2023年北京市第101中学高一物理第二学期期中学业质量监测模拟试题含解析

2023年北京市第101中学高一物理第二学期期中学业质量监测模拟试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、如图所示，将一个小物体置于斜面长为、倾角为的斜面的中点，斜面可绕竖直轴做匀速圆周运动，物体与斜面间的动摩擦因数为，要使物体与斜面保持相对静止，则斜面转动的最大角速度为（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，=，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（）A．1.00rad/s B．0.75rad/sC．0.50rad/s D．0.25rad/s2、以速度v0＝20m/s竖直上抛一小球，2s后以相同的初速度在同一点竖直上抛另一小球，问两球在离抛出点多高处相遇(g取10m/s2)()A．5m处 B．10m处 C．15m处 D．20m处3、环境监测卫星是专门用于环境和灾害监测的对地观测卫星，利用三颗轨道相同的监测卫星可组成一个监测系统，它们的轨道与地球赤道在同一平面内，当卫星高度合适时，该系统的监测范围可恰好覆盖地球的全部赤道表面且无重叠区域。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，关于该系统下列说法正确的是（）A．卫星的运行速度大于7.9km/sB．卫星的加速度为gC．卫星的周期为4πD．这三颗卫星的质量必须相等4、如图，在一个与电源相连接的空气平行板电容器两极板间插入电介质，与插入电介质前相比，下列说法中错误的是A．电容器的电容变大，两极板所带电荷量增加B．电容器两极板间的电压增大，两极板所带电荷量增加C．电容器两极板间电压不变，两极板所带电荷量增加D．电容器的电容变大，两极板间电压不变5、一同学为检验某空间有无电场或磁场存在，想到的下列方法中不可行的是：A．引入检验电荷，如果它受到电场力，说明此空间存在电场B．引入检验电荷，如果它没有受到电场力，说明此空间不存在电场C．引入一段通电导线，如果它受到安培力，说明此空间存在磁场D．引入一段通电导线，如果它没有受到安培力，说明此空间不存在磁场6、地球同步卫星相对地面静止不动，犹如悬挂在天空中，下列说法正确的是（）A．同步卫星处于平衡状态B．同步卫星角速度与地球自转角速度相等C．同步卫星的高度是一定的D．线速度应大于第一宇宙速度7、如图所示，—小球套在光滑轻杆上，绕着竖直轴00´匀速转动，下列关于小球的说法中正确的是()A．小球受到重力、弹力和静摩擦力B．小球受到重力、弹力C．小球受到一个水平指向圆心的向心力D．小球圆周运动的向心力由合力提供8、如图甲所示,某物体以一定的初速度v0沿倾角为37°的斜面向上滑行,最后又回到出发点。物体与斜面间的动摩擦因数恒定,g取10m/s2。在此过程中,其动能Ek随物体到斜面底端距离L的变化关系如图乙所示，(sin37°=0.6,cos37°=0.8),则下列说法正确的是()A．物块的质量为B．物块受到的摩擦力为C．物块与斜面的摩擦因数为D．物块与斜面的摩擦因数为9、高空作业须系安全带，如果质量为的高空作业人员不慎跌落．从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前，人下落高度为，运动时间为（可视为自由落体运动，重力加速度为）．此后经历时间安全带达到最大伸长量．下列说法正确的是()A．下落过程中的最大加速度大于B．下落过程中安全带的最大弹性势能为C．下落过程中安全带对人的平均作用力大小为，方向向上D．下落过程中的最大速度为10、光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L＝20cm的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m＝60g、电阻R＝1Ω、长为L的导体棒ab，用长也为L的绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T，当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ＝53°角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，sin53°＝0.8，g＝10m/s2则（）A．磁场方向一定竖直向下B．电源电动势E＝3.0VC．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝0.8ND．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048J二、实验题11、（4分）某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示，则由图线可知：（1）弹簧的劲度系数为______________。（2）为了用弹簧测定两木块A、B间的动摩擦因数，两同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案。①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案______（填“甲”或“乙”）更合理。②甲方案中，若A和B的重力分别为10.0N和20.0N。当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0N，b的示数为11.0N，则A、B间的动摩擦因数为_____________。12、（10分）某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、滑块、细沙。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组成员，要完成该实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有______。（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的条件是_______，实验时首先要做的步骤是_________。（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M，往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）。则本实验最终要验证的数学表达式为_______。三、计算题：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、（9分）如图所示，半径R=0.3m的竖直圆槽型光滑轨道与水平轨道AC相切于B点，水平轨道的C点固定有竖直挡板，轨道上的A点静置有一质量m=1kg的小物块(可视为质点)．现给小物块施加一大小为F=25N、方向水平向右的恒定拉力，使小物块沿水平轨道AC向右运动，当运动到AB之间的D点(图中未画出)时撤去拉力，小物块继续滑行到B点后进入竖直圆槽轨道做圆周运动，当物块运动到最高点时，由压力传感器测出小物块对轨道最高点的压力为10/3N．已知水平轨道AC长为2m，B为AC的中点，小物块与AB段间的动摩擦因数=0.45，重力加速度g=10．求：⑴小物块运动到B点时的速度大小；⑵拉力F作用在小物块上的时间t．14、（14分）如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块，B物块用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计。细线能承受的最大拉力为8N，A、B间的动摩擦因数为0.4，B与转盘间的动摩擦因数为0.1，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零。当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F（g=10m/s2）。（1）当B与转盘之间的静摩擦力达到最大值时，求转盘的角速度ω1（2）当A与B恰好分离时，求F的大小和转盘的角速度ω2（3）试通过计算在坐标系中作出F-ω15、（13分）有一辆质量为1.2×103Kg的小汽车驶上半径为100m的圆弧形拱桥．（g=10m/s2）问：（1）静止时桥对汽车的支持力是多大？（2）汽车到达桥顶的速度为20m/s时，桥对汽车的支持力是多大？（3）汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空？

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、D【解析】当斜面转动的角速度最大时，物块受沿斜面向上的最大静摩擦力，由受力分析可知：；；其中；联立并代入数据解得：ω=0.25rad/s；故选D.2、C【解析】

先竖直上抛的小球到达最高点用的时间为：t=═2s，所以另一小球抛出时，它恰好在最高点将要做自由落体运动．由竖直上抛运动的对称性可得，两球再经过1s后相遇．故两球相碰处离出发点的高度为：，故C正确，ABD错误。故选C3、C【解析】根据题意可知三颗轨道相同的监测卫星关测范围可恰好覆盖地球的全部赤道表面且无重叠区域，由几何知识可知轨道半径为2R。在地球表面有：GMmR2=mg，在地面根据万有引力提供向心力有：GMmR2=mv2R，解得：v=gR=7.9km/s，对地观测卫星有：GMm2R2=mv'22R，解得：v'4、B【解析】

在空气平行板电容器两极板间插入电介质,根据电容的决定式分析得知,电容C增大,平行板与电源相连，所以板间电压U一定,由电容的定义式得到,两极板所带电荷量Q增加，ACD正确；B错误；本题选不正确的，故选B5、D【解析】电荷在电场中一定会受到电场力的作用；故在该空间内引入检验电荷时，如果电荷受到电场力则说明此空间一定有电场；如果没有电场力则一定没有电场，故AB可行；若空间引入通电导线受到磁场力，则说明此空间一定存在磁场，故C可行；若引入通电导线而没有受力，则可能是导线与磁场相互平行，故不能说明不存在磁场，故D不可行．所以选D．6、BC【解析】试题分析：同步卫星受到地球的万有引力作用而绕地球做匀速圆周运动，故不是平衡状态，选项A错误；同步卫星的速度大小不变，方向不断改变，故选项B错误；同步卫星的周期一定，T=24h，根据GMm考点：同步卫星7、BD【解析】小球受重力、弹力，靠两个力的合力提供向心力，向心力的方向始终指向圆心，故BD正确，AC错误．8、ABD【解析】

ACD.根据图像可知上滑初动能：，上滑过程根据动能定理：，下滑末动能：，下滑过程有：，联立解得：，，AD正确C错误。B.摩擦力：，B正确。9、AB【解析】

A．人先做自由落体运动，在安全带的作用下做变加速运动后做变减速运动到最低点速度变为零，根据运动的对称性可知最低点的加速度向上大于g，故A正确．B．根据全程的能量守恒可知可得故B正确．C．取向下为正，对下落过程根据动量定理得故C错误．D．当，解得此时安全绳处于原长，而人还要继续加速，当重力等于安全绳的弹力时加速度为零速度最大，故最大速度大于，D错误．故选AB.【点睛】本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，然后对自由落体运动过程和全程封闭列式求解，注意运用动量定理前要先规定正方向．10、AB【解析】

当开关S闭合时，导体棒向右摆动，说明其所受安培力水平向右，由左手定则可知，磁场方向竖直向下，故A正确；设电路中电流为I，电源的电动势为E，则根据动能定理得：FLsin53°-mgL（1-cos53°）=0，解得安培力F=0.3N；由，得E=3V，故B正确，C错误。导体棒在摆动过程中电源提供的电能由能量关系可知：E=mgL（1-cos53°）+Q=0.06×10×0.2×0.4J+Q=0.048J+Q>0.048J，故D错误。二、实验题11、300N/m；甲；0.3；【解析】

（1）由弹簧的长度L和弹力F大小的关系图象，读出弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的原长；由图读出弹力为F=60N，弹簧的形变量，由胡克定律求出弹簧的劲度系数；

（2）根据作用力与反作用力的关系，摩擦力的大小与弹簧的示数相等，求摩擦力也就是看弹簧的读数，然后根据f=μF【详解】（1）由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0=20cm，即弹簧的原长为20cm，由图读出弹力为F0=60N，弹簧的长度为L=40cm，弹簧的伸长量为：x0=L-L0=40cm-20cm=20cm=0.2m；

由胡克定律得弹簧的劲度系数为k=Fx0=600.2N/m=300N/m；

（2）①甲乙两种方案，在拉着物体【点睛】胡克定律公式F=kx中，x是弹簧的形变量，不是弹簧的长度，同时要明确实验原理，根据平衡条件和滑动摩擦定律列式求解动摩擦因数。12、刻度尺、天平沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量平衡摩擦力【解析】

(1)[1]本实验需要用到天平测量小车和砂桶的质量，需要刻度尺测量纸带长度。(2)[2]沙和沙桶加速下滑，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，对沙和沙桶有对滑块，有解得由此可知当时，有，即要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量。[3]滑块下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高。(3)[4]合外力做的总功为动能增加量为则需要验证的数学表达式为三、计算题：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、(1)4m/s；(2)0.22s【解析】

(1)小物块运动到轨道最高点时，由牛顿第二定律得：可得：=2m/s物块从B运动到轨道最高点的过程，由机械能守恒定律得：可得：=4m/s(2)小物