青海省西宁市2024年物理高三上期中经典模拟试题含解析

青海省西宁市2024年物理高三上期中经典模拟试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，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，质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的最高点A，另一端与小球相连．小球静止时位于环上的B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为60 ，则轻绳对小球的拉力大小为()
A．mg
B．3mg
C．2mg
D．
3
2
mg
2、如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流，L1中电流方向与L2、 L3中的相同，下列说法正确的是（）
A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B．L2所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面平行
C．L3在L1处的磁场方向与L1、L2所在平面垂直
D．L2与L3在L1处的合磁场方向与L1、L2所在平面平行
3、如图所示，一轻质弹簧，两端连着物体A和B放在光滑水平面上，静止放在光滑水平面上，如果物体A被水平速度为v0的子弹射中并嵌在物体A中（时间极短），已知
物体B的质量为m，已知物体A的质量为物体B的质量的，子弹的质量是物体B质量的，弹簧被压缩到最短时物体B的速度及弹簧的弹性势能为（）
A．
B．
C．
D．
4、下列说法中正确的是（）
A．物体运动时速度的变化量越大，它的加速度一定越大
B．速度很大的物体，其加速度可以为零
C．某时刻物体速度为零，其加速度不可能很大
D．加速度很大时，运动物体的速度一定很快变大
5、如图所示，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，OM是与x轴成θ角的一条射线.现从坐标原点O以速度v0水平抛出一个小球,小球与射线OM交于P点,此时小球的速度v 与OM的夹角为α;若保持方向不变而将小球初速度增大为2v0,小球与射线OM交于P′,此时小球的速度v′与OM的夹角为α′,则( )
A．夹角α′是α的2倍
B．小球通过P′点的速率是4v
C．小球从O运动到P′的时间是从O到P时间的2倍
D．OP′＝2OP
6、如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）
A ．物块A 、
B 的运动属于匀变速曲线运动
B ．B 的向心力是A 的向心力的2倍
C ．盘对B 的摩擦力是B 对A 的摩擦力的2倍
D ．若B 先滑动，则B 与A 之间的动摩擦因数μA 小于盘与B 之间的动摩擦因数μB
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、脉冲星的本质是中子星，具有在地面实验室无法实现的极端物理性质，是理想的天体物理实验室，对其进行研究，有希望得到许多重大物理学问题的答案，譬如：脉冲星的自转周期极其稳定，准确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科学技术应用提供了理想工具.2017年8月我国FAST 天文望远镜首次发现了两颗太空脉冲星，其中一颗星的自转周期为T （实际测量为1.83 s ），该星距离地球1.6万光年，假设该星球恰好能维持自转不瓦解．地球可视为球体，其自转周期为T 0，用弹簧测力计测得同一物体在地球赤道上的重力为两极处的k 倍，已知引力常量为G ，则下列关于该脉冲星的平均密度ρ及其与地球的平均密度ρ0之比正确的是
A ．ρ＝23GT π
B ．ρ＝3GT π
C ．()20201 k T T ρρ-=
D ．()202
01T k T ρρ=- 8、跳高运动员在跳高时总是跳到沙坑里或跳到海绵上，这样做是为了
A ．减小运动员的动量变化
B ．减小运动员所受的冲量
C ．延长着地过程的作用时间
D ．减小着地时运动员所受的平均冲力
9、质量为m 的小球由轻绳a 和b 分别系于一轻质细杆的A 点和B 点，如图所示，当轻杆绕轴AB 以角速度ω匀速转动时，绳a 与水平方向成θ角，绳b 沿水平方向且长为l ，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是
A ．a 绳张力可能为零
B ．如果绳都不断，a 绳的张力随角速度的增大而增大
C ．当角速度tan g l ωθ>，b 绳将出现弹力
D ．若b 绳突然被剪断，a 绳的弹力可能不变
10、2019年6月25日02时09分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射第四十六颗北斗导航卫星。

北斗卫星是我国自主研制的卫星导航系统，在抗震救灾中发挥了巨大作用。

北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能，“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心O 做匀速圆周运动，轨道半径为r ，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A 、B 两位置（如图所示），若卫星均按顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g ，地球半径为R ，不计卫星间的相互作用力，则以下判断中正确的是（ ）
A ．这两颗卫星的加速度大小相等，均为22R g r
B ．卫星1向后喷气就一定能追上卫星2
C ．卫星1由位置A 运动到位置B 3r
r R g
πD ．卫星1中质量为m 的物体的动能为12
mgr 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）在完成“探究求合力的方法”实验中：
（1）需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套．实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A ．两根细绳必须等长
B ．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C ．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
其中正确的是________（单选，填入相应的字母）
（2）本实验采用的科学方法是________．
A ．理想实验法
B ．等效替代法
C．控制变量法D．建立物理模型法
（3）下列方法可以减小实验误差的是________；
A．两个分力1F、2F的大小要适当大一些
B．确定拉力方向时，在细绳下方标记两个点的间距小点
C．弹簧秤读数时，眼睛正视弹簧秤
D．两个分力1F、2F的夹角尽可能的大
（4）图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图，其中________是力1F和2F合力的测量值（填F或F ）
12．（12分）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律及平台上A 点左侧与滑块a之间的动摩擦因数的实验．在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g．采用的实验步骤如下：
A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；
B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量m a、m b：
C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧，静止放置在平台上：D．烧断细线后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动：
E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间△t：
F．滑块a最终停在C点（图中未画出），用刻度尺测出AC之间的距离S a
G．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s b；
H．改变弹簧压缩量，进行多次测量．
（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为________mm ； （2）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证两物体a 、b 弹开后的动量大小相等，即a 的动量大小____________等于b 的动量大小___________；（用上述实验所涉及物理量的字母表示）
（3）改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到小滑块a 的S a 与关系图象如图丙所示，图象的斜率为k ，则平台上A 点左侧与滑块a 之间的动摩擦因数大小为____________．（用上述实验数据字母表示）
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，光滑水平面上放着质量都为m 的物块A 和B ，A 紧靠着固定的竖直挡板，A 、B 间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A 、B 均不拴接)，用手挡住B 不动，此时弹簧弹性势能为2092
mv ,在A 、B 间系一轻质细绳，细绳的长略大于弹簧的自然长度．放手后绳在短暂时间内被拉断，之后B 继续向右运动，一段时间后与向左匀速运动、速度为v 0的物块C 发生碰撞，碰后B 、C 立刻形成粘合体并停止运动，C 的质量为2m ．求：
(1)B 、C 相撞前一瞬间B 的速度大小；
(2)绳被拉断过程中，绳对A 所做的W ．
14．（16分）如图所示，固定的长直水平轨道MN 与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接，圆轨道半径为R ，PN 恰好为该圆的一条竖直直径．可视为质点的物块A 和B 紧靠在一起静止于N 处，物块A 的质量m A ＝2m ，B 的质量m B ＝m ，两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别沿轨道向左、右运动，物块B 恰好能通过P 点．已知物块A 与MN 轨道间的动摩擦因数为 ，重力加速度为g ，求：
（1）物块B 运动到P 点时的速度大小v P；
（2）两物块刚分离时物块B 的速度大小v B；
（3）物块A 在水平面上运动的时间t ．
15．（12分）如图所示，用弹簧秤称物块时，静止时弹簧秤读数是F1=7.5N.用弹簧秤拉着物块沿着倾角为θ=37︒的斜面向上匀速滑动时，弹簧秤读数是F2=6N，弹簧秤的拉力方向与斜面平行.求物块与斜面间的动摩擦因数μ。

（sin37︒=0.6,cos37︒=0.8）
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】
对B点处的小球受力分析，如图所示，则有
F T sin 60°＝F N sin 60°
F T cos 60°＋F N cos 60°＝mg
解得
F T＝F N＝mg
A. mg与计算结果相符，故A符合题意．
B.3mg与计算结果不符，故B不符合题意．
C.2mg与计算结果不符，故C不符合题意．
D.
3
2
mg与计算结果不符，故D不符合题意．
2、A
【解题分析】由于三根相互平行的固定长直导线电流方向相同，两两等距，两两导线之间的作用力的大小相同，同向电流相吸，逆向电流向斥，L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直，同理，L2所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直，故B 错误，A正确；
由右手安培定则和叠加原理， L3在L1处的磁场方向与L1、L2所在平面不垂直，L2与L3在L1处的合磁场方向与L1、L2所在平面垂直；故CD错误；
故选A。

3、B
【解题分析】
子弹击中木块过程系统动量守恒，以子弹、滑块A、B和弹簧组成的系统为研究对象，当三者速度相等时，弹簧被压缩到最短，则弹性势能最大，根据动量守恒定律求出速度，然后由能量守恒定律求出弹簧的弹性势能；
【题目详解】
子弹射入物体A的过程中，子弹与A组成的系统动量守恒，
以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，
当物体A（包括子弹）、B的速度相等时，弹簧被压缩到最短，弹性势能最大，
子弹、A、B组成的系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：，
从子弹与物体A有共同速度至弹簧被压缩到最短的过程，
由能量守恒定律得：，
解得：，，故B正确，ADC错误。

【题目点拨】
本题考查了求速度、弹簧的弹性势能，应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解题，解题时要注意，子弹击中A的过程中，子弹与A组成的系统动量守恒，但机械能不守恒。

4、B
【解题分析】
物体运动时的加速度等于物体的速度变化量和变化时间的比值．于速度的大小、速度变化的大小都没有必然联系．因此AC错误，B正确．加速度很大说明物体的速度变化一定很快，但是物体的速度时变大还是变小，与加速度的大小无关．故D错误．选择B 项．
5、C
【解题分析】
A．因为在平抛运动中，速度与水平方向的夹角的正切等于2倍位移与水平方向夹角的正切，即tan(θ+α)=2tanθ，当以速度为2v0射入时，仍能满足该关系式，故α′与α是相等的，选项A错误；
B．当以速度v0射入时，P点的末速度为v，故v0=cos(θ+α)×v，v y=sin(θ+α)×v；当以速度2v0射入时，P′点的末速度为v′，即2v0=cos(θ+α)×v′，v y′=sin(θ+α)×v′；故v′=2v，选项B错误；
C．又因为v y′=2v y，根据v y=gt可得，小球从O运动到P′的时间是从O到P时间的2倍，选项C正确；
D．在竖直方向的位移之比为1:4，故OP′=4OP，选项D错误．
故选C。

6、C
【解题分析】
A．AB做匀速圆周运动，向心加速度的方向始终指向圆心，是不断变化的，所以该运动不属于匀变速曲线运动。

故A错误；
B．因为A、B两物体的角速度大小相等，根据F n＝mrω2，因为两物块的角速度大小相等，转动半径相等，质量相等，则向心力相等，故B错误。

C．对AB整体分析有
f B＝2mrω2
对A分析有
f A＝mrω2
知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍，故C正确。

D ．对AB 整体分析有
μB 2mg ＝2mrωB 2
解得
B ω=对A 分析有
μA mg ＝mrωA 2
解得
A ω因为
B 先滑动，可知B 先达到临界角速度，可知B 的临界角速度较小，即μB ＜μA ，故D 错误。

故选C 。

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、AC
【解题分析】
AB ．星球恰好能维持自转不瓦解时，万有引力恰好能提供其表面物体做圆周运动所需的向心力，设该星球的质量为M ，半径为R ，表面一物体质量为m ，有
2224GMm R m R T
π＝， 又
M ＝ρ·43πR 3，
式中ρ为该星球密度，联立解得
ρ＝2
3GT π， 选项A 正确，B 错误；
CD ．设地球质量为M 0，半径为R 0，地球表面一物体质量为m ′，重力为P ，该物体位于地球两极时，有
P ＝G 020
M m R '
， 在赤道上，地球对物体的万有引力和弹簧测力计对物体的拉力的合力提供该物体做圆周
运动所需的向心力，则有 G 020M m R '－kP ＝m ′R 020
2
4T π 联立解得
23002
04(1)R M G k T π=- 地球平均密度
230
200023004(1)34(1)3
R M G k T V G k T R ππρπ-===- 故
202
0(1)=k T T ρρ- 选项C 正确，D 错误．
8、CD
【解题分析】
跳高运动员在落地的过程中，动量变化一定．由动量定理可知，运动员受到的冲量I 一定；跳高运动员在跳高时跳到沙坑里或跳到海绵垫上可以延长着地过程的作用时间t ，由I Ft =可知，延长时间t 可以减小运动员所受到的平均冲力F ，AB 错误，CD 正确； 故选CD ．
9、CD
【解题分析】
A. 小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a 绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a 绳的张力不可能为零，故A 错误；
B. 根据竖直方向上平衡得：
sin θa F mg =
解得：
sin θ
a mg F =
可知a 绳的拉力不变，故B 错误； C. 当b 绳拉力为零时，有：
2 tan θ
mg ml ω= 解得：
ω=
可知当角速度ω>
b 绳出现弹力，故C 正确； D. 由于b 绳可能没有弹力，故b 绳突然被剪断，a 绳的弹力可能不变，故D 正确。

10、AC
【解题分析】
A ．根据地球表面万有引力等于重力
2Mm G mg R
= 根据万有引力提供向心力 2Mm G
ma r = 解得
2
2gR a r
= A 正确；
B ．卫星1向后喷气，那么卫星1在短时间内速度就会增加，卫星1所需要的向心力也会增加，而此时受到的万有引力大小几乎不变，也就小于所需要的向心力，那么卫星1就会做离心运动，偏离原来的轨道，卫星1就不能追上卫星2，B 错误；
C ． 万有引力提供向心力
22Mm G mr r
ω= 解得
ω==卫星1由位置A 运动到位置B 所需的时间为
3t π
ω==C 正确；
D ．万有引力提供向心力
22Mm v G m r r = 解得
2GM gR v r r
== 则质量为m 的物体的动能为
2
2k 1122R E mv mg r
== D 错误。

故选AC 。

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、C B AC F'
【解题分析】
（1）[1]．A.两根细绳不一定必须等长，选项A 错误；
B.橡皮条不一定与两绳夹角的平分线在同一直线上，选项B 错误；
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，选项C 正确；
即正确的是C.
（2）[2]．本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B ．
（3）[3]．A.两个分力1F 、2F 的大小要适当大一些，有利于减小测量时的相对误差，选项A 正确；
B.确定拉力方向时，在细绳下方标记两个点的间距要大点，选项B 错误；
C.弹簧秤读数时，眼睛正视弹簧秤，可减小读数的误差，选项C 正确；
D.两个分力1F 、2F 的夹角如果太大的话合力就过小了，不利于减小实验误差，选项D 错误；
（4）[4]．图乙中F 是根据平行四边形定则画出的合力的理论值； F'是用一个弹簧秤拉橡皮条时合力的实际测量值．
12、
【解题分析】
（1）螺旋测微器的读数为：2.5mm+0.050mm=2.550mm ．
（2）烧断细线后，a 向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，a 经过光电门的速度
为：
，故a 的动量为：，b 离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得： 及
联立解得：
，故b 的动量为：． （3）对物体a 由光电门向左运动过程分析，则有：，经过光电门的速度：，由牛顿第二定律可得：，联立可得：，则由图象可知：
．
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、①2v 0 ②mv 02/2
【解题分析】
（1）B 与C 碰撞过程中，动量守恒，以B 的初速度方向为正，根据动量守恒定律得： mv B -2mv 0=0，
解得：v B =2v 0
（2）弹簧恢复原长时，弹性势能全部转化为物块B 的动能，则
E P =12mv B02 解得：v B0=3v 0，
绳子拉断过程，A 、B 系统动量守恒，以B 的初速度方向为正，根据动量守恒定律得： mv B0=mv B +mv A
解得：v A =v 0
由动能定理可得，绳对A 所做的功2201122
A W mv mv =
= 【题目点拨】
本题主要考查了动量守恒定律以及动能定理的直接应用，要求同学们能正确分析物体的受力情况，知道弹簧恢复原长时，弹性势能全部转化为物块B 的动能，明确应用动量守恒定律解题时要规定正方向，难度适中．
14、
【解题分析】
试题分析：（1）物体B 在竖直平面内做圆周运动，在P 点时重力提供向心力 由
（2）两物块分离后B 物体沿圆轨道向上运动，仅重力做负功
（3）物块A 与物块B 由足够大的内力突然分离，分离瞬间内力远大于外力，两物块在水平方向上动量守恒，
之后物体A 做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得：
由运动学公式
考点：牛顿第二定律，动能定理，动量守恒．
15、0.25
【解题分析】
当用弹簧秤称物块时根据平衡条件可得
17.5N F G ==
当用弹簧秤拉着物块沿着斜面匀速上滑过程中，受力如图所示
根据平衡条件可得
sin ?F f G θ=+
cos ?f G μθ=
联立解得：
0.25μ=。