2018-2019学年北京师大附中高二上学期期中考试物理试题 Word版

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北京师大附中2018-2019学年上学期高中二年级期中考试物理试卷 本试卷满分100分，考试时间为90分钟。计算题要有必要的过程和文字说明。‎ 一、单项选择题（每小题3分，共24分）‎ ‎ 1. 因首次比较精确地测出引力常量G，被称为“称量地球质量第一人”的科学家是 ‎ A. 伽利略 B. 牛顿 C. 开普勒 D. 卡文迪许 ‎ 2. 下列关于经典力学的说法正确的是 ‎ A. 经典力学适用于宏观、低速（远小于光速）运动的物体 ‎ B. 经典力学适用于微观、高速（接近光速）运动的粒子 ‎ C. 涉及强引力时，经典力学同样适用 ‎ D. 相对论和量子力学的出现，表明经典力学已被完全否定了 ‎ 3. 物体做曲线运动时，下列说法中正确的是 ‎ A. 速度大小一定是变化的 B. 速度方向一定是变化的 ‎ C. 合力一定是变化的 D. 加速度一定是变化的 ‎ 4. 某人平抛出一个小球，平抛的初速度为，3s末落到水平地面时的速度为，忽略空气阻力。下列四个图中能够正确反映抛出时刻、1s末、2s末、3s末速度矢量的示意图是 ‎ 5. 用一个水平拉力F拉着一物体在水平面上绕者O点做匀速圆周运动。关于物体受到的拉力F和摩擦力f的受力示意图，下列四个图中可能正确的是 ‎ 6. 地球的两颗人造卫星A和B，它们的轨道近似为圆。已知A的周期约为12小时，B的周期约为16小时，则两颗卫星相比 ‎ A. A距地球表面较远 B. A的线速度较大 ‎ C. A的角速度较小 D. A的向心加速度较小 ‎ 7. 某物体m在推力F的作用下做匀速直线运动，经过时间t后 ‎ A. 推力的冲量为零 ‎ B. 推力的冲量为 ‎ C. 合力的冲量为Ft ‎ D. 重力的冲量为mgt ‎ 8. 如图所示，在真空中有一对带电的平行金属板水平放置。一带电粒子沿平行于板面的方向，从左侧两极板中央射入电场中，恰能从右侧极板边缘处离开电场。不计粒子重力。若可以改变某个量，下列哪种变化，仍能确保粒子一定飞出电场 ‎ A. 只减小粒子的比荷 ‎ B. 只增大电场强度 ‎ C. 只增大粒子的带电量 ‎ D. 只减小粒子的入射速度 二、多选题（每小题4分，共16分，漏选得2分，错选不得分）‎ ‎ 9. 下列关于重力和万有引力的说法，正确的是 ‎ A. 若忽略地球自转的影响，物体所受重力就是地球对物体的万有引力 ‎ B. 若考虑地球自转的影响，同一物体在地球两极受到的重力最小，在赤道受到的重力最大 ‎ C. 若考虑地球自转的影响，静止在地球赤道上的物体所受的万有引力就是物体随地球自转所需的向心力 ‎ D. 静止在北京地面上的物体，所受万有引力和地面对物体作用力的合力充当物体随地球自转的向心力 ‎ 10. 2012年5月26日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，成功地将“中星2A”地球同步卫星送入太空，为我国广大用户提供广播电视及宽带多媒体等传输业务。下列关于地球同步卫星的说法中正确的是 ‎ A. 可以定点在北京的正上方，离地心的距离按需要选择不同的值 ‎ B. 只能定点在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的 ‎ C. 运行的线速度小于第一宇宙速度 ‎ D. 质量不同的地球同步卫星，运行速度不同 ‎ 11. 如图所示，两个小木块a和b（可视为质点），质量分别为2m和m，置于水平圆盘上。a与转轴OO'的距离为l，b与转轴的距离为2l。两木块与圆盘间的摩擦因数均为。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，则下列说法正确的是 ‎ A. a、b一定同时开始滑动 ‎ B. b一定比a先开始滑动 ‎ C. 发生滑动前a、b所受的摩擦力大小始终相等 ‎ D. 当时，b所受摩擦力的大小为 ‎ 12. 一快艇要渡过宽为100m的一条河。已知快艇在静水中的速度和水流的速度随时间变化的关系分别如图甲、乙所示，下列说法中正确的是 ‎ A. 快艇的运动轨迹为直线 ‎ B. 快艇的运动轨迹为曲线 ‎ C. 快艇最快到达对岸的时间为20s ‎ D. 快艇最快到达对岸时，经过的路程大于100m 二、实验题（共16分）‎ ‎ 13. 在“研究平抛运动”‎ 的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中的位置，实验时用了如图所示的装置。先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸。将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板远离槽口平移距离x，再次使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；再将木板远离槽口平移距离x，小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹C。‎ ‎ 若测得木板每次移动距离x=10.00cm，A、B间距离，B、C间距离。请回答以下问题（）‎ ‎ （1）关于该实验，下列说法中正确的是_______‎ ‎ A. 斜槽轨道必须尽可能光滑 ‎ B. 每次小球均须由静止释放 ‎ ‎ C. 每次释放小球的位置可以不同 ‎ （2）根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为_________（用题中所给字母表示）‎ ‎（3）小球初速度的值为________m/s。‎ ‎ 14. （1）某学生设计一实验来粗略验证向心力的表达式，如图所示。细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上。将画着一个圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心，如果小球的向心力和合力相等，则说明向心力的表达式正确。‎ ‎ a. 用手带动钢球，设法使它沿纸上的圆悬空做匀速圆周运动，用秒表记录钢球运动n圈所用时间t，用直尺测出纸上的圆的半径为r，如果向心力的表达式正确，并假设钢球质量为m，则由向心力表达式求出来的向心力_______（用题中所给字母表示）‎ ‎ b. 然后，测出线的长度为L，假设钢球可看做质点，从力的角度计算钢球的合力 ‎_______（用题中所给字母表示）‎ ‎ c. 在本实验中小球的质量_________（“需要”或“不需要”）测出；‎ ‎ （2）如图，是另一种探究向心力大小F与质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左右半径比分别是1:1、2:1和3:1。左右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，A、C到塔轮中心的距离相等。两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小可由塔轮中心标尺露出的等分格的格数读出。‎ a. 在该实验中应用了_______来探究向心力大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。‎ A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 ‎ b. 用两个质量相等的小球放在A、C位置，匀速转动时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左右塔轮半径之比为__________。‎ 四、计算题（共44分）‎ ‎ 15. （8分）如图所示，喷出的水柱显示了平抛运动的轨迹。若喷水口离地面的高度是0.8m，从喷水口到落地点的水平距离为1.2m，取，求：‎ ‎ （1）平抛的初速度大小；‎ ‎ （2）若喷水口的横截面积为，求单位时间喷出水的体积Q。‎ ‎ 16. （8分）一颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星离地面的高度为h，已知地球半径为R，地面重力加速度为g，引力常量为G，求：‎ ‎ （1）地球的质量M；‎ ‎（2）卫星的线速度v。‎ ‎ 17. （8分）如图所示，质量为M的小球自由下落d后，沿竖直面内的固定轨道ABC运动，AB是半径为d的四分之一的光滑圆弧，BC是直径为d的粗糙半圆弧（B是轨道的最低点）。小球恰好能运动到C点。已知重力加速度为g，求：‎ ‎ （1）小球沿四分之一圆弧运动到B处时对轨道的压力大小；‎ ‎ （2）小球在BC上运动过程中，摩擦力对小球做的功。‎ ‎ 18. （10分）据统计人在运动过程中，脚底在接触地面瞬间受到的冲击力是人体自身重力的数倍。为探究这个问题，实验小组同学利用落锤冲击的方式进行了实验，即通过一定质量的重物从某一高度自由下落冲击地面来模拟人体落地时的情况。重物与地面的形变很小，可忽略不计。g取。下表为一次实验过程中的相关数据。‎ 重物（包括传感器）的质量m/kg ‎8.5‎ 重物下落高度H/m ‎0.45‎ 重物反弹高度h/m ‎0.20‎ 最大冲击力 ‎850‎ 重物与地面接触时间t/s ‎0.1‎ ‎ （1）请你选择所需数据，通过计算回答下列问题：‎ ‎ a. 重物受到地面的最大冲击力时的加速度大小；‎ ‎ b. 在重物与地面接触过程中，重物的动量改变量是多大?方向如何?‎ ‎ c. 在重物与地面接触过程中，重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的多少倍。‎ ‎ （2）如果人从某一确定高度由静止竖直跳下，为减小脚底在与地面接触过程中受到的冲击力，可采取什么具体措施，请你提供一种可行的方法并说明理由。‎ ‎ 19. （10分）‎ ‎ ‎ ‎ （1）科学家发现，除了类似太阳系的恒星-行星系统，还存在许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙有了较深刻的认识。双星系统是由两个星体构成，其中每个星体的线度（直径）都远小于两星体间的距离，一般双星系统距离其他星体很远，可以当做孤立系统处理。已知某双星系统中每个星体的质量都是，两者相距L，它们正围绕两者连线的中点做匀速圆周运动，引力常量为G。求：‎ ‎ a. 该双星系统中星体的加速度大小a；‎ ‎ b. 该双星系统的运动周期T。‎ ‎ （2）其实，太阳—地球也可视为一个双星系统，因为太阳的质量远大于地球，我们常常忽略太阳的运动，认为地球绕太阳做圆周运动，记为模型I。另一种模型则认为太阳和地球在引力作用下同时绕彼此连线上某一点做匀速圆周运动，记为模型II。己知地球质量为m，太阳质量为M，二者相距为r，引力常量为G。‎ ‎ a. 模型I、II中系统的总动能分别用、表示，请推理分析，比较、的大小关系；‎ ‎ b. 模型I、II中地球做匀速圆周运动的周期分别用、表示，通常情况下我们采用模型I的方案研究地球的运动，请从周期的角度分析这样简化处理的合理性。‎ ‎【试题答案】‎ 一、单项选择题 ‎ 1. D 2. A 3. B 4. D 5. C 6. B 7. D 8. A 二、多项选择题 ‎ 9. AD 10. BC 11. BC 12. BCD 三、实验题 ‎ 13. （1）B（2）（3）1.00‎ ‎ 14. （1）不需要（2）B 2︰1‎ 四、计算题 ‎ 15. （1）3m/s （2）‎ ‎ 16. （1） （2）‎ ‎ 17. （1）5Mg （2）‎ ‎ 18. （1）a. ‎ b.；方向竖直向上 c. 重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的6倍。‎ ‎（2）方法合理即给分 ‎ 19. （1）a. 根据万有引力定律和牛顿第二定律有：‎ 解得 b. 由运动学公式可知，‎ 解得 ‎（2）a. 模型I中，有，解得：‎ 模型II中，设太阳和地球的速度分别为、，运动半径为，。‎ 对太阳有：，解得 对地球有：，解得 系统的总动能：‎ 即在这两种模型中，系统的总动能相等。‎ ‎②模型I中，‎ 模型II中，‎ 故 因为，所以，简化是合理的。‎