北京市海淀区2021届高三上学期物理期中考试试题

在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B。足球的质量为m，网兜的质量不计。若只减小悬绳的长度，足球始终保持静止状态，关于悬绳对球的拉力F和墙壁对球的支持力N大小，下列说法正确的是（   ）

二维运动传感器设计原理如图甲所示。计算机可以记录各个时刻运动物体A的位置坐标。图乙是某次实验中计算机描出的物体A的运动轨迹。计算机可以绘出水平速度大小v_x（用虚线表示）和竖直速度大小v_y（用斜实线表示）随时间变化的v-t图像（图丙）。根据题中信息，下列说法中正确的是（   ）

某同学用如图所示实验来认识超重和失重现象，先保持手指和钩码静止，感受橡皮筋对手指的压力。然后设法使钩码上下振动的同时手指保持静止，感受压力的变化（整个过程中，橡皮筋对手指始终有压力的作用），不计空气阻力。下列说法中正确的是（   ）

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 。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 。下列说法中正确的是（   ）

2018年12月12日16时45分，嫦娥四号探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获，进入距月球表面100公里的圆形环月轨道Ⅰ。运行一段时间后再次变轨，进入近月点（B点）高度约15公里、远月点（A点）高度约100公里的预定月球背面着陆准备轨道Ⅱ，如图所示。下列说法中正确的是（   ）

取一条较长的轻软绳，用手握住一端O，在竖直平面内连续向上、向下抖动长绳，手上下振动的周期是T，可以看到一列波的产生和传播的情形，如图所示。在绳上做个标记P（图中未标出），且O、P的平衡位置间距为L。t=0时，O位于最高点，P离开平衡位置的位移恰好为零，速度方向竖直向上。若该波可以看作是简谐波，下列判断正确的是（   ）

一足够长粗糙斜面固定在水平地面上，可视为质点的物块从斜面底端以某一初速度冲上斜面。取地面为重力势能零势能面，不计空气阻力。如图所示，物块从向上滑动到返回底端的过程中，能正确反映其速度大小v、加速度大小a、机械能E随物块滑动路程x变化关系的是（   ）

在某星球表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上，把质量为m的物体P（可看作质点）从弹簧上端由静止释放，物体沿竖直方向向下运动，物体的加速度a与弹簧压缩量x间的关系如图所示，其中a₀和x₀为已知量。设该星球为质量均匀分布、半径为R（ ）的球体，下列说法中正确的是（   ）

如图所示，不可伸长的轻软细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从右侧一定高度，由静止释放后摆下，不计空气阻力和细绳与钉子相碰时的能量损失。下列说法中正确的是（   ）

如图所示，木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.20，夹在A、B之间的轻弹簧被拉伸了1cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，系统置于水平地面上静止不动（可认为木块与水平地面之间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力）。现用F=2N的水平拉力作用在木块B上，此时木块A、B所受摩擦力分别记为f_A和f_B。则（   ）

如图甲所示，把两个质量相等的小车A和B静止地放在光滑的水平地面上。它们之间装有被压缩的轻质弹簧，用不可伸长的轻细线把它们系在一起。如图乙所示，让B紧靠墙壁，其他条件与图甲相同。对于小车A、B和弹簧组成的系统，烧断细线后下列说法正确的是（   ）

某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合验证向心力的表达式。实验时用手拨动旋臂产生圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，实时测量角速度和向心力的大小。

做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是常规的实验方案；图乙是改进的方案，其实验操作步骤如下：

①挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；

②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；

③改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到 的关系。

如图所示，一个质量m=2.0kg的物体静止在水平地面上，现用一大小为10N、与水平方向成θ=37°斜向右上的力F拉物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。运动2s后，保持拉力F的大小不变，改为水平向右拉此物体，物体恰能沿水平地面做匀速直线运动，再运动2s后，撤掉拉力，最终物体停在水平地面上。已知sin37º=0.6，cos37º=0.8，空气阻力可忽略不计，取重力加速度g=10m/s²。求：

第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年由北京和张家口联合举办。高山滑雪是比赛项目之一，因其惊险刺激、动作优美深受观众喜爱。如图所示，为了备战北京冬奥会，一名滑雪运动员在倾角为θ的山坡滑道上进行训练，运动员及装备的总质量为m，山坡滑道底端与水平滑道平滑连接，滑雪板与山坡滑道及水平滑道间的动摩擦因数为常数。运动员从山坡滑道上某处由静止开始匀加速下滑，经时间t到达山坡滑道底端，滑下的路程为 x。继续在水平滑道上滑行了一段距离后静止。运动员视为质点，空气阻力可忽略不计，重力加速度为g。求：

如图所示，一边长为L、截面为正方形的塑料管道放置在水平桌面上，其右端面上有一截面积为S的小喷口，喷口离地的高度为h。管道中有一与截面平行的活塞，活塞质量不计。活塞沿管道向右匀速推动液体从喷口水平射出，液体落地点离喷口的水平距离为 。若液体的密度为ρ，重力加速度为g。液体在空中不散开，不计空气阻力，液体不可压缩且没有黏滞性。求：

如图所示，质量m=1kg、左端有挡板的长木板置于水平地面上，木板上表面光滑，木板下表面与地面间的动摩擦因数μ=0.3。一固定有电动机的滑块，其总质量也为1kg，放置在木板上，电动机可收拢与挡板拴接的不可伸长的水平轻绳，起初滑块离挡板的距离l=4m。开启电动机收拢轻绳，滑块由静止开始做匀加速直线运动。设木板所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，空气阻力不计，取g =10m/s²。

如图甲为竖直放置的离心轨道，左侧倾斜轨道与水平方向间夹角θ=53º，光滑圆轨道的半径r=0.20m，在圆轨道的最低点A和最高点B各安装了一个压力传感器（图中未画出），小物块（可视为质点）从倾斜轨道的不同高度处由静止释放，可测出物块在圆轨道内侧通过A点时对轨道的压力F_A大小和小物块下滑高度h间的关系如图乙所示。已知sin53º=0.8，cos53º=0.6，空气阻力可忽略不计，取重力加速度g=10m/s²。求：

“势阱”是量子力学中的常见概念，在经典力学中也有体现。当粒子在某力场中运动，势能函数曲线在空间某范围内势能存在最小值，形如陷阱，粒子很难跑出来。各种形式的势能函数只要具有这种特点，我们都可以称它为势阱，比如重力势阱、引力势阱、弹力势阱等。