北京市海淀区2017年高三上学期期中考试物理反馈试题

二、本题共2小题，共15分。

11．图10甲为“探究加速度与物体所受合接交流电源 打点计时器 小车 砝码 外力、物体质量的关系”的实验装置示意图，

砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。

（1）如图10乙所示为实验中小车和砝码的总质量为M=200g时用打点计时器打出的一砂、砂桶 甲 条较理想的纸带，打点计时器所用交流电的频

x1 x2 x3 x4 x5 率为50 Hz，纸带上O、A、B、C、D、E为六

O A E D B C 个相邻的计数点（两相邻计数点间还有4个点

乙

迹没有画出），通过测量和计算可知，x1、x2、图10

x3、x4、x5分别为4.50cm、5.28cm、6.07cm、

6.85 cm、7.63cm。则打点计时器打计数点D时小车拖动纸带运动的速度测量值 0.72 m/s；此时砂和砂桶的总质量为约m= 16 g；从打下计数点A到打下计数点D的过程中，细线对小车的拉力对小车所做的功约为 0.028 J。（取重力加速度g=9.8m/s2，保留2位有效数字）。

（2）实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，在探究外力不变的情况下加速度与质量之间的关系时，用到了小车的加速度a与小车和砝码总质量的倒数1/M关系的图象。以下关于该实验的说法中正确的是 。（选填选项前的字母） D

A．需要用天平测量砂和砂桶的总质量为m

B．若实验中不满足小车和砝码的总质量远大于砂和砂桶的总质量的条件，则a-1/M图象将是一条不过原点的直线

C．实验时如果将固定打点计时器一侧的木板垫得过高，将会导致a-1/M图象不是一条直线

D．实验时如果没有将固定打点计时器一侧的木板垫高一些，将会导致a-1/M图象是一条不过原点的直线

12．某研究性学习小组的同学们做了以下两个关于弹簧的实验。 （1）在做探究弹簧弹力的大小与其伸长量的关系实验中，设计了如图11所示的实验装置。在弹簧两端各系一轻细的绳套，利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上，另一端的绳套用来悬挂钩码。同学们先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度L，再算出弹簧伸长的长度x，并将数据填在下面的表格中。(实验过程中，弹簧始终在弹性限度内) 图11

测量次序 悬挂钩码所受重力G/N 弹簧弹力大小F/N 弹簧的总长度L/cm 弹簧伸长的长度x/cm 1 2 3 4 5 6 0 0.0 6.0 0.0 1.0 1.0 7.9 1.9 2.0 2.0 10.1 4.1 3.0 3.0 12.0 6.0 4.0 4.0 14.2 8.2 5.0 5.0 15.9 9.9 5

①请把6次测量的数据对应点在如图12所示的坐标纸上描F/N 绘出来，并作出F-x图线。 6.0 ②根据上述的实验过程，并对实验数据进行分析可知，下5.0 列说法中正确的是 ABD 。（选填选项前的字母）

4.0 A．弹簧弹力大小的变化量与弹簧长度的变化量成正比

3.0 B．该弹簧的劲度系数约为50N/m

2.0 C．若考虑到弹簧所受的重力，则此实验中弹簧劲度系数的

1.0 测量值将比实际值偏大

D．在不挂钩码的情况下测量弹簧的长度时，需使弹簧在竖0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 x/cm 图12 直方向上自然下垂的状态下测量

（2）研究性学习小组的同学将该弹簧放置在一个高度为h的水平桌面上，将其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图13甲所示。将钢球向左压缩弹簧一段距离x后由静止释放，钢球将沿水平方向飞出桌面，钢球在空中飞行一段距离后落到水平地面上，测得其水平飞行距离为s。该小组的同学想用这个装h 置探究弹簧将钢球弹出的过程中，弹簧弹力对钢球所做的功与此过程中钢球动能增量之间的关系。

①根据第（1）问的F-x图象，弹簧压缩量为4.00cm时，释s 放弹簧后，弹簧弹力对小球所做的功为 0.04 J。（弹簧处于弹图13 性限度内）

②同学们发现，当压缩弹簧的距离x不同时，钢球落地时的水平距离s也会不同。可以根据第（1）问中画出的F-x图象求出弹簧弹力对钢球所做的功，然后研究弹簧弹力对钢球所做的功W与此过程中钢球动能增量?Ek之间的关系。根据这样的思路同学们预测了几种不同的s-x关系图象，下列说法中正确的是（ C ）

A．s-x关系图象一定是一条过原点的直线，钢球的质量越大图线的斜率越大 B．s-x关系图象是一条不过坐标原点的直线

C．s-x关系图象一定是一条过原点的直线，弹簧的劲度系数越大图线的斜率越大

③在第（1）问的实验中是在弹簧处于竖直状态下测得弹簧的劲度系数k，而在第（2）问中弹簧是处于水平状态下使用，若弹簧的质量不可忽略，则在第（2）问弹簧处于水平状态下使用时的劲度系数k′将 大于 k（选填“大于”或“小于”）。若用第（1）问中测得的k进行计算，则弹簧弹力对钢球所做的功W 小于 钢球的动能增量?Ek。

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。

13．如图14所示，水平地面上有一质量m=2.0kg的物块，物块与水平地面间的动摩擦

F因数μ=0.20，在与水平方向成θ=37°角斜向下的推力F作用下由静止开始 37°向右做匀加速直线运动。已知F=10N， sin37o=0.60，cos37o=0.80，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：

图14

（1）物块运动过程中对地面的压力大小；

（2）物块运动5.0s的过程中推力F所做的功；

（3）物块运动5.0s时撤去推力F，物块在地面上还能滑行多长时间。 （1）26N （2）140J （3）3.5s 解：（1）物块在竖直方向上受力平衡：Fsin37?+mg?N 得：N?26N 根据牛顿第三定律：物块对地面的压力大小N??N?26N （2）a1?Fcos37???N8?5.2??1.4m/s2

m26

s?12a1t?17.5m 拉力所做的功：WF?Fcos37?s?140J 2（3）v1?a1t1?7m/s

a2??g?2m/s2 所以还能继续滑行的时间：t2?3.5s

14.如图15所示，在倾角θ=37°的足够长的固定斜面的底端，有一质量m=1.0kg、可视为质点的物体，以v0=6.0m/s的初速度沿斜面上滑，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.20。已知sin37o=0.60，cos37o=0.80，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：

v0 （1）物体沿斜面向上运动的加速度大小；

37° （2）物体沿斜面向上运动的最大距离；

图15

（3）物体返回到斜面底端时的速度大小；

（4）物体在斜面上运动的过程中，滑动摩擦力所做的总功； （5）物体返回到斜面底端时，重力做功的功率大小；

（6）物体沿斜面向上运动至最高点的过程中，重力做功的功率；

（1）7.6 m/s2 （2）2.37m （3）4.56m/s （4）-7.58J （5）27.36W （6）18W

15A．我国航天人为实现中华民族多年的奔月梦想，正在向着“绕、落、回”的第三步进军，未来将有中国的航天员登上月球。假如航天员在月球上测得摆长为l的单摆做n次小振幅全振动的时间为t。已知月球可视为半径为r的质量分布均匀的球体，引力常量为G，在月球表面h高处（h的大小与月球半径r相比可以忽略不计）以水平初速度v0抛出一小球，不考虑月球自转的影响。

（1）求小球落到月球表面时的速度大小； （2）若恰好能使小球不再落回月球表面 ① v0的大小应满足什么条件；

② 小球绕月球运动一周的最短时间。

2?nt8?2n2hlv?lrlr （1）v?v? （2）① ②02tnlt204?2n2lltl解：（1）T?2? ?2? g? 2tgng2?n22lh；vx?v0 vy?2gh vy?2gh?t8?2n2所以小球落地速度大小为：v?v?v?v?lh t22x2y20mv124?2n2lR4?2n2lR（2）① mg? v1?gR? 要使小球不再落回表面： v0?22Rtt2?R2?R2?RtR ②小球绕月球运动一周的最短时间：t? ???2222v14?nlR4?nlRnlt2

7

t2

15B．我国航天人为实现中华民族多年的奔月梦想，正在向着“绕、落、回”的第三步进军，未来将有中国的航天员登上月球。设想航天员在月球上做自由落体实验，将某物体从距月球表面高h处由静止释放，经时间t后落到月球表面，已知月球是半径为R的均匀球体，引力常量为G，不考虑月球自转的影响。求：

（1）月球表面的重力加速度g月； g月=2h/t2

2hR2（2）月球的质量M； M? 2Gt（3）绕月探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的速率； 解：（1）h?2Rh t12hg月t2 所以：g月?2 2tg月R22hR2GMm（2）mg月? 所以：M? ?R2GGt2mv22hR（3）mg月? 所以绕月飞行的速率为：v?g月R?

Rt

16A．如图16所示，AB为固定在竖直面内、半径为R的四分之

A 2 O 1 一圆弧形光滑轨道，其末端（B点）切线水平，且距水平地面的高

度也为R。1、2两小滑块（均可视为质点）用轻细绳拴接在一起，R 在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。两滑块从圆弧形轨道B 的最高点A由静止滑下，当两滑块滑至圆弧形轨道最低点时，拴接两滑块的细绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，滑块2恰好能沿R 圆弧形轨道运动到轨道的最高点A。已知R=0.45m，滑块1的质量m1=0.16kg，滑块2的质量m2=0.04kg，重力加速度g取10m/s2，空

图16

气阻力可忽略不计。求：

（1）两滑块一起运动到圆弧形轨道最低点时速度的大小； （2）滑块2被弹簧弹开时的速度大小； （3）滑块1被弹簧弹开时的速度大小；

（4）滑块1被弹簧弹开时对轨道的压力大小；

（5）滑块1落地点到圆弧形轨道B点的水平距离； （6）滑块1落至水平地面上时的速度大小； （7）滑块1落至水平地面上时的速度； （8）滑块1落地时重力做功的功率。

（1）3.0m/s （2）3.0m/s （3）4.5m/s （4）8.8N （5）1.35m （6）5.4m/s （7）速

度大小5.4m/s 方向与水平方向arctan

2 （8）4.8 W 3解：（1）从A到B点的过程，根据动能定理：

1(m1?m2)v2 最低点速度大小：v?2gR=9=3m/s 212（2）从B到A点的过程，m2(?v2)?m2gR

2(m1?m2)gR?所以：v2?2gR=3m/s（方向水平向左）

8