1、北京师范大学附属实验中学2011-2012学年度第一学期高三年级物理期中试卷试卷说明：1考试时间：100分钟；试卷分值：100分。2试卷及答题纸共3大张，12页。共计2道大题，19道小题。3选择题在“机读答题卡”上作答，非选择题在“答题纸”上作答。命题人：李宇炜 审题人：王新房、李红班级_ 姓名_学号_成绩_一、本大题共14小题；每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。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。tF1用计算机辅助实验系统（DIS）做验证牛顿第三定律的实验，如图是把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，
2、观察显示器屏幕上出现的结果。观察分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，以下结论正确的是A作用力与反作用力是同时作用的B作用力与反作用力作用在同一物体上C作用力与反作用力大小相等、方向相反D作用力与反作用力的合力大小为零Ovv0tOtvv0OtvvoOv0tvABCD2某人将小球以初速度v0竖直向下抛出，经过一段时间小球与地面碰撞，然后向上弹回。以抛出点为原点，竖直向下为正方向，小球与地面碰撞时间极短，不计空气阻力和碰撞过程中动能损失，则下列图像中能正确描述小球从抛出到弹回的整个过程中速度v随时间t的变化规律的是 32009年2月11日，俄罗斯的“宇宙2251”卫星和美国“铱33”卫星在
3、西伯利亚上空约805km处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是A甲的运行周期一定比乙的长 B. 甲距地面的高度一定比乙的高 C甲所需的向心力一定比乙的小 D. 甲的加速度一定比乙的大4汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶，在t1时刻司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻汽车又开始做匀速直线运动（设整个过程中汽车所受的阻力不变）。则在t1t2的这段时间内A汽车的加速度逐渐减小 B汽车的加速度逐渐增大C汽车的速度先减小后
4、增大 D汽车的速度逐渐增大abcdEk05如图所示，斜面上有a、b、c、d 四个点，abbccd，从a点以初动能EK0水平抛出一个小球，它落在斜面上的b点，速度方向与斜面之间的夹角为 。若小球从 a 点以初动能2EK0水平抛出，不计空气阻力，则下列判断正确的是A小球将落在c点B小球将落在c下方C小球落在斜面的速度方向与斜面的夹角大于D小球落在斜面的速度方向与斜面的夹角等于Rm6如图所示，半径为R的光滑圆形轨道竖直固定放置，小球m在圆形轨道内侧做圆周运动。对于半径R不同的圆形轨道，小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力。下列说法中正确的是A半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越大B
5、半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越小C半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越大D半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越小7如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球（可认为质点）自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点进入槽内。则下列说法正确的A小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动B小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功C小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒D小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒8为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水
6、杯置于露台，测得1小时内杯中水位上升了45 mm 。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12 m/s 。据此估算该压强约为（设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1103 kg/m3）A0.15 Pa B0.54 PaC1.5 Pa D5.4 Pa9如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑。已知这名消防队员的质量为60kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s，g取10m/s2，那么该消防队员A下滑过程中的最大速度为4 m/sB加速与减速过程的时间之比为1
7、:2C加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1:7D加速与减速过程的位移之比为1:4024621345v/m.s-1t/sab10质量为0.3kg的物体在水平面上运动，图中的两条直线分别表示物体受水平拉力作用和不受水平拉力作用时的速度时间图像，则下列说法中正确的是A物体不受水平拉力时的速度图像一定是bB物体受水平拉力时的速度图像可能是aC摩擦力一定等于0.2ND水平拉力一定等于0.1NrBAC1.5r11如图，叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为，A和B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r 。
8、设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是AB对A的摩擦力一定为3mgBB对A的摩擦力一定为3m2rC转台的角速度一定满足：D转台的角速度一定满足： 12如图，在水平板的左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧。紧贴弹簧放一质量为m的滑块，此时弹簧处于自然长度。已知滑块与板的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将板的右端缓慢抬起（板与水平面的夹角为），直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小F随夹角的变化关系可能是 ABCD000013如图所示，在高为L的木箱abcd的底部放有一个小物体Q（可视为质点），现用力F向上拉绳，使木箱由静止开始运动，若保持拉力的功率不变，经过t时间，木箱
9、达到最大速度，这时让木箱突然停止，小物体由于具有惯性会继续向上运动，且恰能达到木箱顶端。若重力加速度为g，空气阻力不计，以下说法正确的是abdcLFQA木箱即将达到最大速度之前，物体Q处于失重状态B木箱突然停止运动时，物体Q处于超重状态C木箱的最大速度为D由于木箱和小物块的质量未知，故无法确定t时间内木箱上升的高度14如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被B盒接收，从B盒发射超声波开始计时，经时间t0再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移时间图象，则下列说法正确
10、的是A超声波的速度为v声 B超声波的速度为v声C物体的平均速度为 D物体的平均速度为二、本大题共5小题，58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。hHx发球线v0网发球线x15（10分）如图为一网球场长度示意图，球网高为，发球线离球网的距离为，某一运动员在一次击球时，击球点刚好在发球线上方高处，设击球后瞬间球的速度大小为，方向水平且垂直于网，试通过计算说明网球能否过网？若过网，试求网球的直接落地点离对方发球线的距离L？（不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2）16（9分）宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星
11、较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，设每个星体的质量均为m，四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上，已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，引力常量为G，试求：（1）求星体做匀速圆周运动的轨道半径；（2）若实验观测得到星体的半径为R，求星体表面的重力加速度；（3）求星体做匀速圆周运动的周期。17（9分）如图所示，有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上，木板质量为M=4kg，长为L=1.4m。木板右端放着一小滑块，小滑块质量为m=1kg，其尺寸远小于L。小滑块与木板之间的动摩擦因数为=0.4，取g=10 m/s2 （1）现用恒力F作用在木板M上，为
12、了使得m能从M上面滑落下来，问：F大小的范围是什么？（2）其它条件不变，若恒力F=22.8N，且始终作用在M上，最终使得m能从M上面滑落下来。问：m在M上面滑动的时间是多大？18（15分）如图所示为某种弹射装置的示意图，光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接，传送带长度 L = 4.0 m，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率v = 3.0 m/s 匀速传动。三个质量均为m = 1.0 kg 的滑块A、B、C置于水平导轨上，开始时滑块B、C之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，处于静止状态。滑块A以初速度v0 = 2.0 m/s 沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起，
13、碰撞时间极短。连接B、C的细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离。滑块C脱离弹簧后以速度vC = 2.0 m/s 滑上传送带，并从右端滑出落至地面上的P点。已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数 = 0.20，重力加速度g取10 m/s2 。求：（1）滑块C从传送带右端滑出时的速度大小； （2）滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能Ep；（3）若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同，要使滑块C总能落至P点，则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值vm是多少?19（15分）某兴趣小组设计了一种实验装置，用来研究碰撞问题，其模型如右图所示。用完全相同的轻绳将N个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水
14、平杆，球间有微小间隔，从左到右，球的编号依次为1、2、3.N，球的质量依次递减，每个球的质量与其相邻左球质量之比为k(k1)。将1号球向左拉起，然后由静止释放，使其与2号球碰撞，2号球再与3号球碰撞所有碰撞皆为无机械能损失的正碰。(不计空气阻力，忽略绳的伸长，g取10 m/s2)（1）设与n+1号球碰撞前，n号球的速度为vn，求n+1号球碰撞后的速度。（2）若N=5，在1号球向左拉高h的情况下，要使5号球碰撞后升高16h（16h小于绳长），问k值为多少？（3）在第（2）问的条件下，悬挂哪个球的绳最容易断，为什么？北京师范大学附属实验中学2011-2012学年度第一学期高三年级物理期中试卷答题纸
15、注意：请将选择题答案涂在机读卡上15（10分）16（9分）17（9分）18（15分）19（15分） 北京师范大学附属实验中学2011-2012学年度第一学期高三年级物理期中试卷参考答案12345678ACCDAADADCDA91011121314BCBDBDCCAD15（10分）解析：网球在水平方向通过网所在处历时为 （1分）下落高度 （1分）因，故网球可过网。 （2分）网球到落地时历时 （1分）水平方向的距离 （1分）所求距离为 （2分）得 L=3.2m （2分）16（9分）解析：（1）由星体均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动可知，星体做匀速圆周运动的轨道半径 （2分）（2）由万有引力的
16、定律可知 （1分）则星体表面的重力加速度（2分）（3）星体在其他三个星体的万有引力作用下围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，由万有引力定律和向心力公式得： （2分）解得周期（2分） （得到也给分）17（9分）解析：（1）小滑块与木板间的滑动摩擦力 （1分）小滑块在滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度 （1分）木板在拉力F和滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度 （1分）使m能从M上面滑落下来的条件是 （1分） 即 （1分）（本问也可按临界情况即的情况求解，然后再得出拉力范围）（2）设m在M上滑动的时间为t，当恒力F=22.8N，木板的加速度小滑块在时间t内运动位移（1分）木板在时间t内
17、运动位移（1分） 因 （1分） 解得 （1分）18（15分）解析：（1）滑块C滑上传送带后做匀加速运动，设滑块C从滑上传送带到速度达到传送带的速度v所用的时间为t，加速度大小为a，在时间t内滑块C的位移为x根据牛顿第二定律和运动学公式mg=ma （1分）v=vC+at （1分） （1分）解得 x=1.25mL （1分）即滑块C在传送带上先加速，达到传送带的速度v后随传送带匀速运动，并从右端滑出，则滑块C从传送带右端滑出时的速度为v=3.0m/s （2分）（2）设A、B碰撞后的速度为v1，A、B与C分离时的速度为v2，由动量守恒定律mv0=2mv1 （1分） 2 mv1=2mv2+mvC （1分
18、）由能量守恒得 （1分）解得EP=1.0J （1分）（3）在题设条件下，若滑块A在碰撞前速度有最大值，则碰撞后滑块C的速度有最大值，它减速运动到传送带右端时，速度应当恰好等于传递带的速度v 。 设A与B碰撞后的速度为，分离后A与B的速度为，滑块C的速度为，由动量守恒定律 mvm=2mv1 （1分）2mv1=mvC+2mv2 （1分）由能量守恒得 （1分）由运动学公式 （1分）解得vm=7.1m/s （1分）19（15分）解析：（1）设n号球质量为mn，n+1号球质量为mn+1，碰撞后的速度分别为v n、vn+1，取水平向右为正方向，据题意有n号球与n+1号球碰撞前的速度分别为vn、0，且mn+
19、1=kmn （1分）根据动量守恒定律，有mnvn=mnvnn+kmnv n+1 （1分）根据机械能守恒定律，有mnvn2=mnv n2+kmnv n+12 （1分）由得v n+1=(v n+1=0舍去) （1分）（2）设1号球摆至最低点时的速度为v1，由机械能守恒定律有m1gh=m1v12 （1分）解得v1= （1分）同理可求5号球碰后瞬间的速度v5= （1分）设n+1号球与n+2号球碰前的速度为vn+1据题意有vn+1=v n+1vn+1=nv1 （1分）N=n+1=5时，v5=（）4v1 （1分）由三式得k=-10.414(k=-1舍去) （1分）（3）设绳长为l，每个球在最低点时，细绳对球的拉力为F，由牛顿第二定律有F-mng=mn 则F=mng+mn 或 F= mng+Ekn （2分）式中Ekn为n号球在最低点的动能由题意可知1号球的重力最大，又由机械能守恒定律可知1号球在最低点碰前的动能也最大，根据式可判断在1号球碰撞前瞬间悬挂1号球细绳的张力最大，（1分）故悬挂1号球的绳最容易断。 （2分） （本问只定性说明未列出表达式扣2分，无说明只给出结果的扣3分）
