1、北京市西城外国语学校2023届高三年级10月月考试题科目 物理班级_ 教学班_ 姓名_ 学号_ 成绩_本试卷共6页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案写在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）1. 如图所示，在光滑墙壁上用轻质网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B 。足球的重力为G，悬绳与墙壁的夹角为。 则悬绳对球的拉力F的大小为A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】足球受重力、拉力和支持力平衡，受力如图所示；根据平行四边形定则，绳子
2、对球的拉力： A, 与结论不相符，选项A错误；B, 与结论不相符，选项B错误；C, 与结论相符，选项C正确；D, 与结论不相符，选项D错误；故选C.2. 关于力和物体运动的关系，下列说法正确的是（）A. 物体受到的合外力越大，速度的改变量就越大B. 物体受到的合外力不变（F合0）物体的速度仍会改变C. 物体受到的合外力改变，速度的大小就一定改变D. 物体受到的合外力不变，其运动状态就不会改变【答案】B【解析】【详解】A根据牛顿第二定律可知，物体受到合外力越大，加速度越大，速度变化越快，由于时间不确定，变化量无法判断，故A错误；BD物体受到合外力不变（F合0），其运动状态一定发生改变，速度一定发
3、生变化，故B正确，D错误；C物体受到的合外力改变，若只是方向改变而大小不变，速度大小可以不变即匀速圆周运动，故C错误。故选D。3. 利用速度传感器与计算机结合，可以自动做出物体的速度v随时间t的变化图像。某次实验中获得的v-t图像如图所示，由此可以推断该物体在（）A. t=2s时速度的方向发生了变化B. t=2s时加速度的方向发生了变化C. 04s内做曲线运动D. 04s内的位移约为12.8m【答案】A【解析】【详解】At=2s时速度的方向由正方向变成负方向，故A正确；Bt=2s时斜率正负不变，加速度方向不变，故B错误；Cv-t图像描绘的是直线运动，故C错误；D面积表示位移，04s内的位移约为
4、0，故D错误。故选A。4. 如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为的固定斜面上滑块与斜面之间的动摩擦因数为若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则A 将滑块由静止释放，如果tan，滑块将下滑B. 给滑块沿斜面向下的初速度，如果tan，滑块将减速下滑C. 用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果=tan，拉力大小应是2mgsinD. 用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果=tan，拉力大小应是mgsin【答案】C【解析】【详解】A物体由静止释放，对物体受力分析，受重力、支持力、摩擦力，如图物体加速下滑，故，解得，A错误；B给滑块沿斜面向下的初速度，如果，则有
5、，将加速下滑，B错误；C若，则，用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，根据平衡条件，有，故解得，故C正确；D若，则，用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，根据平衡条件，有，故解得，故D错误；【点睛】本题关键将重力按照作用效果正交分解，然后求出最大静摩擦力，结合共点力平衡条件讨论即可5. 一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速大小为，g为重力加速度。人对电梯底部的压力为（）A. B. 2mgC. mgD. 【答案】D【解析】【详解】对人受力分析，受重力和电梯的支持力，加速度向上，根据牛顿第二定律可得故根据牛顿第三定律，人对电梯的压力等于电梯对人的支持力，故人对电梯的压力等于，ABC错误
6、，D正确。故选D。6. 为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，可以绘制出压力随时间变化的图线。某次实验获得的图线如图所示，a、b、c为图线上的三点，有关图线的说法可能正确的是A. abc为一次“下蹲”过程B. abc为一次“站起”过程C. ab 为“下蹲”过程，bc为“站起”过程D. ab 为“站起”过程，bc为“下蹲”过程【答案】A【解析】【详解】“下蹲”过程先加速下降后减速下降，则先失重后超重；“站起”过程先加速上升后减速上升，则先超重后失重；由图可知，人先失重后超重，可知abc一次“下蹲”过程；Aabc为一次“下蹲”过程
7、，与结论相符，选项A正确；Babc为一次“站起”过程，与结论不相符，选项B错误；Cab 为“下蹲”过程，bc为“站起”过程，与结论不相符，选项C错误；Dab 为“站起”过程，bc为“下蹲”过程，与结论不相符，选项D错误；故选A.7. 在水平地面附近某一高度处，将一个小球以初速度水平抛出，小球经时间t落地，落地时的速度大小为v，落地点与抛出点的水平距离为x，不计空气阻力若将小球从相同位置以的速度水平抛出，则小球A. 落地的时间变为2tB. 落地时的速度大小将变为2vC. 落地的时间仍为tD. 落地点与抛出点的水平距离仍为x【答案】C【解析】【详解】试题分析：平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直
8、线运动，和竖直方向上的自由落体运动，根据匀速直线运动和自由落体运动的运动规律列式计算小球的平抛运动时间取决于在竖直方向上做自由落体运动的时间，根据，解得，两种情况下下落的高度相同，所以落地时间相同，都为t，A错误C正确；在水平方向上做匀速直线运动，故，所以第二次落地距离变为原来的2倍，即2x，D错误；落地速度，变为，v不是原来的2倍，B错误8. 如图所示为“感受向心力”的实验，用一根轻绳，一端拴着一个小球，在光滑桌面上抡动细绳，使小球做圆周运动，通过拉力来感受向心力。下列说法正确的是（）A. 只减小旋转角速度，拉力增大B. 只加快旋转速度，拉力减小C. 只更换一个质量较大的小球，拉力增大D.
9、突然放开绳子，小球仍作曲线运动【答案】C【解析】【详解】A物体做圆周运动，绳子的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律只减小旋转角速度，拉力减小，故A错误；B物体做圆周运动，绳子的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律只加快旋转速度，拉力增大，故B错误；C物体做圆周运动，绳子的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律只更换一个质量较大的小球，拉力增大，故C正确；D突然松开绳子，拉力消失，小球在水平面上不受力的作用，将做匀速直线运动，故D错误。故选C。【点睛】绳子松开时，先对小球进行受力分析，再判断小球的运动情况。9. 如图所示，两根长度不同的细线上端固定在天花板上的同一点，下端分别系着完全相同的小钢球1、2.现使
10、两个小钢球在同一水平面内做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（）A. 球1受到的拉力比球2受到的拉力小B. 球1的向心力比球2的向心力小C. 球1的运动周期比球2的运动周期大D. 球1的线速度比球2的线速度大【答案】D【解析】【详解】A对球进行受力分析得，如下图所示，所以细线的拉力为而球1对应的较大，故它对应的cos就会较小，所以球1的细线的拉力较大，故A错误；B因为球的向心力为F向=mgtan而球1的较大，故它对应的tan就会较大，所以球1的向心力较大，故B错误；C由向心力公式可知 设悬点到圆心的距离为h，则R=htan，所以周期为所以二者的周期相同，故C错误；D由于周期相同，则角速度相同，根
11、据v=R可知球1的线速度比球2的线速度大，故D正确。故选D。10. 2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成。北斗卫星导航系统由不同轨道的卫星构成，其中北斗导航系统第41颗卫星为地球同步轨道卫星，它的轨道半径约为 4.2107m。第44颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，运行周期等于地球的自转周期24h。两种同步卫星的绕行轨道都为圆轨道。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。已知引力常量 G=6.6710-11Nm2/kg2。下列说法中不正确的是（）A. 两种同步卫星的轨道半径大小相等B. 两种同步卫星的
12、运行速度都小于第一宇宙速度C. 根据题目数据可估算出地球的平均密度D. 地球同步轨道卫星的向心加速度大小大于赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度大小【答案】C【解析】【详解】A同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有解得同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以两种同步卫星的轨道半径大小相等，故A正确，不符合题意；B第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。所以地球同步卫星运行的线速度小于第一宇宙速度，故B正确，不符合题意；C已知同步卫星的轨道半径与周期，由可以求出地球的质量，但由于不知道地球的半径，所以不能求出地球的密度，故C错误，符合题意；D同步卫星与赤
13、道上的物体具有相同的周期和角速度，根据公式得同步卫星的向心加速度比静止在赤道上物体的向心加速度大，故D正确，不符合题意。故选C。11. 如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m。现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体可以一直运动到B点。如果物体受到的阻力恒定，则() A. 物体从A到O先加速后减速B. 物体从A到O加速运动，从O到B减速运动C. 物体运动到O点时所受合力为0D. 物体从A到O的过程加速度逐渐减小【答案】A【解析】【详解】AB.从A到O加速度方向先向右后向左，因此从A到O物体先加速后减速，故A正确B错误。C.物体运动到O点时合力是滑动摩擦力，方向水平向左，故C错误。D.
14、在A点合力水平向右，在O点合力水平向左，因此从A到O存在一个转折点加速度为零。从A到O加速度大小先变小后变大，故D错误。12. 如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上，A、B质量分别为和，A、B之间的动摩擦因数为。在物体A上施加水平向右的拉力，开始时，此后逐渐增大，在增大到的过程中，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，。以下判断正确的是（ ）A. 两物体间始终没有相对运动B. 两物体间从受力开始就有相对运动C. 当拉力时，两物体均保持静止状态D. 两物体开始没有相对运动，当时，开始相对滑动【答案】A【解析】【详解】ABD隔离对B分析，A、B间摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B发生相对滑动，
15、则再对整体分析故只有当拉力时，A、B才发生相对滑动， BD错误A正确；C由于地面光滑只要有拉力两物体就运动，C错误。故选A。二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。每小题全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）13. 一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向落下，若雨滴下落过程中所受重力保持不变，且空气对雨滴阻力随其下落速度的增大而增大，则图所示的图象中可能正确反映雨滴整个下落过程运动情况的是（ ）A. B. C. D. 【答案】AC【解析】【详解】考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系专题：牛顿运动定律综合专题分析：雨滴下落的过程中受重力和阻力，阻力随速度增
16、大而增大，根据牛顿第二定律，判断加速度的变化，以及根据加速度方向与速度的方向关系判断速度的变化解答：解：根据牛顿第二定律得，a=，速度增大，阻力增大，加速度减小，雨滴做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，雨滴做匀速直线运动故A、C正确，B、D错误故选AC点评：解决本题的关键会通过牛顿第二定律，根据物体的受力情况判断物体的运动情况14. 如图所示，质量均为m的小球A和B，在长为l的细线下，分别沿水平和竖直方向做圆周运动。图中细线与竖直方向的夹角均为，忽略空气阻力，重力加速度为g。则（）A. 两图中，小球均受重力、拉力和向心力B. 甲图中，小球受向心力大小为mgtanC. 乙图中，若小球运动到
17、最低点时的速度为v、拉力为F，则D. 乙图中，小球运动到最低点时的速度大小是【答案】BD【解析】【详解】A两图中，小球均受重力和拉力，没有向心力，向心力并非是真实存在的力，例如甲图中向心力为重力和拉力的合力，A错误；B由几何关系可知故向心力大小为B正确；C乙图在最低点时，物体的向心力由拉力和重力的合力提供，力的作用方向向外，故等式为C错误；D乙图小球运动到最低点时整个过程只有重力做功，故机械能守恒解得D正确。故选BD。15. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（）A. 角速度的大小关系为 B
18、. 向心加速度的大小关系为 C. 线速度的大小关系为 D. 周期关系为 【答案】BD【解析】【详解】Ab和c都围绕地球转动，它们受到的地球的引力提供向心力，即可得可见轨道半径大角速度较小，即所以A错误；B地球同步卫星的运动周期与地球自转周期相同，即a和c的运动周期相同，即角速度相同，即根据关系式可知又由可知轨道半径大的向心加速度a小，即故B正确；C根据关系式可知C错误；D由可见轨道半径大的周期较大，即所以D正确。故选BD。16. 如图a，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t =0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t= 4s时撤去外力。细
19、绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图b所示，木板的速度v与时间t的关系如图c所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10m/s2，则（） A. 2 4s内木板的加速度大于45s内木板的加速度B. 45s内，木板的位移为0.3mC. 木板的质量为1kgD. 24s内，力F的大小为0.3N【答案】BC【解析】【详解】A由图像可知，内，木板做匀加速运动的加速度大小为在45s内，木板做匀减速运动的加速度大小为故A错误；B45s内，图像的面积即为木板的位移故B正确；CD设木板的质量为，物块的质量为，物块与木板之间的动摩擦因数为，在2 4s内根据牛顿第二定律可得又在时撤去外力后，根据牛顿第二定
20、律可得联立解得故C正确，D错误。故选BC。三、计算论述题（本题共5小题，共52分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。）17. 如图所示，一个质量m=10kg的物体放在水平地面上。对物体施加一个F=50N的拉力，使物体做初速为零的匀加速直线运动。已知拉力与水平方向的夹角=37，物体与水平地面间的动摩擦因数=0.50，sin37=0.60，cos37=0.80，取重力加速度g=10m/s2。(1)求物体运动的加速度大小；(2)求物体在2.0s末的瞬时
21、速率；(3)若在2.0s末时撤去拉力F，求此后物体沿水平地面可滑行的最大距离。【答案】(1)0.5m/s2；(2)1m/s；(3)0.1m【解析】【详解】(1)对物体进行受力分析，如图所示以向右为正方向，根据牛顿第二定律以及平衡条件可以得到：水平方向竖直方向根据摩擦力公式联立代入数据可以得到(2)根据速度与时间的关系可以得到(3)撤去力F后，根据牛顿第二定律得到则根据位移与速度关系可以得到18. 牛顿发现的万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的成果之一。万有引力定律在应用中取得了辉煌的成就。应用万有引力定律能“称量”地球质量，也实现了人类的飞天梦想。已知地球的半径为R，地面的重力加速度为g，引
22、力常量为G。求：（1）a地球的质量M； b地球的第一宇宙速度v。（2）2018年11月，我国成功发射第41颗北斗导航卫星，被称为“最强北斗”。这颗卫星是地球同步卫星，其运行周期与地球的自转周期T相同。求该卫星距离地球表面的高度h。【答案】（1）a，b；（2）【解析】【详解】（1）a对于地面上质量为m的物体，则有解得地球的质量b质量为m的物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得解得地球的第一宇宙速度为（2）质量为m北斗导航卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得解得该卫星的高度为19. 如图所示为货场使用的传送带的模型，传送带倾斜放置，与水平面夹角为37，传送带
23、AB足够长，传送皮带轮以大小为v2 m/s的恒定速率顺时针转动。一包货物以v012 m/s的初速度从A端滑上倾斜传送带，若货物与皮带之间的动摩擦因数0.5，且可将货物视为质点。（1）求货物刚滑上传送带时加速度为多大？（2）经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同？（3）从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A端共用了多少时间？（g10m/s2，已知sin 370.6，cos 370.8）【答案】（1）；（2）1s；（3）【解析】【详解】（1）设货物刚滑上传送带时加速度为，货物受力如图所示根据牛顿第二定律得：沿传送带方向垂直传送带方向又由以上三式得方向沿传送带向下；（2）根据得（3）当货物速度与
24、传送带速度相等时，由于此后货物所受摩擦力沿传送带向上，设货物加速度大小为，则有得方向沿传送带向下，设货物再经时间，速度减为零，则沿传送带向上滑的位移则货物上滑的总距离为货物到达最高点后将沿传送带匀加速下滑，下滑加速度等于，设下滑时间为，则代入解得所以货物从A端滑上传送带到再次滑回A端的总时间为20. 如图所示，水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道在B点平滑连接，AB段长x=10m，半圆形轨道半径R=2.5m质量m=0.10kg的小滑块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从A点由静止开始运动，经B点时撤去力F，小滑块进入半圆形轨道，沿轨道运动到最高点C，从C点水平飞出重力加速度g取10m/s2若小
25、滑块从C点水平飞出后又恰好落在A点试分析求解：（1）滑块通过C点时的速度大小；（2）滑块刚进入半圆形轨道时，在B点对轨道压力大小；（3）如果要使小滑块能够通过C点，求水平恒力F应满足的条件。【答案】（1）10m/s；（2）9N；（3）F0.625N【解析】【详解】（1）（设滑块从C点飞出时的速度为vC，从C点运动到A点时间为t，滑块从C点飞出后，做平抛运动竖直方向2R=gt2 水平方向x=vCt解得vC=10m/s（2）设滑块通过B点时的速度为vB，根据机械能守恒定律mvB2=mvC2+2mgR设滑块在B点受轨道的支持力为FN，根据牛顿第二定律FNmg=m联立解得FN= 9N依据牛顿第三定律，
26、滑块在B点对轨道的压力F压= FN=9N（2）若滑块恰好能够经过C点，设此时滑块的速度为vC，依据牛顿第二定律有mg=m解得滑块由点运动到C点的过程中，由动能定理Fx-2mgR解得水平恒力F应满足的条件 F0.625N【点睛】本题是平抛运动、机械能守恒定律和动能定理的综合应用，关键要把握每个过程的物理规律，例如平抛运动在水平和竖直两个方向的运动特征等，挖掘隐含的临界条件：滑块恰好经过C点时，由重力充当向心力，与绳系物体的模型类似21. 万有引力定律发现的历史是物理学中一段波澜壮阔的历史，开普勒、牛顿等科学家都贡献了自己的智慧开普勒在第谷留下的浩繁的观测数据中发现了行星运动的三大定律： 所有行星
27、绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上；对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积；所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即：牛顿是经典物理学的集大成者，他利用数学工具和开普勒定律发现万有引力定律之时，虽未得到万有引力常量G的具体值，但在不停的思考中猜想到：拉住月球使它围绕地球运动的力与使苹果落地的力，是否都是地球的引力，并且都与太阳和行星间的引力遵循统一的规律-平方反比规律？牛顿给出了著名的“月地检验”方案：他认为月球绕地球近似做匀速圆周运动，首先从运动学的角度计算出了月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度an1；他又从动力学的角度计算
28、出了物体在月球轨道上的向心加速度an2他认为可以通过比较两个加速度的计算结果是否一致验证遵循统一规律的猜想（1）牛顿对于万有引力定律的推导过程严谨而繁琐，中学阶段可以借鉴牛顿的思想（即从运动角度推理物体的受力）由简化的模型得到若将行星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，圆周运动半径为 r，行星质量为 m ，太阳质量为 M，请你结合开普勒定律、圆周运动、牛顿定律等知识，证明：太阳与行星之间的引力与它们质量的乘积成正比，它们距离平方成反比，即：（2）牛顿时代已知如下数据：月球绕地球运行的周期T、地球半径R、月球与地球间的距离60R、地球表面的重力加速度ga请你分别从运动学的角度和动力学的角度推导出“月地
29、检验”中的两个加速度an1、an2的大小表达式；b已知月球绕地球做圆周运动的周期约为T=2.4106s，地球半径约为R=6.4106m，计算时可取g2 m/s2结合题中的已知条件，求上述两个加速度大小的比值an1/an2（保留两位有效数字），并得出合理的结论【答案】(1)见解析；(2)a. b. 【解析】【详解】（1）由牛顿第二定律可知，行星做圆周运动的向心力等于行星与恒星之间的引力： 根据开普勒第三定律可知： 由可知 由对称性，可知 根据牛顿第三定律可知，力的作用是相互的，可知 从而可知：（2）a月球绕地球做匀速圆周运动，由运动学公式：解得：质量为m的物体在地面上受到的重力：质量为m的物体在月球轨道上受到的引力：解得： b由以上结果得： 代入已知数值得：由以上结果可以看出，在误差范围内可认为a1=a2，这说明物体在地面上所受重力与地球吸引月球的力是同一性质的力，遵循与距离的平方成反比的规律