2023届清华大学物理高三上期中经典模拟试题（含解析）

1、2022-2023高三上物理期中模拟试卷注意事项1考生要认真填写考场号和座位序号。2试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、从倾角为的足够长的斜面上的A点，先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出第一次初速度为v1， 球落到斜面上的瞬时速度方向与斜面夹角为， 第二次初速度为v2， 球落到斜面上的瞬时速度方向与斜面夹角为， 若v1v2 ， 则（）AB

2、CD无法确定2、中国科学家近期利用“悟空”卫星获得了世界上最精确的高能电子宇宙射线能谱，有可能为暗物质的存在提供新证据已知“悟空”在低于同步卫星的圆轨道上运行，经过时间t(t小于其周期)，运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的弧度为，引力常量为G根据上述信息，下列说法中正确的是（）A“悟空”的线速度大于第一宇宙速度B“悟空”的加速度比地球同步卫星的小C“悟空”的环绕周期为D“悟空”的质量为3、根据所学知识，判断下列四个说法中正确是A物体的速度为零时，其加速度就一定为零B物体所受合外力冲量的方向与物体动量变化量的方向一定相同C合外力对物体做功为零时，物体的机械能就一定守恒D做圆周运动物体的向心力一

3、定等于物体所受的合外力4、如图所示，质量为的物体在水平拉力作用下，沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度大小为；若其他条件不变，仅将物体的质量减为原来的一半，物体运动的加速度大小为，则（ ）ABCD5、如图所示.在竖直放置间距为d的平行板电容器中，存在电场强度为E的匀强电场。有一质量为m，电荷量为+q的点电荷从两极板正中间处静止释放.重力加速度为g。则点电荷运动到负极板的过程，（ ）A加速度大小为a=qEm+gB所需的时间为t=dmqEC下降的高度为y=d2D电场力所做的功为W=Eqd6、在学校体育器材室里，篮球水平放在如图所示的球架上已知球架的宽度为0.15m，每个篮球的质量为0.4kg，直径

4、为0.25m，不计球与球架之间的摩擦，则每个篮球对球架一侧的压力大小为（重力加速度g=10m/s2）A4NB5NC2.5ND3N二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示为汽车的加速度和车速的倒数的关系图象若汽车质量为2103kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30 m/s，则（ ） A汽车所受阻力为2103NB汽车匀加速所需时间为5 sC汽车匀加速的加速度为3 m/s2D汽车在车速为5 m/s时，功率为6104W8、在光滑水平面上，一质量

5、为M，速度大小为v的P球与质量为3M静止的Q球碰撞后，P球的速度方向与碰撞前相反则碰撞后Q球的速度大小可能是（）A0.62v B0.45 v C0.31 v D0.38 v9、如图所示，物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起，A物体受水平向右的力F的作用，此时B匀速下降，A水平向左运动，可知 ( )A物体A做匀速运动BA做加速运动C物体A所受摩擦力逐渐减小D物体A所受绳子的拉力大小不变10、将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，从它开始运动到落回抛出点的过程中始终受到竖直向下的恒力F与大小不变的空气阻力f的作用，以小球的抛出点为坐标原点，以竖直向上为X轴的正方向，整个过程中它的速度平方随位置

6、坐标的变化的关系如图中的、所示，g=10m/s2 ,则以下说法正确的是（ ）Af=4NBF=4NC在小球上升过程中，它的加速度大小为16m/s2D在小球下降过程中，它的加速度大小为10m/s2三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11（6分）将力传感器连接到计算机上，不仅可以比较精确地测量力的大小，还能得到力随时间变化的关系图象。甲图中，某同学利用力的传感器测量小滑块在光滑半球形容器内的运动时对容器的压力来验证小滑块的机械能守恒，实验步骤如下：如图甲所示，将压力传感器M固定在小滑块的底部；让小滑块静止在光滑半圆形容器的最低点，从计算机中得到小滑

7、块对容器的压力随时间变化的关系图象如图乙所示；让小滑块沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的之间往复运动，、与竖直方向之间的夹角相等且都为（5）从计算机中得到小滑块对容器的压力随时间变化的关系图象如图丙所示。请回答以下问题：（1）小滑块的重量F0为_N。（2）为了验证小滑块在最高点A和最低点处的机械能是否相等，则_。A一定得测出小滑块的质量mB一定得测出OA与竖直方向的夹角C一定得知道当地重力加速度g的大小D只要知道图乙中的压力F0和图丙中的最小压力F1、最大压力F2的大小（3）若已经用实验测得了第（2）小问中所需测量的物理量，用R表示半圆形容器的半径，则小滑块从A点到最低点的过程中重力势能减

8、小_（用题中所给物理量的符号来表示），动能增加 _（用题中所给物理量的符号来表示），由测量的数据得到小滑块的机械能_（填“是”或“不”）守恒的。12（12分）物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点（1）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电

9、，根据纸带可求出小车的加速度为_m/s2（结果保留两位有效数字）（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有_（填入所选物理量前的字母）A木板的长度l B木板的质量m1C滑块的质量m2D托盘和砝码的总质量m3E.滑块运动的时间t（3）滑块与木板间的动摩擦因数=_（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13（10分）如图所示，从A点以某一水平速度v0抛出质量m=1kg的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入圆心角BOC=37的光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上

10、与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平已知长木板的质量M=4kg，A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m，物块与长木板之间的动摩擦因数1=0.7，长木板与地面间的动摩擦因数1=0.1，g=10m/s1sin37=0.6，cos37=0.8，求： （1）小物块在B点时的速度大小； （1）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力； （3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） 14（16分）如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部由一细管连通（忽略细管的容积）两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，活塞与气缸无

11、摩擦活塞的下方为理想气体，上方为真空当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h.（已知m13m，m22m） （1）在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为T0）； （2）在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到1.25T0，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）15（12分）如图所示为演示“过山车”原理的实验装置，该装置由两段倾斜直轨道与一圆轨道拼接组成，在圆轨道最低点处的两侧稍错开一段距离，并分别与左右两侧的直轨道平滑相连。某研学小组将这套装置固定在水平桌面上，然后在圆轨道最高

12、点A的内侧安装一个薄片式压力传感器（它不影响小球运动，在图中未画出）。将一个小球从左侧直轨道上的某处由静止释放，并测得释放处距离圆轨道最低点的竖直高度为h，记录小球通过最高点时对轨道（压力传感器）的压力大小为F。此后不断改变小球在左侧直轨道上释放位置，重复实验，经多次测量，得到了多组h和F，把这些数据标在F-h图中，并用一条直线拟合，结果如图所示。为了方便研究，研学小组把小球简化为质点，并忽略空气及轨道对小球运动的阻力，取重力加速度g=10m/s2。请根据该研学小组的简化模型和如图所示的F-h图分析：（1）当释放高度h=0.20m时，小球到达圆轨道最低点时的速度大小v；（2）圆轨道的半径R和小

13、球的质量m；（3）若两段倾斜直轨道都足够长，为使小球在运动过程中始终不脱离圆轨道，释放高度h应满足什么条件。参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】根据得：则落在斜面上时竖直方向上的分速度为：设速度与水平方向的夹角为，有：知落在斜面上时，速度与水平方向的夹角与初速度无关，则小球与水平方向的夹角相同，因为速度方向与斜面的夹角等于速度与水平方向的夹角减去斜面的倾角，所以有：A.与分析不符，故A错误；B.与分析不符，故B错误；C.与分析相符，故C正确；D.与分析不符，故D错误。2、C【解析】A根据可知，由于悟空”的

14、轨道半径大于地球半径，所以“悟空”的线速度小于第一宇宙速度，故A错误；B根据可知，由于“悟空”在低于同步卫星的圆轨道上，所以“悟空”的加速度比地球同步卫星的大，故B错误；C“悟空”的环绕的角速度，则“悟空”的环绕周期为，故C正确；D“悟空”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即：，联立解得，地球的质量为，不能求出“悟空”的质量，故D错误【点晴】已知“悟空”经过时间t（t小于太空电站运行的周期），它运动的弧长为s，它与地球中心连线扫过的角度为（弧度），根据线速度和角速度定义可求得太空站的线速度和角速度，然后根据v=r可求得轨道半径；根据万有引力提供向心力求求得地球的质量3、B【解析】A速度

15、是加速度的变化率，速度为零时，加速度不一定为零，如自由落体运动的初速度为零，但加速度不为零。故A错误。B根据动量定理，物体所受合外力冲量的方向与物体动量变化量的方向一定相同。故B正确。C在外力作用下物体向上匀速运动，合力做功为零，但机械能增加。故C错误。D做匀速圆周运动物体的向心力一定等于物体所受的合外力，做变速圆周运动的物体的合外力不一定等于向心力。故D错误。4、D【解析】对物体，由牛顿第二定律得：解得：故D正确，ABC错误。5、B【解析】点电荷受到重力、电场力，合力F=(Eq)2+(mg)2，根据牛顿第二定律有a=(Eq)2+(mg)2m，故A错误；根据运动独立性，水平方向点电荷的运动时间

16、为t，水平方向上的加速度ax=Eqm，根据位移公式可得：d2=12Eqmt2，解得：t=mdqE，故B正确；竖直方向做自由落体运动，下降高度h=12gt2=mgd2Eq，电荷运动的位移为d2，故电场力做功W=Eqd2，故D错误故选B【点睛】分析电荷的受力情况，根据牛顿第二定律可求得总的加速度；根据运动的独立性，分别对水平方向和竖直方向进行分析，根据水平方向上的匀加速直线运动规律可求得运动时间；再对竖直方向分析，从而求出对应的高度，根据功的公式可求得电场力所做的功6、C【解析】设每个篮球对球架一侧的压力大小为N，则球架对球的支持力的大小也是N，对球进行受力分析可知，球受重力和球架对球的支持力作用

17、，它们平衡，故球的受力情况如图所示因为球的直径为D=0.25m，球架的宽度为d=0.15m，故cos=0.8m；由力的平衡知识可知2Ncos=mg，故N=2.5N，故C正确二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AB【解析】设汽车的额定功率为P，由图知：汽车的最大速度为，此时汽车做匀速直线运动，有，有；代入得：当时，根据牛顿第二定律得：，代入得：由解得：，故A正确；匀加速直线运动的加速度为：，匀加速直线运动的末速度为：，匀加速直线运动的时间，故B正确，C错误；因为，所以汽

18、车速度为时，功率未达到额定功率，故选项D错误【点睛】从图线看出，开始图线与x轴平行，表示牵引力不变，牵引车先做匀加速直线运动，倾斜图线的斜率表示额定功率，即牵引车达到额定功率后，做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动8、BD【解析】PQ两球在水平方向上合外力为零，P球和Q球碰撞的过程中动量守恒，设PQ两球碰撞后的速度分别为V1、V2，选P原来的运动方向为正方向，由动量守恒定律有： mv=-mv1+3mv2假设碰后A球静止，即v1=0，可得：v2=v3 由题意知球A被反弹，所以球B的速度：v2v3PQ两球碰撞过程能量可能有损失，由能量关系有：12mv212mv12+123mv2

19、2由两式联立得：v2v2由两式可得：v3v2v2故应选：BD。9、BCD【解析】ABB匀速下降，A沿水平面向左做运动，如图1，设绳子与水平方向的夹角为，则有A水平向左运动过程中，夹角增大，所以A的速度增大，即A物体做加速运动，故A错误，B正确；CD因为B匀速下降，所以B受力平衡，B所受绳拉力 A受斜向上的拉力等于B的重力，在图2中把拉力分解成竖着方向的F2和水平方向F1，在竖直方向上，有绳子与水平方向的夹角增大，所以有F2增大，支持力N减小，所以摩擦力减小，故CD正确。10、AC【解析】由图象结合公式可知：， ，故C正确，D错误；根据牛顿第二定律可知：，由以上两式解得：F=12N，f=4N，故

20、A正确，B错误三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、1.00N D 是 【解析】(1)1由于重力加速度未知，则有小铁球静止时，绳子的拉力F0，可知，小球的重力为：(2)2小球在最低点，由牛顿第二定律，则有小球在最低点的动能为从A到最低点，物体的重力势能减少量等于重力做的功即另有对A点受力分析得从A到最低点的过程中，重力势能减少量等于动能增加量，即为联立化简得故选D。(3)3小滑块从A点到最低点的过程中重力势能减小等于重力做功，结合（2）的分析可知，即4增加的动能5重力势能减小增加的动能所以机械能守恒。12、 (1)0.495 m/s20.

21、497 m/s2（2分） (2)CD（2分） （2分）【解析】(1)每相邻两计数点间还有4个点，说明相邻计数点间的时间间隔为，由逐差法可得：；(2)以系统为研究对象，由牛顿第二定律得： 滑动摩擦力：解得： 要测得动摩擦因数，需要测出滑块的质量与托盘和砝码的总质量，故选CD(3)由(2)分析可知，滑块与板间的动摩擦因数为：四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、 (1) 5m/s (1) 47.3N （3）1m【解析】(1) 设小物块做平抛运动的时间为t，则有： 设小物块到达B点时竖直分速度为vy：vy=gt由以上两式解得：vy=3m/s由题意，速度方向与水平面的夹角为37，解得v0=4m/s则小物块运动到B点时的速度(1) 设小物块到达C点时速度为v1，从B至C点，由动能定理得设C点受到的支持力为FN，则有由几何关系得由上式可得R=0.75m， 根据牛顿第三定律