内蒙古乌兰察布市集宁一中2024年物理高三第一学期期中学业水平测试试题含解析

内蒙古乌兰察布市集宁一中2024年物理高三第一学期期中学业
水平测试试题
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，用一小车通过轻绳提升一滑块，滑块沿整直光滑杆上升，某一时刻，两段绳恰好垂直. 拴在小车一端的绳与水平方向的夹角为θ，此时小车的速度为v 0，则此时滑块竖直上升的速度（ ）
A ．v 0
B ．v 0sin θ
C ．v 0cos θ
D ．
cos v
2、下列说法正确的是（ ） A ．滑动摩擦力只可能作负功 B ．静摩擦力既可作正功，也可作负功 C ．一对作用力和反作用力做功的代数和为零 D ．具有加速度的物体，一定有外力对它作功
3、某天体的两颗卫星a 、b 分别在同一平面内的P 、Q 轨道上沿逆时针方向做匀速圆周运动，某时刻如图所示。

P 、Q 轨道的半径分别为r 1、r 2，且r 2=4r 1，则下面说法正确的是
A ．卫星a 的加速度小于卫星b 的加速度
B ．从图示位置开始计时，在一小段时间内两卫星间的距离不断减小
C ．在以后运动过程中，只要卫星b 处于图示位置，则卫星a 也一定处于图示位置
D．若使卫星a变轨到Q轨道上运动，则必须减小卫星a的速度
4、如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图示，可能正确的是( )
A．
B．
C．
D．
5、将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。

用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F达到最小值时Oa绳上的拉力为（）
A．3mg B．mg C．
3
2
mg D．
1
2
mg
6、为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图象，下列说法正确的是
A．动力车的初速度为40 m/s
B．刹车过程动力车的加速度大小为5 m/s2
C．刹车过程持续的时间为10s
D．从开始刹车时计时，经过6s，动力车的位移为30m
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、关于电磁波，下列说法正确的是（）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
E.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
8、如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量m A＝4kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计．可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量m B＝2kg.现对A施加一个水平向右的恒力F＝10N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t＝0.6s，二者的速度达到v t＝2m/s.下列说法正确的是( )
A．A开始运动时加速度a＝2.5m/s2
B．A、B碰撞后瞬间的共同速度v＝1m/s
C．A的上表面长度l＝0.45m
D．A的上表面长度l＝0.55m
9、如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，实线表示t=0时刻的波形图，虚线表示t=0.2s时刻的波形图，已知波速为80m/s．则下列说法正确的是____
A．波沿x轴负方向传播
B．该波的周期为0.125s
C．在t=0时刻，波上质点a沿y轴正方向运动
D．从t=0时刻起，在0.075s内a质点通过的路程为20cm
E.若观察者从坐标原点O沿x轴负方向运动，则观察者单位时间内接收到波的个数比波源的频率数小
10、在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨．如图所示，当火车以规定的行驶速度
转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则（）
A．该弯道的半径
2
tan
v
r
gθ=
B．当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变
C．当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压
D．当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压
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．小王同学利用自己设计的弹簧弹射器探究“弹簧弹性势能与形变量关系”，弹射器水平放置，弹簧被压缩x后释放，将质量为m、直径为d的小球弹射出去．测出小球通过光电门的时间为t.请回答下列问题：
（1）为减少实验误差，弹射器出口端距离光电门应该________（选填“近些”或“远些”）．（2）小球通过光电门的速度大小v＝________；小球未弹出前弹簧的弹性势能E p＝
________.（用m、d、t表示）
（3）该同学在实验中测出多组数据，并发现x与t成反比的关系，则弹簧弹性势能E p 与形变量x的关系式，正确的是________．（选填字母代号即可）
A．E p∝x B．E p∝1
x
C．E p∝x2D．E p∝
2
1
x
12．（12分）（1）在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学甲用毫米刻度尺测得摆线长0935.8mm
L=；用游标卡尺测得摆球的直径如图所示，则摆球直径
d=____________mm．
用秒表测得单摆完成40n =次全振动的时间如图所示，则秒表的示数
t =____________s ；若用给出的各物理量符号（L 0、d 、n 、t ）表示当地的重力加速
度g ，则计算g 的表达式为g =____________．
（2）实验中同学甲发现测得的g 值偏小，可能的原因是_______ A ．测摆线长时摆线拉得过紧
B ．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C ．开始计时时，秒表过迟按下
D ．实验中误将39次全振动计为40次
（3）为了提高实验精度，某同学乙在实验中通过改变几次摆长L ，并测出相应的周期
T ，从而得到一组对应的L 与T 的数据，再以L 为横坐标、2T 为纵坐标，建立坐标系，
将所得数据进行连线，实验测得的数据如下表所示： 次数 1 2 3 4 5
摆长/cm L
80.00 90.00 100.00 110.00 120.00
30次全振动时间/s t
53.8 56.9 60.0 62.8 65.7 振动周期/s T 1.79
1.90
2.00
2.09
2.19
振动周期的平方22/T s
3.2 3.61
4.00 4.37 4.80
请将表中第三次测量数据标在右图中，并在右图中作出2T 随L 变化的关系图象__________．
②根据图象，可知当地的重力加速度为____________（保留3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）如图所示，有一质量为M=2kg的平板小车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为m=1kg的小物块A和B（均可视为质点），由车上P处分别以初速度v1=2m/s 向左和v2=4m/s向右运动，最终A、B两物块恰好停在小车两端与车相对静止没有脱离小车。

已知两物块与小车间的动摩擦因数都为μ=0.1，取g=10m/s2。

求：
（1）求物块A刚开始滑动时加速度a大小；
（2）求物块A、B与小车相对静止时共同速度v共及物块A、B在小车上滑动过程中产生的热量Q
（3）求整个过程中物块B相对小车的位移x相大小。

14．（16分）撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动。

在某次比赛中，认为运动员越过横杆后做自由落体运动，重心下降4.05m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t=0.90s。

已知运动员质量m=65kg，重力加速度g＝10 m/s2，不计撑杆的质量和空气的阻力。

求：
(1) 接触软垫瞬间的速度大小
(2) 软垫对运动员平均作用力的大小。

15．（12分）如图所示，一条长为L的细线上端固定，下端拴一个质量为m，电荷量为q的小球，将它置于方向水平向右的匀强电场中，使细线竖直拉直时将小球从A点静止释放，当细线离开竖直位置偏角α＝60°时，小球速度为0。

(1)试分析小球运动到细线和竖直方向偏角为多大时，球速最大？并求出电场强度E的大小。

(2)若小球恰好完成竖直圆周运动，求小球在A 点应有的初速度v A 的大小(可含根式)。

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、A 【解题分析】
车的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平行四边形定则，有 v 1cosθ=v 绳
而货物的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，则有 v 货cosα=v 绳
由于两绳子相互垂直，所以α=θ，则由以上两式可得，货物的速度就等于小车的速度v 1．
A ．v 1，与结论相符，选项A 正确；
B ．v 1sin θ，与结论不相符，选项B 错误；
C ．v 1cos θ，与结论不相符，选项C 错误；
D ．
cos v
，与结论不相符，选项D 错误； 2、B 【解题分析】
A 、力做功的正负即决于力和位移的方向关系,摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以
不做功,故A 错误,B 正确;
C 、作用力和反作用力可以同时做正功,也可以同时做负功,做功的代数和不一定为零,故C 错误;
D 、匀速圆周运动具有加速度,但没有外力对它做功,故D 错误. 故选B 【题目点拨】
力做功的正负即决于力和位移的方向关系;根据作用力和反作用力的性质可以判断两力做功的情况. 3、C 【解题分析】
A.根据万有引力提供向心力有：
2
GMm
ma r
= 可得：
2
GM
a r =
由于214r r =，所以卫星a 的加速度是卫星b 的加速度16倍，故A 错误； B.根据万有引力提供向心力有：
22 GMm
m r r
ω= 可得：
ω=
由于214r r =，所以卫星a 的角速度是卫星b 的角速度8倍，从图示位置开始计时，在一小段时间内两卫星间的距离不断增大，故B 错误；
C.卫星a 的角速度是卫星b 的角速度8倍，那么卫星a 的周期是卫星b 的周期的
18
，所以在以后运动过程中，只要卫星b 处于图示位置，则卫星a 也一定处于图示位置，故C 正确；
D. 若使卫星a 变为在Q 轨道上运动，即做离心运动，必须增大速度，故D 错误。

4、A 【解题分析】
金属棒PQ 进入磁场前没有感应电动势，D 错误；当进入磁场，切割磁感线有E=BLv ，大小不变，可能的图象为A 选项、BC 错误．
5、A 【解题分析】
将a 、b 两小球视为整体受力分析，根据力的合成：
可知当外力F 垂直绳子时有最小值，则Oa 绳子的拉力： 2cos303T mg mg ==
A 正确，BCD 错误。

故选A 。

6、
B 【解题分析】
由题意可知考查匀变速直线运动规律，结合x-v 2运用运动学公式分析计算可得。

【题目详解】
A ．分析图象可知当位移为零时，
()2
2400m/s v =
可知动力车的初速度为20 m/s
B ．设刹车过程动力车的加速度大小为a ，由运动学公式
22v ax =
222400m/s 5m/s 2240
v a x ===⨯
刹车过程动力车的加速度大小为5 m/s 2，故B 正确。

C ．刹车过程持续的时间为
20s=4s 5
v t a =
= 故C 错误。

D ．从开始刹车时计时，经过4s ，动力车停止，前6s 的位移等于前4s 的位移，分析图
象可知等于40m，故D错误。

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、ABC
【解题分析】
A．电磁波在真空中的传播速度均为光速，与电磁波的频率无关，故A正确；
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确；
C．电磁波为横波，它在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直；故C正确；
D．电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播．故D错误；
E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波仍然可以继续传播，故E错误．
【题目点拨】
本题考查电磁波基本特性的了解程度．电磁波与声波不同，电磁波在真空中的速度最大，在介质中速度较小；同时注意明确电磁波的传播性质，知道电磁波可以在真空中传播．8、ABC
【解题分析】
以A为研究对象，由牛顿第二定律得：F=m A a，代入数据得：a=2.5m/s2，故A正确；
A、B碰撞后共同运动过程中，选向右的方向为正，由动量定理得：
Ft=（m A+m B）v t-（m A+m B）v，代入数据解得：v=1m/s，故B正确；A、B碰撞过程动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m A v A=（m A+m B）v，A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理得：，联立并代入数据得：l=0.45m，故C正确，D错误。

所以ABC正确，D错误。

9、ADE
【解题分析】
波长λ=12m，波速为v=80m/s，t=0.2s传播的距离为x=vt=16m=11
3
λ，可知该波沿x
轴负方向传播，选项A正确；该波的周期为
12
0.15
80
T s s
v
λ
===，选项B错误；因
波沿x轴负向传播，则在t=0时刻，波上质点a沿y轴负方向运动，选项C错误；0.075s =0.5T．则从t=0时刻起，在0.075s内a质点通过的路程为2A=20cm，选项D正确；因
波沿x 轴负向传播，根据多普勒效应，若观察者从坐标原点O 沿x 轴负方向运动，则观察者单位时间内接收到波的个数比波源的频率数小，选项E 正确；故选ADE.
点睛：本题关键是时间t=0.2s 与T 的关系，利用波形的平移法判断波的传播方向．根据时间与周期的关系，分析质点的运动状态．要理解波的双向性和周期性． 10、ABD
【解题分析】
火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，设转弯处斜面的
倾角为θ，根据牛顿第二定律得：2
tan v mg m r θ=，解得：2tan v r g θ=，故A 正确；根据牛顿第二定律得：2
tan v mg m r
θ=，解得：tan v gr θ=，可知火车规定的行驶速度与质量无关，故B 正确；当火车速率大于v 时，重力和支持力的合力不能够提供向心力，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨，故C 错误，D 正确．所以ABD 正确，C 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、近些
d t 21()2d m t C 【解题分析】
（1）弹射出后小球做平抛运动，只有距离光电门近些才能减小速度引起的误差； （2）利用平均速度代替瞬时速度，则v d t =
，弹性势能转化为了动能，根据动能定理可知21()2P d E m t
= （3）由于x k t =，故222211()22
P d E m md k x t ==，故E p ∝x 2，故C 正确 12、19.55mm 108.4s 202
42d L T π⎛⎫+ ⎪⎝
⎭ BD 如图； 9.86m/s 2
【解题分析】
(1)游标尺主尺：19mm ；游标尺对齐格数：11个格，读数为：11×0.05=0.55mm ；所以直径为：19+0.55=19.55mm ；
秒表读数：大盘读数90s ，小盘读数18.4s ，故时间为108.4s ； 根据2L T g π=得：20222
442d L L g T T ππ⎛⎫+ ⎪⎝⎭== ； (2) 同学测得的g 值偏小，说明摆长测量值偏小或者周期测量值偏大；
A 项：测摆线长时摆线拉得过紧，摆长测量值偏大，故加速度测量值偏大，故A 错误；
B 项：摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，说明摆长测量值偏小，故加速度测量值偏小，故B 正确；
C 项：开始计时时，秒表过迟按下，周期测量值偏小，故加速度测量值偏大，故C 错误；
D 项：实验中误将39次全振动数为40次，周期测量值偏小，故加速度测量值偏大，故D 错误；
(3)根据表格中的数据描点，如图所示：
根据2L T g
=224T L g π=，由图像可知：图像斜率244k g π== 解得29.86m g s ≈
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) 1m/s 2 (2)9.5J (3)7.5m
【解题分析】
本题考查动量定理和动能定理的应用。

【题目详解】
（1）由牛顿第二定律：
mg ma μ=
解得：
2=1m/s a g μ=
（2）取A 、B 、小车系统为研究对象，取v 2方向为正方向，由动量守恒有： ()212mv mv m M v -=+共
解得：
0.5m/s v =共
由能量守恒有：
22212111(2)222
Q mv mv m M v =+-+共 解得：
=9.5J Q
（3）由题意可知，当AB 都在小车上滑动时，小车保持静止，A 、B 均做加速度为a 的匀减速，当A 减速至零时B 的速度v 3=2m/s ，设从开始至A 减速至0，B 的位移为x 1 由运动学方程：
222312v v ax -=
解得：
16m x =
由题意：A 减速至零后与车相对静止一起向右加速；B 继续减速直至A 、B 和车共速，此过程中系统生热均来自于B 与车相对滑动，设B 相对车滑行距离x 2，由能量守恒有：
22231
1(2)22
mgx mv m M v μ=-+共 解得：2 1.5m x =
所以
127.5m x x x =+=相
14、（1）9m/s ；（2）1300N
【解题分析】
（1）对自由落体运动过程运用速度位移公式求出末速度；
（2）再对减速过程运用速度时间公式求出加速度，再受力分析后运用牛顿第二定律列式求解．
【题目详解】
(1)运动员过杆后做自由落体运动，设接触软垫时的速度为v ，由速度位移关系有 v 2=2gh v=210 4.05⨯⨯m/s=9m/s ； （2）设软垫对运动员的作用力为F ，由牛顿第二定律得 F −mg=ma②
减速过程，由运动学公式得到：
a=v/t③
由①②③解得F=1300N
即软垫对她的作用力大小为1300N.
15、 (1)30°，
33mg q ；(2)231gL
【解题分析】
(1)根据电场方向和小球受力分析可知小球带正电。

根据等效重力场观点，利用运动的对称性，当细线和竖直方向偏角为30时，球速最大；小球由A 点释放到速度等于零，由动能定理有 sin (1cos )0EqL mgL αα--=
解得
33mg E q
= (2)如图所示，将小球的重力和电场力的合力作为小球的等效重力G '，则
233
G mg '= 方向与竖直方向夹角为30偏向右下。

若小球恰能做完整的圆周运动，在等效最高点
2233
v m mg L = 小球从A 点以初速度v A 运动，由动能定理知
2211(1cos30)322A mgL mv mv -+=- 联立解得
A v =。