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北京市通州区2023-2024学年高三上学期期中考试物理试题（Word版附解析）
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这是一份北京市通州区2023-2024学年高三上学期期中考试物理试题（Word版附解析），文件包含北京市通州区2023-2024学年高三上学期期中质量检测物理试题Word版含解析docx、北京市通州区2023-2024学年高三上学期期中质量检测物理试题Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。
本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。
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. 我国古代《墨经》一书中记载了利用斜面提升重物的方法，这一方法在现代生活中仍然被广泛应用。如图所示，装载货物时，常会在卡车车尾处斜搭一块木板（粗糙程度一致），工人施加一平行于木板的推力将货物沿木板推入车厢，下列说法正确的是（ ）
A. 货物只受重力和推力
B. 木板对货物的支持力竖直向上
C. 货物所受的摩擦力保持不变
D. 货物对木板的压力大于木板对货物的支持力
2. 某走时准确的时钟，如图所示，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比为1.5∶1。下列说法正确的是（ ）
A. 分针与时针的角速度之比为1∶1
B. 分针与时针的角速度之比为1∶1.5
C. 分针针尖与时针针尖的线速度大小之比为1∶1
D. 分针针尖与时针针尖的线速度大小之比为18∶1
3. 高铁沿水平轨道减速进站过程中，乘客对高铁（ ）
A. 做正功B. 做负功C. 不做功D. 无法确定
4. 探测器绕火星做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则（ ）
A. 探测器的线速度变小
B. 探测器的角速度变小
C. 轨道半径变大
D. 探测器受到的向心力变大
5. 如图所示，是一个弹簧振子的振动图像，则该小球位移随时间变化的关系式为（ ）
A. B.
C. D.
6. 某单摆在地球上做振幅为A的简谐运动时，周期为T。若将该单摆放到重力加速度为地球表面的星球表面做振幅为的简谐运动时，其周期为（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示，一汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统，系统以50Hz的频率监视前方的交通状况。当车速v≤10m/s且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽车避免与障碍物相撞。在上述条件下，若该车在某种路况下的“全力自动刹车”的加速度为4m/s2，则该车应设计的安全距离最接近（ ）
A. 5mB. 12.5mC. 20mD. 25m
8. 足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点。如图所示，两次射门，足球分别斜向上打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点。已知两次球被踢出时的速度大小相等，不计空气阻力，则足球（ ）
A. 到达a、b的位移相同B. 到达a、b的速度相同
C. 到达a、b的动能相同D. 到达a、b的动量相同
9. 如图所示，篮球从某一高度自由落下，与地面反复碰撞，最后停止在地面上。空气阻力不计，下列图像能大致反映该过程篮球的加速度随时间变化的是（ ）
A. B.
C. D.
10. 如图所示，M、N分别为自动升降杆上的端点和中点，已知升降杆的质量为m，长度为L，重力加速度为g，杆绕O点从水平位置匀速率转至竖直位置的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 升降杆的动能增加mgL
B. 转动装置对升降杆做功mgL
C. M、N两点线速度大小之比
D. M、N两点向心加速度大小之比
11. 在2023年9月21日的“天宫课堂”中，航天员演示了“动量守恒实验”，实验装置如图所示。在某次演示实验中，小钢球球心与大钢球球心在同一水平线上，小钢球以初速度v0沿水平方向从右向左撞击静止的大钢球。碰撞后，当大钢球球心向左运动约8cm时，小钢球球心向右运动了约16cm。已知大钢球质量m1=500g，小钢球质量m2=100g。下列说法正确的是（ ）
A. 碰撞瞬间，大钢球与小钢球的加速度大小之比为1∶5
B. 碰撞瞬间，大钢球与小钢球的加速度大小相等
C. 碰撞后，大钢球和小钢球的速度大小总是相等
D. 碰撞后，大钢球和小钢球的动能总是相等
12. 有一列满载的火车，以一定的初速度在水平轨道上做匀加速直线运动，它的加速度大小为kg（k<1），g为重力加速度，则装满砾石的某节车厢中，位于中间位置的一个质量为m的砾石受到的周围其它砾石对它作用力的合力方向（ ）
A 竖直向上
B. 与初速度方向相同
C. 与初速度方向夹角为，
D. 与初速度方向夹角为，
13. 现有一质量为m的滑雪运动员从一定高度的斜坡自由下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力恒定，斜面倾角为30°，运动员滑至坡底的过程中，其机械能和动能随下滑距离x变化的图像如图所示。重力加速度g取10m/s2。以下说法不正确的是（ ）
A. 运动员机械能减少60J
B. 运动员的质量为60kg
C. 运动员下滑时加速度的大小为5m/s2
D. 运动员下滑过程中受到阻力为60N
14. 某物理量X的表达式为，其中是角速度，V是体积，G是万有引力常量，据此可以判断X是（ ）
A. 密度B. 质量C. 周期D. 线速度
第二部分
本部分共6题，共58分。
15. 利用打点计时器可以完成很多实验。
（1）某同学利用控制变量法探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图1所示。实验时打点计时器应接________（选填“直流”或“交流”）电源。在探究加速度a与质量m的关系时，他正确操作实验和处理纸带上的数据，得到如图2所示的图像。由图像可知，小车的加速度a与小车的质量m成________（选填“正比”或“反比”）。
（2）某同学利用如图3所示的装置验证机械能守恒定律。某次实验中，得到如图4所示的一条点迹清晰的纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，相邻两点间的时间间隔为T，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知重物的质量为m，重力加速度为g。在打下O点到打下B点的过程中，重物动能的增加量ΔEk=________，其重力势能的减少量ΔEp=________。
16. 某同学用如图所示的装置做“探究碰撞中的不变量”实验。
（1）关于滑块A、B的碰撞，下列说法正确的是________（选填选项前字母）。
A．两个滑块碰撞前必须有一个静止
B．两个滑块碰撞后必须结合在一起
C．两个滑块碰撞后可结合在一起，也可分开
D．两滑块可以从整体静止到相互弹开
（2）已知滑块A的质量为mA，滑块B的质量为mB，遮光条的宽度均为d。实验中，滑块A从左向右通过光电门1后与静止的滑块B碰撞，碰后粘合成一体通过光电门2，遮光条A先后通过光电门1、2所对应的时间分别为T1、T2，则碰前滑块A的速度为________，判断两滑块在此次碰撞过程中动量是否不变，需要比较两滑块在碰撞前的总动量________与碰撞后的总动量________是否相等。（用题目中所给物理量字母表示）
（3）另一次实验中，测得滑块A的质量为122.0g，滑块B的质量为222.0g。滑块A从左向右通过光电门1后与静止的滑块B（不带粘扣）碰撞，碰后，滑块A与滑块B弹开，滑块B从左向右通过光电门2，滑块A从右向左通过光电门1。该同学将此实验测量数据进行处理并填入表格。
该同学由此判断滑块A与滑块B碰撞过程系统的动量改变。你认为该同学的判断是否正确？________如果他判断的不正确，错误的原因是什么？___________
17. 游乐场中过山车部分组成可抽象为图示模型：弧形轨道下端与半径为R的竖直圆轨道平滑相接，B点和C点分别为圆轨道的最低点和最高点，B点和D点在同一水平轨道上。质量为m的小物块（可视为质点）从弧形轨道上距B点高4R的A点静止释放，先后经过B点、C点和D点，而后沿轨道继续运动。忽略一切摩擦，重力加速度为g。求：
（1）小物块通过B点时的速度大小vB；
（2）小物块通过B点时，轨道对小物块作用力大小FB；
（3）小物块通过D点时，轨道对小物块作用力的大小FD。
18. 某物理学习小组设计了一个测量风速的装置，其原理如图所示。用一根不可伸长的细线，悬挂一个质量为m的小球，风沿水平方向吹来时，细线偏离竖直方向。风速越大，细线与竖直方向的夹角越大，根据夹角的大小可以指示出风速的大小。已知当风速为v0时，细线与竖直方向的夹角为θ0，重力加速度为g。完成以下问题：
（1）画出小球的受力示意图；
（2）求当风速为v0时，风对小球作用力的大小F0；
（3）若风对小球作用力的大小与风速的平方成正比，即，推导风速v跟细线与竖直方向夹角θ之间的关系。
19. 未来中国宇航员登陆月球表面，其任务之一是测量出月球表面的重力加速度，从而计算一下月球的质量。测量方案之一就是通过单摆测月球表面重力加速度。目前实验舱中有以下设备：摆球（直径约1cm）、刻度尺（量程30cm）、轻细线（1m左右无弹性）、停表和足够高的固定支架。宇航员设计了如下实验步骤：
①如图所示，将系好细线的摆球上端固定于O点；
②将摆球拉开一个小的角度，然后由静止释放；
③从摆球摆到最低点开始计时，测出n次全振动的总时间t1；
④缩短细线长度，重复②、③步骤，测出n次全振动的总时间t2；
完成以下问题：
（1）若细线缩短的长度为ΔL（ΔL小于刻度尺量程），请用t1、t2以及ΔL写出重力加速度g的表达式；
（2）已知月球的半径为R、万有引力常量G，请结合（1）中g的表达式写出月球质量M的表达式。
20. 某设计团队给一生态公园设计人造瀑布景观。如景观侧面示意图所示，人造瀑布景观由供水装置和瀑布景观两部分组成。一水泵将水池中的水抽到高处，作为瀑布上游水源；龙头喷出的水流入高处的水平槽道内，然后从槽道的另一端水平流出，恰好落入步道边的水池中，形成瀑布景观。在实际瀑布景观中，水池的水面距离地面为H（不会随着水被抽走而改变水位），龙头离地面高为h，龙头喷水管的半径为r，龙头喷出的水从管口处以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出。若不接水平槽道，龙头喷出的水直接落地（如图中虚线所示），其落地的位置到龙头管口的水平距离为d=2h。已知水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力。完成以下问题：
（1）求单位时间内从龙头管口流出的水的质量m0；
（2）不计额外功损失，求水泵输出的功率P。
（3）在施工前，先制作一个为实际尺寸的瀑布景观模型展示效果，求模型中槽道里的水流速度应为实际水流速度的多少倍？
0
0.836
0531
0.138
0.102
0.118
0.017
0.102
0.135
本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。
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. 我国古代《墨经》一书中记载了利用斜面提升重物的方法，这一方法在现代生活中仍然被广泛应用。如图所示，装载货物时，常会在卡车车尾处斜搭一块木板（粗糙程度一致），工人施加一平行于木板的推力将货物沿木板推入车厢，下列说法正确的是（ ）
A. 货物只受重力和推力
B. 木板对货物的支持力竖直向上
C. 货物所受的摩擦力保持不变
D. 货物对木板的压力大于木板对货物的支持力
2. 某走时准确的时钟，如图所示，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比为1.5∶1。下列说法正确的是（ ）
A. 分针与时针的角速度之比为1∶1
B. 分针与时针的角速度之比为1∶1.5
C. 分针针尖与时针针尖的线速度大小之比为1∶1
D. 分针针尖与时针针尖的线速度大小之比为18∶1
3. 高铁沿水平轨道减速进站过程中，乘客对高铁（ ）
A. 做正功B. 做负功C. 不做功D. 无法确定
4. 探测器绕火星做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则（ ）
A. 探测器的线速度变小
B. 探测器的角速度变小
C. 轨道半径变大
D. 探测器受到的向心力变大
5. 如图所示，是一个弹簧振子的振动图像，则该小球位移随时间变化的关系式为（ ）
A. B.
C. D.
6. 某单摆在地球上做振幅为A的简谐运动时，周期为T。若将该单摆放到重力加速度为地球表面的星球表面做振幅为的简谐运动时，其周期为（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示，一汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统，系统以50Hz的频率监视前方的交通状况。当车速v≤10m/s且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽车避免与障碍物相撞。在上述条件下，若该车在某种路况下的“全力自动刹车”的加速度为4m/s2，则该车应设计的安全距离最接近（ ）
A. 5mB. 12.5mC. 20mD. 25m
8. 足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点。如图所示，两次射门，足球分别斜向上打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点。已知两次球被踢出时的速度大小相等，不计空气阻力，则足球（ ）
A. 到达a、b的位移相同B. 到达a、b的速度相同
C. 到达a、b的动能相同D. 到达a、b的动量相同
9. 如图所示，篮球从某一高度自由落下，与地面反复碰撞，最后停止在地面上。空气阻力不计，下列图像能大致反映该过程篮球的加速度随时间变化的是（ ）
A. B.
C. D.
10. 如图所示，M、N分别为自动升降杆上的端点和中点，已知升降杆的质量为m，长度为L，重力加速度为g，杆绕O点从水平位置匀速率转至竖直位置的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 升降杆的动能增加mgL
B. 转动装置对升降杆做功mgL
C. M、N两点线速度大小之比
D. M、N两点向心加速度大小之比
11. 在2023年9月21日的“天宫课堂”中，航天员演示了“动量守恒实验”，实验装置如图所示。在某次演示实验中，小钢球球心与大钢球球心在同一水平线上，小钢球以初速度v0沿水平方向从右向左撞击静止的大钢球。碰撞后，当大钢球球心向左运动约8cm时，小钢球球心向右运动了约16cm。已知大钢球质量m1=500g，小钢球质量m2=100g。下列说法正确的是（ ）
A. 碰撞瞬间，大钢球与小钢球的加速度大小之比为1∶5
B. 碰撞瞬间，大钢球与小钢球的加速度大小相等
C. 碰撞后，大钢球和小钢球的速度大小总是相等
D. 碰撞后，大钢球和小钢球的动能总是相等
12. 有一列满载的火车，以一定的初速度在水平轨道上做匀加速直线运动，它的加速度大小为kg（k<1），g为重力加速度，则装满砾石的某节车厢中，位于中间位置的一个质量为m的砾石受到的周围其它砾石对它作用力的合力方向（ ）
A 竖直向上
B. 与初速度方向相同
C. 与初速度方向夹角为，
D. 与初速度方向夹角为，
13. 现有一质量为m的滑雪运动员从一定高度的斜坡自由下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力恒定，斜面倾角为30°，运动员滑至坡底的过程中，其机械能和动能随下滑距离x变化的图像如图所示。重力加速度g取10m/s2。以下说法不正确的是（ ）
A. 运动员机械能减少60J
B. 运动员的质量为60kg
C. 运动员下滑时加速度的大小为5m/s2
D. 运动员下滑过程中受到阻力为60N
14. 某物理量X的表达式为，其中是角速度，V是体积，G是万有引力常量，据此可以判断X是（ ）
A. 密度B. 质量C. 周期D. 线速度
第二部分
本部分共6题，共58分。
15. 利用打点计时器可以完成很多实验。
（1）某同学利用控制变量法探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图1所示。实验时打点计时器应接________（选填“直流”或“交流”）电源。在探究加速度a与质量m的关系时，他正确操作实验和处理纸带上的数据，得到如图2所示的图像。由图像可知，小车的加速度a与小车的质量m成________（选填“正比”或“反比”）。
（2）某同学利用如图3所示的装置验证机械能守恒定律。某次实验中，得到如图4所示的一条点迹清晰的纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，相邻两点间的时间间隔为T，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知重物的质量为m，重力加速度为g。在打下O点到打下B点的过程中，重物动能的增加量ΔEk=________，其重力势能的减少量ΔEp=________。
16. 某同学用如图所示的装置做“探究碰撞中的不变量”实验。
（1）关于滑块A、B的碰撞，下列说法正确的是________（选填选项前字母）。
A．两个滑块碰撞前必须有一个静止
B．两个滑块碰撞后必须结合在一起
C．两个滑块碰撞后可结合在一起，也可分开
D．两滑块可以从整体静止到相互弹开
（2）已知滑块A的质量为mA，滑块B的质量为mB，遮光条的宽度均为d。实验中，滑块A从左向右通过光电门1后与静止的滑块B碰撞，碰后粘合成一体通过光电门2，遮光条A先后通过光电门1、2所对应的时间分别为T1、T2，则碰前滑块A的速度为________，判断两滑块在此次碰撞过程中动量是否不变，需要比较两滑块在碰撞前的总动量________与碰撞后的总动量________是否相等。（用题目中所给物理量字母表示）
（3）另一次实验中，测得滑块A的质量为122.0g，滑块B的质量为222.0g。滑块A从左向右通过光电门1后与静止的滑块B（不带粘扣）碰撞，碰后，滑块A与滑块B弹开，滑块B从左向右通过光电门2，滑块A从右向左通过光电门1。该同学将此实验测量数据进行处理并填入表格。
该同学由此判断滑块A与滑块B碰撞过程系统的动量改变。你认为该同学的判断是否正确？________如果他判断的不正确，错误的原因是什么？___________
17. 游乐场中过山车部分组成可抽象为图示模型：弧形轨道下端与半径为R的竖直圆轨道平滑相接，B点和C点分别为圆轨道的最低点和最高点，B点和D点在同一水平轨道上。质量为m的小物块（可视为质点）从弧形轨道上距B点高4R的A点静止释放，先后经过B点、C点和D点，而后沿轨道继续运动。忽略一切摩擦，重力加速度为g。求：
（1）小物块通过B点时的速度大小vB；
（2）小物块通过B点时，轨道对小物块作用力大小FB；
（3）小物块通过D点时，轨道对小物块作用力的大小FD。
18. 某物理学习小组设计了一个测量风速的装置，其原理如图所示。用一根不可伸长的细线，悬挂一个质量为m的小球，风沿水平方向吹来时，细线偏离竖直方向。风速越大，细线与竖直方向的夹角越大，根据夹角的大小可以指示出风速的大小。已知当风速为v0时，细线与竖直方向的夹角为θ0，重力加速度为g。完成以下问题：
（1）画出小球的受力示意图；
（2）求当风速为v0时，风对小球作用力的大小F0；
（3）若风对小球作用力的大小与风速的平方成正比，即，推导风速v跟细线与竖直方向夹角θ之间的关系。
19. 未来中国宇航员登陆月球表面，其任务之一是测量出月球表面的重力加速度，从而计算一下月球的质量。测量方案之一就是通过单摆测月球表面重力加速度。目前实验舱中有以下设备：摆球（直径约1cm）、刻度尺（量程30cm）、轻细线（1m左右无弹性）、停表和足够高的固定支架。宇航员设计了如下实验步骤：
①如图所示，将系好细线的摆球上端固定于O点；
②将摆球拉开一个小的角度，然后由静止释放；
③从摆球摆到最低点开始计时，测出n次全振动的总时间t1；
④缩短细线长度，重复②、③步骤，测出n次全振动的总时间t2；
完成以下问题：
（1）若细线缩短的长度为ΔL（ΔL小于刻度尺量程），请用t1、t2以及ΔL写出重力加速度g的表达式；
（2）已知月球的半径为R、万有引力常量G，请结合（1）中g的表达式写出月球质量M的表达式。
20. 某设计团队给一生态公园设计人造瀑布景观。如景观侧面示意图所示，人造瀑布景观由供水装置和瀑布景观两部分组成。一水泵将水池中的水抽到高处，作为瀑布上游水源；龙头喷出的水流入高处的水平槽道内，然后从槽道的另一端水平流出，恰好落入步道边的水池中，形成瀑布景观。在实际瀑布景观中，水池的水面距离地面为H（不会随着水被抽走而改变水位），龙头离地面高为h，龙头喷水管的半径为r，龙头喷出的水从管口处以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出。若不接水平槽道，龙头喷出的水直接落地（如图中虚线所示），其落地的位置到龙头管口的水平距离为d=2h。已知水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力。完成以下问题：
（1）求单位时间内从龙头管口流出的水的质量m0；
（2）不计额外功损失，求水泵输出的功率P。
（3）在施工前，先制作一个为实际尺寸的瀑布景观模型展示效果，求模型中槽道里的水流速度应为实际水流速度的多少倍？
0
0.836
0531
0.138
0.102
0.118
0.017
0.102
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