2021北京朝阳高三（上）期中
物 理
2021. 11
（考试时间 90 分钟 满分 100 分）
第一部分
本部分共 14 题，每题 3 分，共 42 分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 某驾驶员使用定速巡航,在高速公路上以时速 110 公里行驶了 200 公里。其中“时速 110 公里”和“行驶 200 公里”分
別是指
A. 速度、路程 B. 速度、位移
C. 速率、路程 D. 速率、位移
2. 如图所示，质量为 m 的物块静止在倾角为 θ 的斜面上。已知重力加速度为 g，下列说法正确的是
A. 物块受到的摩擦力大小为 mgcosθ
B. 物块受到的支持力大小为 mgsinθ
C. 斜面对物块的作用力垂直斜面向上
D. 斜面对物块的作用力竖直向上
3. 如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中匀速上浮。在红蜡块从玻璃管的
下端匀速上浮的同时，使玻璃管以速度 v 水平向右匀速运动。红蜡块由玻璃管的下端上升到
顶端，所需时间为 t，相对地面通过的路程为 L。下列说法正确的是
A. v 增大时，L 减小 B. v 增大时，L 增大
C. v 増大时，t 减小 D. v 增大时，t 增大
4. 某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上钉上白纸，固定两个滑轮 A 和 B（绳与滑
轮间的摩擦不计），三根绳子的结点为 O,在左右及中间的绳端分别挂上个数为 N1、N2 和 N3 的钩码，每个钩码的
质量相等。当系统达到平衡时，根据钩码个数可读出三根绳子的拉力大小 F1、F2和 F3。
下列说法正确的是
A. 当钩码的个数 N1=N2=N3=3 时可以完成实脸
B. 实验中必须测量 AO 和 BO 间的夹角
C. 实验中不需要记录结点 O 的位置
D. 实验中必须用天平测出钩码的质量
5. 甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条图线所示。已知两车在 t2
时刻并排行驶，下列说法止确的是
1 / 6
A. 两车在 t1时刻也并排行驶
B. t1 时刻甲车在后，乙车在前
C. 甲车的加速度大小先增大后减小
D. t1~ t2 这段时间内，甲、乙两车的平均速度相同
3
6. 一简谐机械波沿 x 轴正方向传播，周期为 T，波氏为 λ。若在 x=0 处质点的振动图像如右图所示，则该波在 t = T
4
时刻的波形曲线为
7. 竖直向上抛出一个小球，经过一段时间小球落回原处。不计空气阻力，则该过程中物块的动能 EK 与时间 t 关系
的图线是
8. 质量为 m 的汽车沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为 P,且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已知汽车能够
v
达到的最大速度为 v，当汽车的速度为 时，其加速度的大小为
3
P 2P 3P 4P
A. B. C. D.
mv mv mv mv
9. 如图所示，钢铁构件 A、B 叠放在卡车的水平底板上，卡车底板和 B 间动摩擦因数为 μ1，A、B 间动摩擦因数为
μ2（μ1>μ2），卡车刹车的最大加速度为 a（a>μ1g），可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。卡车沿平直
公路行驶途中遇到紧急情况时，要求其刹车后在 s0 距离内能安全停下，则卡车行驶的速度不能超过
A. 2as0 B. 2 1gs0 C. 2 2gs0 D. ( 1 + 2 )gs0
10. 2021 年 4 月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周
运动。引力常量已知，由下列物理量能计算出地球质量的是
A. 核心舱的质量和绕地半径
B. 核心舱的质量和绕地周期
C. 核心舱的绕地角速度和绕地周期
D. 核心舱的绕地线速度和绕地周期
2 / 6
11. 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体，由静止开始
竖直向上做加速运动，达到某一速度后，立即开始减速，直至速度为零。若整个过程中，手掌和物体之间始终存
在相互作用力，下列说法正确的是
A. 物体的机械能一直增加
B. 物体的机械能一直减小
C. 物体的机械能先增加后减小
D 物体的机械能先减小后增加
12. 如图 1 所示，一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0 时，小物块（可视为质点）以速度 v0 滑到长木板上，t1 时刻
小物块恰好滑至长木板的最右端。图 2 为物块与木板运动的 v-t 图像，图中 t1、v0、v1 已知，重力加速度大小为
g。下列说法正确的是
A. 木板的长度为 v0t1
v
B. 物块与木板的质之比为 1
v0
v
C. 物块与木板之间的动摩擦因数为 0
v1
2gt1
v
D. 0~t 这段时间内，物块动能的减少量与木板动能的增加量之比为 0
+ v1
1
v1
13. 如图所示，一个质量为 2m 的小箱子放在台秤的托盘上，箱内有一质量为 m 的物体 A，A 的上端用轻弹簧与箱
子的顶部连接，A 的下端用细线系在箱子的底部，细线绷紧，拉力大小为 mg,整个系
统处于静止状态。现将细线剪断，物体 A 向上运动，不计轻弹簧和细线的质量，下列
说法不．正．确．的是
A. 未剪断细线前，台秤读数为 3mg
B. 剪断细线的瞬间，台秤读数突然变大
C. 剪断细线的瞬间，物体的加速度为 g，方向竖直向上
D. 剪断细线后，物体 A 向上运动至最高点的过程中，台秤读数先减小后增大
3 / 6
14. 在匀加速直线运动中，我们用加速度 a 描述速度 v 的变化快慢。与之类似，在匀加速圆周运动中可以引入角加
速度 β 来描述角速度 ω 的变化快慢。
如图所示，M、N 是水平圆盘上的两个点，它们与圆心 O 间的距离分别为 rM和 rN，且 rM=rN=r。圆盘由静止开
始绕过 O 点的竖直转轴匀加速转动，经过时间 t，M 点的线速度为 v，,则两点的角加速度分別为
v 2v 2v 2v
A. , B. ,
tr tr tr tr
2v v v v
C. , D. ,
tr 3tr tr tr
第二部分
本部分共 6 题，共 58 分。
15. (8 分)
向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力 F 的大小与质量 m、角速度 ω、轨道半径 r 之间的关系，装
置如图 1 所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速
转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过
横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示岀两个金属球所受向心力的
比值。
(1)在研究向心力 F 的大小与质量 m、角速度 ω、半径 r 之间的关系时，我们主要用到的物理方法是____。
A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法
(2)为了探究金属球的向心力 F 的大小与轨道半径 r 之间的关系，下列说法正确的是____。
A. 应使用两个质量不等的小球
B. 应使两小球离转轴的距离相同
C. 应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
(3)某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力 F 的大小和对应的周期 T，获得多组数据，画出了如图 2 所示的
图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标 x 代表的是____。
4 / 6
16. （10 分）
在“探究总簧弹力与形变量的关系”实验中。
(1)某同学使用两根不同的轻弹簧 a 和 b，得到弹簧弹力 F 与弹簧长度 l 的图像如图 1 所示。下列说法正确的是
______。
A. a 的原长比 b 的长
B. a 的劲度系数比 b 的大
C. 测得的弹力与弹簧的长度成正比
(2)为了测量 a 弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在其下端挂上不同质量的钩码。实验测出了钩码质量
m 与弹簧长度 l 的相应数据，其对应点已在图 2 上标出。请在图 2 中作出 m-l 的关系图线。通过图线可求得：
弹簧的劲度系数为_______N/m(结果保留三位有效数字)。
(3)若把 b 弹簧截成长度相等的两段，其中一段弹簧的劲度系数是否等于 b 弹簧原来的劲度系数？请分析说明。
17. (9 分)
某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以 v0=2. 0m/s 的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。
此时无人机到水平地面的距离 h=20m,空气阻力忽略不计，取重力加速度 g=10m/s2
(1)求小球下落的时间 t
(2)求小球释放点与落地点之间的水平距离 x；
(3)以释放点为坐标原点，初速度方向为 x 轴方向，竖直向下为 y 轴方向，建立平面直角坐标系，写出小球运动
的轨迹方程。
18. （9 分）
一卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面髙度为 h。已知地球质量为 M，半径为 R，引力常量为 G。
(1)求卫星的运行周期 T；
(2)求地球的第一宇宙速度 v1；
(3)已知地球自转的周期为 T0，求地球表面赤道处的重力加速度 g。
5 / 6
19. （10 分）
构建物理模型是一种研究物理问题的科学思维方法。每一个模型的建立都有一定的条件和使用范围，要根据实
际情况加以运用。
⑴如图所示，两滑块 A、B 在光滑水平面上沿同一直线相向运动。滑块 A 的质量为 M，速度大小为 v1，方向水
平向右；滑块 B 的质量为 m，速度大小为 v2，方向水平向左。滑块 A、B 相碰后粘在一起向右运动。已知
滑块 A、B 碰撞过程中的相互作用时间 t。求：
a. 碰后滑块 A、B 的共同速度 v 共的大小；
b. 碰撞过程中 A、B 之间的平均作用力 F 的大小。 1
(2)鸟撞飞机是威胁航空安全的重要因素之一。假设飞机和鸟沿水平方向迎面相撞，碰后粘在一起。已知飞机的
质量约为 M’=5×104kg,飞机的速度约 v’2=500m/s。若鸟可视为圆柱体，质量约为 m’=0. 5kg,身长约为 l=0.
25m。
a. 请建立合理的运动模型，估算鸟与飞机的撞击时间△t；
b. 请估算撞击过程中鸟与飞机之间的平均作用力 F 的大小。 2
20. （12 分）
为保障行车安全，坡度较大的下坡路段每隔一段距离要设置一个减速带。为研究问题的方便可简化为如模型：
如图所示，一倾角为 30°的光滑斜面上有 20 个减速带（图中未完全画出），相邻减速带间的距离均为 d,减速带
的宽度远小于 d；一质量为 m 的无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带 2d 处由静止释放。已知小车通
过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现，小车通过第 15 个减速带后，在相邻减速带间
的平均速度均相同。小车通过第 20 个减速带后立刻进入与斜面平滑连接的水平地面（连接处无机械能损失），
继续滑行距离 s 后停下。已知小车与地面间的动摩撩因数为 μ,重力加速度大小为 g。求：
（1）小车通过第一个减速带前的速度 v 的大小；
（2）小车通过第 15 个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能△E；
（3）小车通过前 15 个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能△E’。
（考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效）
6 / 62021北京朝阳高三(上)期中物理
参考答案
也给分
如图所示(2分
设b弹簧的劲度系数为
单力为F时
为F时,其伸长量
所以k'=2k,(3分)(其它证明方法,合理就给
计算题中如果存在物理量的符号问题或数值结果没有单位的,视为结果错,只扣结果分,公式部分只要形式
对,原则上不扣分
竖直方向为自由落体运动,则有
得
2)水平方向为匀速运动,则有
式2分,结果1分
3)由
得
冫设卫星质量为m,根据牛顿第二定律有
m(二)(R+)(2分
得T
R
假设一近地轨道卫星的质量为m,根挺牛顸第二定律有
解得
假设在赤道表面有一个质量为m的物体琏地球一起做匀速圆运动,万有引力的一个分力提供向心力
0,8-N,
上式如果用其它方式写的,合理也给分,例如写成,cMm
a取水平向右为正方向,根据动量守恒定律有
(M+
坟B为研究对象,根拮动量定理有
漢立①②解得
取A为研究对象,正确也给分
因为飞机的质
大于鸟的质量m',且飞机的速度
于鸟的速度叫,月以撞击过程中飞机的速
度可视为不变,鸟的初速度可忽略
飞机为参考系,在鸟与飞机相撞的门M!内,鸟的尾端可视数匀诫速直线运动,初速度为v,末速度为
惊移为l。根据运动学公式有
科得M
如果取地面为参考系,鸟尾端的运动视为匀加速也给分;如果建立的是匀速直线运动的漠型,后面的计算郡
正确,给2分
由④式可知,鸟飞机过程的平均作用
如果重新列动量定理题,正确也给分
沿光湑斜面下湑,根据机械能守恒定律有
由于小车通过第15个减速带后,在相邻速带间的平均速度均相同,则之后适过每个减速带前的速度郗
相同,则通过每一个滅速带时损失的机械能
对于小车运动的全过程,根据能量转化与守恒定律有
9d)sin30°=15△E+5△E
联立③④解得A
ng(&d-us2021北京朝阳高三（上）期中
物理
（考试时间90分钟满分100分）
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1.某驾驶员使用定速巡航，在高速公路上以时速110公里行驶了200公里。其中“时速110公里”和“行驶200公里”分別是指
A.速度、路程 B.速度、位移 C.速率、路程 D.速率、位移
2.如图所示，质量为m的物块静止在倾角为θ的斜面上。已知重力加速度为g，下列说法正确的是
A.物块受到的摩擦力大小为 B.物块受到的支持力大小为
C.斜面对物块的作用力垂直斜面向上 D.斜面对物块的作用力竖直向上
3.如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满凊水，内有一个红蜡玦能在水中匀速上浮。在红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管以速度v水平向右匀速运动。红蜡块由玻璃管的下端上升到顶端，所需时间为t，相对地面通过的路程为L。下列说法正确的是
A.v增大时，L减小 B.v增大时，L增大 C.v増大时，t减 D.v增大时，t增大
4.某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上钉上白纸，固定两个滑轮A和B（绳与滑轮间的摩擦不计），三根绳子的结点为O，在左右及中间的绳端分别挂上个数为N1、N2和N3的钩码，每个钩码的质量相等。当系统达到平衡时，根据钩码个数可读出三根绳子的拉力大小F1、F2和F3。下列说法正确的是
A.当钩码的个数N1=N2=N3=3时可以完成实脸 B.实验中必须测量AO和BO间的夹角
C.实验中不需要记录结点O的位置 D.实验中必须用天平测出钩码的质量
5.甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动，其速度一时间图像分别如图中甲、乙两条图线所示。已知两车在t2时刻并排行驶，下列说法止确的是
A.两车在t1时刻也并排行驶 B.t1时刻甲车在后，乙车在前
C.甲车的加速度大小先增大后减小 D.t1～t2这段时间内，甲、乙两车的平均速度相同
6.一简谐机械波沿τ轴正方向传播，周期为T，波氏为λ。若在x=0处质点的振动图像如右图所示，则该波在时刻的波形曲线为
A. B.
C. D.
7.竖直向上抛出一个小球，经过一段时间小球落回原处。不计空气阻力，则该过程中物块的动能Ek与时间t关系的图线是
A. B.
C. D.
8.质量为m的汽车沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已知汽车能够达到的最大速度为v，当汽车的速度为时，其加速度的大小为
A. B. C .D.
9.如图所示，钢铁构件A、B叠放在卡车的水平底板上，卡车底板和B间动摩擦因数为μ1，A、B间动摩擦因数为μ2（μ1>μ2），卡车刹车的最大加速度为a（a>μ1g），可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时，要求其刹车后在s0距离内能安全停下，则卡车行驶的速度不能超过
A. B. C. D.
10.2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动。引力常量已知，由下列物理量能计算出地球质量的是
A.核心舱的质量和绕地半径 B.核心舱的质量和绕地周期
C.核心舱的绕地角速度和绕地周期 D.核心舱的绕地线速度和绕地周期
11.应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上做加速运动，达到某一速度后，立即开始减速，直至速度为零。若整个过程中，手掌和物体之间始终存在相互作用力，下列说法正确的是
A.物体的机械能一直增加 B.物体的机械能一直减小
C.物体的机械能先增加后减小 D.物体的机械能先减小后增加
12.如图1所示，一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0时，小物块（可视为质点）以速度v0滑到长木板上，t1时刻小物块恰好滑至长木板的最右端。图2为物块与木板运动的v-t图像，图中t1、v0、v1已知，重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A.木板的长度为
B.物块与木板的质之比为
C.物块与木板之间的动摩擦因数为
D.0～t1这段时间内，物块动能的减少量与木板动能的增加量之比为
13.如图所示，一个质量为2m的小箱子放在台秤的托盘上，箱内有一质量为m的物体A，A的上端用轻弹簧与箱子的顶部连接，A的下端用细线系在箱子的底部，细线绷紧，拉力大小为mg，整个系统处于静止状态。现将细线剪断，物体A向上运动，不计轻弹簣和细线的质量，下列说法不正确的是
A.未剪断细线前，台秤读数为3mg
B.剪断细线的瞬间，台秤读数突然变大
C.剪断细线的瞬间，物体的加速度为g，方向竖直向上
D.剪断细线后，物体A向上运动至最高点的过程中，台秤读数先减小后增大
14.在匀加速直线运动中，我们用加速度a描述速度v的变化快慢。与之类似，在匀加速圆周运动中可以引入角加速度β来描述角速度ω的变化快慢。
如图所示，M、N是水平圆盘上的两个点，它们与圆心O间的距离分别为rM和rN，且rM=rN=r。圆盘由静止开始绕过O点的竖直转轴匀加速转动，经过时间t，M点的线速度为v，，则两点的角加速度分別为
A.， B.， C.， D.，
第二部分
本部分共6题，共58分。
15.（8分）
向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω、轨道半径r之间的关系，装置如图1所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽糟内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杄作用使弹簣测力筒下降，从而露岀标尺，标尺上黑白相间的等分格显示岀两个金属球所受向心力的比值。
（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是________。
A.控制变量法 B.等效替代法 C.理想实验法
（2）为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，下列说法正确的是________。
A.应使用两个质量不等的小球
B.应使两小球离转轴的距离相同
C.应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
（3）某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力F的大小和对应的周期T，获得多组数据，画出了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。
16.（10分）
在“探究总簧弹力与形变量的关系实验中。
（1）某同学使用两根不同的轻弹簧a和b，得到弹簣弹力F与弹簧长度l的图像如图1所示。下列说法正确的是________。
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.测得的弹力与弹簧的长度成正比
（2）为了测量a弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在其下端挂上不同质量的钩码。实验测出了钩码质量m与弹箦长度l的相应数据，其对应点已在图2上标出。请在图2中作出m-l的关系图线。通过图线可求得:弹簧的劲度系数为__________N/m（结果保留三位有效数字）。
（3）若把b弹簧截成长度相等的两段，其中一段弹簧的劲度系数是否等于b弹簧原来的劲度系数 请分析说明。
17.（9分）
某同学利用无人杋玩“投弹”游戏。无人机以v0=2.0ms的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离h=20m，空气阻力忽略不计，取重力加速度g=10m/s2。
（1）求小球下落的时间t；
（2）求小球释放点与落地点之间的水平距离x；
（3）以释放点为坐标原点，初速度方向为x轴方向，竖直向下为y轴方向，建立平面直角坐标系，写出小球运动的轨迹方程。
18.（9分）
卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面髙度为h。已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。
（1）求卫星的运行周期T；
（2）求地球的第一宇宙速度v1；
（3）已知地球自转的周期为T0，求地球表面赤道处的重力加速度g。
19.（10分）
枃建物理模型是一种硏究物理问题的科学思维方法。每一个模型的建立都有一定的条件和使用范围，要根据实际情况加以运用。
（1）如图所示，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动。滑块A的质量为M，速度大小为v1，方向水平向右；滑块B的质量为m，速度大小为v2，方向水平向左。滑块A、B相碰后粘在一起向右运动。已知滑块A、B碰撞过程中的相互作用时间t。求：
a.碰后滑块A、B的共同速度v共的大小
b.碰撞过程中A、B之间的平均作用力的大小.
（2）鸟撞飞机是威胁航空安全的重要因素之一。假设飞机和鸟沿水平方向迎面相撞，碰后粘在一起。已知飞机的质量约为M′=5×104kg，飞机的速度约v2′=500m/s。若鸟可视为圆柱体，质量约为m′=0.5kg，身长约为l=0.25m.
a.请建立合理的运动模型，估算鸟与飞机的撞击时间△t；
b.请估算撞击过程中鸟与飞机之间的平均作用力的大小。
20.（12分）
为保障行车安全，坡度较大的下坡路段每隔一段距离要设置一个减速带。为硏究问题的方便可简化为如模型；如图所示，一倾角为30°的光滑斜面上有20个减速带（图中未完全画出），相邻减速带间的距离均为d，减速带的宽度远小于d；一质量为m的无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带2d处由静止释放。已知小车通过减速带损失的杋械能与到达减速带时的速度有关。观察发现，小车通过第15个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第20个减速带后立刻进入与斜面平滑连接的水平地面（连接处无机械能损失），继续滑行距离s后停下。已知小车与地面间的动摩撩因数为μ，重力加速度大小为g。求：
（1）小车通过第一个减速带前的速度v的大小；
（2）小车通过第15个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能△E；
（3）小车通过前15个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能△E′。
（考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效）
