2023届北京市西城区北京师大附属实验中学物理高一第二学期期中监测模拟试题含解析

2023届北京市西城区北京师大附属实验中学物理高一第二学期期中监测模拟试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是A．第一宇宙速度又称为逃逸速度B．第一宇宙速度的数值是11.2km/sC．第一宇宙速度的数值是7.9km/sD．第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小线速度2、靠近地面运行的近地卫星的加速度大小为a1，地球同步轨道上的卫星的加速度大小为a2，赤道上随地球一同运转（相对地面静止）的物体的加速度大小为a3，则（）A．a1=a3＞a2 B．a1＞a2＞a3 C．a1＞a3＞a2 D．a3＞a2＞a13、关于功率公式和，下列说法正确的是（）A．根据公式可知，力对物体做功越多，功率就越大B．根据公式可知，力对物体做功的时间越短，功率就越大C．根据公式只能求出某一时刻的瞬时功率D．根据公式可知，当汽车的功率一定时，在汽车速度达到最大值之前的过程中，牵引力大小与速度大小成反比4、使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是．已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的．不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为A． B． C． D．5、在越野赛车时，一辆赛车在水平公路上减速转弯，从俯视图中可以看到赛车沿曲线由M向N行驶．下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（）A． B．C． D．6、假设人类登上火星后，在火星上进行了如下实验，在固定的竖直光滑圆轨道内部，一小球恰好能做完整的圆周运动，小球在最高点的速度为v，轨道半径为r．若已知火星的半径为R，引力常量为G，则火星质量为A． B． C． D．7、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0，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，汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。在下列选项中能正确反映汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t的变化规律的是（）A． B． C． D．8、将三个光滑的平板倾斜固定，三个平板顶端到底端的高度相等，三个平板AC、AD、AE与水平面间的夹角分别为θ1、θ2、θ3，如图所示。现将三个完全相同的小球由最高点A沿三个平板同时无初速度地释放，经一段时间到达平板的底端。则下列说法正确的是（）A．重力对三个小球所做的功相同B．沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球的合力的平均功率最小C．三个小球到达底端时的动量相同D．沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小9、如图所示，在一根长为L的细线下面系一质量为m的小球，将小球拉离竖直位置，使悬线与竖直方向成α角，给小球一个初速度，使小球在水平面内做匀速圆周运动，悬线旋转形成一个圆锥面，这就是常见的圆锥摆模型。关于圆锥摆，下面说法正确的是（）A．小球质量越大，圆锥摆的周期越小B．小球线速度v越大，圆锥摆的周期T越大C．悬点距离小球轨道平面越高，圆锥摆的周期T越大D．小球做匀速圆周运动的线速度v越大，小球的向心加速度越大10、电影《智取威虎山》中有精彩而又刺激的解放军战士滑雪的镜头．假设某战士从弧形的雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到倾斜的雪坡上，如图所示，若倾斜的雪坡倾角为θ，战士飞出时的水平速度大小为v0，且他飞出后在空中的姿势保持不变，不计空气阻力，重力加速度为g，则（）A．如果v0不同，该战士落到雪坡时的位置不同，速度方向也不同B．如果v0不同，该战士落到雪坡时的位置不同，空中运动时间都为C．该战士刚要落到雪坡上时的速度大小是D．该战士落到斜面上的瞬间他所受重力的功率为2mgv0tanθ，在平抛过程中战士所受重力的平均功率为mgv0tanθ11、转笔（PenSpinning）是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，如图所示．转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是（

）A．笔杆上的点离O点越近的，做圆周运动的角速度越小B．笔杆上的点离O点越近的，做圆周运动的向心加速度越小C．笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的D．若该同学使用中性笔，笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走12、如图所示，轻质弹簧一端固定另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC=h，圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A．弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g。则圆环（）A．下滑过程中，加速度一直减小B．上滑过程中，克服摩擦力做的功为C．在C处，弹簧的弹性势能为mgh-D．若A到B过程摩擦生热为Q，则上滑经过B动能比下滑经过B的动能大2Q二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）在“研究小球做平抛运动”的实验中：(1)安装实验装置的过程中，斜槽末端切线必须是水平的，这样做的目的是_____。A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小球飞出时，初速度水平C．保证小球在空中运动的时间每次都相等D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线(2)在做“研究平抛运动”实验中，引起实验结果偏差较大的原因可能是_________。①安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平②确定轴时，没有用重垂线③斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦④空气阻力对小球运动有较大影响A．①③B．①②④C．③④D．②④(3)该同学采用频闪照相机拍摄到如图所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为，是摄下的三个小球位置，如果取，那么照相机拍摄时每_________曝光一次；小球做平抛运动的初速度的大小为_________。14、（10分）如图甲示，是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，做匀速圆周运动圆动圆柱体放置在水平光滑圆盘上．力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F线速度v关系：（1）该同学采用的实验方法为_____．A．等效替代法B．控制变量法C．理想化模型法（2）改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：v/（m•s﹣1）1.01.52.02.53.0F/N0.882.003.505.507.90该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点．①作出F﹣v2图线_____；②若圆柱体运动半径r＝0.2m，由作出的F﹣v2的图线可得圆柱体的质量m＝_____kg．（保留两位有效数字）三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）在离地面高30m处将一小球以20m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力。求：小球运动到离抛出点15m处所用的时间？（g取10m/s2）16、（12分）如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动。已知物体质量为10kg，F的大小为100N，方向与速度v的夹角为37°，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，g取10m/s2(sin37°=0.6，cos37°=0.8)，求：(1)2s内摩擦力做的功。(2)运动开始2s时，拉力F对物体做功的瞬时功率。开始运动2s内，拉力F对物体做功的平均功率。17、（12分）两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态，在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球，如图所示。C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变，然后，A球与挡板P发生碰撞，碰后A、D都静止不动，A与P接触而不粘连。过一段时间，突然解除锁定（锁定及解除锁定均无机械能损失）。已知A球的质量为3m，B、C球的质量均为m。求：(1)弹簧长度刚被锁定后A球的速度vA；(2)在A球离开挡板P之后的运动过程中，A球的最大速度；(3)在A球离开挡板P之后的运动过程中，D球速度最小时弹簧的弹性势能。

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、C【解析】

第一宇宙速度在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度．也是人造卫星的最小发射速度．,故C正确2、B【解析】

题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体3、绕地球表面附近做圆周运动的近地卫星1、地球同步卫星2；物体3与卫星1转动半径相同，物体3与同步卫星2转动周期相同，从而即可求解．【详解】地球上的物体3自转和同步卫星2的周期相等为24h，则角速度相等，即ω2=ω3，而加速度由a=rω2，得a2＞a3；同步卫星2和近地卫星1都靠万有引力提供向心力而公转，根据，得，知轨道半径越大，角速度越小，向心加速度越小，则a1＞a2，综上B正确；故选B．【点睛】本题关键要将赤道上自转物体3、地球同步卫星2、近地卫星1分为三组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化．3、D【解析】

A．由公式可知，在相同时间内，力对物体做功越多功率越大，如果时间不一样，那就不能比较功率的大小了，故A错误；B．由公式可知，在做功相同的情况下，力对物体做功的时间越短功率就越大，如果做功不一样，那就不能比较功率的大小了，故B错误；C．公式可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度，故C错误；D．根据公式可知，当汽车的功率P一定时，在汽车速度达到最大值之前的过程中，牵引力F大小与速度大小成反比，故D正确。故选D。4、B【解析】某星球的质量为M，半径为r，绕其飞行的卫星质量m，由万有引力提供向心力得：

解得：

又因它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/1．得：

v2=v1

联立解得：，故选B．5、C【解析】

赛车做的是曲线运动，赛车受到的合力应该指向轨迹弯曲的内侧，由于赛车是从M向N运动的，并且速度在减小，所以合力与赛车的速度方向的夹角大于，故C正确．6、A【解析】

设小球的质量为m，火星的质量为M，因小球在最高点恰好完成圆周运动，设最高点时小球速度为v，由牛顿第二定律得：mg，解得g；对于任一月球表面的物体m′，万有引力等于其重力，即：m′g，联立以上式子得，M，故A正确，BCD错误。7、AD【解析】

汽车以功率P、速度v0匀速行驶时，牵引力与阻力平衡。当司机减小油门，汽车的功率减为的瞬间，速度v不变，由P=Fv可知，汽车的牵引力突然减小到原来的一半，即为，阻力f没有变化，汽车的牵引力小于阻力，汽车开始做减速运动，速度v减小，功率保持为，由P=Fv可知，随v减小，牵引力逐渐增大，汽车受到的合力变大，由牛顿第二定律得知，汽车的加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的减速运动，当汽车牵引力再次等于阻力，汽车再次匀速运动，由P=Fv得知，此时汽车的速度为原来的一半，故AD正确，BC错误。故选AD。8、ABD【解析】

A.因为三个小球下落的高度差相同，所以重力对三个小球所做的功相同，故A正确；B.小球沿斜面下滑时，加速度，下滑的位移是。所以下滑的时间，由图可知，所以，沿光滑固定斜面下滑，只有重力做功，合力做功就是重力做功，由A项分析可知，重力对三个小球做功相同，也就是合力对三个小球做功相同，所以小球的合力的平均功率,故B正确C.由机械能守恒定律可知：三个小球到达底端时，速度大小相同，但斜面的倾角不同，速度的方向不同，所以动量的大小相等，但方向不同，所以三个小球到达底端时的动量不相同，故C错误；D.由机械能守恒定律可知：三个小球到达底端时，速度大小相同，小球到达平板底端时重力的瞬时功率，由图可知，所以沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小，故D正确。9、CD【解析】

A.根据圆锥摆的周期公式可得，可知圆锥摆周期与质量无关，故A项与题意不相符；B.根据小球在水平面做圆周运动可知故线速度越大，tanα越大，即α越大，又因为0＜α＜故cosα越小，由,可知周期应越小，故B项与题意不相符；C.若悬点距离小球所在轨迹平面越高，即α越小，则在0＜α＜时，故cosα越大即周期越大，故C项与题意相符；D.由于小球做匀速圆周运动的线速度与加速度之间的关系为故线速度越大，小球的加速度越大，故D项与题意相符。10、BD【解析】根据得，初速度不同，在空中飞行的时间不同，则水平位移不同，落点的位置不同，因为速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，位移方向相同，则速度方向相同，设速度方向与水平方向夹角为，则该战士刚要落到雪坡上时的速度大小是，AC错误B正确；该战士落到斜面上的瞬间他所受重力的功率为，则落到斜面上时，其竖直方向上的速度为，所以竖直方向上的平均速度为，故在平抛过程中战士所受重力的平均功率为，D正确【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，知道速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍．11、BD【解析】笔杆上各点是同轴转动，角速度均相同，选项A错误；由向心加速度公式an=ω2R，笔杆上的点离O点越近的，做圆周运动的向心加速度越小，故B正确；杆上的各点做圆周运动的向心力是由杆的弹力提供的，与万有引力无关，故C错误；当转速过大时，当提供的向心力小于需要向心力，出现笔尖上的小钢珠有可能做离心运动被甩走，故D正确；故选BD.12、BCD【解析】

A．圆环从A处由静止开始下滑，到达C处的速度为零，则圆环先向下加速，后向下减速，加速度先向下后向上，则经过B处的速度最大，加速度为零，到达C处的速度为零，所以加速度先减小，后增大，故A错误；B．研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程，根据动能定理mgh+Wf+W弹=0-0在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，根据动能定理-mgh+（-W弹）+Wf=0-联立可得即上滑过程中，克服摩擦力做的功为，故B正确；C．由上分析可知，所以在C处，弹簧的弹性势能为故C正确；D．研究圆环从A处由静止开始下滑到B过程，根据动能定理研究圆环从B处上滑到A的过程，根据动能定理可得由于W′f＜0，所以联立可得故D正确。

故选BCD。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BB0.11.5【解析】

(1)[1]斜槽末端切线必须是水平的，这样做的目的是保证小球飞出时初速度水平，故选B。(2)[2]①当斜槽末端切线没有调整水平时，小球脱离槽口后做斜抛运动，但在实验中，仍按平抛运动分析处理数据，会造成较大误差，故斜槽末端切线不水平会造成误差；②确定轴时，没有用重垂线，就不能调节斜槽末端切线水平，和①类似，所以②会引起实验误差；③只要让它从同一高度、无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦力，仍能保证球做平抛运动的初速度相同，因此，斜槽轨道不必要光滑，所以③不会引起实验误差；④空气阻力对小球运动有较大影响时，物体做的就不是平抛运动了，平抛的规律就不能用了，所以④会引起实验误差。综上所述会引起实验误差的有①②④，故ACD错误，B正确。故选B。(3