江苏省清江市清江中学2024学年物理高三第一学期期中复习检测试题含解析

江苏省清江市清江中学2024学年物理高三第一学期期中复习检
测试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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，竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ=0.2，杆的竖直部分光滑．两部分各套有质量均为1 kg的小球A和B，A、B球间用细绳相连．初始A、B均处于静止状态，已知OA=3 m，OB=4 m，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1 m（取g=10 m/s2），那么该过程中拉力F做功为（）
A．4 J
B．10 J
C．12 J
D．14 J
2、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
3、为了减少污染,工业废气需用静电除尘器除尘,某除尘装置如图所示,其收尘极为金属圆筒,电晕极位于圆筒中心．当两极接上高压电源时,电晕极附近会形成很强的电场使空气电离,废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积,以达到除尘目的．假设尘埃向收尘极运动过程中所带电量不变,下列判断正确的是( )
A．带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大
B．金属圆筒内越靠近收尘极电势越高
C．带电尘埃向收尘极运动过程中受到的电场力越来越大
D．金属圆筒内存在匀强电场
4、如图，图线I和Ⅱ分别表示先后从同一地点以相同速度v做竖直上抛运动的两个物体的v－t图，则两个物体
A．在第Ⅰ个物体抛出后3s末相遇
B．在第Ⅱ个物体抛出后4s末相遇
C．在第Ⅱ个物体抛出后2s末相遇
D．相遇时必有一个物体速度为零
5、如图，将一根长为L的弹性细绳左右两端固定在同一水平线上相距为L的M、N两点时，弹性细绳恰为自然长度，现将一重量为G的钩码挂在绳上P点，钩码挂钩光滑，静止时MPN恰构成一正三角形．假设弹性细绳中的弹力与弹性细绳的伸长之间的关系遵循胡克定律，弹性细绳没超过弹性限度，则弹性细绳的劲度系数为
A．G
L
B．
2G
L
C．
3
3
G
L
D．
23
3
G
L
6、如图所示，木块A 的右侧为光滑曲面，曲面下端极薄，其质量1A m kg =，原来静止在光滑的水平面上，质量2B m kg =的小球B 以v=3m/s 的速度从右向左做匀速直线运动中与木块A 发生相互作用，则B 球沿木块A 的曲面向上运动中可上升的最大高度为（设B 球不能飞出去，g=10m/s 2）（ ）
A ．0.45m
B ．0.25m
C ．0.1m
D ．0.15m
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D 、E 、F 、G 为地面上水平间距相等的四点，三个质量相同的小球A 、B 、C 分别在E 、F 、G 的正上方不同高度处，以相同的水平初速度向左抛出，最后均落到D 点。

若不计空气阻力，则可判断A 、B 、C 三个小球（ ）
A ．初始位置离地面的高度之比为1:4:9
B ．落地时重力的瞬时功率之比为1:2:3
C ．落地时三个小球的速度大小之比为1:2:3
D ．从抛出到落地过程中，动能的变化量之比为1:3:5
8、如图所示，在匀强电场区域内，线段AB 、AC 、AD 长度相等且两两垂直，P 为BD 连线中点．已知电场线平行于BC 连线，B 点电势为2 V ，C 点电势为-2 V ，则
A ．A 点电势为0V
B ．A 点电势为-1V
C ．电荷量为-1.0×10-6C 的带电粒子从A 点运动到P 点电场力做功为1.0×10-6J
D．电荷量为-1.0×10-6C的带电粒子从A点运动到P点电场力做功为-2.0×10-6J
9、如图所示，小物块在竖直平面内的恒力F作用下，沿倾角θ=30°的固定斜面向上运动的过程中，恒力F做功与物块克服重力做的功相等，下列说法正确的是
A．若斜面光滑，则小物块一定匀速上滑
B．若斜面粗糙，则小物块一定减速上滑
C．若斜面光滑，当F最小时，F与斜面的夹角α为零
D．若斜面粗糙，当摩擦力做功最小时，F与斜面的夹角α为60°
10、如图，长为2L的轻杆两端分别固定质量均为m的两小球P、Q，杆可绕中点的轴O在竖直平面内无摩擦转动．若给P球一个大小为2gL的速度，使P、Q两球在竖直面内做匀速圆周运动．不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是
A．Q球在运动过程中机械能守恒
B．P从最高点运动到最低点过程中杆对其做功为2mgL
C．水平位置时杆对P5mg
D．Q到达最高点时杆对其作用力大小为mg
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）图(a)是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D 和E为纸带上六个计数点．加速度大小用a表示．
①OD间的距离为_______cm
②图(b)是根据实验数据绘出的s-t2图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表示_______，其大小为_______m/s2（保留三位有效数字）．
12．（12分）用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50Hz。

如图甲所示，在实验获得的纸带上，选出零点，每隔4个点取1个计数点，沿各计数点垂直纸带将纸带剪断；将剪得的几段纸带并排贴在坐标中，各段紧靠但不重叠；最后将纸条上端中心连起来，得到v-t图象如图乙所示。

(1)各段纸带对应的时间间隔T=__________s；
(2)第1段纸带与纵轴v的交点表示______________________________；
(3)由图乙可知物体的加速度大小为______（保留三位有效数字）；
(4)打下计数点“0”时，物体的速度为____（保留三位有效数字）。

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）现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动，某装置可用于气体中某些有害离子进行收集，如图1所示。

Ⅰ区为加速区，Ⅱ区为离子收集区，其原理是通过板间的电场或磁场使离子偏转并吸附到极板上，达到收集的目的。

已知金属极板CE、DF长均为d，间距也为d，AB、CD间的电势差为U，假设质量为m、电荷量为
q 的大量正离子在AB 极均匀分布。

离子由静止开始加速进入收集Ⅱ区域，Ⅱ区域板间有匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，离子恰好沿直线通过Ⅱ区域；且只撤去电场时，恰好无离子从Ⅱ区域间射出，收集效率（打在极板上的离子占离子总数的百分比）为100%，（不考虑离子间的相互作用力、重力和极板边缘效应）。

（1）求离子到达Ⅱ区域速度大小；
（2）求Ⅱ区域磁感应强度B 的大小
（3）若撤去Ⅱ区域磁场，只保留原来的电场，则装置的收集效率是多少？
（4）现撤去Ⅱ区域的电场，保留磁场但磁感应强度大小可调。

假设AB 极上有两种正离子，质量分别为m 1、m 2，且m 1≤4m 2，电荷量均为q 1。

现将两种离子完全分离，同时收集更多的离子，需在CD 边上放置一探测板CP （离子必须打在探测板上），如图2所示。

在探测板下端留有狭缝PD ，离子只能通过狭缝进入磁场进行分离，试求狭缝PD 宽度的最大值。

14．（16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/s 2，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；
15．（12分）质量分别为m 和2m 的两个小球P 和Q ，中间用轻质杆固定连接，杆长为L ，在离P 球3
L 处有一个光滑固定轴O ，如图所示。

现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q 球顺时针摆动到最低位置时，求：
(1)小球P 的速度大小；
(2)在此过程中小球P 机械能的变化量。

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】
对AB 整体受力分析，根据共点力平衡条件列式，求出支持力N ，从而得到滑动摩擦力为恒力，最后对整体运用动能定理列式，得到拉力的功；
【题目详解】
对AB 整体受力分析，受拉力F 、重力G 、支持力N 、向左的摩擦力f 和向右的弹力N 1，如图所示：
根据共点力平衡条件，有
竖直方向：12N G G =+
水平方向：1F f N =+
其中：f N μ=
解得：12)20N m m g N =
+=（，0.2204f N N N μ==⨯= 对整体在整个运动过程中运用动能定理列式，得到：20F W fs m gh --=
根据几何关系，可知求B 上升距离1h m =，故有：
241110114F W fs m gh J J J =+=⨯+⨯⨯=，故选项D 正确，选项ABC 错误．
【题目点拨】
本题中拉力为变力，先对整体受力分析后根据共点力平衡条件得出摩擦力为恒力，然后根据动能定理求变力做功．
2、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 。

3、B
【解题分析】 尖端电荷密度大，附近的场强强，空气越容易电离，画出金属筒和金属丝之间的电场线分布图，比较场强的大小，带负电的细颗粒物根据受力判断运动情况．
【题目详解】
尘埃带负电后受电场力作用向收尘极运动，电场力做正功，电势能越来越小，故A 错
误；逆电场线方向，电势变高，故越靠近收尘极，电势越高，故B 正确；离电晕极越远，场强越小，尘埃带电量不变，电场力越小，故C 错误，根据图象信息可知除尘器内电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场，电场线方向由收尘极指向电晕极，故D 错误；故选B ．
【题目点拨】
此题考查静电的应用-静电除尘，解答本题关键是要知道金属圆筒和金属丝之间的电场分布，电场强度越大的地方气体越容易电离．
4、C
【解题分析】
A ．根据v −t 图像与坐标轴围成的面积表示位移，可知在第Ⅰ个物体抛出后3s 末，第Ⅰ个物体的位移大于第Ⅱ个物体的位移，而两者从同一地点开始运动的，所以在第Ⅰ个物体抛出后3s 末没有相遇，A 错误；
B ．在第Ⅱ个物体抛出后4s 末即图中第6s 末，第Ⅰ个物体的位移为0，第Ⅱ个物体的位移不为0，所以两者没有相遇，B 错误；
C ．在第Ⅱ个物体抛出后2s 末，即图中第4s 末，两物体的位移相等，所以在第Ⅱ个物体抛出后2s 末相遇，C 正确；
D ．图中第4s 末两物体相遇，由图看出两个物体的速度均不为零，D 错误； 故选C 。

5、C
【解题分析】
橡皮条伸长量为：
△x =2L -L =L
钩码受重力和两个拉力，两个拉力与竖直方向的夹角为30°，根据平衡条件，有：2F cos30°=G 解得：
2cos30G F ︒== 根据胡克定律，劲度系数为：
3F k x L =
=∆ A. G L
与计算结果不符，故A 错误。

B. 2G L
与计算结果不符，故B 错误。

C. 3L
与计算结果相符，故C 正确。

D.
与计算结果不符，故D 错误。

6、D
【解题分析】试题分析：小球在曲面体上滑动的过程中，小球和曲面体组成的系统，水平方向不受外力，水平方向动量守恒，系统的机械能也守恒，根据两个守恒列方程求解． 组成的系统在水平方向动量守恒，以B 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
()'B A B m v m m v =+，由机械能守恒定律得()2211'22
B A B B m v m m v m gh =++，联立并代入数据得h=0.15m ，D 正确．
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、AB
【解题分析】由题意知，小球在水平方向的位移之比::1:2:3A B C x x x =，小球在水平方向做匀速直线运动，根据x vt =可知小球的运动时间之比为::1:2:3A B C t t t =，小球在竖直方向上做自由落体运动，根据公式212
h gt =，则抛出点的高度之比为222::::1:4:9A B C A B C h h h t t t ==，A 正确；重力做功功率y P mgv =，而y v gt =，故
2P mg t =，结合::1:2:3A B C t t t =可得落地时重力的瞬时功率之比为1：2：3，B 正
确；因为落地速度为v =1：2：3，所以落地的合速度之比不等于1：2：3，C 错误；由动能定理得，动能的变化量k E mgh ∆=，根据::1:4:9A B C h h h =可知动能的变化量之比为1：4：9，D 错误． 8、AC
【解题分析】
从A 点做BC 的垂线，交点应该在BC 的中点E ，则A 点的电势等于BC 中点E 的电势，大小为02B C
A ϕϕϕ+==，选项A 正确，
B 错误；
P 点的电势等于AB 中点G 的电势，也等于EB 中点F 的电势，即12B E P V ϕϕϕ+=
=，
则电荷量为-1.0×10-6C 的带电粒子从A 点运动到P 点电场力做功为66(1)( 1.010) 1.010AP AP W U q J J --==-⨯-⨯=⨯，选项C 正确，D 错误；故选AC. 9、ACD
【解题分析】
应用动能定理判断物体的运动情况，根据临界条件判断外力的方向。

【题目详解】
A ．若斜面光滑，对物体应用动能定理：
2201122
F G W W mv mv -=- 可知：0v v =，又因为外力F 为恒力，所以物体做匀速直线运动，故A 正确； B ．若斜面粗糙，物体可能和斜面无弹力，摩擦力仍然不做功，物体可能做匀速直线运动，故B 错误；
C ．若斜面光滑，物体向上运动位移为x ，对物体应用动能定理：
cos sin 0Fx mgx αθ-=
要使F 最小，则cos α最大为1，所以α应为零，故C 正确；
D ．若斜面粗糙，摩擦力最小为0，物体与斜面的弹力为0，受力分析可知： sin cos F mg αθ=
又因为恒力F 做功与物块克服重力做的功相等：
cos sin Fx mgx αθ=
两式相比解得：60α=，故D 正确。

【题目点拨】
本题主要考察动能定理和正交分解，合理运用方程分析和解决问题。

10、CD
【解题分析】
试题分析：两个小球在运动的过程中受重力和杆的弹力作用，杆的弹力和重力的合力提供向心力，故小球在最高点与最低点时杆的弹力的方向一定与杆平行，但可能与杆同向，
也可能与杆反向．最低点时方向肯定向上．
解：A 、由于两个小球的质量相等，所以P 、Q 两球在竖直面内做匀速圆周运动，两球在运动的过程中，二者的总重力势能保持不变，但单个的小球的重力势能不断变化，Q 球在运动过程中机械能不守恒．故A 错误；
B 、P 从最高点运动到最低点过程中动能不变，重力对其做功是mg•2L ，所以杆对其做功为﹣2mgL ．故B 错误；
C 、在水平位置时，杆的弹力和重力的合力提供向心力，受力如图， 则：．故C 正确；
D 、Q 到达最高点时，设在最高点时，假设杆的作用力向下，根据向心力公式得： mg+T=
解得：T=mg ．故D 正确
故选CD ．
【点评】该题中P 与Q 的质量是相等的，所以系统的力矩平衡，两球都做匀速圆周运动，要注意杆对小球可以是拉力，可以是支持力，要注意对小球的受力分析．
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、①1.20 ②加速度一半，0.933
【解题分析】
①1cm+1mm×2.0格=1.20cm ，②加速度一半，
2
221(2.80)10/0.467/20.060
a m s m s --⨯==-，所以a =0.933m/s 2 12、T =0.10s 第1段纸带的平均速度（或第1段纸带中间时刻的速度） 1.60m/s 2 0.500m/s
【解题分析】
(1)[1]由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔0.1s T =；
(2)[2]根据平均速度等于中时刻瞬时速度，那么第1段纸带与纵轴v 的交点表示第1段
纸带的平均速度(或第1段纸带中间时刻的速度)；
(3)[3]由纸带数据，可得：
2
1 5.810m/s 0.58m/s 0.1v -⨯== 2613.8110m/s 1.381m/s 0.1
v -⨯== 根据加速度的公式可得：
221.3810.58m/s 1.60m/s 0.5
v a t ∆-===∆ (4)[4]根据匀变速直线运动的速度公式可得0点时物体的速度为：
00.58 1.60.05m/s 0.500m/s t v v at =-=-⨯=
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）2q v=m U （2）12=mU B d q （3）50%（4）1212
d 2m m x m m -=- 【解题分析】（1）离子在Ⅰ区域初速度为0开始加速，由动能定理： 21q =mv 2U 可得 2q v=m
U （2）进入DF 极板的离子恰好不从极板射出，确定圆心；尘埃在磁场中的半径r =d ,如图所示；
磁场中洛伦磁力提供向心力： 2
v qvB=m r
1
2mU B d q
（3）电场、磁场同时存在时，尘埃匀速直线，满足：qE=qvB
撤去磁场以后粒子在电场作用下平抛，假设距离DF 极板y 的粒子恰好离开电场：
由平抛运动规律：y=212at ，d =vt 解得：y =0.5d
当y >0.5d 时，时间更长，水平位移x>d ，即0.5d 到d 这段距离的粒子会射出电场， 则从平行金属板出射的尘埃占总数的百分比0.5100%50%d d d
-⨯= （4）设两离子在磁场中做圆周运动的半径为R 1和R 2，根据洛伦兹力做向心力得
2
v qvB=m R
代入得： 111
21Um R B q = 221
21Um R B q = 则半径关系为
1122R m R m = 因为m 1≤4m 2，则有R 1≤2R 2，此时狭缝最大值x 同时满足（如图所示）
x =2R 1-2R 2
d=2R 1+ x
解得： 12
122m m x m m -=-
14、（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.
15、
(1)p v =
(2)25E mg gL ∆=⋅ 【解题分析】
(1)对于P 球和Q 球组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，则有 222111223322
P Q mg L mg L mv mv ⋅=⋅++⋅ 两球共轴转动，角速度大小始终相等，由v=rω得
v Q =2v P
联立解得
v P
(2)小球P 机械能的变化量
2114329
P E mg L mv mgL =⋅+= 【题目点拨】
本题是轻杆连接的问题，要抓住单个物体机械能不守恒，而系统的机械能守恒是关键；知道两物体的角速度是相同的。