2024学年江苏省苏州市吴江区震泽中学高三物理第一学期期中综合测试试题含解析
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2024学年江苏省苏州市吴江区震泽中学高三物理第一学期期中
综合测试试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.答题时请按要求用笔。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折暴、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、关于曲线运动,下列说法中正确的是()
A.曲线运动不一定是变速运动
B.做曲线运动物体的速度方向保持不变
C.物体受到变力作用时就做曲线运动
D.做曲线运动的物体受到的合外力可能是恒力
2、一轮船以船头指向始终垂直于河岸方向以一定的速度向对岸行驶,水匀速流动,则关于轮船通过的路程、渡河经历的时间与水流速度的关系,下列说法中正确的是
()
A.水流速度越大,路程越长,时间越长
B.水流速度越大,路程越短,时间越短
C.水流速度越大,路程越长,时间不变
D.路程和时间都与水流速度无关
3、2017 年8 月,我国调制望远镜—“慧眼"成功监测到了引力波源所在的天区。
已知
A、 B 两个恒星靠着相互间的引力绕二者连线上的某点做匀速圆周运动。
在环绕过程中会福射出引力波,该引力波的频率与两星做圆周运动的频率具有相同的数量级。
通过观察测得A 的质量为太阳质量的29 倍, B 的质量为太阳质量的36 倍,两星间的距离为2× 105m。
取太阳的质量为2x1030kg, G = 6.7x 10−11N∙m2/kg2,则可估算出该引力波频率的数量级为()
A.102Hz
B.104Hz
C.106Hz
D.108Hz
4、电荷量为Q 1和Q 2的两点电荷分别固定在x 轴上的O 、C 两点,规定无穷远处电势为零,x 轴上各点电势随x 的变化关系如图所示.则
A .Q 1带负电,Q 2带正电
B .G 点处电场强度的方向沿x 轴正方向
C .将带负电的试探电荷自G 点静止释放,仅在电场力作用下一定不能到
D 点 D .将带负电的试探电荷从D 点沿x 轴正方向移到J 点,电场力先做负功后做正功 5、如图所示,一辆轿车正在水平路而上作匀速圆周运动,下列说法正确的是
A .水平路而对轿车弹力的方向斜向上
B .静摩擦力提供向心力
C .重力、支持力的合力提供向心力
D .轿车受到的重力、支持力和摩擦力的合力为零
6、如图所示,一根轻绳跨过定滑轮,连接着质量分别为M 和m 的两个物体,滑轮左侧的绳和斜面平行,两物体都保持静止不动,已知斜面倾角为
37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8), 质量为M 的物体和静止斜面间的动摩擦因数为0.125,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计绳与定滑轮之间的摩擦,则M 与m 的比值范围是
A .
1027
M
m B .10
23M m
C .12M
m
D.1010 73
M
m
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、下列说法正确的是
A.只有机械波能产生多普勒效应,电磁波不会产生多普勒效应
B.由爱因斯坦的相对论得出运动的时钟会变慢
C.电磁波能发生偏振现象,说明电磁波是横波
D.红光和绿光通过同一干涉装置,绿光形成的干涉条纹间距大
E.用单摆测重力加速度实验时,为了减小实验误差,应从单摆摆到最低点时开始计时
8、将两完全相同的玩具车A、B并排放在一平直的水平上,分别通过挂钩拉着另一个与车等质量的玩具拖车,控制两车以相同的速度v0做匀速直线运动.某一时刻 , 通过控制器使两车连接拖车的挂钩同时断开,玩具车A保持原来的牵引力不变前进,玩具车B保持原来的输出功率不变前进,当玩具车A的速度为2v0时,玩具车B的速度为1.5v0,已知水平面对两车的阻力均为车重的0.1倍,g=10m/s2,则从挂钩断开至A、B两车的速度分别为
2v0和1.5v0的过程中,下列说法正确的是( )
A.A、B两车的位移之比为12:11
B.玩具车A的速度为2v0时其功率为此时玩具车B功率的4倍
C.两车所受水平面的阻力做功的比值为11:12
D.两车牵引力做功的比值为3:2
9、如图甲所示,A、B两个物体靠在一起,静止在光滑的水平面上,它们的质量分别为m A=2kg、m B=4kg,现用水平力F A推A,用水平力F B拉B,F B和F A随时间t变化的关系图象如图乙所示.则()
A.A、B脱离之前,它们一直做匀加速运动
B.t=4s时,A、B脱离
C.A、B脱离时,它们的位移为4m
D.A、B脱离后,A做减速运动,B做加速运动
10、如图所示,一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,第一次在水平力F
作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由P点运动到Q 点,第二次在水平恒力作用下,从P点静止开始运动并恰好能到达Q点,关于这两个过程,下列说法正确的是(不计空气阻力,重力加速度为g)
A.第一个过程中,力F在逐渐变大
B.第一个过程中,重力的瞬时功率不变
C .第二个过程中,重力和水平恒力的合力的功率先增加后减小
D.在这两个过程中,机械能都一直增加
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)如图所示,为某同学安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置,在小车的前端固定一个传感器,和砂桶连接的细线接在传感器上,通过传感器可显示出细线的拉力。
在图示状态下开始做实验。
(1)从图上可以看出,该同学在装置和操作中的主要错误是____________________。
(2)若砂和砂桶的质量为m,小车和传感器的总重量为M,做好此实验________(填“需要”或“不需要”)M≫m的条件。
12.(12分)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.
实验步骤:
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向.
②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O3、O3,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O3、O3间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变3.53 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:
F/N 3 3.53 3.33 3.53 3.33 3.53
l/cm l333.99 33.33 33.33 33.98 35.35
③找出②中F=3.53 N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O',橡皮筋的拉力记为F OO′.
④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为F OA,OB段的拉力记为F OB.
完成下列作图和填空:
(3)利用表中数据在给出的坐标纸上画出F-l图线.
(3)测得OA=8.33cm,OB=9.83cm,则F OA的大小为N.
(3)根据给出的标度,作出F OA和F OB的合力F'的图示.
(4)通过比较F'与的大小和方向,即可得出实验结论.
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)民航客机在发生意外紧急着陆后,打开紧急出口,会有一条狭长的气囊自动充气,形成一条连接出口与地面的斜面,乘客可沿斜面滑行到地上.若某客机紧急出口下沿距地面高h=3.2m,气囊所构成的斜面长度L=6.4m,一个质量m=60kg的人沿气囊滑下时受到大小恒定的阻力f=225N,重力加速度g取10m/s2,忽略气囊形变的影响.求:
(1)人沿气囊滑下的过程中,人克服阻力所做的功和人的重力做功的平均功率;
(2)人滑至气囊底端时速度的大小;
14.(16分)图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l,开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止.现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,水平向右运动的滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零,小球继续向左摆动.求:
(1)从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量;
(2)小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做的功;
15.(12分)如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R,质量均为m,与地面的动摩擦因数均为μ,最初A、B静止在水平地面上,现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面,整个过程中B保持静止,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,求:
(1)未拉动A时,B对C的作用力大小为多少?
(2)动摩擦因数的最小值为多少?
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、D
【解题分析】
A、既然是曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,一定是变速运动,所以A正确;B错误.C、物体受到变力的作用,如果力的方向和速度在同一条直线上时,物体做的仍是直线运动,只不过是物体的加速度的大小在变化,所以C错误.D、做曲线运动的物体受到的合外力可能是恒力,如平抛运动,受恒力作用,做曲线运动,所以D正确.2、C
【解题分析】
设河宽为d,船垂直于河岸的速度为v,
d
t
v
.时间与水速无关;
如果水速越大,船在水中运动的路程就越大,故ABD错误,C正确.
故选C
点睛:因为船垂直于河岸方向的速度不变,而水流方向是垂直于这个方向的,在这个方向上没有分速度,所以不论水速多大时间不变;水速越大,水流方向的位移就越大.
3、A
【解题分析】
A、B的周期相同,角速度相等,靠相互的引力提供向心力,有:
,①
,②
有M A r A=M B r B,r A+r B=L,
解得,由①得,,则。
故选A。
【题目点拨】
解决本题的关键知道双星模型的特点,知道双星具有相同的角速度、周期,结合万有引力提供向心力进行求解,难度中等.
4、C
【解题分析】
φ-x图象的斜率等于电场强度E.根据两点电荷连线的电势高低的分布如图所示,由于沿着电场线电势降低,可知两点电荷的电性.根据功能关系分析电场力做功的正负。
【题目详解】
A项:由图知无穷远处的电势为0,B点的电势为零,由于沿着电场线电势降低,所以O点的电荷Q1带正电,M点电荷Q2带负电,故A错误;
B项:由图可知,从D到G电势升高,由沿着电场线电势降低可知,G点的场强方向
为沿x轴负方向,故B错误;
C项:负电的试探电荷在G点所受电场力方向沿x轴正方向,所以在电场力作用下沿x 轴正方向做加速运动一直到H点,由于H点的右边电场强度方向沿x轴正方向,电荷接下来做减速运动,所以电荷一定不能达到D点,故C正确;
D项:D→J段中,电势先高升后降低,所以场强方向先沿x轴负方向,后沿x轴正方向,将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功,故D错误。
故应选C。
【题目点拨】
电势为零处,电场强度不一定为零.电荷在电场中与电势的乘积为电势能.电场力做功的正负决定电势能的增加与否。
5、B
【解题分析】
A.水平路面对车身的弹力方向垂直于路面竖直向上。
故A错误;
BCD.重力和支持力相互平衡;汽车做圆周运动靠水平路面对车轮的静摩擦力提供向心力;轿车受到的重力、支持力和摩擦力的合力不为零;故B正确,CD错误;
6、A
【解题分析】
依题意,对物体m受力分析,根据平衡条件,绳子的拉力:
F=mg①
若F较小,物块A有沿着斜面向下滑的趋势,此时物块A受力分析如图所示:
由力的平衡条件得:
F N=Mg cos37°②
F+F f=Mg sin37°③
F f≤μF N④
联立①②③④可解得得:m≥0.5M;
若F较大,A物块有沿着斜面向上滑动的趋势,此时物块A受力分析如图所示:
由平衡条件得: F N =Mg cos37° ⑤ F =F f +Mgsin37° ⑥ F f ≤μF N ⑦
代入数据解①⑤⑥⑦得:m ≤0.7M
物块m 的质量的取值范围是:0.5M ≤m ≤0.7M ,故:
1027M m
≤≤ 故A 正确,B 、C 、D 错误; 故选A 。
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、BCE 【解题分析】
A .不仅机械波能产生多普勒效应,电磁波也会产生多普勒效应,选项A 错误;
B .由爱因斯坦的相对论得出运动的时钟会变慢,选项B 正确;
C .电磁波能发生偏振现象,说明电磁波是横波,选项C 正确;
D .因红光的波长大于绿光的波长,则红光和绿光通过同一干涉装置,由l
x d
λ∆=可知,绿光形成的干涉条纹间距小,选项D 错误;
E .用单摆测重力加速度实验时,为了减小实验误差,应从单摆摆到最低点时开始计时,选项E 正确。
8、AD 【解题分析】
A.设玩具车A.B 的质量为m ,匀速运动时,两玩具车的牵引力F =2×0.1mg =0.2mg ,输
出功率P =F ⋅v 0=0.2mgv 0,
从挂钩断开至A 车的速度为2v 0的过程中,加速度为
0.10.1F mg
a g m
-=
=
用时
000
210v v v t a g
-=
= 位移
2000
A 2152v v v x t g
+==
从挂钩断开至B 车的速度为1.5v 0的过程中,由动能定理得:
22B 00110.1(1.5)22
Pt mgx m v mv -=
- 解得B 的位移
20
B 554v x g
=
所以
22
00
A B 1555::12:114v v x x g g
==.
故A 正确;
B.玩具车A 的速度为2v 0时其功率为: P A =F ⋅2v 0=0.4mgv 0, B 车的功率为 P =F ⋅v 0=0.2mgv 0,
所以玩具车A 的速度为2v 0时其功率为此时玩具车B 功率的2倍,故B 错误; C.两车所受水平面的阻力做功的比值为 W fA :W fB =−fx A :(−fx B )=12:11, 故C 错误;
D.两车牵引力做功的比值:
W FA :W FB =Fx A :Pt =(0.2mg ⋅2
15v g
):(0.2mgv 0⋅010v g )=3:2,
故D 正确. 9、AC
【解题分析】
AB :0~4s ,12A B F F N +=,如一起运动,对AB 整体()A B A B F F m m a +=+,对B :B B N F m a +=,解得:22/a m s =,当N =0时,8B F N =,对应的时刻为2s 末.则分离前它们一直做匀加速运动;t=2s 时,A 、B 脱离.故A 正确、B 错误. C :t=2s 时,A 、B 脱离;它们的位移212
x at =,解得:4x m =.故C 正确. D :t=2s 时,A 、B 脱离,脱离后,A 做加速度减小的加速运动,B 做加速度增大的加速运动.故D 错误. 点睛:分离的临界情况是两者之间的弹力恰好变为零.
10、AD
【解题分析】A 、小球以恒定速率在竖直平面内由P 点运动到Q 点,故小球在速度方向的合外力为零,即
;小球运动过程 增大, 增大,故F 增大,所以A 选项是正确的
B 、设小球速率为v,那么,重力G 的瞬时功率
;小球运动过程增大, 增大,故P 增大,故B 错误;
C 、重力和水平恒力F'的合力沿与竖直方向夹角为 ,记大小为 ;那么,细绳与竖直方向夹角越接近,速度越大且变化越快,细绳与竖直方向夹角小于时,合力沿小球运动方向的分量为正,合力做正功;在到的运动过程中,合力沿小球运动方向的分量为负,合力做负功;故第二个过程中,重力和水平恒力F'的合力的功率先增加(功率为正)符号突变后继续增加(功率为负),故C 错误;
D 、在这两个过程中,由于F 都做正功,所以导致小球的机械能都增加,故D 正确; 综上所述本题答案是:AD
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、 未平衡摩擦力;细线与木板不平行;开始实验时,小车离打点计时器太远 不需要
【解题分析】(1) 从图上可以看出,该同学在装置和操作中的主要错误是:
本实验没有平衡摩擦力,则砂桶的重力不等于小车受到的拉力;牵引小力的绳子没有和桌面平行,会产生斜向上的拉力;因纸带的长度有限,故开始时应让小车靠近打点计时器;
(2) 该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小,不是将砂和砂桶的重力作为小车的
拉力,故不需要M≫m的条件。
点晴:本题考查了实验装置分析,知道实验原理与实验注意事项、分析清楚图示实验情景即可正确解题.要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
12、(3)如图所示;(3)3.83(3.93~3.93均正确);(3)如图所示;(4)F OO′
【解题分析】
试题分析:(3)根据表中数据利用描点法得出对应的数据,图象与横坐标的交点即为l3;(3)橡皮筋两端拉力相等,根据题意求得总长度即可求得皮筋上的拉力;
(3)通过给出的标度确定力的长度,根据平行四边形得出图象如图所示;
(4)根据实验原理可明确应比较实验得出的拉力与通过平行四边形定则得出的合力解:(3)根据表格中数据利用描点法作出图象如图所示:
由图可知,图象与横坐标的交点即为l3,由图可知l3=33.3cm;
(3)AB的总长度为8.33+9.83cm=33.83cm;由图可知,此时两端拉力F=3.83N;(3)根据给出的标度,作出合力如图所示;
(4)只要作出的合力与实验得出的合力F33′大小和方向在误差允许的范围内相等,即可说明平行四边形定则成立;
故答案为(3)如图所示;33.3;(3)3.83;(3)如图所示;(4)F33′
【点评】本题考查验证平行四边形定则的实验,要注意通过认真分析题意掌握实验原理,注意本题中橡皮筋挂在钩上时,两端的拉力大小相等;根据总长度即可求得拉力大小四、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)1440J ;600W (2)4m/s
【解题分析】
(1)根据功的计算公式求解人克服阻力所做的功以及重力功,在由P=W/t 求解平均功率;
(2)根据动能定理求解人滑至气囊底端时速度的大小;
【题目详解】
(1)人沿气囊滑下的过程中,设人克服阻力所做的功为W f ;则W f =fL
解得:W f =1440J ;
重力做功:W G =mgh=1920J
设人滑至气囊底端时速度的大小为v ,人沿气囊滑下的过程,根据动能定理有: mgh-W f =12
mv 2 解得 v=4m/s ;
下滑到底端的时间:2 6.4 3.24
2
L t s s v ⨯=
== , 则重力做功的平均功率19206003.2G G W P W W t === (2)由(1)可知人滑至气囊底端时速度的大小为4m/s ;
【题目点拨】
利用动能定理解题时注意:(1)分析物体受力情况,确定哪些力是恒力,哪些力是变力;(2)找出其中恒力的功及变力的功;(3)分析物体初末状态,求出动能变化量;(4)运用动能定理求解.注意平均功率和瞬时功率求解方法的不同.
14、(1
)-2)12
mgl -
【解题分析】
(1)设小球第一次到达最低点时,滑块和小球速度的大小分别为v 1、v 2,取水平向右方向为正方向.从小球释放到第一次到达最低点的过程中,滑块和小球组成的系统机械能守恒,水平方向动量也守恒,则: 22121122
mv mv mgl += 0=mv 1-mv 2
解得:12v v ==
设挡板阻力对滑块的冲量为,由动量定理得:10I mv =-=-
方向:水平向左
(2)小球从开始释放到第一次到达最低点的过程中,绳拉力对小球做功为W ,由动能定理得:
2212mgl W mv +=
解得:12W mgl =- 15、 (1)
(2)
【解题分析】
根据A 缓慢移动并且B 保持静止可知,本题考查共点力的平衡,根据力的平衡条件条件求解C 受到B 作用力的大小F ,先根据共点力平衡条件求解B 受到C 水平方向最大压力,然后根据摩擦力的计算公式分析求解;
【题目详解】
(1)对C 受力分析,如图所示:
根据平衡条件有:
解得:; (2)C 恰好降到地面时,B 受C 压力的水平分力最大,依据受力分析可知
此时,B 受地面的摩擦力
根据题意,B 保持静止,则有
时有最小值 解得:。
【题目点拨】
本题主要是考查了共点力的平衡,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。