2023-2024學年北京通州區(qū)高三（上）期中物理試題及答案

2023北京通州高三（上）期中物理本試卷共8頁，共100分。考試時長90分鐘?？忌鷦毡貙⒋鸢复鹪诖痤}卡上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y束后，請將答題卡交回。第一部分本部分共題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1.我國古代《墨經》一書中記載了利用斜面提升重物的方法，這一方法在現(xiàn)代生活中仍然被廣泛應用。如將貨物沿木板推入車廂，下列說法正確的是（）A.貨物只受重力和推力B.木板對貨物的支持力豎直向上C.貨物所受的摩擦力保持不變D.貨物對木板的壓力大于木板對貨物的支持力2.某走時準確的時鐘，如圖所示，分針與時針由轉動軸到針尖的長度之比為1.51。下列說法正確的是（）A.分針與時針的角速度之比為1∶1B.分針與時針的角速度之比為1∶C.分針針尖與時針針尖的線速度大小之比為11D.分針針尖與時針針尖的線速度大小之比為18∶13.高鐵沿水平軌道減速進站過程中，乘客對高鐵（）A.做正功B.做負功C.不做功D.無法確定4.探測器繞火星做勻速圓周運動，變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運動，則（A.探測器的線速度變?。〣.探測器的角速度變小C.軌道半徑變大D.探測器受到的向心力變大5.如圖所示，是一個彈簧振子的振動圖像，則該小球位移隨時間變化的關系式為（）=()x0.05sin0.5tmx=0.05sin(t)mA.C.B.D.()x=5sin0.5tmx=0.05cos(t)m16.某單擺在地球上做振幅為A的簡諧運動時，周期為T。若將該單擺放到重力加速度為地球表面的星球9A表面做振幅為的簡諧運動時，其周期為（4）TTA.B.TC.D.T327.如圖所示，一汽車裝備了具有“全力自動剎車”功能的城市安全系統(tǒng)，系統(tǒng)以50Hz的頻率監(jiān)視前方的交通狀況。當車速v≤10m/s且與前方靜止的障礙物之間的距離接近安全距離時，如果司機未采取制動措施，系統(tǒng)就會立即啟動“全力自動剎車”，使汽車避免與障礙物相撞。在上述條件下，若該車在某種路況下的“全力自動剎車”的加速度為4m/s2，則該車應設計的安全距離最接近（）A.5mB.12.5mC.20mD.25m8.足球運動員訓練罰點球，足球放置在球門中央的正前方O點。如圖所示，兩次射門，足球分別斜向上打在水平橫梁上的a、b兩點，a為橫梁中點。已知兩次球被踢出時的速度大小相等，不計空氣阻力，則足球（）A.到達a、b的位移相同B.到達a、b的速度相同C.到達a、b的動能相同D.到達a、b的動量相同9.如圖所示，籃球從某一高度自由落下，與地面反復碰撞，最后停止在地面上?？諝庾枇Σ挥?，下列圖像能大致反映該過程籃球的加速度隨時間變化的是（）A.C.B.D.10.如圖所示，M、N分別為自動升降桿上的端點和中點，已知升降桿的質量為m，長度為L，重力加速度為g，桿繞O點從水平位置勻速率轉至豎直位置的過程中，下列說法正確的是（）A.升降桿的動能增加mgLB.轉動裝置對升降桿做功mgLv:v=1:1C.M、N兩點線速度大小之比MNa:a=2:1D.M、N兩點向心加速度大小之比MN在2023年9月日的“天宮課堂”中，航天員演示了“動量守恒實驗”，實驗裝置如圖所示。在某次演示實驗中，小鋼球球心與大鋼球球心在同一水平線上，小鋼球以初速度v0沿水平方向從右向左撞擊靜止的大鋼球。碰撞后，當大鋼球球心向左運動約8cm時，小鋼球球心向右運動了約16cm。已知大鋼球質量m=500g，小鋼球質量m=100g。下列說法正確的是（）12A.碰撞瞬間，大鋼球與小鋼球的加速度大小之比為1∶5B.碰撞瞬間，大鋼球與小鋼球的加速度大小相等C.碰撞后，大鋼球和小鋼球的速度大小總是相等D.碰撞后，大鋼球和小鋼球的動能總是相等12.有一列滿載的火車，以一定的初速度在水平軌道上做勻加速直線運動，它的加速度大小為kg（k<1g為重力加速度，則裝滿礫石的某節(jié)車廂中，位于中間位置的一個質量為m的礫石受到的周圍其它礫石對它作用力的合力方向（A.豎直向上）B.與初速度方向相同C.與初速度方向夾角為，=ktanθ1D.與初速度方向夾角為，tan=k13.現(xiàn)有一質量為m的滑雪運動員從一定高度的斜坡自由下滑。如果運動員在下滑過程中受到的阻力恒定，斜面傾角為30°，運動員滑至坡底的過程中，其機械能和動能隨下滑距離x變化的圖像如圖所示。重力加速度g取10m/s2。以下說法不正確的是（）A.運動員機械能減少60JB.運動員的質量為60kgC.運動員下滑時加速度的大小為5m/s2D.運動員下滑過程中受到的阻力為60NV2，其中是角速度，V是體積，G是萬有引力常量，據(jù)此可以判斷X14.某物理量X的表達式為X是（）=GA.密度B.質量C.周期D.線速度第二部分本部分共6題，共58分。15.利用打點計時器可以完成很多實驗。（1）某同學利用控制變量法探究加速度與力、質量的關系，實驗裝置如圖1所示。實驗時打點計時器應接________（選填“直流或“交流”）電源。在探究加速度a與質量m的關系時，他正確操作實驗和處理紙帶1a?m上的數(shù)據(jù)，得到如圖2所示的填“正比”或反比”圖像。由圖像可知，小車的加速度a與小車的質量成________（選m（2）某同學利用如圖3所示的裝置驗證機械能守恒定律。某次實驗中，得到如圖4所示的一條點跡清晰的紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，相鄰兩點間的時間間隔為T，測得它們到起始點O的距離分別為h、h、h。已知重物的質量為m，重力加速度為g。在打下O點到打下B點的過程中，重物動ABC能的增加量ΔE=________，其重力勢能的減少量ΔE=________。kp16.某同學用如圖所示的裝置做“探究碰撞中的不變量”實驗。（1）關于滑塊A、B的碰撞，下列說法正確的是________A．兩個滑塊碰撞前必須有一個靜止B．兩個滑塊碰撞后必須結合在一起C．兩個滑塊碰撞后可結合在一起，也可分開D．兩滑塊可以從整體靜止到相互彈開（2）已知滑塊A的質量為m，滑塊B的質量為m，遮光條的寬度均為d。實驗中，滑塊A從左向右通過AB光電門1后與靜止的滑塊B碰撞，碰后粘合成一體通過光電門2，遮光條A先后通過光電門12所對應的時間分別為T、T，則碰前滑塊A的速度為________，判斷兩滑塊在此次碰撞過程中動量是否不變，需要12比較兩滑塊在碰撞前的總動量________與碰撞后的總動量________表示）（3）另一次實驗中，測得滑塊A的質量為122.0g，滑塊B的質量為222.0g?；瑝KA從左向右通過光電門1后與靜止的滑塊B（不帶粘扣）碰撞，碰后，滑塊A與滑塊B彈開，滑塊B從左向右通過光電門2，滑塊A從右向左通過光電門1。該同學將此實驗測量數(shù)據(jù)進行處理并填入表格。mvAA++mvBvmvmvmvBvBAABAABBAA1A/ms?1/ms1/ms?1v/msB()()()(m/s)()00.8360.5310.1380.1020.0170.1020.135該同學由此判斷滑塊A與滑塊B碰撞過程系統(tǒng)的動量改變。你認為該同學的判斷是否正確？________如果他判斷的不正確，錯誤的原因是什么？___________17.游樂場中過山車部分組成可抽象為圖示模型：弧形軌道下端與半徑為R的豎直圓軌道平滑相接，B點和C點分別為圓軌道的最低點和最高點，B點和D點在同一水平軌道上。質量為m的小物塊（可視為質點）從弧形軌道上距B點高R的A點靜止釋放，先后經過B點、C點和D點，而后沿軌道繼續(xù)運動。忽略一切摩擦，重力加速度為。求：（1）小物塊通過B點時的速度大小B；（2）小物塊通過B點時，軌道對小物塊作用力的大小FB；（3）小物塊通過D點時，軌道對小物塊作用力的大小FD。18.某物理學習小組設計了一個測量風速的裝置，其原理如圖所示。用一根不可伸長的細線，懸掛一個質量為m的小球，風沿水平方向吹來時，細線偏離豎直方向。風速越大，細線與豎直方向的夾角越大，根據(jù)夾角的大小可以指示出風速的大小。已知當風速為v時，細線與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g。完00成以下問題：（1）畫出小球的受力示意圖；（2）求當風速為v時，風對小球作用力的大小F；00（3）若風對小球作用力的大小與風速的平方成正比，即Fv2，推導風速v跟細線與豎直方向夾角θ之間的關系。19.未來中國宇航員登陸月球表面，其任務之一是測量出月球表面的重力加速度，從而計算一下月球的質量。測量方案之一就是通過單擺測月球表面重力加速度。目前實驗艙中有以下設備：擺球（直徑約1cm尺（量程30cm1m①如圖所示，將系好細線的擺球上端固定于O點；②將擺球拉開一個小的角度，然后由靜止釋放；③從擺球擺到最低點開始計時，測出n次全振動的總時間1；④縮短細線長度，重復②、③步驟，測出n次全振動的總時間t2；完成以下問題：（1）若細線縮短的長度為ΔL（ΔLt、t以及L寫出重力加速度g的表達式；12（2）已知月球的半徑為R、萬有引力常量G，請結合（1）中g的表達式寫出月球質量M的表達式。20.某設計團隊給一生態(tài)公園設計人造瀑布景觀。如景觀側面示意圖所示，人造瀑布景觀由供水裝置和瀑布景觀兩部分組成。一水泵將水池中的水抽到高處，作為瀑布上游水源；龍頭噴出的水流入高處的水平槽道內，然后從槽道的另一端水平流出，恰好落入步道邊的水池中，形成瀑布景觀。在實際瀑布景觀中，水池的水面距離地面為Hh，龍頭噴水管的半徑為r，龍頭噴出的水從管口處以不變的速度源源不斷地沿水平方向噴出。若不接水平槽道，龍頭噴出的水直接落地d=2h。已知水的密度為ρ，重力加速度為g，不計空氣阻力。完成以下問題：（1）求單位時間內從龍頭管口流出的水的質量m0；（2）不計額外功的損失，求水泵輸出的功率P。1（3）在施工前，先制作一個為實際尺寸的瀑布景觀模型展示效果，求模型中槽道里的水流速度應為實16際水流速度的多少倍？參考答案第一部分本部分共題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1.【答案】C【詳解】A．貨物受重力、推力、支持力、摩擦力作用，故A錯誤；B．木板對貨物的支持力垂直木板向上，故B錯誤；C．貨物所受的摩擦力為滑動摩擦力，由f=cos可知保持不變，故C正確；D．貨物對木板的壓力與木板對貨物的支持力是相互作用力，等大，故D錯誤。故選C。2.【答案】D【詳解】AB．根據(jù)=T由于分針與時針的周期之比為1:12，則分針與時針的角速度之比為12:1，A錯誤；CD．根據(jù)v=r結合題意，分針針尖與時針針尖的線速度大小之比為18:1，C錯誤，D正確。故選D。3.【答案】A【詳解】高鐵沿水平軌道減速進站過程中，加速度與運動方向相反，則乘客也做減速運動，高鐵對乘客作用力與運動方向相反，根據(jù)牛頓第三定律可知，乘客對高鐵作用力與運動方向相同，做正功。故選A4.【答案】D【詳解】C．根據(jù)萬有引力提供向心力，對探測器有2G=mrr2T2解得r3T=根據(jù)題意，探測器的周期變小，所以軌道半徑變小，C錯誤；A．根據(jù)萬有引力提供向心力，對探測器有v2G=mr2r解得GMrv=可知，軌道半徑變小，線速度變大，A錯誤；B．根據(jù)周期與角速度的關系=T可知，周期變小，角速度變大，B錯誤；D．根據(jù)萬有引力的公式，有萬=Gr2可知，軌道半徑變小，距離火星的距離變小，所以受到的引力變大，D正確。故選D。5.【答案】A【詳解】有圖可知，振子從平衡位置開始振動，振幅為5cm，周期為4s，則該小球位移隨時間變化的關系式為x=Asin=0.05sin(t)mT故選A。6.【答案】B【詳解】由單擺周期公式LgT=可知單擺的擺動周期與振幅無關，當把該單擺放在星球上擺動時，周期變?yōu)長g==TT9故選B。7.【答案】B【詳解】由題意知，車速v≤10m/s，系統(tǒng)立即啟動“全力自動剎車”的加速度大小約為4m/s2，最后末速度減為0，由推導公式v2?02=2ax可得v20?102x=m=12.5m2a2(?4)所以系統(tǒng)設置的安全距離約12.5m；故選B。8.【答案】C【詳解】A．有幾何關系可知，足球到達b的位移較大，A錯誤；BCD．根據(jù)機械能守恒12102=mv+mgh22由于兩次球被踢出時的速度大小相等，達到高度相同，則到達a、b的動能相等，速度大小相等，但方向不同，即動量不同，BD錯誤，C正確。故選C。9.【答案】D【詳解】籃球自由落地到與地面接觸前，只受重力作用，加速度不變，以向下為正方向，加速度為正值，圖線為平行于t軸的線段；籃球與地面接觸到反彈離開地面過程中，受地面的向上的彈力先從零開始逐漸增大，籃球所受的合力1=?N開始階段地面彈力N小于重力，合力向下，籃球向下繼續(xù)擠壓，N增大，合力逐漸減小，加速度逐漸減小，籃球這一階段向下做加速度（向下，為正）減小的加速運動；彈力N增大到超過重力大小時，合力向上，其大小為ma2=N?mg隨著N增大，加速度a逐漸增大，方向向上，籃球向下做加速度（向上，為負）增大的減速運動直至速度為零；籃球開始向上運動（離開地面前）的過程是籃球向下擠壓地面過程的逆過程，加速度變化特點是：向上（為負）減小，再向下（為正）增大。故選D。10.【答案】D【詳解】A．升降桿勻速率轉動，故轉動過程中的動能不變，A錯誤；B．轉動裝置對升降桿做功等于升降桿重力勢能變化1W=2B錯誤；v=rC．由線速度與角速度關系得M、N兩點線速度大小之比v:v=2:1MNC錯誤；D．向心加速度表達式a=n2r得M、N兩點向心加速度大小之比a:a=2:1MND正確。故選D。【答案】A【詳解】AB．兩球碰撞時的相互作用力相等，根據(jù)F=碰撞瞬間，大鋼球與小鋼球的加速度大小之比為a:a=m:m=1:51221A正確，B錯誤；C．由題意可知，碰撞后，兩球重心移動的距離之比為速度之比，即碰撞后，大鋼球和小鋼球的速度大小之比為1:2C錯誤；D．根據(jù)1E=mv2k2可知，碰撞后，大鋼球和小鋼球的動能不相等，D錯誤。故選A。12.【答案】D【詳解】礫石隨火車一起在水平方向上做勻加速直線運動，加速度大小與火車相同，對礫石列牛頓第二定律，則所受合力為合==對礫石受力分析，礫石受到重力mg和其它礫石對它的總作用力F，如圖：由圖可知F1tan==k合故選D。13.【答案】C【詳解】A．運動員加速下滑的過程中，動能增大，機械能減小，由圖像可知，運動員的機械能減小60J，A正確；D．運動員克服阻力做功等于機械能的減少量，則E=fx得E60f==N=60Nx1.0D正確；BC．運動員下滑到底端的動能為1E==240J2k2又得mgsin30?f=ma=2axv2m=60kg，a=4m/s2B正確，C錯誤。本題選擇不正確的，故選C。14.【答案】BV2【詳解】表達式X=中，角速度單位為s-1，V的單位m3，G的單位是N?m2kg-2，根據(jù)牛頓第二G定律可知1N=1kg??s故X的單位為(s)22m3(s)2m3==kgkgkgms?2m2kgNmkg是質量的單位，可知即X表示的是質量。故選B第二部分本部分共6題，共58分。(C?)h2115.【答案】①.交流②.反比③.mA.B8T2）[1]實驗時打點計時器應接交流電源。[2]由圖像可知，小車的加速度a與小車的質量的倒數(shù)成正比，即加速度與質量成反比。（2）[3][4]根據(jù)平均速度可以表示中間時刻的瞬時速度，求得重物在B點的速度為C?hTAvB=重物動能的增加量(C?)h2118==k?2B0mA2T2重力勢能的減少量Ep=BdddmA(m+m)AB16.【答案】①.CD##DC.③.④.⑤.不正確⑥.見解析T1T12）[1]在驗證碰撞過程中的動量守恒定律時，對兩個物體碰撞前后的速度沒有要求，可以都是運動的，也可以其中一個是靜止的，還可以兩滑塊從原來靜止到相互分開；同時對碰撞后的速度也沒有要求，可以碰后粘在一起，也可以碰撞后分開。故選CD。（2）[2]碰前滑塊A的速度為d1=T1[3][4]碰后碰后粘合成一體通過光電門2時的速度為d2=2兩滑塊在碰撞前的總動量為兩滑塊在碰撞后的總動量為dp=mv=mA1A1T1dp=(m+m)v=(m+m)2AB2AB2dmA則判斷兩滑塊在此次碰撞過程中動量是否不變，需要比較兩滑塊在碰撞前的總動量與碰撞后的總動T1d(m+m)量是否相等。AB2（3）[5][6]該同學的判斷不正確，因為他在計算碰后滑塊A與滑塊B系統(tǒng)的末動量時未考慮動量的矢量性；考慮碰后滑塊A反向運動，則碰后滑塊A與滑塊B系統(tǒng)的末動量為=?+=?mvBv0.017kgm/s0.118kgm/sm/sB+=pAA可知在誤差允許的范圍內，可認為滑塊A與滑塊B碰撞過程系統(tǒng)的動量保持不變。=）F=9）F=mg2