新疆昌吉玛纳斯县第一中学2024年物理高三上期中学业质量监测模拟试题含解析

新疆昌吉玛纳斯县第一中学2024年物理高三上期中学业质量监
测模拟试题
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、如图所示，某极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道)，若已知该卫星从地球上北纬30°的正上方，按图示方向第一次运行至南纬60°正上方时所用时间为t，地球半径为R(地球可看作均匀球体)，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，由以上条件无法求出的物理量是( )
A．卫星运动的周期
B．卫星所受的向心力
C．地球的质量
D．卫星距离地面的高度
2、如图所示，平行板电容器两极板M、N间距为d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极相连，则下列能使电容器的电容减小的措施是
A．减小d
B．增大U
C．将M板向左平移
D．在板间插入介质
3、不计空气阻力，以一定的初速度竖直上抛一物体，物体从被抛出至回到抛出点的运
动时间为t.现在物体上升的最大高度的一半处设置一块挡板，物体撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反，撞击所需时间不计，则这种情况下物体上升和下降的总时间约为()
A．0.5t B．0.4t C．0.3t D．0.2t
4、一个物体以速度v0水平抛出，落地时速度的大小为v，不计空气的阻力，则物体在空中气行的时间为（）
A．
g ο
υυ
-
B．
g ο
υυ
+
C．
22
g
ο
υυ
-
D．
22
o
g
υυ
+
5、在做“验证力的平行四边形定则”的实验中有同学各自画了以下力的图示，图中F1、F2是用两把弹簧测力计同时拉橡皮筋时各自的拉力，F′是用一把弹簧测力计拉橡皮筋时的拉力；以表示F1、F2的有向线段为邻边画平行四边形，以F1、F2交点为起点的对角线用F表示，在以下四幅图中，只有一幅图是合理的，这幅图是
A．
B．
C．
D．
6、如图所示，从A点由静止释放一弹性小球，一段时间后与固定斜面上B 点发生碰
撞，碰后小 球速度大小不变，方向变为水平方向，又经过相同的时间落于地面上C 点，已知地面上 D 点 位于 B 点正下方，B 、D 间的距离为 h ，则( )
A ．A 、
B 两点间的距离为2h B ．A 、B 两点间的距离为4
h
C ．C 、
D 两点间的距离为2h D ．C 、D 两点间的距离为
233
h
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，传送带以 v 0的初速度匀速运动。

将质量为m 的物体无初速度放在传送带上的A 端，物体将被传送带带到B 端，已知物体到达B 端之间已和传送带相对静止，则下列说法正确的是 （ ）
A ．传送带对物体做功为 mv 02/2
B ．传送带克服摩擦做功mv 02/2
C ．电动机由于传送物体多消耗的能量为mv 02/2
D ．在传送物体过程产生的热量为mv 02/2
8、如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a 、b ，相距为d ，a 、b 间的电场强度为E ，今有一带正电的微粒从a 板下边缘以初速度v 0竖直向上射入电场，当它飞到b 板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d 的狭缝穿过b 板进入bc 区域，bc 区域的宽度也为d ，所加电场的场强大小为E ，方向竖直向上，磁感应强
度方向垂直纸面向里，磁场磁感应强度大小等于0
E v ，重力加速度为g ，则下列关于微
粒运动的说法正确的
A ．微粒在ab 区域的运动时间为0
v g
B ．微粒在bc 区域中做匀速圆周运动，圆周半径r ＝d
C ．微粒在bc 区域中做匀速圆周运动，运动时间为0
6d
v π
D ．微粒在ab 、bc 区域中运动的总时间为
6d
3v （）π+
9、右图是某小组同学为研究滑动摩擦因数所设计的实验装置．其中A 为一质量为M 的长直木板，B 为木板上放置的质量为m 的木块，Q 为木块右端连接的一弹簧测力计．实验时用力将A 从B 的下方抽出，通过Q 的读数即可测出动摩擦因数．若实验条件较为理想，则（ ）
A ．只有将木板A 匀速抽出才能从Q 上读取稳定读数
B ．将木板A 加速、减速或匀速抽出均能从Q 上读取稳定读数
C ．通过该方法可测得A 与B 之间的动摩擦因数
D ．通过该方法可测得A 与地面之间的动摩擦因数
10、2016年9月15日我国在酒泉卫星发射中心成功发射了“天宫二号”空间实验室，它的轨道可视为距离地面h=393km 的近圆周轨道。

“天宫二号”在轨运行期间，先后与“神舟十一号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船进行了交汇对接。

这标志着我国载人航天进入应用发展新阶段，对于我国空间站的建造具有重大意义。

已知地球表面的重力加速度g 、地球半径R 。

根据题目所给出的信息，可估算出“天宫二号”空间实验室在轨运行的 A ．线速度的大小
B ．周期
C ．所受向心力的大小
D ．动能
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）某同学用如图甲所示的实验装置探究物体的速度与时间的关系，如图所示是该同学打得纸带的一部分，纸带上标注了几个计数点O 、A 、B 、C 、D 、E 、F ，并且
相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，纸带旁还给出了最小刻度为1mm的刻度尺，已知打点计时器所用交流电频率为50Hz．
（1）请根据图中信息，写出计数点A对应刻度尺上的读数___________cm；
（2）对应于纸带上的A点，小车的瞬时速度v A=__________ m/s(结果保留两位有效数
．．．．．．．．．字．)；
（3）由纸带可以计算出小车的加速度a=_____________m/s2 (结果保留两位有效数字
．．．．．．．．．．)；（4）若在实际实验操作时，打点计时器所用交流电频率为51Hz，某同学未注意到该变化，仍按照频率为50Hz处理数据，则加速的计算结果与真实值相比__________（填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)．
12．（12分）在“用DIS 测电源的电动势和内阻”的实验中，将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成如图(甲)所示的电路，定值电阻约为3Ω。

(1)图(甲)所示的电路中有一处连接错误，连接错误的导线
是:________________________(填写导线的字母代号）
(2)现有两种规格的滑动变阻器: (A) 1000Ω，0.1A; (B) 10Ω，2.0A。

实验中应选用
____________ (填写变阻器前的字母)。

(3)某同学按照图(乙)所示的电路进行连接，误将电压传感器的正负极接反，但他尚未发现，继续后面的操作。

将变阻器的滑动头P移到左端，闭合电键，对电压传感器和电流传感器进行调零。

将滑动头P逐渐向右侧移动，测出相应的电压、电流，由电脑绘
出的伏安特性曲线应 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．（10分）如图所示，光滑水平面上有一小车B ，右端固定一沙箱，沙箱上连接一水平的轻质弹簧，小车与沙箱的总质量为M =2kg 。

车上在沙箱左侧距离s =1m 的位置上放有一质量为m =1kg 小物块A ，物块A 与小车的动摩擦因数为0.1μ=。

仅在沙面上空间存在水平向右的匀强电场，场强E =2.0×
103V/m 。

当物块A 随小车以速度010m/s v =向右做匀速直线运动时，距沙面H =5m 高处有一质量为02kg m =的带正电2110C
q -=⨯的小球C ，以010m/s u =的初速度水平向左抛出，最终落入沙箱中。

已知小球与沙箱的相互作用时间极短，且忽略弹簧最短时的长度，并取g =10m/s 2。

求： (1)小球落入沙箱前的速度v 和开始下落时与小车右端的水平距离x ； (2)小车在前进过程中，弹簧具有的最大值弹性势能p E ；
(3)设小车左端与沙箱左侧的距离为L 。

请讨论分析物块A 相对小车向左运动的整个过程中，其与小车摩擦产生的热量Q 与L 的关系式。

14．（16分）如图所示，轻绳AD 跨过固定在水平横梁BC 右端的定滑轮挂住一个质量为20 kg 的物体，∠ACB ＝30°
，g 取10 m/s 2，求：
(1)轻绳AC 段的张力F AC 的大小； (2)横梁BC 对C 端的支持力的大小及方向.
15．（12分）如图所示，在半径为R 的圆内有场强为E 的匀强电场，一带正电的粒子从
A 点沿半径方向垂直电场以速度v 射入，从
B 点射出。

图中θ=
3
π。

若去掉电场，在圆的区域内加垂直圆面的匀强磁场，粒子仍从A 点以原来的速度射入，粒子仍从B 点射出，求： (1)求粒子的比荷
q m
； (2)磁场的磁感应强度； (3)粒子在磁场中运动的时间t B 。

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
【解题分析】A. 从北纬30∘的正上方按图示方向第一次运行至南纬60∘正上方转过的圆心角为θ=90∘，则周期为T =4t ，故A 正确； BCD. 在地球表面，重力等于万有引力，则得
2
GMm
mg R =，则得地球的质量为2R g M G
=，知道G 和R ，可求出地球的质量；
题中知道地球的半径，由
()
()2
2
24GMm
m R h T
R h π=++
由上知：T =4t
联立可以算出卫星距地面的高度h ；
卫星所受的向心力等于地球对卫星的万有引力， 2
GMm
F r
=，由于卫星的质量未知，无法求解向心力的大小。

故B 错误，CD 正确。

本题选无法求出的物理量，故选：B 。

点睛：极地卫星做匀速圆周运动，由角度与时间可求得周期．由万有引力等于向心力和重力等于万有引力，列式分析即可． 2、C
【解题分析】根据4S
C kd
επ=
可知，减小d ，则C 变大，选项A 错误；增大U ，电容器的电容不变，选项B 错误；将M 板向左平移，则S 减小，C 减小，选项C 正确；在板间插入介质，则C 变大，选项D 错误；故选C. 3、C 【解题分析】
物体做竖直上抛运动，从抛出至回到原点的时间为t ，根据对称性可得，物体下降时间为0.5t ，故高度为
2
211228
t h g gt ⎛⎫== ⎪⎝⎭
物体自由落体运动0.5h 过程，有
21122
h gt = 联立解得
14
t =
故第二次物体上升和下降的总时间
120.3t t t t t '=-=-
≈ 故选C 。

4、C 【解题分析】
平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，根据212
h gt =
，得：t =分解为水平方向和竖直方向，水平方向的速度等于0v ，则竖直方向上的速度为：
y v =y gt =v ，得y v t g
=
=
，故选C.
5、B 【解题分析】
在实验中，F ′是一个弹簧秤单独拉橡皮筋时的拉力，F ′应沿橡皮筋方向；F 是根据平行
四边形定则作出的F 1和F 2的合力，沿平行四边形的对角线方向，两者存在一定的误差，在误差允许的范围内重合，则平行四边形定则得到验证。

符合该特征的B 图是最合理的；
A ．该图与结论不相符，选项A 错误；
B ．该图与结论相符，选项B 正确；
C ．该图与结论不相符，选项C 错误；
D ．该图与结论不相符，选项D 错误； 6、C
【解题分析】A 、B 、AB 段小球自由下落，BC 段小球做平抛运动，竖直方向
也做自由落体运动，两段时间相同，小球下落的高度相等，所以A 、B 两点间距离与B 、D 两点间距离相等，均为h ，故A 、B 错误；C 、D 、BC 段平抛初速度2v gh =，运动的时间2h
t g
=，所以C 、D 两点间距离x =vt =2h ，故C 正确，D 错误．故选C.
【题目点拨】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解．
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、AD
【解题分析】A 、物体受重力支持力和摩擦力,根据动能定理,传送带对物体做的功等于动能的增加量,即
,故A 正确;
B 、根据动能定理得:摩擦力对物体做功大小为
.在物体匀加速运动的过程中,因为传
送带的位移大于物体的位移,则传送带克服摩擦力做的功大于摩擦力对物体做功,所以传送带克服摩擦力做的功大于
.故B 错误;
C 、电动机因为传送物体多消耗的能量等于物体动能增加量和摩擦产生的内能的和,故大于
,故C 错误;
D 、在传送物体过程产生的热量等于滑动摩擦力与相对路程的乘积,即 ;
假设加速时间为t,物体的位移为
,传送带的位移为，根据动能定理,有
,故热量
，故D 正确
综上所述本题答案是：AD 8、AD 【解题分析】
将粒子在电场中的运动沿水平和竖直方向正交分解，水平分运动为初速度为零的匀加速运动，竖直分运动为末速度为零的匀减速运动，根据运动学公式，有：水平方向：
v 0=at ，2
2v d g
=；竖直方向：0=v 0-gt ；解得a=g ①0v t g =
②，故A 正确；粒子在复合场中运动时，由于电场力与重力平衡，故粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力2
0v qv B m r
=
解得：0
mv r qB
=
③，由①②③得到r=2d ，故B 错误；由于r=2d ，画出轨迹，如图，由几何关系，得到回旋角度为30°，故在复合场中的运动时间为20
1263T m d t qB v ππ=
==，故C 错误；粒子在电场中运动时间为：
100212
d d
t v v =
=，故粒子在ab 、bc 区域中运动的总时间为：120
6
3t t t d v π+=+=，故D 正确；故选AD ．
【题目点拨】
本题关键是将粒子在电场中的运动正交分解为直线运动来研究，而粒子在复合场中运动时，重力和电场力平衡，洛仑兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动． 9、BC 【解题分析】
将木板A 加速、减速或匀速抽出，A 对B 的摩擦力力F f 是相同的，以B 为研究对象Q 对B 的拉力与A 对B 的摩擦力平衡，所以均能从Q 上读取稳定读数，故A 错误；B 正确；在根据f F mg μ=可求A 、B 之间的动摩擦因数，所以C 正确；A 与地面之间的动摩擦因数无法求出，故D 错误．
10、AB
【解题分析】
A ．根据2
2=r mM v G m r
可得
v =
=由112=m M G m g R
可得 2GM gR =
可得
v = 选项A 正确；
B ．根据2()R h T v
π+=可估算周期，选项B 正确； CD ．由于“天宫二号”空间实验室的质量未知，则不能估算其向心力和动能，选项CD 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、5.80 0.58 2.0 偏小
【解题分析】
(1)[1]按刻度尺的读数规则读数，要估读到最小刻度1mm 的下一位，因此A 对应刻度尺上的读数为：5.80cm ．
(2)[2]匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，因此有： 120.58m/s 2A x x v T
+=≈ (3)[3]根据匀变速直线运动的判别式△x =aT 2，结合逐差法有：
21234561232()() 2.0m/s 39a a a x x x x x x a T
++++-++==≈ (4)[4]如果在某次实验中，交流电的频率51Hz ，f ＞50Hz ，那么实际打点周期变小，根据运动学公式△x =at 2得：真实的加速度值就会偏大，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小.
12、d B B
(1)[1] d 线接错,滑动变阻器接线要求接在接线柱上,不能连接在滑片上,故d 导线连接错误;
(2)[2]A 滑动变阻器最大阻值太大,电流较小,不方便调节,也不方便电流的测量,故滑动变阻器选B;
(3)[3]将变阻器的滑动头P 移到左端,闭合电键,对电压传感器和电流传感器进行调零 此时电路中电流最小,值为
00
E I r R R =++, 以这个电流作为伏安特性曲线中电流的0点
此时电压传感器的值反向最大,为
()0000U I R R I r E =-+=-,
以这个电压作为伏安特性曲线中电压的0点
将滑动头P 逐渐向右侧移动,则R 将要减小,
E I r R R =++ 将要增大; 而电压传感器示数
()U E Ir Ir E =--=-,
I 增大,则Ir 将增大,Ir E -将要增大,即电压传感器的值在增大,且成线性关系 故0I =时,U 就在调零后的起始位置,故B 正确，ACD 错误。

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)10m/s ，方向竖直向下，15m (2)9J (3)①若09m L L >=时，10Q mgL μ= ②若09m L L <=时，2Q mgL μ=。

【解题分析】
(1)小球C 在电场中运动过程，受到重力和电场力作用，两个力均为恒力，可采用运动的分解法研究：竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀减速运动，根据牛顿第二定律和位移公式结合求解；
(2)小球落入沙箱的过程，系统水平动量守恒，由动量守恒定律求出小球落入沙箱后的共同速度。

之后，由于车速减小，物块相对车向右运动，并压缩弹簧，当A 与小车速
要分物块是否从小车上滑下两种情况研究。

【题目详解】
(1)小球C 下落到沙箱的时间为，则竖直方向上：212
H gt =
代入数据解得：
t =1s
小球在水平方向左匀减速运动：0x qE m a =
根据速度公式有：0x x u u a t =-
代入数据解得： 210m/s x a =，0x u =
所以小球落入沙箱瞬间的速度：
10m/s y v u gt ===，方向竖直向下
小球开始下落时与小车右端的水平距离：
012015m 2
u x x x v t t =+=+= (2)设向右为正，在小球落快速落入沙箱过程中，小车（不含物块A ）和小球的系统在水平方向动量守恒，设小球球入沙箱瞬间，车与球的共同速度为1v ，则有： ()01Mv M m v =+
可得：
15m/s v =
由于小车速度减小，随后物块A 相对小车向右运动并将弹簧压缩，在此过程中，A 与小车（含小球）系统动量守恒，当弹簧压缩至最短时，整个系统有一共同速度2v ，则有： ()()00102mv M m v M m m v ++=++
解得：
26m/s v =
根据能的转化和守恒定律，弹簧的最大势能为：
()()22200102p 111222
E mv M m v M m m v mgs μ=++-++- 代入数据解得：
（3）随后弹簧向左弹开物块A ，假设A 运动至车的左端时恰好与车相对静止。

此过程中系统动量仍然守恒，所以系统具有的速度仍为：26m/s v =
根据功能关系有：0p E mgL μ=
解得小车左端与沙箱左侧的距离为：09m L =
分情况讨论如下：
①若09m L L ≥=时，物块A 停在距离沙箱左侧09m L =处与小车一起运动，因此摩擦产生的热量为：10Q mgL μ=
②若09m L L <=时，物块A 最终会从小车的左端滑下，因此摩擦产生热量为：2Q mgL μ=
【题目点拨】
解决该题关键要正确分析小球的运动情况，掌握动量守恒和能量守恒列出等式求解，注意小球掉小车的过程中是小球与车水平方向的动量守恒。

14、 (1)200 N (2)200 N 方向与水平方向成30°角斜向右上方
【解题分析】
（1）物体M 处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力， F AC =F CD =Mg=20×10N=200N
(2) 横梁BC 对C 端的支持力与AC 、CD 对C 端的合力等大反向，由几何关系得：F C =F AC =Mg=200N ，方向和水平方向成300
角斜向右上方 15、 (1)2
43q m =v ；(2)3E B 4v ；(3)B 3R t π= 【解题分析】 (1)粒子在电场中运动时有 21sin 2
E R at
R +R cosθ=vt E
解得
2
439q m ER
=v (2)粒子在磁场中运动时有
2
mv Bqv r
=
cot 2
r R 解得
3E B 4v (3) 粒子在磁场中运动的时间 cot 2B R r t v v
解得
B 3R t π=。