2024-2025学年北京师大附中高三（上）期中物理试卷（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页2024-2025学年北京师大附中高三（上）期中物理试卷一、单选题：本大题共10小题，共30分。1.2023年9月21日，在距离地球400公里的中国空间站，3位航天员老师进行了第四节“太空授课”。小张同学认真观看了太空授课后，思考：以下几个物理课中的实验可以在太空中完成的有(

)

A.按图甲进行“探究两个互成角度的力的合成规律”实验

B.按图乙进行“探究物体加速度与力、质量的关系”实验

C.按图丙进行“探究平抛运动的规律”实验

D.按图丁进行“探究机械能守恒定律”实验2.篮球比赛前，常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程，并得出了篮球运动的v−t图像，如图所示。图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是(

)A.a点 B.b点 C.c点 D.d点3.如图，将铅球放在固定的斜面上，用竖直挡板挡住并使其处于静止状态。不计一切摩擦。下列说法正确的是(

)

①铅球对斜面的压力大于铅球所受的重力

②铅球对挡板的压力大于铅球对斜面的压力

③若增大斜面倾角θ，铅球对挡板的压力增大

④若增大斜面倾角θ，铅球对斜面的压力减小A.①③ B.①④ C.②③ D.②④4.右图为火车在倾斜轨道上匀速转弯的截面示意图。弯道的倾角为θ，半径r，已知重力加速度为g，设转弯半径水平，则火车转弯时外侧车轮轮缘不对外轨产生挤压的最大速率是(

)A.grsinθ

B.grtanθ

C.grcosθ5.某辆汽车以额定功率由水平公路驶上倾角为30°的斜坡，假设汽车所受空气阻力与摩擦阻力之和恒为车重的0.1倍，则该汽车在水平公路上行驶的最大速率是在上坡时行驶的最大速率的(

)A.3倍 B.4倍 C.5倍 D.6倍6.将一质量为m的小球以初速度v0竖直上抛，运动过程中受到的空气阻力与速度的大小成正比，已知小球上升的最大高度为ℎ，重力加速度为g，下列说法正确的是(

)A.上升过程中合力做的功为12mv02

B.下降过程中合力做功为mgℎ

C.上升过程中克服空气阻力做功为7.一列简谐横波沿x轴方向传播，图甲是t=0时刻波的图像，图乙为图甲中质点P的振动图像，下列说法正确的是(

)

A.该波沿x轴正方向传播

B.质点P与质点Q的运动方向总是相反

C.在t=0到t=0.6s内质点P运动的路程为25cm

D.在t=0.3s时，质点Q的加速度方向沿y轴负方向8.如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行。将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端。下列说法中正确的是(

)

A.第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功

B.第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加

C.第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加

D.物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热9.如图，甲为地球赤道上的物体，乙为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，丙为地球同步卫星。关于甲、乙、丙做匀速圆周运动的说法正确的是(

)A.甲、乙、丙都仅由万有引力提供向心力

B.周期关系为T甲>T乙>T丙

10.根据量子理论：光子既有能量也有动量；光子的能量E和动量p之间的关系是E=pc，其中c为光速。由于光子有动量，照到物体表面的光子被物体吸收或被反射时都会对物体产生一定的冲量，也就对物体产生了一定的压强。根据动量定理可近似认为：当动量为p的光子垂直照到物体表面，若被物体反射，则物体受到的冲量大小为2p；若被物体吸收，则物体受到的冲量大小为p。某激光器发出激光束的功率为P0，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，物体对该激光的反光率为η，则激光束对此物体产生的压强为(

)A.(1+η)P0cS B.(1+η)P0二、多选题：本大题共4小题，共12分。11.研究物体做直线运动图像可以灵活选取横、纵轴所表示的物理量。如图所示，甲、乙两图分别为两个直线运动的v−t图像和v2−x图像，下列说法正确的是(

)A.甲图中物体在0～t0这段时间内的位移大于v0t02

B.甲图中物体的加速度不断增大

12.如图所示，图甲为一波源的共振曲线，图乙中的a表示该波源在共振状态下的振动形式沿x轴传播过程中形成的机械波在t=0时刻的波形曲线。则下列说法正确的是(

)

A.图甲中，若驱动力周期变小，共振曲线的峰将向频率f大的方向移动

B.图乙中，波速一定为1.2m/s

C.图乙中，a、b波形时间间隔可能为2.5s

D.图乙中的波遇到宽度为2m的狭缝能发生明显的衍射现象13.如图，半径为R的圆形光滑轨道置于竖直平面内，一金属小环套在轨道上可以自由滑动，已知重力加速度为g，下列说法正确的是(

)A.要使小环做完整的圆周运动，小环在最低点的速度应大于5Rg

B.要使小环做完整的圆周运动，小环在最低点的加速度应大于4g

C.如果小环在最高点时速度大于Rg，则小环受到的弹力方向指向圆形轨道的圆心

14.在冰壶运动中运动员可以通过冰壶刷摩擦冰面来控制冰壶的运动.如图甲所示，在某次比赛中，A壶与静止的B壶发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后运动员用冰壶刷摩擦B壶运动前方的冰面。碰撞前后两壶运动的v−t图线如图乙中实线所示，已知EF与GH平行，且两冰壶质量相等，则(

)A.碰撞后A壶的加速度大小为0.5m/s2

B.碰撞后B壶的加速度大小为0.75m/s2

C.碰撞后至停止的过程中，A、B两壶的运动时间之比为4：1

D.碰撞后至停止的过程中，A、B三、实验题：本大题共2小题，共18分。15.在“研究平抛运动特点”的实验中，小怡分别使用了图甲和图乙的实验装置。

(1)在图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。下列说法正确的是______(填选项前的字母)。

A.所用两球的质量必须相等

B.可研究平抛运动竖直方向是否为自由落体运动

C.可研究平抛运动水平方向是否为匀速直线运动

D.用较大的力敲击弹性金属片，两球仍能同时落地

(2)小怡用图乙所示的装置继续进行实验，在方格纸上记录并画出小球做平抛运动的轨迹后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点，如图丙所示(轨迹已擦去)。已知每个小方格的边长L=2.5cm，重力加速度g取10m/s2，可知：小球平抛运动的初速度v0=______m/s。(结果保留两位有效数字16.小宏用如图甲所示的装置探究加速度与物体受力的关系，让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。

(1)为完成实验，除图中已有的器材，还需要交流电源、天平(含配套砝码)和______。

(2)关于本实验，下列说法正确的是______(填选项前的字母)。

A.应适当调节滑轮高度，使线与桌面平行

B.如图甲，此时有可能正在进行“补偿阻力”的实验操作

C.实验时小车应从靠近打点计时器处静止释放

D.电火花计时器的工作电压应为交流8V

(3)小宏做实验时，得出的a−F图像如图乙所示，可能的原因是______。

(4)为了解决上面的问题，小宏选用图丙所示器材进行实验，设小车质量为M，共6个槽码，每个槽码的质量均为m=10g，重力加速度g取9.8m/s2。实验步骤如下：

①安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；

②保持轨道倾角不变，取下1个槽码(即细线下端悬挂5个槽码)，让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；

③逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤②；

④以取下槽码的总个数n(1≤n≤6)的倒数1n为横坐标，1a为纵坐标，在坐标纸上作1a−1n图线。

按照上述步骤，小宏得到了一条直线，测得其斜率为k=1.0s四、计算题：本大题共4小题，共40分。17.如图所示，小孩坐在水平的雪橇上，雪橇质量为m=5kg，小孩质量为M=15kg。大人用与水平方向成53°角斜向上的大小为100N的拉力拉雪橇，使小孩和雪橇从静止开始一起做加速度为1.8m/s2的匀加速直线运动，重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：

(1)雪橇对小孩的摩擦力大小f1；

(2)雪地对雪橇的摩擦力大小f2；

(3)若小孩与雪橇间的动摩擦因数μ=0.4(18.如图，质量为0.1kg的小球a通过轻质细线Ⅰ，Ⅱ悬挂，处于静止状态。线Ⅰ长l=1.0m，上端固定于O点，与竖直方向之间夹角θ=37°；线Ⅱ保持水平。O点正下方有一个质量为0.06kg的小球b，静置于支架上，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

(1)此时线Ⅰ的拉力大小F；

(2)若烧断线Ⅱ，a运动到最低点时与b发生弹性碰撞，则：

a.与b球碰撞前瞬间a球的速度大小va是多少？

b.碰撞后瞬间b球的速度大小vb是多少？

c.请以b球初位置为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，写出b19.光滑水平面上放着质量mA=1kg的物块A与质量mB=2kg的物块B，A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹着一个被压缩的轻弹簧(与A、B均不拴接)，用手挡住B不动，此时弹簧的弹性势能Ep=81J。A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示。放手后B向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直固定半圆光滑轨道。其半径R=0.5m，B到达最高点C时对轨道的压力为44N。重力加速度g取10m/s2，求：

(1)B到达C点时的速度大小vC；

(2)绳被拉断过程中绳对B的冲量大小；

(3)绳被拉断过程中绳对20.19世纪末，有科学家提出了太空电梯的构想：在赤道上建设一座一直通到地球同步静止轨道处的高塔，并在塔内架设电梯。已知地球质量为M，万有引力常量为G，地球半径为R、自转周期为T。

(1)这种电梯可用于运送货物。“太空电梯”可以将货物从赤道基地运送到同步轨道站，求同步轨道站距离地面的高度ℎ0；

(2)这种电梯可用于发射卫星。发射方法是将卫星通过太空电梯提升到预定轨道高度处，此时卫星相对电梯静止，然后再启动“推进装置”将卫星从太空电梯横向发射出去，使其直接进入预定圆轨道。已知物体与地球间存在万有引力，并具有由相对位置决定的势能——“引力势能”，以无穷远处为引力势能零点，物体在离地心距离为r(r≥R)时具有的引力势能Ep=−GMmr。

a.若某次通过太空电梯发射质量为m的卫星时，预定其轨道高度为ℎ(ℎ<ℎ0)。以地心为参考系，求“推进装置”需要对卫星做的功W是多少？

b.若某次发射失败，推进装置失灵未对卫星做功，质量为m的卫星就直接从ℎ

参考答案1.A

2.A

3.A

4.B

5.D

6.C

7.D

8.C

9.D

10.B

11.AD

12.BCD

13.BCD

14.BD

15.BD

1.0

16.刻度尺

C

没有满足槽码的总质量远小于小车质量

0.038

17.解：(1)根据牛顿第二定律可得雪橇对小孩的摩擦力大小为

f1=Ma=15×1.8N=27N

(2)把小孩和雪橇看成一个整体，根据牛顿第二定律有

Fcos53°−f2=(M+m)a

代入数据解得

f2=24N

(3)当小孩和雪橇间的摩擦力达到最大时，小孩的加速度最大，设小孩的最大加速度为am，根据牛顿第二定律有

μMg=Mam

解得am=4m/s2

答：(1)雪橇对小孩的摩擦力大小f1为27N；18.解：(1)根据平衡条件可得：F=mgcos37=0.1×100.8N=1.25N

(2)a.根据动能定理得：magl(1−cos37°)=12mava2，解得：va=2m/s

b.两球碰撞过程，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得：

mava=mav1+mbvb

12mava2=12mav12+12mbvb2

解得：vb=2.5m/s19.解：(1)设B在绳被拉断后到达C点的速率为vC，B在最高点C时有

mBg+F=mBvC2R

解得

vC=4m/s

(2)设B在绳被拉断后瞬时的速率为vB，对绳断后到B运动到最高点C这一过程应用动能定理

−2mBgR=12mBvC2−12mBvB2

解得

vB=6m/s

设弹簧恢复到自然长度时B的速率为v1，取向右为正方向，弹簧的弹性势能转化给B的动能，有

Ep=12mB