2024学年广东省广州大学附属中学、铁一中学、广州外国语中学物理高三第一学期期中综合测试试题含解析

2024学年广东省广州大学附属中学、铁一中学、广州外国语中学
物理高三第一学期期中综合测试试题
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、如图甲所示，x轴上固定两个点电荷Q1、Q2（Q2位于坐标原点O），其上有M、N、P 三点，间距MN=NP，Q1、Q2在轴上产生的电势ϕ随x变化关系如图乙．则
A．M点电势和电场强大小均为零
B．N点电势和电场强大小均不为零
C．一正试探电荷从P移到M过程中，电场力做功|W PN|=|W NM|
D．由图可知，Q1为负电荷，Q2为正电荷，且Q1电荷量大于Q2
2、以下说法正确的是（）
A．绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴处于平衡状态
B．洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水份甩掉
C．匀速直线运动因为受合力等于零，所以机械能一定守恒
D．合力对物体做功为零时，机械能一定守恒
3、A和B两物体在同一直线上运动的v-t图线如图，已知在第3s末两个物体相遇，则此过程中两物相同的是（）
4、假设未来某天，我国宇航员乘飞船到达火星，测得火星两极的重力加速度是火星赤道重力加速度的k倍，已知火星的半径为R，则火星同步卫星轨道半径为（）
A．3
1
k
R
k
+
B．3
1
k
R
k-
C．3
1
1
k
R
k
+
-
D．
2
3
1
1
k
R
k
+
⎛⎫
⎪
-
⎝⎭
5、如图所示，A、B两球分别套在两光滑无限长的水平直杆上，两球通过一轻绳绕过一定滑轮（轴心固定不动）相连，某时刻连接两球的轻绳与水平方向的夹角分别为α、β，A球向左的速度为v，下列说法正确的是
A．此时B球的速度为cos cos
v
α
β
B．此时B球的速度为cos cos
v
β
α
C．当β增大到等于90︒时，B球的速度达到最大，A球的速度也最大
D．在整个运动过程中，绳对B球的拉力一直做正功
6、如图所示，足够长的竖直绝缘管内壁的粗糙程度处处相同，处于方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场中．一带正电的小球从静止开始沿管下滑，下列小球运动速度v和时间t、小球所受弹力F N和速度v的关系图像中正确的是
A．B．
C．D．
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，有上下放置的两个宽度均为L=0.5m的水平金属导轨，左端连接阻值均为2Ω的电阻r1、r2，右端与竖直放置的两个相同的半圆形金属轨道连接在一起，半圆形轨道半径为R=0.1 m。

整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T。

初始时金属棒放置在上面的水平导轨上，金属棒的长刚好为L，质量m=2kg，电阻不计。

某时刻金属棒获得了水平向右的速度v0=2m/s，之后恰好水平抛出。

已知金属棒与导轨接触良好，重力加速度g=10m/s2，不计所有摩擦和导轨的电阻，则下列正确的是
A．金属棒抛出时的速率为1m/s
B．整个过程中，流过电阻r1的电荷量为1C
C．整个过程中，电阻r2上产生的焦耳热为1.5J
D．最初金属棒距离水平导轨右端4m
8、一快艇从离岸边100m远的河流中央向岸边行驶．已知快艇在静水中的速度图象如（图甲）所示；河中各处水流速度相同，且速度图象如（图乙）所示．则（）
A．快艇的运动轨迹一定为直线
B．快艇的运动轨迹一定为曲线
C．快艇最快到达岸边，所用的时间为20s
D．快艇最快到达岸边，经过的位移为100m
r m，最低点处9、如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径0.4
轨道运动，0v 应当满足g =10m/s 2（ ）
A ．00v ≥
B ．04v ≥m/s
C ．025v ≥m/s
D ．022v ≤m/s
10、2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B 为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有
A ．在轨道Ⅱ上经过A 的速度小于经过
B 的速度
B ．在轨道Ⅱ上经过A 的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能
C ．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D ．在轨道Ⅱ上经过A 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的加速度
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）在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时.小明选择一条较为满意的纸带，如图所示.他舍弃前面密集的点，以O 为起点，从A 点开始选取纸带上连续点A 、B 、C 、…，测出O 到A 、B 、C 、…的距离分别为h 1、h 2、h 3、….电源的频率为f.
(1)为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是____.
A ．选用铁质重锤
B ．安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上
C ．释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直
D .重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直
(4) 重锤下落过程中的实际加速度为_______________
(5)小明用实验测得数据画出的v 2-h 图象如图乙所示。

已知直线的斜率为k ，则当地的重力加速度g ____________2
k （选填“大于”；“小于”；“等于”） 12．（12分）如图所示，某同学借用“探究加速度与力、质量之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和物体动能变化关系”的实验．
（1）为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫块的位置，改变长木板倾斜程度，根据纸带打出点的间隔判断小车是否做________运动．
（2）按图所示装置，接通打点计时器电源，由静止释放小车，打出若干条纸带，从中挑选一条点迹清晰的纸带，如图所示．纸带上打出相邻两个点之间的时间间隔为T ，O 点是打点计时器打出的第一个点，从O 点到A 、B 、C 、D 、E 、F 点的距离依次为s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 1．已知小车的质量为M ，盘和砝码的总质量为m ．由此可求得纸带上由O 点到E 点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式W ＝_____________，该小车动能改变量的表达式ΔE k ＝_________．由于实验中存在误差，所以，W ________ΔE k ．（选填“小于”、“等于”或“大于”）．
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1所示，山区高速公路上，一般会在较长的下坡路段的坡底设置紧急避险车道。

如图2所示，将紧急避险车道视为一个倾角为θ的固定斜面。

一辆质量为m 的汽车在刹车失灵的情况下，以速度v 冲上紧急避险车道匀减速至零。

汽车在紧急避险车道上受到除重力之外的阻力，大小是自身重力的k 倍。

（1）求出汽车行驶时的加速度；
（2）求出汽车行驶的距离。

14．（16分）在竖直平面内有一个半圆形轨道ABC，半径为R，如图所示，A、C两点
.其中AB部分是光滑的，BC部分是粗糙的.有一个质的连线水平，B点为轨道最低点
量为m的乙物体静止在B处，另一个质量为2m的甲物体从A点无初速度释放，甲物
体运动到轨道最低点与乙物体发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后结合成一个整体，甲乙
甲、乙两构成的整体滑上BC轨道，最高运动到D点，OD与OB连线的夹角θ60.
物体可以看作质点，重力加速度为g，求：
(1)甲物与乙物体碰撞过程中，甲物体受到的冲量．
(2)甲物体与乙物体碰撞后的瞬间，甲乙构成的整体对轨道最低点的压力．
(3)甲乙构成的整体从B运动到D的过程中，摩擦力对其做的功．
15．（12分）如图所示，一个质量m=4.0kg的物体静止在水平地面上，现用一大小F=20
Ｎ、与水平方向成θ=37°斜向上的力拉物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。

已
知物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.50，sin37º=0.60，cos37º=0.80，空气阻力可忽略
不计，取重力加速度g=10m/s2。

求：
（1）物体做匀加速直线运动的加速度大小a；
（2）物体由静止开始运动通过位移x=1.0m所需要的时间t；
（3）物体由静止开始运动4.0s的过程中，拉力F所做的功W。

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，
1、D
【解题分析】
φ-x图线的切线斜率表示电场强度的大小，所以M处的场强不为零，N处场强为零，故A B错误；由图象可知，U MN＞U NP，故电场力做功qU MN＞qU NP，从P移到M过程中，电场力做负功，故|W PN|＜|W NM|，故C错误；因为N点的场强为0，所以两点的电荷在N点产生的场强大小相等，方向相反，两电荷为异种电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，Q1带负电、Q2带正电．因为N点的场强为0，所以两点的电荷在N点产生的场强大小相等，方向相反，根据E=k，知距离大的电量大，所以Q1的电荷量大于Q2的电荷量．故D正确；
故选D.
点睛：φ-x图象中：①电场强度的大小等于φ-x图线的斜率大小，电场强度为零处．②在φ-x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向．③在φ-x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用W=qU，进而分析WW的正负，然后作出判断．
2、B
【解题分析】
A．绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴受到的万有引力提供向心力，处于完全失重状态，故A错误；
B．洗衣机脱水时，利用离心运动把附着在衣物上的水份甩掉，故B正确；
C．匀速直线运动受到的合力等于零，但机械能不一定守恒，如竖直方向的匀速直线运动机械能不守恒，故C错误；
D．合力对物体做功为零时，可能有除重力以外的力对物体做功，机械能不守恒，如起重机匀速向上吊起货物时货物的机械能不守恒，故D错误。

故选B。

【题目点拨】
解决本题时要知道飞行器绕地球做圆周运动时，里面的液滴处于完全失重状态。

机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。

可举例来分析抽象的概念题。

3、C
【解题分析】
A．速度图象的斜率等于加速度，斜率越大，加速度越大，则知A、B的加速度不同，
两物体出发地不同，故B 错误．
C ．速度的正负表示速度方向，则知两物体的速度方向相同，故C 正确．
D ．两个物体的加速度不同，由于两个物体的质量关系未知，由牛顿第二定律知不能确定合外力的关系，故D 错误．
故选C ．
考点：v-t 图像
4、B
【解题分析】
设物体质量为m ，火星质量为M ，火星的自转周期为T ，物体在火星两极时，万有引力等于重力
2mM G R
mg = 物体在火星赤道上的重力 21mg Mm mg G k k R '=
=⋅ 物体在火星赤道上随火星自转时
22212Mm Mm G G mR R k R T π⎛⎫-⋅= ⎪⎝⎭
该星球的同步卫星的周期等于自转周期为T ，设同步卫星轨道半径为r ，则有 2
''22Mm G m r r T π⎛⎫= ⎪⎝⎭
解得
r = 故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

5、A
【解题分析】
AB ．将物块A 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于B 沿绳子方向的分速度。

在沿绳子方向的分速度为
v 绳子=v cos α
所以
cos cos cos B v v v αββ
==绳 故A 正确，B 错误；
C ．当β增大到等于90︒时，B 球的速度沿绳子方向的分速度等于0，所以A 沿绳子方向的分速度也是0，而cos α不等于0，所以A 球的速度为0；此时A 的动能全部转化为B 的动能，所以B 球的速度达到最大，故C 错误；
D ．在β增大到90︒的过程中，绳子的方向与B 球运动的方向之间的夹角始终是锐角，所以绳对B 球的拉力一直做正功，在β继续增大的过程中拉力对B 球做负功，故D 错误。

6、D
【解题分析】
由题中“足够长的竖直绝缘管内壁的粗糙程度处处相同”可知，本题考查带电物体在复合场中的受力分析，根据电场力性质和洛伦兹力以及受力分析可解答本题。

【题目详解】
AB 、当粒子速度足够大时，有
()f Bqv F μ=-电
会有
f G =
此时，速度不再增加，故AB 错误；
CD 、根据受力分析，小球在水平方向受力平衡，即
N =F F Bqv -电
故C 错误，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、ABC
【解题分析】
A ．金属棒从半圆形金属轨道的顶点恰好水平抛出，则有：2
v mg m R
=，解得：
故A 正确。

BD ．对导体棒在水平导轨上运动应用动量定理得：0BIL t mv mv -⋅=-，化简得：0BqL mv mv -=-，解得回路中产生的电荷量为：
q =2C 电路的总电阻为：1212
=r r R r r +总，根据电磁感应电荷量公式有：==2C BLx q R R ∆Φ=总总，解得导体棒向右移动的距离为：
x =2m
流过r 1的电荷量1C 2
q q '=
=。

故B 正确，D 错误。

C ．根据能量守恒得，回路中产生的总热量：2201122Q mv mv =-，解得： Q =3J
电阻r 2上产生的热量：
2 1.5J 2
r Q Q == 故C 正确。

8、BC
【解题分析】
AB 、两分运动为一个做匀加速直线运动，一个做匀速线运动，知合速度的方向与合加速度的方向不在同一直线上，合运动为曲线运动．故A 错误、B 正确；
CD 、当水速垂直于河岸时，时间最短，垂直于河岸方上的加速度a =1．5m/s 2，由212
d at =，得t =21s ，而位移大于111m ，故C 正确、D 错误． 【题目点拨】
解决本题的关键会将的运动分解为沿河岸方向和垂直河岸方向，知道在垂直于河岸方向上速度越大，时间越短．以及知道分运动和合运动具有等时性．
9、CD
【解题分析】
小球不脱离圆轨道时，最高点的临界情况为
2
v mg m r
= 解得
根据机械能守恒定律得
22011
222
mv mg r mv =+ 解得
0v =
故要使小球做完整的圆周运动，必须满足0v ≥；
若不通过四分之一圆周小球也不会脱离圆轨道，根据机械能守恒定律有
2012
mgr mv =
解得
0v =
故小球不越过四分之一圆周，必须满足0v ≤m/s ，所以要使小球不脱离圆轨道运动，
v 0应当满足0v ≥或0v ≤，故CD 正确，AB 错误。

故选CD 。

10、ABC 【解题分析】
本题考查人造地球卫星的变轨问题以及圆周运动各量随半径的变化关
系．22v Mm m G r r
=，得v =
心的距离减小而增大，所以远地点的线速度比近地点的线速度小，v A <v B ，A 项正确；人造卫星从椭圆轨道Ⅱ变轨到圆形轨道Ⅰ，需要点火加速，发生离心运动才能实现，因
此v A Ⅱ<v A Ⅰ，所以E KA Ⅱ<E KA Ⅰ，B 项正确；2
22Mm mr G T r π⎛⎫= ⎪⎝⎭
，得T =
可知到地心距离越大，周期越大，因此T Ⅱ<T Ⅰ,C 项正确；人造卫星运动的加速度由万有引力提供，而不管在轨道Ⅱ还是在轨道Ⅰ，两者的受力是相等的，因此加速度相等，D 项错误．
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、ABC
()312
h h f
- 打下O 点时重锤速度不为零 ()2
3122h h h f +-
大于 【解题分析】
(1)[1] A ．为了减小阻力的影响，重锤选择质量大一些，体积小一些的铁质重锤，故A 正确；
B ．安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，故B 正确；
CD ．释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直，重锤下落时，手不需提着纸带上端，故C 正确，D 错误。

(2)[2]B 点的瞬时速度等于AC 段的平均速度，则
3131()22
B h h h h f
v T --=
= (3)[3]小明用实验测得数据画出v 2-h 图象图线不过坐标原点，即h =0时，速度不为零，可知打下O 点时重锤速度不为零； (4)[4]由逐差法可得
23221321
32122
()()2(2)h h h h h h h a h h h f T T -----=
==-+ (5)[5]根据动能定理
22
01122
Fh mv mv =
- 得
22
02Fh
v v m
=+
因为v 2-h 图象的斜率为k ，知
2F
k m
= 又
F mg f mg =-<
联立得
2mk
F mg =
< 即2k g >。

12、匀速直线； ；
； 大于；
【解题分析】
①为保证拉力等于小车受到的合力，需平衡摩擦力，即将长木板左端适当垫高，轻推小车，小车做匀速直线运动； ②盘和砝码受到的重力所做功为：
；
③打D 点时的速度为：，
由O 点到E 点小车增加的动能为：
；
由于盘和砝码也有动能，且有阻力做功，盘和砝码受到的重力所做功小于小车增加的动能．
点睛：为保证拉力等于小车受到的合力，需平衡摩擦力，使小车不受拉力时做匀速运动；盘和砝码受到的重力所做功等于重力与位移的乘积；D 点速度等于CE 段的平均速度，求解出速度后再求解动能；由于盘和砝码也有动能，且有阻力做功，盘和砝码受到的重力所做功小于小车增加的动能．
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）()sin a g k θ=+（2）()
2
2sin v x g k θ=+
【解题分析】试题分析：根据牛顿第二定律求出汽车在紧急避险车道上行驶的加速度；根据速度位移公式求出汽车行驶的距离．
（1）以汽车为研究对象，受到竖直向下的重力、沿斜面向下的阻力及垂直于斜面向上的支持力，受力示意图如图所示．
汽车在紧急避险车道做匀减速直线运动，其加速度大小a ，由题意知，阻力f kmg =…① 根据牛顿第二定律可知sin f mg ma θ+=…②， 联立①②可解得()sin sin kmg mg a k g m
θ
θ+=
=+，方向：沿斜面（避险车道）向下．
（3）汽车做匀减速直线运动，
根据速度位移关系式可知，汽车行驶的距离： ()
22
22sin v v x a g k θ==
+． 14、 (1)2 23m gR (2)压力大小为：
17
3
mg ，方向竖直向下．(3)W f =1
6
mgR -． 【解题分析】
(1)先研究甲物体从A 点下滑到B 点的过程，根据机械能守恒定律求出A 刚下滑到B 点时的速度，再由动量守恒定律求出碰撞后甲乙的共同速度，即可对甲，运用动量定理求
甲物与乙物体碰撞过程中，甲物体受到的冲量．
(2)甲物体与乙物体碰撞后的瞬间，对于甲乙构成的整体，由牛顿第二定律求出轨道对整体的支持力，再由牛顿第三定律求得整体对轨道最低点的压力．
(3)甲乙构成的整体从B 运动到D 的过程中，运用动量定理求摩擦力对其做的功． 【题目详解】
()1甲物体从A 点下滑到B 点的过程，
根据机械能守恒定律得：2012mgR 2mv 2
=⋅，
解得：0v =
甲乙碰撞过程系统动量守恒，取向左方向为正，根据动量守恒定律得：
()02mv m 2m mv =+，
解得：v =
甲物与乙物体碰撞过程，对甲，由动量定理得：02
I 2mv 2mv 3
=-=-甲向：水平向右；
()2甲物体与乙物体碰撞后的瞬间，对甲乙构成的整体，
由牛顿第二定律得：()()2
v F m 2m g m 2m R
-+=+， 解得：17
F mg 3
=
， 根据牛顿第三定律，对轨道的压力17
F'F mg 3
==
，方向：竖直向下； ()3对整体，从B 到D 过程，由动能定理得：()2f 13mgR 1cos60W 03mv 2
--+=-⋅
解得，摩擦力对整体做的功为：f 1
W mgR 6
=-； 【题目点拨】
解决本题的关键按时间顺序分析清楚物体的运动情况，把握每个过程的物理规律，知道碰撞的基本规律是动量守恒定律.摩擦力是阻力，运用动能定理是求变力做功常用的方法．
15、（1）20.50m/s （2）2.0s （3）64J 【解题分析】
（1）物体沿竖直方向所受合力为零，设地面对物体的支持力为N ，因此有
sin N F mg θ+=
物体运动过程中所受摩擦力
f N m
g Fsin μμθ==-（）
根据牛顿第二定律，有
cos F f ma θ-=
解得：
20.50m/s a =
（2）根据位移公式
x=2
12
at 解得
t =
（3）物体由静止开始运动4.0s 的位移 x ′=
212
at ' 此过程中拉力F 所做的功
cos W F x θ='
解得 W=64J。