2023北京通州区高三（上）期中-物理试题+答案
2023 北京通州高三（上）期中
物 理
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 1.51。下列说法正确的是
（ ）
A. 分针与时针的角速度之比为 11
B. 分针与时针的角速度之比为 11.5
C. 分针针尖与时针针尖的线速度大小之比为 11
D. 分针针尖与时针针尖的线速度大小之比为 181
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
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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. xt= 0.05sin0.5m() B. xt= 0.05sin4m()
C. xt= 5sin() 0.5 m D. xt= 0.05cos() 0.5 m
1
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
9
A
表面做振幅为 的简谐运动时，其周期为（ ）
4
T 3T
A. B. 3T C. D. 4T
3 2
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 v10m/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. 5m B. 12.5m C. 20m D. 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
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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 vvMN:1:1=
D. M、N 两点向心加速度大小之比 aaMN:2 :1=
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（ ）
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A. 碰撞瞬间，大钢球与小钢球的加速度大小之比为 15
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 ， tan = k
1
D. 与初速度方向夹角为 ， tan =
k
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的阻力为 60N
32V
14. 某物理量 X 的表达式为 X = ，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
4G
是（ ）
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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
1
上的数据，得到如图 2 所示的 a 图像。由图像可知，小车的加速度 a 与小车的质量 m 成________（选
m
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 Ek=________，其重力势能的减少量 Ep=________。
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
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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。
mvAA mvBB mvAA mmAABBv + v mAABB v m v+
1 1 1 1
vB /m s vA /m s vB /m s vA /m s
( )k g m /s
0 0.836 0.531 0.138 0.102 0.118 0.017 0.102 0.135
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的大小 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 0，重力加速度为 g。完
成以下问题：
（1）画出小球的受力示意图；
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（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 Fv 2 ，推导风速 v 跟细线与竖直方向夹角 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：
如图所示，将系好细线的摆球上端固定于 O 点；
将摆球拉开一个小的角度，然后由静止释放；
从摆球摆到最低点开始计时，测出 n 次全振动的总时间 t1；
缩短细线长度，重复、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 L（L 小于刻度尺量程），请用 t1、t2 以及 L 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 ，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）不计额外功的损失，求水泵输出的功率 P。
1
（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
16
际水流速度的多少倍？
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参考答案
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. 【答案】C
【详解】A．货物受重力、推力、支持力、摩擦力作用，故 A 错误；
B．木板对货物的支持力垂直木板向上，故 B 错误；
C．货物所受的摩擦力为滑动摩擦力，由
f mg= cos
可知保持不变，故 C 正确；
D．货物对木板的压力与木板对货物的支持力是相互作用力，等大，故 D 错误。
故选 C。
2. 【答案】D
【详解】AB．根据
2
=
T
由于分针与时针的周期之比为 1:12，则分针与时针的角速度之比为 12:1，A 错误；
CD．根据
vr=
结合题意，分针针尖与时针针尖的线速度大小之比为 18:1，C 错误，D 正确。
故选 D。
3. 【答案】A
【详解】高铁沿水平轨道减速进站过程中，加速度与运动方向相反，则乘客也做减速运动，高铁对乘客作
用力与运动方向相反，根据牛顿第三定律可知，乘客对高铁作用力与运动方向相同，做正功。
故选 A
4. 【答案】D
【详解】C．根据万有引力提供向心力，对探测器有
Mm 4 2
Gmr =
rT22
解得
r3
T = 2
GM
根据题意，探测器的周期变小，所以轨道半径变小，C 错误；
A．根据万有引力提供向心力，对探测器有
Mm v2
Gm=
rr2
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解得
GM
v =
r
可知，轨道半径变小，线速度变大，A 错误；
B．根据周期与角速度的关系
2
=
T
可知，周期变小，角速度变大，B 错误；
D．根据万有引力的公式，有
Mm
FG=
万 r 2
可知，轨道半径变小，距离火星的距离变小，所以受到的引力变大，D 正确。
故选 D。
5. 【答案】A
【详解】有图可知，振子从平衡位置开始振动，振幅为 5cm，周期为 4s，则该小球位移随时间变化的关系
式为
2
xA==sin0.05sin0.5m () t
T
故选 A。
6. 【答案】B
【详解】由单摆周期公式
L
T = 2
g
可知单摆的摆动周期与振幅无关，当把该单摆放在星球上摆动时，周期变为
L
TT ==23
g
9
故选 B。
7. 【答案】B
【详解】由题意知，车速 v10m/s，系统立即启动“全力自动刹车”的加速度大小约为 4m/s2 ，最后末速
22
度减为 0，由推导公式 vvax=0 2 可得
v220 10
x == m12.5m
224a ()
所以系统设置的安全距离约 12.5m；
故选 B。
8. 【答案】C
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