距离 x。 用刻度尺测 量 A1相对于 A2的高度 h。 改变斜面的倾角，保持 A1与 A2之间的距离不变，多次重复上述实验步骤并记录相关数据 h、 t。 以 h为纵坐标， 1/t2为横坐标，根据实验数据作图。 若在此实验中，如能得到一条过坐标系原点的直线，则可验证 “当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比 ”这一规律。 根据上述实验步骤和说明回答下列问题：（不考虑摩擦力影响，用已知量和测得量符号表示） （ 1）设小
15、车所受的重力为 mg，则小车的加速度大小 a= ，小车所受的合外力大小 F= 。 （ 2）请你写出物体从斜面上释放高度 h与下滑时间 t的关系式 。 答案：（ 1） 或 g （ 2分）， mg 或 m （ 2分） （ 2） h= （ 3分） 试题分析：（ 1）根据运动学公式 得 ； 由于不考虑摩擦力的影响，所受合外力为重力沿斜面的分力，为： ； （ 2）由 考点：考查验证牛顿第二定律的实验 点评：本题难度中等，需要注意的是不考虑摩擦力的影响，重力沿斜面向下的分力提供加速度，应用运动学公式推导 (8分 )某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况，图 11所示为该同学实验时打出的一条
16、纸带中的部分计数点（后面计数点未画出），相邻计数点间有 4个点迹未画出。 (打点计时器每隔 0.02s打出一个点 ) （ 1）为研究小车的运动，此同学用剪刀沿虚线方向把纸带上 OB、 BD、 DF 等各段纸带剪下，将剪下的纸带一端对齐，按顺序贴好，如图所示。简要说明怎样判断此小车是否做匀变速直线运动。 方法： 。 （ 2）在上图中 x1=7.05cm、 x2=7.68cm、 x3=8.31cm、 x4=8.94cm、 x5=9.57cm、 x6=10.20cm，则打下点迹 A时，小车运动的速度大小是 _m/s，小车运动的加速度大小是_m/s2。（本小题计算结果保留两位有效数字） 答案：（ 1）
17、连接纸带左上角（上方中点或纸带中点）为一条直线或每条纸带比前一条纸带长度增加量相等。（写出一条即可）（ 2分） （ 2） 0.74（ 3分）， 0.63（ 3分） 试题分析：（ 1）纸带的宽度表示 运动时间，即为在相同的时间段内通过的位移，由匀变速直线运动在相同的时间内通过的位移之差恒定不变可判断小车做的是匀变速直线运动（ 2） A点为 OB段的中间时刻，由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得，加速度可由逐差法求得考点：考查测定匀变速直线运动的加速度 点评：本题难度较小，对于匀变速直线运动某一时刻的速度大小可由 “中间时刻的瞬时速度等于平均速度 ”求得，加速度大小可由逐差 法求得 计算题 （ 1
18、0分）如图所示，光滑斜面与水平面在 B点平滑连接，质量为 0.20kg的物体从斜面上的 A点由静止开始下滑，经过 B点后进入水平面（设经过 B点前后速度大小不变），最后停在水平面上的 C点。每隔 0.20s通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。取 g=10m/s2。 t/s 0.0 0.2 0.4 1.2 1.4 v/m s-1 0.0 1.0 2.0 1.1 0.7 求： （ 1）物体在斜面上运动的加速度大小； （ 2）斜面上 A、 B两点间的距离； （ 3）物体在水平面上运动过程中，滑动摩擦力对物体做的功。 答案：（ 1） 5.0m/s2（ 2） 0.625m（ 3）
19、0.625J 试题分析：（ 1）物体在斜面上做匀加速直线运动，设加速度为 a1，则 a1= m/s2=5.0m/s2 3分 （ 2）设物体滑到 B点所用时间为 tB，到达 B点时速度大小为 vB，在水平面上的加速度为 a2，则由数据表可知 a2= m/s2=-2.0 m/s2 1分 vB=a1tB 1分 1.1- vB=a2（ 1.2-tB） 1分 解得 tB=0.5s 1分 设斜面上 A、 B两点间的距离为 xAB，则 xAB= a1tB2=0.625m 1分 （ 3）设物体在水平面 上运动过程中，滑动摩擦力对物体做的功为 Wf，根据动能定理 Wf= =0- J=-0.625J 2分 考点：
20、考查牛顿第二定律的应用 点评：本题难度中等，该题为多过程问题，根据受力分析求解加速度，转化为运动学问题之后利用运动学公式求解，对于摩擦力做功，由于不知道动摩擦因数，所以可借助动能定理求解 （ 10分）图甲是 2012年我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛中的一个情景。设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦 床过程中，蹦床对运动员的弹力 F随时间 t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图乙所示。取 g= 10m/s2，根据 F-t图象求： （ 1）运动员的质量； （ 2）运动员在运动过程中的最大加速度； （ 3）在不计空气阻力情况下，运动员重心离开蹦床上升的最大高度。 答案：（
21、1） 50kg （ 2） 40 m/s2（ 3） 3.2m 试题分析：（ 1）由图象可知运动员所受重力为 500N，设运动员质量为 m，则 m=G/g=50kg 3分 （ 2）由图象可知蹦床对运动员的最大弹力为 Fm=2500N，设运动员的最大加速度为am，则 Fm-mg=mam 2分 am= = m/s2=40 m/s2 1分 （ 3）由图像可知远动员离开蹦床后做竖直上抛运动，离开蹦床的时刻为 6.8s或 9.4s，再下落到蹦床上的时刻为 8.4s或 11s，它们的时间间隔均为 1.6s。根据竖直上抛运动的对称性，可知其自由下落的时间为 0.8s。 2分 设运动员上升的最大高度为 H，则 H
22、= = m=3.2m 2分 考点：考查牛顿第二定律的应用 点评：本题难度较小，本题最大的难点在于图像的分析，根据所给图像与运动过程相对应，判断上升和下落阶段，对于上抛运动可看做反方向的自由落体运动处理 （ 9分）有一探测卫星在地球赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，已知地球质量为 M，地球半径为 R，万有引力常量为 G，探测卫星绕地球运动的周期为 T。求： （ 1）探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径； （ 2）探测卫星绕地球做 匀速圆周运动时的速度大小； （ 3）在距地球表面高度恰好等于地球半径时，探测卫星上的观测仪器某一时刻能观测到的地球表面赤道的最大弧长。（此探测器观测不受日照影响，不考
23、虑空气对光的折射） 答案：（ 1） （ 2） （ 3） LBC=2pR/3 试题分析：（ 1）设卫星质量为 m，卫星绕地球运动的轨道半径为 r，根据万有引力定律和牛顿运动定律得： 2分 解得 1分 （ 2）设宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时的速度大小为 v， 3分 （ 3）设宇宙飞船在地球赤道上方 A点处，距离地球中心为 2R，飞船上的观测仪器能观测到地球赤道上的 B点和 C点，能观测到赤道上的弧长是 LBC，如图所示， cosa= = ，则： a=60 1分 观测到地球表面赤道的最大长度 LBC=2pR/3 2分 考点：考查天体运动规律 点评：本题难度较小，根据万有引力提供向心力可求得半径和线
24、速度，对于第 3问，首先要建立空间位置关系，必要的时候画出几何图形，能看到的最大弧长应与地球表面相切 （ 8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）木块滑动到桌边 B点时的速度大小； （ 2）木块在 A点受到的冲量大小。 答案：（ 1） （ 2） 10kgm/s 试题分析：（ 1）
25、设木块在 B点速度为 vB，从 B点运动到 C点的时间为 t，根据平抛运动的规律有 1分 1分 解得： ， 2分 （ 2）设木块在 A点的速度为 vA，根据动能定理得 1分 解得： vA=5.0m/s 1分 根据动量定理，木块在 A点受到的冲量 I=mvA-0=10kgm/s 2分 考点：考查动量与动能定理 点评：本题难度较小，根据平抛运动求得 B点速度，再由动能定理求解 A点速度，再利用动量定理可求得 A点冲量大小 （ 8分）如图所示，质量 m=2.2kg的金属块放在水平地板上，在与水平方向成 =37角斜向上、大小为 F=10N的拉力作用下，以速度 v=5.0m/s向右做匀速直线运动。（ c
26、os37=0.8， sin37=0.6，取 g=10m/s2） 求： （ 1）金属块与地板间的动摩擦因数； （ 2）如果从某时刻起撤去拉力，撤去拉力后金属块在水平地 板上滑行的最大距离。 答案：（ 1） 0.5（ 2） 2.5m 试题分析：（ 1）设地板对金属块的支持力为 N，金属块与地板的动摩擦因数为 ， 因为金属块匀速运动，所以有 1分 1分 解得： 2分 （ 2）撤去 F后，设金属块受到的支持力为 N ，运动的加速度为 a，在水平地板上滑行的距离为 x，则 1分 1分 解得： 2分 考点：考查牛顿第二定律的应用 点评：本题难度较小，属于送分题，当匀速运动时受力平衡，撤去 F后 由滑动摩擦
27、力提供加速度 （ 10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(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
28、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） a2=0（ 2） 1.0 m/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 vA
29、0= = =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
30、=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，
31、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：考查动量守恒定律和能量守恒定律 点评：本题难度较大，为力学综合性题目，在高考中常以压轴题出现，注意的一点是碰撞过程中能量无损失，说明动量和机械能 都守恒，难点在于两物体的多次碰撞，应分析每次碰撞前后的速度关系，求得每次发生的位移相加即可
