2023年清华大学附中高一物理第二学期期中经典试题含解析

2023年清华大学附中高一物理第二学期期中经典试题注意事项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、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、图中物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速运动，下列说法中正确的是（）A．物块处于平衡状态B．物块受二个力作用C．在角速度一定时，物块到转轴的距离越近，物块越容易脱离圆盘D．在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越容易脱离圆盘2、两个质量均匀的球体相距r，它们之间的万有引力为，若它们的质量、距离都增加为原来的2倍，则它们间的万有引力为（）A． B． C． D．3、下列不能表示能量的单位的是（）A．焦耳 B．牛·米 C．瓦·秒 D．千克·米/秒24、下列汽车行驶中各情形和离心运动有关的是（）A．雪地里汽车轮胎打滑B．汽车通过圆形拱桥C．汽车在平直公路上加速前进D．汽车在转弯时由于速度太快导致翻车5、如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h．若将小球A换为质量为3m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g，不计空气阻力)()A． B．C． D．6、如图所示,在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”的实验时让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确地描出运动轨迹,下面列出了一些操作要求,不正确的是________A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置可以不同C．每次必须由静止释放小球D．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触7、两个物体如图放置，水平力F=1N作用在b上，两物体保持相对静止．则以下说法正确的是（）A．物体b对物体a的摩擦力为1NB．物体b对物体a的摩擦力为0C．地面对物体b的摩擦力为0.5ND．地面对物体b的摩擦力为1N8、如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球球和，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆和上，质量为的球置于地面上，质量为的球从水平位置静止释放．当球摆过的角度为时，球对地面压力刚好为零，下列结论正确的是（）A．B．C．若只将细杆水平向左移动少许，则当球摆过的角度为小于的某值时，球对地面的压力刚好为零D．若只将细杆水平向左移动少许，则当球摆过的角度仍为时，球对地面的压力刚好为零9、如图所示，在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点).A和B距轴心O的距离分别为rA＝R，rB＝2R，且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是Fm，两物块A和B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止．则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中，下列说法正确的是()A．B所受合外力一直等于A所受合外力B．A受到的摩擦力一直指向圆心C．B受到的摩擦力一直指向圆心D．A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为10、如图所示，在水平向右的匀强电场中，某带电粒子从A点运动到B点，在A点时速度竖直向上，在B点时速度水平向右，在这一运动过程中粒子只受电场力和重力，并且克服重力做的功为1J，电场力做的正功为3J，则下列说法中正确的是（）A．粒子带正电B．粒子在A点的动能比在B点多2JC．粒子在A点的机械能比在B点少3JD．粒子在A点的电势能比在B点少3J11、离地面h处有一个水平圆盘．小物体a的质量为m，小物体b的质量为2m，a与圆盘间的动摩擦因数为2μ，b与圆盘间的动摩擦因数为μ．将a放在水平圆盘的边缘，它与圆心O的距离为R，现使圆盘开始转动，并逐渐增大转动的角速度，当圆盘转动的角速度达到ω时，a恰好飞离圆盘，落到地面．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则（）A．a未飞离圆盘前，a受到的摩擦力逐渐增大B．a沿半径方向飞离圆盘C．a落地的位置离圆心O的距离为D．若将a换为b，则当圆盘转动的角速度达到ω之前，b就飞离圆盘12、物体从某一高度处自由下落，落到直立于地面的轻弹簧上，如图所示，在A点物体开始与弹簧接触，到B点物体的速度为零，然后被弹回，下列说法中正确的是（）A．物体从A下落到B的过程中，动能不断减小B．物体从B上升到A的过程中，弹性势能不断减小C．物体从A下落到B以及从B上升到A的过程中，动能都是先变大后变小D．物体在B点的动能为零，是平衡位置，系统机械最小二．填空题(每小题6分，共18分)13、在“验证机械能守恒定律”的实验中（1）实验中，纸带将被释放瞬间的四种情景如下照片所示（打点计时器已正确安装），其中最合适的是_______ABCD（2）实验中，如下哪些操作是必要且正确的________A．用秒表测量重物运动时间B．重物的质量应尽可能大些C．先接通电源后释放纸带D．先释放纸带后接通电源（3）在实验中，打出的纸带如图所示，其中A、B为打点计时器打下的第1、2个点，AB＝2mm，D、E、F为点迹清晰时连续打出的计时点，测得D、E、F到A的距离分别为x1=15.55cm、x2=19.20cm、x3=23.23cm(图中未画出)．打点计时器的打点频率f=50Hz，重物质量为m=200g，实验地点重力加速度为g．一位学生想从纸带上验证打下A点到打下E点过程中，重物的机械能守恒．（当地重力加速度，结果保留三位有效数字）①重物重力势能减少量＝___________J，动能增量＝__________J．②比较和发现，重物重力势能的减少量大于动能的增加量，造成这一误差的原因是__________________________________________________________．14、如图1所示为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．（1）点计时器的电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.8m/s2，重物质量为0.2kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带如图2所示，打P点时，重物的速度为零，A、B、C为另外3个连续点，根据图中的数据，可知重物由P点运动到B点，重力势能少量△Ep=________J，在B点的动能Ek=________J（计算结果均保留3位有效数字）（2）B的距离用h表示，打B点时重物的速度为vB，当两者间的关系式满足___________时，说明下落过程中重锤的机械能守恒（已知重力加速度为g）．（3）实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是___________A．重物的质量过大B．重物的体积过小C．电源的电压偏低D．重物及纸带在下落时受到阻力．15、如图所示，某同学在做平抛运动的实验时，小球运动过程中先后经历了轨迹（轨迹未画出）上的a、b、c、d四个点；已知图中每个小方格的边长l＝1.6cm，g取10m/s1．请你根据小方格纸上的信息，算完成下面的个问题：（1）若已知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，则小球运动过程中从a→b、b→c、c→d所经历的时间________（选填“相同”或“不同”）．（1）小球平抛运动的初速度v0＝_________；小球在b点时的速率为_________．（计算结果均保留两位有效数字）三．计算题(22分)16、（12分）如图所示，在半径为R，质量分布均匀的某星球表面，有一倾角为的斜坡以初速度向斜坡水平抛出一个小球测得经过时间t，小球垂直落在斜坡上的C点求：（1）该星球表面附近的重力加速度；（2）该星球的质量M；（3）该星球的第一宇宙速度v．17、（10分）如图所示，质量为m=0.5kg的小球用长为r=0.4m的细绳悬挂于O点，在O点的正下方有一个质量为m1=1.0kg的小滑块，小滑块放在一块静止在光滑水平面上、质量为m1=1.0kg的木板左端．现将小球向左上方拉至细绳与竖直方向夹角θ=60°的位置由静止释放，小球摆到最低点与小滑块发生正碰并被反弹，碰撞时间极短，碰后瞬间细绳对小球的拉力比碰前瞬间的减小了△T=4.8N，而小滑块恰好不会从木板上掉下．已知小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.11，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s1．求：（1）碰后瞬间小球的速度大小；（1）木板的长度．

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、D【解析】物块饶轴做匀速圆周运动，对其受力分析可知，物块受竖直向下的重力、垂直圆盘向上的支持力及指向圆心的摩擦力共三个力作用，合力提供向心力，故AB错误；根据向心力公式F=mrω2可知，当ω一定时，半径越小，所需的向心力越小，越不容易脱离圆盘，故C错误；

根据向心力公式F=mr(2πT)22、A【解析】根据万有引力定律得，若它们的质量、距离都增加为原来的2倍，则万有引力不变．则，故选A.3、D【解析】

A．焦耳是功的单位，也是能量的单位，故A错误；B．根据可知，牛·米是功的单位也是能量的单位，故B错误；C．根据可知，瓦·秒是功的单位也是能量的单位，故C错误；D．根据F=ma可知，千克·米/秒2是力的单位，故D正确。故选D。4、D【解析】

A．汽车在雪地里轮胎打滑，是摩擦力不足，与离心运动无关，A错误；B．汽车通过圆形拱桥，并没有飞起，故不是离心运动，B错误；C．汽车在平直公路上加速前进，与离心运动无关，C错误；D．根据所以速度越快所需的向心力就越大，汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动，D正确。故选D。5、C【解析】

小球A下降高度h过程中，重力势能转化为弹性势能，所以此时弹簧的弹性势能为，换为质量为3m的小球B，下降h时减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和小球B的动能，根据能量守恒可知由于弹簧形变量与第一次相等，所以此位置的弹性势能仍然为，解得：故C正确；ABD错误；故选C6、B【解析】试题分析：保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变．通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，A正确；因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故B错误C正确；实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，故D正确．7、BD【解析】试题分析：因为a处于静止状态，对物体a在水平方向合力为零，故物体b对物体a的摩擦力为0N，选项B正确，A错误；对ab的整体而言，水平方向受向左的拉力F，则受向右的地面的摩擦力大小等于F=1N，选项D正确，C错误；故选BD.考点：物体的平衡；整体和隔离.8、AD【解析】由于球摆动过程中机械能守恒，则有，球通过最低点时，根据牛顿第二定律和向心力公式得．解得．故A正确，B错误；由上述求解过程可以看出，有，所以球到悬点的距离跟最终结果无关．只要球摆到最低点．细绳的拉力都是．球对地面的压力刚好为零．故C错误，D正确；故选AD．点睛：本题关键对小球b运用机械能守恒定律和向心力公式联合列式求解；解题时要抓住临界态进行分析．9、CD【解析】

A．都做匀速圆周运动，合力提供向心力，根据牛顿第二定律得，角速度相等，B的半径较大，所受合力较大．故A错误；BC．B、C最初圆盘转动角速度较小，A、B随圆盘做圆周运动所需向心力较小，可由A、B与盘面间静摩擦力提供，静摩擦力指向圆心．由于B所需向心力较大，当B与盘面间静摩擦力达到最大值时（此时A与盘面间静摩擦力还没有达到最大），若继续增大转速，则B将做离心运动，而拉紧细线，使细线上出现张力，转速越大，细线上张力越大，使得A与盘面间静摩擦力增大，当A与盘面间静摩擦力也达到最大时，B将开始滑动，A所受的静摩擦力将离开圆心，所以A受到的摩擦力先指向圆心，后离开圆心，而B受到的摩擦力一直指向圆心，故B错误C正确；D．当B与盘面间静摩擦力恰好达到最大时，B将开始滑动，则根据牛顿第二定律得对B解得最大角速度，故D正确；故选CD。10、AC【解析】

A．从A到B，电场力做正功，可知电场力方向水平向右，电场强度方向水平向右，所以粒子带正电，故A正确；

B．根据动能定理得，从A到B动能的变化量△EK=WG+W电=-1+3=2J所以粒子在A点的动能比B点少2J，故B错误；

C．除重力以外只有电场力做功，因为除重力以外其它力做功等于机械能的增量，所以A到B机械能增加3J，故C正确；D．电场力做的正功为3J，所以电势能减少，即粒子在A点的电势能比在B点多3J，故D错误。故选AC。11、AD【解析】A、摩擦力提供向心力，即，则角速度增大，向心力增大，则摩擦力增大，故选项A正确；B、a的速度沿曲线的切线方向，故沿切线方向飞离圆盘，故选项B错误；C、a飞出做平抛运动，则，水平位移：，则落地离圆心O投影的距离为：，故选项C错误；D、当a恰好离开圆盘时：，则：当b恰好离开圆盘时：，则：，由于，故选项D正确．点睛：本题主要考查了向心力公式及平抛运动基本公式的直接应用，并能结合几何关系求解．12、BC【解析】

A．物体从A下落到B的过程中，物体的运动过程为：在物体刚接触弹簧时，弹簧的弹力小于物体的重力，合力向下，小球向下加速运动；随着弹力的增大，当弹簧的弹力和物体的重力相等时，小球的速度达到最大；之后弹力大于了重力，小球开始减速，直至减为零．所以物体先加速后减速，动能先增大后减小，故A错误；B．弹性势能与弹簧的形变量有关，物体从B上升到A的过程中，弹簧的压缩量不断减小，则弹簧的弹性势能不断减小．故B正确；C．物体从B上升到A的过程与物体从A下落到B的过程相似，物体先加速后减速，动能先增大后减小，故C正确；D．物体在B点的动能为零，但不是平衡位置，物体在平衡位置时合力等于零、速度最大，此时弹簧处于压缩状态，该位置在AB之间．对于物体和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒．故D错误；故选BC．【点睛】物体从A下落到B的过程中，分析物体的受力情况，判断其运动情况，从而判断出动能的变化情况．由形变量的变化分析弹性势能的变化．对于物体和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒．二．填空题(每小题6分，共18分)13、ABC0.3760.369实验过程中有阻力作用【解析】

（1）[1]．在验证机械能守恒定律的实验中，实验时，应让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上方，保持纸带竖直，由静止释放．故A正确，BCD错误．

（2）[2]．可以用打点计时器计算时间，不需要秒表，故A错误；重物的质量应尽可能大些，这样可以减小阻力引起的误差，故B正确；打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，故C正确，D错误；故选BC.

（3）①[3][4]．因为AB=2mm，则A点为自由落体运动的初始位置，即vA=0，从A点到E点过程中，重力势能的减小量为：△EP=mgx2=0.2×9.8×0.1920J=0.376J；根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度得E点的瞬时速度：则动能增量为：△EK=mvE2=×0.2×1.922J=0.369J.②[5]．因为实验中有阻力作用，所以减小的重力势能大于增加的动能．

点睛：考查验证机械能守恒定律时，要注意减小一切阻力，只有重力做功，重物机械能才守恒．注意重物应紧靠打点计时器．运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．要知道纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能．14、（1）0.09820.0960（2）vB2=2gh（3）D【解析】

（1）重力势能减小量：△Ep=mgh=0.2×9.8×0.0501J=9.82×10-2J．打B点时的速度：，则在B点的动能

（2）要验证物体从P到B的过程中机械能是否守恒，则需满足mvB2=mgh，即vB2=2gh，说明下落过程中重锤的机械能守恒；

（3）重物的质量过大，重物和纸带受到的阻力相对较小，所以有利于减小误差，故A错误．重物的体积过小，有利于较小阻力，所以有利于减小误差，故B错误