北京市清华大学附中2027届物理高三第一学期期中监测试题含解析

北京市清华大学附中2027届物理高三第一学期期中监测试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、一斜面置于粗糙水平面上，足够长的斜面上一物块沿斜面匀速下滑。如图所示，物块下滑过程中，先后对物块单独施加三个方向的外力，沿斜面向下的外力F1，竖直向下的外力F2，垂直斜面向下的外力F3，各力单独施加过程中，物块继续运动，则下列说法中正确的是（）A．对物块单独施加外力F1时，地面对斜面的摩擦力水平向右B．对物块单独施加外力F1时，斜面与地面之间的摩擦力为零C．对物块单独施加外力F2时，物块将加速向下运动D．对物块单独施加外力F3时，地面对斜面的摩擦力水平向左2、质量为4kg的物体，原来以的速度做匀速直线运动，现受到跟运动方向相同的冲量的作用，历时5s，物体的动量大小变为A． B． C． D．3、电梯天花板上固定一弹簧测力计，测力计下挂一重物。电梯静止时，测力计读数为50N。若电梯向下运动时，测力计读数恒为55N，则电梯做A．匀速运动 B．匀加速运动 C．匀减速运动 D．变加速运动4、如图所示，质量为m的物体用细绳子牵引着在光滑的水平面上作匀速圆周运动，O为一光滑的孔，当拉力为F时，转动半径为R；当拉力增大到6F时，物体仍作匀速圆周运动，此时转动半径为在此过程中，拉力对物体做的功为A． B． C． D．5、超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四颗小铁珠（其余两颗未画出），工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁死防盗扣．当用强磁场吸引防资扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开，已知锥形金属筒底部的圆锥顶角刚好是90°，弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力F，小铁珠锁死防盗扣，每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为（不计摩擦以及小铁珠的重力）A．F B．F C．F D．F6、一列火车由车头和9节相同车箱组成．当该列火车在铁路上加速行驶时，正中间的一节车箱的前端受到的拉力为，后端受到的拉力为，则与之比为A．2：3 B．3：2 C．4：5 D．5：4二、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、如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端（不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，，）。则（）A．动摩擦因数B．载人滑草车最大速度为C．载人滑草车克服摩擦力做功为mghD．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为8、如图所示，ABC是一条长轨道，其中AB段是倾角为θ的斜面，BC段是水平的，一质量为m的小滑块（可视为质点）从A点由静止滑下，最后停在C点．已知滑块与轨道间的动摩擦因数为μ，在B点两轨道平滑连接，滑块改变方向时无能量损失．现用一沿着轨道方向的力拉滑块，使它缓缓地由C点回到A点，则拉力对滑块做的功等于：（）A．mgh B．2mghC． D．9、两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球，其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍，它们间的库仑力大小是F，现将两球接触后再放回原处，它们间库仑力的大小可能是（）A． B． C． D．10、质量为的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿粗糙水平面做直线运动内F与运动方向相反，内F与运动方向相同，物体的图象如图，取，则A．拉力F的大小为100NB．物体在4s时拉力的瞬时功率为120WC．4s内拉力所做的功为-480JD．4s内物体克服摩擦力做的功为480J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）为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量相差比较大的小球，按下述步骤做了实验：①用天平测出两小球的质量(分别为m1和m2，且m1>m2)．②按图示安装好实验器材，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端．③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．④将小球m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球m1和m2在斜面上的落点位置．⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF.根据该同学的实验，回答下列问题：(1)在不放小球m2时，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，m1的落点在图中的________点，把小球m2放在斜槽末端边缘处，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的________点．(2)若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计空气阻力，则下列表达式中正确的有________．A．m1LF＝m1LD＋m2LEB．C．m1LE＝m1LD＋m2LFD．LE＝LF－LD12．（12分）某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)，如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.请完成对该物体质量的测量：(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使调节范围尽可能大，在虚线框中画出完整的测量电路图．(2)简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m.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，用长l=0.5m的细线悬挂质量M=990g的木块，静止悬挂在天花板上的O点。一颗质量m=10g的子弹以水平速度v0=200m/s射入木块，瞬间留在木块中，接着和木块共同上摆。取g=10m/s2。求：（1）子弹射入木块后瞬间它们共同速度的大小v：（2）子弹射入木块后瞬间，细线施加的拉力大小T；（3）木块向右摆动的最大摆角θ。14．（16分）如图所示，传送带与地面的夹角θ＝37°，A、B两端间距L＝16m，传送带以速度v＝10m/s，沿顺时针方向运动，物体m＝1kg，无初速度地放置于A端，它与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，试求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)物体由A端运动到B端的时间；(2)系统因摩擦产生的热量。15．（12分）如图所示，一对平行金属板M、N长为L，相距为d，O1O2为中轴线。当两板间加电压UMN=U0时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场。某种带负电的粒子从O1点以速度v0沿O1O2方向射入电场，粒子恰好打在上极板M的中点，粒子重力忽略不计。(1)求带电粒子的比荷qm(2)若M、N间加如图乙所示的交变电压，其周期T=Lv0，从t=0开始，前T3内UMN=2U，后2T3内UMN=-U，大量的上述粒子仍然以初速度v0沿O1(3)同(2)，求所有粒子在运动过程偏离中轴线最远距离的最大值Y与最小值y的比值.

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、B【解析】

AB．在没有施加外力时，物块匀速下滑，将物块和整体视为研究对象，则整体加速度为零，水平方向没有受到地面的摩擦力。对物块单独施加外力F1时，隔离斜面进行分析可知，物块对斜面的摩擦力和压力并没有发生变化，地面对斜面的仍然没有摩擦力作用，故A错误，B正确；C．设斜面与水平面的夹角为，物块质量为，在没有施加外力时，物块匀速下滑，受力平衡，物体受到重力、支持力和摩擦力作用，有平衡条件得解得得对物体施加一个竖直向下的恒力时，物块受到的滑动摩擦力大小为重力和沿斜面向下的分力大小为则可知则物块受力任平衡，所以处于匀速下滑状态，故C错误；D．对物块单独施加外力F3时，物块对斜面的沿斜面向下的摩擦力为物块对斜面的压力为两力在水平方向的分力分别为因则有物块对斜面在水平方向的合力为零，故地面对斜面水平方向没有摩擦力，故D错误。故选B。2、C【解析】

根据动量定理合外力对物体的冲量等于物体动量的变化量即可求解.【详解】根据动量定理得：，，故C正确，ABD错误。本题主要考查了动量定理的直接应用。3、C【解析】

电梯静止时，测力计读数为50N，则：若电梯向下运动时，测力计读数恒为55N，对物体应用牛顿第二定律得：代入数据解得：，方向向上，所以电梯是向下做匀减速运动。A.匀速运动，与分析不符，故A项错误；B.匀加速运动，与分析不符，故B项错误；C.匀减速运动，与分析相符，故C项正确；D.变加速运动，与分析不符，故D项错误。4、A【解析】

物体在光滑水平面上做匀速圆周运动，由绳子的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律分别求出两种拉力情况下物体的速度，再根据动能定理求出外力对物体所做的功。【详解】设当绳的拉力为F时，小球做匀速圆周运动的线速度为，则有：，当绳的拉力增大到6F时，小球做匀速圆周运动的线速度设为，则有：，在绳的拉力由F增大到6F的过程中，根据动能定理得：。所以绳的拉力所做功的大小为，故A正确，BCD错误。本题是向心力与动能定理的综合应用，它们之间的纽带是速度，要明确动能定理是求功的基本方法之一．5、C【解析】

以一个铁珠为研究对象，将力F按照作用效果分解如图所示：由几何关系可得小铁球对钉柱产生的侧向压力为：．故选C．6、D【解析】

设每节车箱受到的阻力为，每节车箱的质量为m，以后四节为研究对象，根据牛顿第二定律可得，以后五节为研究对象，根据牛顿第二定律可得，则有，故D正确，A、B、C错误；故选D．关键是研究对象的选取，根据牛顿第二定律列式求解．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、BD【解析】

A．对整个过程，由动能定理得解得故A错误；

B．滑草车通过第一段滑道末端时速度最大，设为v，由动能定理得解得故B正确；

C．对整个过程，由动能定理得2mgh-Wf=0解得载人滑草车克服摩擦力做功为Wf=2mgh故C错误；

D．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为故D正确。

故选BD。8、BD【解析】

物体由A点下落至C点，设克服摩擦力做功为WAC，由动能定理：mgh-WAC=0，即：WAC=mgh，①由于缓缓推，说明动能变化量为零，设克服摩擦力做功为WCA，由动能定理，当物体从C点被推回A点有：WF-mgh-WCA=0

②根据W=FLcosα可得由A点下落至C，摩擦力做得功为：③从D→A的过程摩擦力做功为：④③④联立得：WAC=WCA⑤①②③联立得：

；故A，C错误，B，D正确.故选BD.本题重点是抓住来回两个过程摩擦力做功相等，理解缓缓推的意义，对来和会两个过程应用动能定理即可求解．9、BD【解析】

若两电荷同性，设一个球的带电量为Q，则另一个球的带电量为5Q，此时.若两电荷同性，接触后再分开，带电量各为3Q，则两球的库仑力大小.若两电荷异性，接触后再分开，两球电量的绝对值为2Q，此时两球的库仑力故BD正确，AC错误。故选BD.10、BCD【解析】

0～2s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为：，根据牛顿第二定律有：，匀加速过程加速度大小为：，根据牛顿第二定律有：，联立解得：，故A错误；物体在4s时拉力的瞬时功率为：，故B正确；4s内物体通过的位移为，，拉力做功为：，故C正确；4s内物体通过的路程为，4s内物体克服摩擦力做的功为：，故D正确．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、EDC【解析】

(1)[1][2]小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，m1的落点在图中的E点，小球m1和小球m2相撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后m1球的落地点是D点，m2球的落地点是F点．(2)[3]设斜面倾角为θ，小球落点到B点的距离为L，小球从B点抛出时速度为v，则竖直方向有Lsinθ＝gt2，水平方向有Lcosθ＝vt，解得v＝＝＝所以v∝，由题意分析得，只要满足m1v1＝m2v2＋m1v′1，把速度v代入整理得：说明两球碰撞过程中动量守恒；若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失，则要满足关系式：整理得m1LE＝m1LD＋m2LF，故C正确．ABD错误。12、(1)(2)；【解析】

力电转换器虽然是一个全新的仪器，但它与其他所有的测量仪器一样，要有一个“调零”的过程．仔细审题，题目中有很多重要的暗示，挖掘这些信息即是我们解决问题的关键．“测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U”“该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)”，所以输出电压U＝kmg，题目要求“力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大”，这就暗示我们滑动变阻器必须使用分压式，有了设计电路才可以进行测量步骤；(1)设计电路如图所示．(2)测量步骤如下：①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；②将质量为m0的砝码放在转换器的受压面上，记下输出电压U0；③将待测物体放在转换器的受压面上，记下输出电压U1；④因为U0＝km0g、U1＝kmg，所以可求四、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）2m/s,（2）18N（3）53°（或cosθ=0.6）【解析】

（1）子弹射入木块过程中，子弹与木块系统水平方向不受外力，系统动量守恒，有mv0=（m+M）v解得v=2m/s（2）子弹射入木块后瞬间，重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有T−（M+m）g=（M+m）v解得T=18N即子弹射穿木块后的瞬间，木块所受细绳的拉力T为18N.（3）子弹射入木块后，木块受重力和拉力，只有重力做功，机械能守恒，有1解得cosθ=0.6，θ=53°（1）子弹射入木块过程中，子弹与木块系统水平方向不受外力，系统动量守恒，根据动量守恒定律列式求解即可；（2）子弹射入木块后瞬间，重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解即可．（3）子弹射入木块后，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒列式求解。14、(1)2s(2)24J【解析】

(1)物体刚放上传送带时