北京市海淀区2020届高三上学期期中练习 物理
海淀区高三年级第一学期期中练习
物 理 2019.11.5
说明：本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案写在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。
一、本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。把正确的答案填涂在答题纸上。
1．在距水平地面附近一定高度处将一物体水平抛出，物体最终落到水平地面上。若空气阻力可忽略不计，下列说法中正确的是
A．物体沿水平方向的分运动是匀变速直线运动
B．物体落至水平地面上的速度与抛出时的初速度无关
C．物体在空中运动的时间与抛出时的初速度无关
D．物体在空中运动过程中的机械能不断增大
图1
30°
60°
F3
F1
F2
2．在研究共点力平衡条件的实验中，用三个弹簧测力计通过轻软线对同一个小圆环施加水平拉力作用，三个拉力的方向如图1所示，如果小圆环可视为质点，且其所受重力可忽略不计，小圆环平衡时三个弹簧测力计的示数分别为F1、F2和F3，关于这三个力的大小关系，下列说法中正确的是
A．F1>F2>F3 B．F3>F1>F2
C．F2>F3>F1 D．F3> F2>F1
v
后
前
图 2
3．如图2所示，车厢内的后部有一相对车厢静止的乘客，车厢内的前部有一小球用细线悬挂在车厢的天花板上，小球与车厢一起沿平直轨道以速度v匀速前进。某时刻细线突然断裂，小球落向车厢底板，这一过程中车厢始终以速度v匀速前进。若空气阻力可忽略不计，对于小球从线断裂至落到车厢底板上之前的运动，下列说法中正确的是
A．相对于乘客，小球做自由落体运动
B．相对于乘客，小球的运动轨迹为斜向前的直线
C．相对于地面，小球的运动轨迹为抛物线
D．相对于地面，小球做自由落体运动
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4.雨滴在空中下落的过程中，空气对它的阻力随其下落速度的增大而增大。若雨滴下落过程中其质量的变化及初速度的大小均可忽略不计，以地面为重力势能的零参考面。从雨滴开始下落时计时，关于雨滴下落过程中其速度的大小v、重力势能Ep随时间变化的情况，如图3所示的图像中可能正确的是
图3
v
O
v
t
B
O
t
A
O
Ep
t
C
O
Ep
t
D
图4
A
B
5．如图4所示， 在A、B两物体间有一与物体不连接的轻质弹簧，两物体用轻细线连接在一起并使弹簧处于压缩状态，整体静止在光滑水平面上。现将细线烧断，在弹簧对两物体施加作用力的整个过程中，设弹簧弹力对A、B物体的冲量大小分别为IA和IB，弹簧弹力对A、B物体所做的功分别为WA和WB。若A、B物体的质量关系是mA>mB，则下面关系式中正确的是
A．IA=IB B．IA
μmg/k），如图19丁所示。计算中可以认为滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k。
①若放手后小滑块第一次经过O点向左运动至最远点Q，求Q点与O点的距离，并分析如果小滑块在Q点停不住，l0与μ、m和k等物理量之间应满足什么条件；
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②若放手后小滑块第二次经过O点后在向右运动的过程中逐渐减速最终静止，求小滑块从P点开始运动的整个过程中所通过的总路程。
海淀区高三年级第一学期期中练习参考答案及评分标准
物 理 2019.11
一、本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是符合题意的，有的小题有多个选项是符合题意的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
AC
BC
AD
AB
ABD
C
AD
AC
二、本题共2小题，共15分。
11．（6分）0.1（0.10）……（2分） 0.30……（2分） 0.80……（2分）
12．（9分）（1）① C ………………（1分）
② ， mgr/h …………（2分）
③ B ……………………………………（2分）
（2）ABC………………………………（2分）
（3）设小球做半径为r的圆周运动的周期为T，此时小球距细线上端固定点的竖直高度为h，根据受力情况和向心力公式有 mgr/h=m4π2r/T2。可解得。因半径变小，绳长不变，h变大，故小球周期变大。……（2分）
三、本题包括6小题，共55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。
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说明：计算题提供的参考解答，不一定都是唯一正确的方法。对于那些与此解答方法不同的正确解答，同样得分。
13．（8分）（1）物体沿竖直方向所受合力为零，设地面对物体的支持力为N，因此有 N+Fsinθ=mg
物体运动过程中所受摩擦力 f=μN=μ（mg-Fsinθ）…………………（1分）
根据牛顿第二定律，有 Fcosθ - f=ma…………………………………（1分）
解得：a=0.50m/s2 ……………………………………………………（1分）
（2）根据位移公式x=，解得 =2.0s …………………（2分）
（3）物体由静止开始运动4.0s的位移x′=…………………（1分）
此过程中拉力F所做的功W=F x′cosθ ……………………………（1分）
解得 W=64J………………………………………………………（1分）
14．（8分）（1）建筑材料所受支持力N=mgcosθ
所受滑动摩擦力f=μN=μmgcosθ=40N………………………………（2分）
（2）取沿斜面向下为正方向，设建筑材料下滑的加速度为a，根据牛顿第二定律有 mgsinθ-f=ma……………………………………（1分）
设建筑材料下滑时间为t，根据位移公式有 L=………………（1分）
在下滑整个过程中重力的冲量大小 IG=mgt=200N•s ………………（1分）
（3）设建筑材料滑到斜面底端时的速度为v，对于其下滑过程，根据动能定理有 mgL sinθ-μmgcosθ L=……………………………（1分）
解得 ………………………………………（1分）
因v与m无关，故改变m，不能改变速度v的大小。………………（1分）
15．（8分）（1）以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有
……………………………（1分）
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解得 v=0.80m/s ……………………………………（1分）
（2）对于物块与木板相互作用的全过程，根据功能关系有
…………………（2分）
解得 μ=0.10…………………………………………………………（1分）
（3）物块在木板上相对运动过程中所受滑动摩擦力
f=μm2g……………………………………………………………（1分）
对于物块在木板相对运动的过程，以水平向右为正方向，根据动量定理有
-ft=m2v- m2v0…………………………………………………（1分）
解得t=1.2s………………………………………………………（1分）
16．（9分）（1）设小球质量为m，对于从释放到轨道最低点的过程，根据动能定理，有 …………………………………（1分）
解得：………………………………………………（1分）
（2）设小球到达A点速度为vA，根据动能定理：
在A点，设轨道对小球的压力为N，根据牛顿第二定律：
………………………………………………………（1分）
根据牛顿第三定律： N=F
联立上述三式可得： ………………………………（1分）
对比F-h图像，根据斜率和截距关系，可得：
R=0.12m ………………………………………………………………（1分）
m=0.02kg………………………………………………………………（1分）
（3）假设h=h1时，小球恰好到达最高点A，此时F=0
由F-h图像可得： h1=0.3m………………………………………（1分）
假设h=h2时，小球恰好到达圆轨道圆心的右侧等高点，此过程根据动能定理：
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解得：h2=R=0.12m……………………………（1分）
综上，为使小球在运动过程中始终不脱离圆轨道，释放高度h应满足：
h≤0.12m或者h≥0.3m…………………………………………………（1分）
17. （10分）（1）设质量为的物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：……（2分）
解得…………………………………………………………（1分）
v
v1
t
O
图1
-v1
（2）因为随着竖直上抛物体高度的升高，离地球越来越远，万有引力越来越小，重力加速度（或引力场强度）的值会越来越小。…………………………………（2分）
由于物体上升过程中做减速运动的加速度越来越小，因此物体上升的最大高度应该大于做匀减速上升的高度，即物体上升的最大高度应该大于R/2。………………………………………（1分）
（3）上升过程速度与加速度方向相反，所以速度不断减小，上升过程中万有引力越来越小，加速度也越来越小；下降过程速度与加速度方向相同，所以速度不断增大，下降过程中万有引力越来越大，加速度也越来越大。……………………（2分）
如图1所示。………………………………………………………（2分）
说明：物体运动到最高点时速度为0，加速度不为0，因此v-t图像中间时刻的斜率不为0。
图2
x
F
O
图3
x
F
O
18．（12分）（1）①根据弹簧弹力与伸长量的关系F=kx可得F-x图像如图2所示。…………………………………（1分）
图像与x轴围成的面积代表弹簧弹力做功，如图3所示，由面积可知将弹簧拉伸x的过程中，弹簧弹力所做的功W=-……………………………（1分）
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根据功能关系可知，当弹簧被拉伸x时，其弹性势能……（1分）
②因小滑块与弹簧组成的系统在运动过程中机械能守恒，
因此有
可解得………………………………………………………（2分）
（2）①对于小滑块由P点出发向左运动的过程，假设其在最左端时，其距O点的距离为l1，由功能关系得：…………（2分）
即：
解得：…………………………………………………（1分）
若小滑块速度为零而停不住，则应有：kl1>μmg…………………（1分）
将l1代入得：l0>………………………………………………（1分）
②设小滑块速度为零时距O点的距离为l2，对其由O点左侧最大位移处向右运动至速度减为零的过程，由功能关系得：
………………………………………（1分）
解得：
所以滑块走过的总路程为 l总= l0+2l1+l2=4l0 - 8………………（1分）
·13·
