2023屆清華大學(xué)物理高三上期中經(jīng)典模擬試題（含解析）

1、2022-2023高三上物理期中模擬試卷注意事項(xiàng)1考生要認(rèn)真填寫考場號(hào)和座位序號(hào)。2試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B 鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、從傾角為的足夠長的斜面上的A點(diǎn)，先后將同一小球以不同的初速度水平向右拋出第一次初速度為v1， 球落到斜面上的瞬時(shí)速度方向與斜面夾角為， 第二次初速度為v2， 球落到斜面上的瞬時(shí)速度方向與斜面夾角為， 若v1v2 ， 則（）AB

2、CD無法確定2、中國科學(xué)家近期利用“悟空”衛(wèi)星獲得了世界上最精確的高能電子宇宙射線能譜，有可能為暗物質(zhì)的存在提供新證據(jù)已知“悟空”在低于同步衛(wèi)星的圓軌道上運(yùn)行，經(jīng)過時(shí)間t(t小于其周期)，運(yùn)動(dòng)的弧長為s，與地球中心連線掃過的弧度為，引力常量為G根據(jù)上述信息，下列說法中正確的是（）A“悟空”的線速度大于第一宇宙速度B“悟空”的加速度比地球同步衛(wèi)星的小C“悟空”的環(huán)繞周期為D“悟空”的質(zhì)量為3、根據(jù)所學(xué)知識(shí)，判斷下列四個(gè)說法中正確是A物體的速度為零時(shí)，其加速度就一定為零B物體所受合外力沖量的方向與物體動(dòng)量變化量的方向一定相同C合外力對(duì)物體做功為零時(shí)，物體的機(jī)械能就一定守恒D做圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心力一

3、定等于物體所受的合外力4、如圖所示，質(zhì)量為的物體在水平拉力作用下，沿粗糙水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為；若其他條件不變，僅將物體的質(zhì)量減為原來的一半，物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為，則（ ）ABCD5、如圖所示.在豎直放置間距為d的平行板電容器中，存在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場。有一質(zhì)量為m，電荷量為+q的點(diǎn)電荷從兩極板正中間處靜止釋放.重力加速度為g。則點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板的過程，（ ）A加速度大小為a=qEm+gB所需的時(shí)間為t=dmqEC下降的高度為y=d2D電場力所做的功為W=Eqd6、在學(xué)校體育器材室里，籃球水平放在如圖所示的球架上已知球架的寬度為0.15m，每個(gè)籃球的質(zhì)量為0.4kg，直徑

4、為0.25m，不計(jì)球與球架之間的摩擦，則每個(gè)籃球?qū)η蚣芤粋?cè)的壓力大小為（重力加速度g=10m/s2）A4NB5NC2.5ND3N二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、如圖所示為汽車的加速度和車速的倒數(shù)的關(guān)系圖象若汽車質(zhì)量為2103kg，它由靜止開始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，最大車速為30 m/s，則（ ） A汽車所受阻力為2103NB汽車勻加速所需時(shí)間為5 sC汽車勻加速的加速度為3 m/s2D汽車在車速為5 m/s時(shí)，功率為6104W8、在光滑水平面上，一質(zhì)量

5、為M，速度大小為v的P球與質(zhì)量為3M靜止的Q球碰撞后，P球的速度方向與碰撞前相反則碰撞后Q球的速度大小可能是（）A0.62v B0.45 v C0.31 v D0.38 v9、如圖所示，物體A、B經(jīng)無摩擦的定滑輪用細(xì)線連在一起，A物體受水平向右的力F的作用，此時(shí)B勻速下降，A水平向左運(yùn)動(dòng)，可知 ( )A物體A做勻速運(yùn)動(dòng)BA做加速運(yùn)動(dòng)C物體A所受摩擦力逐漸減小D物體A所受繩子的拉力大小不變10、將一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球豎直向上拋出，從它開始運(yùn)動(dòng)到落回拋出點(diǎn)的過程中始終受到豎直向下的恒力F與大小不變的空氣阻力f的作用，以小球的拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以豎直向上為X軸的正方向，整個(gè)過程中它的速度平方隨位置

6、坐標(biāo)的變化的關(guān)系如圖中的、所示，g=10m/s2 ,則以下說法正確的是（ ）Af=4NBF=4NC在小球上升過程中，它的加速度大小為16m/s2D在小球下降過程中，它的加速度大小為10m/s2三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11（6分）將力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上，不僅可以比較精確地測量力的大小，還能得到力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象。甲圖中，某同學(xué)利用力的傳感器測量小滑塊在光滑半球形容器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)容器的壓力來驗(yàn)證小滑塊的機(jī)械能守恒，實(shí)驗(yàn)步驟如下：如圖甲所示，將壓力傳感器M固定在小滑塊的底部；讓小滑塊靜止在光滑半圓形容器的最低點(diǎn)，從計(jì)算機(jī)中得到小滑

7、塊對(duì)容器的壓力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示；讓小滑塊沿固定的光滑半球形容器內(nèi)壁在豎直平面的之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，、與豎直方向之間的夾角相等且都為（5）從計(jì)算機(jī)中得到小滑塊對(duì)容器的壓力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖丙所示。請(qǐng)回答以下問題：（1）小滑塊的重量F0為_N。（2）為了驗(yàn)證小滑塊在最高點(diǎn)A和最低點(diǎn)處的機(jī)械能是否相等，則_。A一定得測出小滑塊的質(zhì)量mB一定得測出OA與豎直方向的夾角C一定得知道當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的大小D只要知道圖乙中的壓力F0和圖丙中的最小壓力F1、最大壓力F2的大?。?）若已經(jīng)用實(shí)驗(yàn)測得了第（2）小問中所需測量的物理量，用R表示半圓形容器的半徑，則小滑塊從A點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中重力勢能減

8、小_（用題中所給物理量的符號(hào)來表示），動(dòng)能增加 _（用題中所給物理量的符號(hào)來表示），由測量的數(shù)據(jù)得到小滑塊的機(jī)械能_（填“是”或“不”）守恒的。12（12分）物理小組在一次探究活動(dòng)中測量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置如圖，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)（1）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶（兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出），已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電

9、，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為_m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）為測量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測量的有_（填入所選物理量前的字母）A木板的長度l B木板的質(zhì)量m1C滑塊的質(zhì)量m2D托盤和砝碼的總質(zhì)量m3E.滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t（3）滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=_（用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13（10分）如圖所示，從A點(diǎn)以某一水平速度v0拋出質(zhì)量m=1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)，恰好沿切線方向進(jìn)入圓心角BOC=37的光滑圓弧軌道BC，經(jīng)圓弧軌道后滑上

10、與C點(diǎn)等高、靜止在粗糙水平面的長木板上，圓弧軌道C端切線水平已知長木板的質(zhì)量M=4kg，A、B兩點(diǎn)距C點(diǎn)的高度分別為H=0.6m、h=0.15m，物塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.7，長木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.1，g=10m/s1sin37=0.6，cos37=0.8，求： （1）小物塊在B點(diǎn)時(shí)的速度大?。?（1）小物塊滑動(dòng)至C點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓弧軌道C點(diǎn)的壓力； （3）長木板至少為多長，才能保證小物塊不滑出長木板？（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力） 14（16分）如圖所示，兩個(gè)可導(dǎo)熱的氣缸豎直放置，它們的底部由一細(xì)管連通（忽略細(xì)管的容積）兩氣缸各有一個(gè)活塞，質(zhì)量分別為m1和m2，活塞與氣缸無

11、摩擦活塞的下方為理想氣體，上方為真空當(dāng)氣體處于平衡狀態(tài)時(shí)，兩活塞位于同一高度h.（已知m13m，m22m） （1）在兩活塞上同時(shí)各放一質(zhì)量為m的物塊，求氣體再次達(dá)到平衡后兩活塞的高度差（假定環(huán)境溫度始終保持為T0）； （2）在達(dá)到上一問的終態(tài)后，環(huán)境溫度由T0緩慢上升到1.25T0，試問在這個(gè)過程中，氣體對(duì)活塞做了多少功？（假定在氣體狀態(tài)變化過程中，兩物塊均不會(huì)碰到氣缸頂部）15（12分）如圖所示為演示“過山車”原理的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置由兩段傾斜直軌道與一圓軌道拼接組成，在圓軌道最低點(diǎn)處的兩側(cè)稍錯(cuò)開一段距離，并分別與左右兩側(cè)的直軌道平滑相連。某研學(xué)小組將這套裝置固定在水平桌面上，然后在圓軌道最高

12、點(diǎn)A的內(nèi)側(cè)安裝一個(gè)薄片式壓力傳感器（它不影響小球運(yùn)動(dòng)，在圖中未畫出）。將一個(gè)小球從左側(cè)直軌道上的某處由靜止釋放，并測得釋放處距離圓軌道最低點(diǎn)的豎直高度為h，記錄小球通過最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道（壓力傳感器）的壓力大小為F。此后不斷改變小球在左側(cè)直軌道上釋放位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)多次測量，得到了多組h和F，把這些數(shù)據(jù)標(biāo)在F-h圖中，并用一條直線擬合，結(jié)果如圖所示。為了方便研究，研學(xué)小組把小球簡化為質(zhì)點(diǎn)，并忽略空氣及軌道對(duì)小球運(yùn)動(dòng)的阻力，取重力加速度g=10m/s2。請(qǐng)根據(jù)該研學(xué)小組的簡化模型和如圖所示的F-h圖分析：（1）當(dāng)釋放高度h=0.20m時(shí)，小球到達(dá)圓軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小v；（2）圓軌道的半徑R和小

13、球的質(zhì)量m；（3）若兩段傾斜直軌道都足夠長，為使小球在運(yùn)動(dòng)過程中始終不脫離圓軌道，釋放高度h應(yīng)滿足什么條件。參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解析】根據(jù)得：則落在斜面上時(shí)豎直方向上的分速度為：設(shè)速度與水平方向的夾角為，有：知落在斜面上時(shí)，速度與水平方向的夾角與初速度無關(guān)，則小球與水平方向的夾角相同，因?yàn)樗俣确较蚺c斜面的夾角等于速度與水平方向的夾角減去斜面的傾角，所以有：A.與分析不符，故A錯(cuò)誤；B.與分析不符，故B錯(cuò)誤；C.與分析相符，故C正確；D.與分析不符，故D錯(cuò)誤。2、C【解析】A根據(jù)可知，由于悟空”的

14、軌道半徑大于地球半徑，所以“悟空”的線速度小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；B根據(jù)可知，由于“悟空”在低于同步衛(wèi)星的圓軌道上，所以“悟空”的加速度比地球同步衛(wèi)星的大，故B錯(cuò)誤；C“悟空”的環(huán)繞的角速度，則“悟空”的環(huán)繞周期為，故C正確；D“悟空”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，即：，聯(lián)立解得，地球的質(zhì)量為，不能求出“悟空”的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤【點(diǎn)晴】已知“悟空”經(jīng)過時(shí)間t（t小于太空電站運(yùn)行的周期），它運(yùn)動(dòng)的弧長為s，它與地球中心連線掃過的角度為（弧度），根據(jù)線速度和角速度定義可求得太空站的線速度和角速度，然后根據(jù)v=r可求得軌道半徑；根據(jù)萬有引力提供向心力求求得地球的質(zhì)量3、B【解析】A速度

15、是加速度的變化率，速度為零時(shí)，加速度不一定為零，如自由落體運(yùn)動(dòng)的初速度為零，但加速度不為零。故A錯(cuò)誤。B根據(jù)動(dòng)量定理，物體所受合外力沖量的方向與物體動(dòng)量變化量的方向一定相同。故B正確。C在外力作用下物體向上勻速運(yùn)動(dòng)，合力做功為零，但機(jī)械能增加。故C錯(cuò)誤。D做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心力一定等于物體所受的合外力，做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的合外力不一定等于向心力。故D錯(cuò)誤。4、D【解析】對(duì)物體，由牛頓第二定律得：解得：故D正確，ABC錯(cuò)誤。5、B【解析】點(diǎn)電荷受到重力、電場力，合力F=(Eq)2+(mg)2，根據(jù)牛頓第二定律有a=(Eq)2+(mg)2m，故A錯(cuò)誤；根據(jù)運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性，水平方向點(diǎn)電荷的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

16、為t，水平方向上的加速度ax=Eqm，根據(jù)位移公式可得：d2=12Eqmt2，解得：t=mdqE，故B正確；豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，下降高度h=12gt2=mgd2Eq，電荷運(yùn)動(dòng)的位移為d2，故電場力做功W=Eqd2，故D錯(cuò)誤故選B【點(diǎn)睛】分析電荷的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律可求得總的加速度；根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，分別對(duì)水平方向和豎直方向進(jìn)行分析，根據(jù)水平方向上的勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可求得運(yùn)動(dòng)時(shí)間；再對(duì)豎直方向分析，從而求出對(duì)應(yīng)的高度，根據(jù)功的公式可求得電場力所做的功6、C【解析】設(shè)每個(gè)籃球?qū)η蚣芤粋?cè)的壓力大小為N，則球架對(duì)球的支持力的大小也是N，對(duì)球進(jìn)行受力分析可知，球受重力和球架對(duì)球的支持力作用

17、，它們平衡，故球的受力情況如圖所示因?yàn)榍虻闹睆綖镈=0.25m，球架的寬度為d=0.15m，故cos=0.8m；由力的平衡知識(shí)可知2Ncos=mg，故N=2.5N，故C正確二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、AB【解析】設(shè)汽車的額定功率為P，由圖知：汽車的最大速度為，此時(shí)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有，有；代入得：當(dāng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得：，代入得：由解得：，故A正確；勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為：，勻加速直線運(yùn)動(dòng)的末速度為：，勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，故B正確，C錯(cuò)誤；因?yàn)?，所以?/p>

18、車速度為時(shí)，功率未達(dá)到額定功率，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤【點(diǎn)睛】從圖線看出，開始圖線與x軸平行，表示牽引力不變，牽引車先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，傾斜圖線的斜率表示額定功率，即牽引車達(dá)到額定功率后，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減小到零，做勻速直線運(yùn)動(dòng)8、BD【解析】PQ兩球在水平方向上合外力為零，P球和Q球碰撞的過程中動(dòng)量守恒，設(shè)PQ兩球碰撞后的速度分別為V1、V2，選P原來的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律有： mv=-mv1+3mv2假設(shè)碰后A球靜止，即v1=0，可得：v2=v3 由題意知球A被反彈，所以球B的速度：v2v3PQ兩球碰撞過程能量可能有損失，由能量關(guān)系有：12mv212mv12+123mv2

19、2由兩式聯(lián)立得：v2v2由兩式可得：v3v2v2故應(yīng)選：BD。9、BCD【解析】ABB勻速下降，A沿水平面向左做運(yùn)動(dòng)，如圖1，設(shè)繩子與水平方向的夾角為，則有A水平向左運(yùn)動(dòng)過程中，夾角增大，所以A的速度增大，即A物體做加速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；CD因?yàn)锽勻速下降，所以B受力平衡，B所受繩拉力 A受斜向上的拉力等于B的重力，在圖2中把拉力分解成豎著方向的F2和水平方向F1，在豎直方向上，有繩子與水平方向的夾角增大，所以有F2增大，支持力N減小，所以摩擦力減小，故CD正確。10、AC【解析】由圖象結(jié)合公式可知：， ，故C正確，D錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律可知：，由以上兩式解得：F=12N，f=4N，故

20、A正確，B錯(cuò)誤三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、1.00N D 是 【解析】(1)1由于重力加速度未知，則有小鐵球靜止時(shí)，繩子的拉力F0，可知，小球的重力為：(2)2小球在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律，則有小球在最低點(diǎn)的動(dòng)能為從A到最低點(diǎn)，物體的重力勢能減少量等于重力做的功即另有對(duì)A點(diǎn)受力分析得從A到最低點(diǎn)的過程中，重力勢能減少量等于動(dòng)能增加量，即為聯(lián)立化簡得故選D。(3)3小滑塊從A點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中重力勢能減小等于重力做功，結(jié)合（2）的分析可知，即4增加的動(dòng)能5重力勢能減小增加的動(dòng)能所以機(jī)械能守恒。12、 (1)0.495 m/s20.

21、497 m/s2（2分） (2)CD（2分） （2分）【解析】(1)每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，說明相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為，由逐差法可得：；(2)以系統(tǒng)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得： 滑動(dòng)摩擦力：解得： 要測得動(dòng)摩擦因數(shù)，需要測出滑塊的質(zhì)量與托盤和砝碼的總質(zhì)量，故選CD(3)由(2)分析可知，滑塊與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為：四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、 (1) 5m/s (1) 47.3N （3）1m【解析】(1) 設(shè)小物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則有： 設(shè)小物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)豎直分速度為vy：vy=gt由以上兩式解得：vy=3m/s由題意，速度方向與水平面的夾角為37，解得v0=4m/s則小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度(1) 設(shè)小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度為v1，從B至C點(diǎn)，由動(dòng)能定理得設(shè)C點(diǎn)受到的支持力為FN，則有由幾何關(guān)系得由上式可得R=0.75m， 根據(jù)牛頓第三定律