2024年山东省沂水县第一中学高三物理第一学期期中综合测试试题含解析

2024年山东省沂水县第一中学高三物理第一学期期中综合测试
试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。

用2B 铅笔将试卷类型（B ）填涂在答题卡相应位置上。

将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。

答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

4．考生必须保证答题卡的整洁。

考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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，在水平传带上有三个质量分别为m 1、m
2、m 3的木块1、2、3,1和2及2和3间分别用原长为L ，系数为k 的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为μ，现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，1、3两木块之间的距离是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ． 2、如图所示，一个质点做匀加速直线运动，依次经过a 、b 、c 、d 四点，已知经过ab 、bc 和cd 三段所用时间之比为2：1：2，通过ab 和cd 段的位移分别为x 1和x 2，则bc 段的位移为（ ）
A ．12()2
x x + B ．12()4
x x + C ．12(3)2
x x + D ．12(3)4x x + 3、在星球表面发射探测器，当发射速度为v 时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球。

已知地球、火星两星球的质
量比约为10∶1，半径比约为2∶1。

下列说法正确的有( )
A．探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大
B．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大
C．探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等
D．探测器脱离星球的过程中，势能逐渐减小
4、如图所示，在一点电荷的电场中有三个等势面，与电场线的交点依次为a、b、c，它们的电势分别为12V、8V和3V，一带电粒子从一等势面上的a点由静止释放，粒子仅在电场力作用下沿直线由a点运动到c点，已知粒子经过b点时速度为v，则( )
A．粒子一定带负电B．长度ab∶bc＝4∶5
C．粒子经过c点时速度为3
2
v D．粒子经过c点时速度为
5
4
v
5、如图所示，在“托球跑”趣味比赛中，若运动员沿水平面匀加速直线跑．球拍平面与水平方向的夹角为θ时，网球与球拍保持相对静止．球拍和网球的质量分别为M、m，不计摩擦力和空气阻力，重力加速度为g．则下列说法正确的是
A．球拍对球的作用力太小为mg
B．运动员对球拍的作用力大小为（M+m)g
C．运动员的加速度大小为gtanθ
D．若加速度大于gsinθ，球一定沿球拍向上运动
6、如图所示，把两个小球a、b分别从斜坡顶端以水平速度v0和3v0依次抛出，两小球都落到斜面后不再弹起，不计空气阻力，则两小球在空中飞行时间之比是（）
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4
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，A、B、C三物块叠放并处于静止状态，水平地面光滑，其他接触面粗糙，以下受力分析正确的是( )
A．A与墙面间有压力
B．A与墙面间没有静摩擦力
C．A物块共受3个力作用
D．B物块共受4个力作用
8、关于人造地球卫星，下列说法正确的是
A．若卫星作匀速圆周运动，则卫星距地面越高，其运行的线速度越大
B．所有的地球同步卫星均在同一轨道上运行
C．卫星距离地面越高，所受的万有引力越大
D．第一宇宙速度是发射卫星的最小地面发射速度
9、如图甲所示,物块A．B的质量分别是m A= 4.0kg和m B= 3.0kg．用轻弹簧栓接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙相接触．另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动,在t=4s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开，物块C的v-t图象如图乙所示,下列说法正确的是（）
A．物块C的质量m c=2kg
B．墙壁对物块B的弹力在4s到12s对B不做功
C．B离开墙后的过程中弹簧具有最大弹性势能E P=9J
D．墙壁对物块B的弹力在4s到12s的时间内对B的冲量I为0
10、如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态．如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是（）
A．绳的右端上移到b ，绳子拉力不变
B．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小
C．将杆N向左移一些，绳子拉力变小
D．若换挂质量更大的衣服，则衣服架悬挂点右移
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）为了探究物体做匀速圆周运动时，向心力与哪些因素有关？某同学进行了如下实验：
如图甲所示，绳子的一端拴一个小沙袋，绳上离小沙袋L处打一个绳结A，2L处打另一个绳结B．请一位同学帮助用秒表计时．如图乙所示，做了四次体验性操作．
操作1：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周．体验此时绳子拉力的大小．
操作2：手握绳结B，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周．体验此时绳子拉力的大小．
操作3：手握绳结A，使沙袋在水平平面内做匀速圆周运动，每秒运动2周．体验此时绳子拉力的大小．
操作4：手握绳结A，增大沙袋的质量到原来的2倍，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周．体验此时绳子拉力的大小．
（1）操作2与操作1中，体验到绳子拉力较大的是____；
（2）操作3与操作1中，体验到绳子拉力较大的是____；
（3）操作4与操作1中，体验到绳子拉力较大的是____；
（4）总结以上四次体验性操作，可知物体做匀速圆周运动时，向心力大小与____有关．
A．半径B．质量C．周期D．线速度的方向
（5）实验中，人体验到的绳子的拉力是否是沙袋做圆周运动的向心力____（“是”或“不是”）
12．（12分）某同学利用如图甲所示的电路测定旧电池组的电动势与内电阻．
（1）用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图；
（______________）
（2）由图丙可知：该电池组的电动势E＝____V，内阻r＝____；
（3）该同学又利用上述实验方案测定了同规格新电池组的电动势与内电阻．通过实验发现旧电池组与新电池组相比，电动势几乎没有变化，但它们的输出功率P随外电阻R 变化的关系图线有较大差异，如图丁所示．可知新电池组对应的是图线_______ (选填“A”或“B”)．
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）车发动机的功率为60kW，汽车的质量为4t，当它行驶在坡度为
0.02（sinα=0.02）的长直公路上时，如图所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍（g=10m/s2），求：
（1）汽车所能达到的最大速度v m；
（2）若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？(计算结果保留三位有效数字)
14．（16分）（20）导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识．如图所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线MN在与其垂直的水平恒力F的作用下，在导线框上以速度v做匀速运动，速度v与恒力F方向相同，导线MN始终与导线框形成闭合电路，已知导线MN电阻为R，其长度L，恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为B，忽略摩擦阻力和导线框的电阻．
（1）通过公式推导验证：在时间内t∆，F对导线MN所做的功W等于电路获得的电能W'，也等于导线MN中产生的焦耳热Q．
（2）若导线的质量m=8.0g，长度L=0.1m，感应电流I=1.0A，假设一个原子贡献1个自由电子，计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率v（下表中列出了一些你可能用到的数据）．
（3）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动自由电子和金属离子（金属原子失去电子后剩余部分）的碰撞，展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子运动模型：在此基础上，求出导线MN中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力f 的表达式．
15．（12分）如图所示，质量M＝10 kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上，木楔与地面间的动摩擦因数μ＝0.2.在木楔的倾角θ为37°的斜面上，有一质量m＝1.0 kg的物块由静止开始从A点沿斜面下滑，当它在斜面上滑行距离x＝1 m时，其速度v＝2 m/s，在这过程中木楔没有动．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2)求：
(1)物块与木楔间的动摩擦因数μ1；
(2)地面对木楔的摩擦力的大小和方向；
(3)在物块沿斜面下滑时，如果对物块施加一平行于斜面向下的推力F ＝5 N ，则地面对木楔的摩擦力如何变化？(不要求写出分析、计算的过程)
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】
分别对木块3和木块2和3整体分析，通过共点力平衡，结合胡克定律求出两根弹簧的形变量，从而求出1、3量木块之间的距离。

【题目详解】
对木块3分析，摩擦力与弹簧弹力平衡，有：μm 3g =kx ，则
，对木块2和3整体分析，摩擦力和弹簧弹力平衡，有：μ（m 2+m 3）g =kx ′，则
，则1、3两木块的距离
，故B 正确，ACD 错误。

【题目点拨】
解决本题的关键能够正确地选择研究对象，根据共点力平衡、胡克定律进行求解。

2、B
【解题分析】
设bc 段所用时间为t ，根据匀变直线运规律可知，bc 段平均速度等ad 段平均速度，即··bc bc ad x v t v t ==，125bc ad x x x v t ++=
，由以上两式可解得：124
bc x x x +=，故B 正确． 3、B
【解题分析】 A ：探测器绕星球表面做匀速圆周运动时：，解得：，则探测器绕星
球表面做匀速圆周运动的速度与探测器的质量无关；当发射速度达到
时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球，脱离星球所需要的发射速度与探测器的质量无关。

故A 项错误。

B ：探测器在星球表面受到的引力，地球、火星两星球的质量比约为10∶1，半
径比约为2∶1，则探测器在地球表面受到的引力与探测器在火星表面受到的引力之比
，所以探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大。

故B
项正确。

C ：探测器绕星球表面做匀速圆周运动时：，解得：，地球、火星两星球的质量比约为10∶1，半径比约为2∶1，则探测器绕地球表面做匀速圆周运动的速度与探测器绕火星表面做匀速圆周运动的速度之比
；当发射速度达到时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球，则探测器分别脱离两星球所需要的发射速度不相等。

故C 项错误。

D ：探测器脱离星球的过程中，高度逐渐增大，势能逐渐增大。

故D 项错误。

4、C
【解题分析】
A 、根据a 、b 、c 三点的电势可知，电场线方向由a 指向c ，带电粒子由静止从a 点运动到c 点，是顺电场线移动，所以粒子带正电，A 错误；
B 、点电荷形成的电场不是匀强电场，不能用U Ed =来计算电势差与电场强度及两点间距离的关系，B 错误；
C 、
D 、由动能定理得：21q 2ab U mv =
，2211q 22bc c U mv mv =-，且4ab U ϕ=，5bc U ϕ=，计算得：32
c v v =，C 正确；D 错误； 故选C ．
5、C
【解题分析】
以小球为研究对象，受力分析如图所示。

可求球拍对球的作用力F=mg /cosθ，所以A 错误；合外力为F 合=mgtanθ=ma ，可求小球的加速度为a=gtanθ，小球与运动员的加速度相同，故运动员的加速度也是gtanθ，所以C 正确；把球和球拍视为一个整体，整体加速度为gtanθ，合外力（M+m )gtanθ，根据矢量三角形法则可求人对球拍的作用力为F 1=（M+m )g /cosθ，所以B 错误；而gtanθ＞gsinθ，由题意知，小球没有沿球拍向上运动，D 错误。

6、B
【解题分析】
试题分析：设斜面倾角为，将平抛运动分解到水平方向和竖直方向，第一次，可得；第二次可得，，因此两小球在空中飞行时间之比，因此B正确，A、C、D错误。

考点：平抛运动
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、BCD
【解题分析】
以三个物体组成的整体为研究对象，水平方向上：地面光滑，对C没有摩擦力，根据平衡条件得知，墙对A没有压力，因而也没有摩擦力，AB错误；对A：受到重力、B 的支持力和摩擦力三个力作用，C正确；先对A、B整体研究：水平方向上：墙对A没有压力，则由平衡条件分析可知，C对B没有摩擦力；再对B分析：受到重力、A的压力和摩擦力、C的支持力，共四个力作用，D错误．
【题目点拨】①整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解．在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力．
②隔离法：从系统中选取一部分（其中的一个物体或两个物体组成的整体，少于系统内物体的总个数）进行分析．隔离法的原则是选取受力个数最少部分的来分析．
③通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法．有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用1、当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法．2、整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法．
8、BD
【解题分析】
根据可知，若卫星作匀速圆周运动，则卫星距地面越高，其运行的线速度越小，选项A错误；所有的地球同步卫星因为有相同的周期，则均在赤道上空的同一高度的同一轨道上运行，选项B正确；根据可知，卫星距离地面越高，所受的万有引
力越小，选项C 错误；第一宇宙速度是发射卫星的最小地面发射速度，选项D 正确；故选BD.
9、ABC
【解题分析】
A ．由图可知，C 与A 碰前速度为 v 1=9m/s ，碰后速度为v 2=3m/s ，C 与A 碰撞过程动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m C v 1=（m A +m C ）v 2，解得： m C =2kg
故A 正确。

B ．在4s 到12s 内，B 不动，则墙壁对物块B 的弹力在4s 到12s 对B 不做功。

故B 正确。

C ．在12s 时，B 离开墙壁，之后A 、B 、C 及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当AC 与B 速度相等时，弹簧弹性势能最大，以A 的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：（m A +m C ）v 3=（m A +m B +m C ）v 4，由机械能守恒定律得：
()()22341122
A C A
B
C P m m v m m m v E +=+++，代入数据解得： E P =9J
故C 正确。

D ．由图知，12s 末A 和C 的速度为 v 3=-3m/s ，4s 到12s ，墙对B 的冲量为 I =（m A +m C ）v 3-（m A +m C ）v 2，
解得：
I =-36N•s
方向向左。

故D 错误。

10、AC
【解题分析】
如图所示，两个绳子是对称的，与竖直方向夹角是相等的．假设绳子的长度为x ，则cos x L θ=，绳子一端在上下移动的时候，绳子的长度不变，两杆之间的距离不变，则θ角度不变；两个绳子的合力向上，大小等于衣服的重力，由于夹角不变，所以绳子的拉力不变；A 正确B 错误；当杆向左移动后，根据cos x L θ=，即L 变小，绳长不变，所以θ角度增大，绳子与竖直方向的夹角变小，绳子的拉力变小，C 正确；绳长和两杆距离不变的情况下，θ不变，所以挂的衣服质量变化，不会影响悬挂点的移动，D 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、操作2操作3操作4ABC不是
【解题分析】
(1)根据F=mrω2知，操作2与操作1相比，操作2的半径大，小球质量和角速度相等，知拉力较大的是操作2；
(2)根据F=mrω2知，操作3与操作1相比，操作3小球的角速度较大，半径不变，小球的质量不变，知操作3的拉力较大。

(3)操作4和操作1比较,半径和角速度不变,小球质量变大,根据F=mrω2知，操作4的拉力较大。

(4)由以上四次操作，可知向心力的大小与质量、半径、角速度有关。

故选：ABC。

(5) 沙袋做圆周运动的向心力时绳子对沙袋的拉力，作用在沙袋上。

而人体验到的绳子的拉力作用在人上，不是同一个力。

12、（1）如图（2）4.4 5.5 （3）B
【解题分析】
（1）实物连接电路如图．
（2）U－I图线的截距表示电动势，即E =4.4 V．电源内阻可从图线的斜率求得即
r=
U
I
∆
∆
=
4.4 1.1
0.6
-
=5.5 Ω．
（3）当输出功率达到最大值时，外电阻R就等于内电阻，由图线可知B图线表过的内阻要小，最大功率要大，故新电池组对应的是图线B．
【题目点拨】
测电源电动势与内阻实验，掌握应用图像法求E和r，求图线斜率时要注意纵轴的起始
数据是否为1．
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）12.5m/s ．（2）13.9s ．
【解题分析】
（1）汽车在坡路上行驶时所受阻力为： F f =kmg+mgsinα=4000N+800N=4800N ． 当汽车达到最大速度时，加速度为零，此时有 F=F f ，由功率 P=Fv m =F f v m ，所以 3
6010/12.5/4800
m P v m s m s kmg mgsin α⨯===+． （2）汽车从静止开始以a=0.6 m/s 2匀加速行驶，根据牛顿第二定律得：F′-F f =ma ，
则 F′=ma+kmg+mgsinα═4×103×
0.6 N+4800N=7.2×103N ． 当汽车的实际功率等于额定功率时，匀加速运动的速度达到最大，设匀加速行驶的最大
速度为v m ′，则有3
36010/8.33/7.210
m P v m s m s F ⨯'==='⨯ ． 匀加速行驶的时间：8.3313.90.6
m v t s s a '=== 点睛：本题考查机车的启动问题，关键理清汽车在整个过程中的受力情况及运动情况，结合功率的公式，以及牛顿第二定律和运动学公式进行求解；知道当加速度为零时速度最大．
14、（1）见解析（2）67.810/m s -⨯（3）f eBv =
【解题分析】
试题分析：
（1）导线运动时产生的感应电动势为E BLv =， 导线中的电流为E I R
=， 导线受到的安培力为22B L v F BIL R
==安， 物体匀速运动，拉力和安培力相等，所以拉力为22v =B L F F R
=安， 拉力F 做功W F x Fv t =∆=∆，将F 代入得到222
B L v W t R
=∆ 电能为222
=B L v W EI t t R
=∆∆电，
产生的焦耳热为222
2
=B L v Q I R t t R =∆∆，由此可见=W W Q =电 （2）导线MN 中的总电子数N=A
m N μ， 导线MN 中电子的电量为q Ne = 通过导线的电流为q I t
= 这些电量通过导线横截面积的时间为e L t v =
联立以上各式得67.810m/s e A IL
v emN μ-==⨯
（3）方法一：动量解法
设电子在每一次碰撞结束至下一次碰撞结束之间的运动都相同，设经历的时间为t ∆，电子的动量变化为零．
因为导线MN 的运动，电子受到沿导线方向的洛伦兹力为f 洛的作用，有=f evB 洛 沿导线方向，电子只受到金属离子的作用力和f 洛作用，所以0f t f t ∆-∆=洛 联立解得电子受到的平均作用力为f eBv =
方法二：能量解法
设电子从导线的一端到达另一端经历的时间为t ，在这段时间内，通过导线一端的电子总数为It N e
= 电阻上产生的焦耳热是由于克服金属离子对电子的平均作用力做功而产生的，有W Q =
在t 时间内电子运动过程中克服阻力所做的功，可以表示为W NfL =
电流产生的焦耳热为：Q BILvt = 联立解得f eBv =
考点：电磁感应、能量守恒定律的综合考查
15、（1）0.5；（2）1.6 N,水平向左（3）地面对木楔的摩擦力的大小、方向均不变
【解题分析】
（1）由
22v as =
得
22m /s a =
由牛顿第二定律
mgsin 37°-μ1mgcos 37°=ma
代入数据解得
0.5μ=
（2）以物块和木楔ABC 整体为研究对象，作出力图如图.
根据牛顿第二定律得
x f ma =
其中
a x =acos 37°
代入数据解得
1.6N f =
（3）对木楔来说物块加力以后它的受到物体的力没有任何变化，所以地面对木楔的摩擦力的大小、方向均不变。