2024届陕西省延安一中物理高三上期末监测试题含解析

2024届陕西省延安一中物理高三上期末监测试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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，一根均匀柔软的细绳质量为m。

两端固定在等高的挂钩上，细绳两端的切线与水平方向夹角为θ，重力加速度为g。

挂钩对细绳拉力的大小为
A．
1
2sin
mg
θ
B．
1
2cos
mg
θ
C．
1
2tan
mg
θ
D．
1
2cot
mg
θ
2、如图所示，一闭合的金属圆环从静止开始下落，穿过一竖直悬挂的条形磁铁，磁铁的N极向上，在运动过程中，圆环的中心轴线始终与磁铁的中轴线保持重合，则下列说法中正确的是
A．对于金属圆环来说，在AB段磁通量向下
B．条形磁体的磁感线起于N极，终于S极，磁感线是不闭合的
C．自上向下看，在AB段感应电流沿顺时针方向
D．自上向下看，在AB段感应电流沿逆时针方向
3、如图所示，足够长的小平板车B的质量为M，以水平速度v0向右在光滑水平面上运动，与此同时，质量为m的小物体A从车的右端以水平速度v0沿车的粗糙上表面向左运动．若物体与车面之间的动摩擦因数为μ，则在足够长的时间内（）
A ．若M ＞m ，物体A 对地向左的最大位移是2
2()Mv M m g μ+
B ．若M ＜m ，小车B 对地向右的最大位移是20
Mv mg
μ
C ．无论M 与m 的大小关系如何，摩擦力对平板车的冲量均为mv 0
D ．无论M 与m 的大小关系如何，摩擦力的作用时间均为0
2()mv M m g
μ+
4、物理学中用磁感应强度B 表征磁场的强弱，磁感应强度的单位用国际单位制(SI)中的基本单位可表示为( ) A ．
B ．
C ．
D ．
5、某行星的自转周期为T ，赤道半径为R ．研究发现，当该行星的自转角速度变为原来的2倍时会导致该行星赤道上的物体恰好对行星表面没有压力，已知引力常量为G ．则 A ．该行星的质量为
B ．该行星的同步卫星轨道半径为
C ．质量为m 的物体对行星赤道地面的压力为
D ．环绕该行星做匀速圆周运动的卫星的最大线速度为7.9km/s
6、研究光电效应现象的实验电路如图所示，A 、K 为光电管的两个电极，电压表V 、电流计G 均为理想电表。

已知该光电管阴极K 的极限频率为ν0，元电荷电量为e ，普朗克常量为h ，开始时滑片P 、P ＇上下对齐。

现用频率为ν的光照射阴极K （ν>ν0），则下列说法错误的是
A ．该光电管阴极材料的逸出功为hν0
B ．若加在光电管两端的正向电压为U ，则到达阳极A 的光电子的最大动能为hv-hv 0+eU
C ．若将滑片P 向右滑动，则电流计G 的示数一定会不断增大
D ．若将滑片P ＇向右滑动，则当滑片P 、P ＇间的电压为
hv hv e
-时，电流计G 的示数恰好为0 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、长为l 直导线中通有恒定电流I ，静置于绝缘水平桌面上，现在给导线所在空间加匀强磁场，调整磁场方向使得导线对桌面的压力最小，并测得此压力值为N 1，保持其他条件不变，仅改变电流的方向，测得导线对桌面的压力变为
N 2。

则通电导线的质量和匀强磁场的磁感应强度分别为（ ） A ．12
N N m g += B ．12
2N N m g += C ．21
2N N B Il
-=
D ．12
2N N B Il
-=
8、如图所示，AB 两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，小球A 放在固定的光滑斜面上，斜面倾角30︒=α，BC 两小球在竖直方向上通过劲度系数为k 的轻质弹簧相连，小球C 放在水平地面上。

现用手控制住小球A ，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。

已知小球A 的质量为4m ，小球BC 质量相等，重力加速度为g ，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。

释放小球A 后，小球A 沿斜面下滑至速度最大时小球C 恰好离开地面，关于此过程，下列说法正确的是（ ）
A ．小球BC 及弹簧组成的系统机械能守恒
B ．小球
C 的质量为m C ．小球A 最大速度大小为25m g
k
D ．小球B 上升的高度为
mg
k
9、如图甲所示，用一水平力F 拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，逐渐增大F ，物体做变加速运动，其加速度a 随外力F 变化的图像如图乙所示，若重力加速度g 取10 m/s 2，根据图乙中所提供的信息不能计算出
A ．物体的质量
B ．斜面的倾角
C ．物体能静止在斜面上所施加的最小外力
D ．加速度为6 m/s 2时物体的速度
10、我国计划在2030年之前实现飞船载人登月计划，假设你有幸成为登上月球的第一位中国人，如果告知万有引力常
量，你可以完成以下哪项工作（）
A．测出一个石块在月球表面上方自由下落的高度和时间，求出月球表面上该石块的重量
B．测出一个石块在月球表面上方做平抛运动的高度和时间，求出月球的质量
C．从月球表面上捡取100块石头，测量它们的质量和体积，求出月球的平均密度
D．测出飞船贴近月球表而绕月球做匀速圆周运动的周期求出月球的平均密度
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）某实验小组要做“探究小车所受外力与加速度关系”的实验，采用的实验装置如图1所示。

（1）本实验中_______(填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，______ (填“需要”或“不需要”）钩码的质量远小于小车的质量。

（2）该同学在研究小车运动时打出了一条纸带，如图2所示。

在纸带上，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的距离依次为x1=1.45cm，x2=2.45 cm, x3=3.46cm，x4=4.44 cm, x5=5.45 cm, x6=6.46 cm，打点计时器的频率f=50Hz,则打纸带上第5个计数点时小车的速度为______m/s；整个过程中小车的平均加速度为_______m/s2。

(结果均保留2位有效数字）
12．（12分）1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地"的实验，开始了自由落体的研究。

某同学用如图I所示的实验装置研究自由落体，装置中电火花式打点计时器应该接在电压为______V、频率为f=50 Hz的交流电源上。

实验中先闭合开关，再释放纸带。

打出多条纸带。

选择一条点迹清晰完整的纸带进行研究，那么选择的纸带打下前两个点之间的距离略小于__________mm（结果保留1位有效数字）。

选择的纸带如图2所示，图中给出了连续三点间的距离，由此可算出打下C点时的速度为______m/s2，当地的重力加速度为____m/s2.（最后两空结果均保留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）如图光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧，弹簧左端固定，右端前放一个质量为m=1kg的物块（可
视为质点），物块与弹簧不粘连，B点与水平传送带的左端刚好平齐接触，传送带的长度BC的长为L=6m，沿逆时针方向以恒定速度v=1m/s匀速转动．CD为光滑的水平轨道，C点与传送带的右端刚好平齐接触，DE是竖直放置的半径为R=0.4m的光滑半圆轨道，DE与CD相切于D点．已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，取g=10m/s1．
E；
（1）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带刚好能到达C点，求弹簧储存的弹性势能p
（1）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带能够通过C点，并经过圆弧轨道DE，从其最高点E飞出，最终落在CD上距D点的距离为x=1.1m处（CD长大于1.1m），求物块通过E点时受到的压力大小；
（3）满足（1）条件时，求物块通过传送带的过程中产生的热能．
14．（16分）质量为m＝5kg的物体从t＝0开始在水平恒力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图象如图所示。

g取10m/s2，求：
（1）推力F的大小；
（2）若t1时刻撤去推力F，物体运动的总位移为14m，求t1。

15．（12分）如图所示，在光滑绝缘的水平面上有两个质量均为m的滑块A、B，带电量分别为+ q、+Q，滑块A以某一初速度v从远处沿AB连线向静止的B运动，A、B不会相碰。

求：运动过程中，A、B组成的系统动能的最小值E k。

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】
先对挂钩一端受力分析可知挂钩对绳子的拉力F 和绳子对挂钩的拉力T 相等：
F T =
对绳子受力分析如右图，正交分解：
2sin T mg θ=
解得：1
2sin F T mg θ
==，A 正确，BCD 错误。

故选A 。

2、C 【解题分析】
A ．在圆环还没有套上磁铁之前，圆环中磁通量方向向上。

故A 错误。

B ．磁感线是闭合的。

故B 错误。

CD ．根据楞次定律，AB 段感应电流是顺时针方向。

故C 正确，D 错误。

3、D 【解题分析】
根据动量守恒定律求出M 与m 的共同速度，再结合牛顿第二定律和运动学公式求出物体和小车相对于地面的位移．根据动量定理求出摩擦力的作用的时间，以及摩擦力的冲量． 【题目详解】
规定向右为正方向，根据动量守恒定律有00Mv mv M m v -=
+（），解得()0M m v v M m
-=+；若M m >，A 所受的摩
擦力f mg μ=，对A ，根据动能定理得：2
0102A mgx mv μ-=-，则得物体A 对地向左的最大位移2
02A v x g μ=，若M m <，
对B ，由动能定理得2
0102
B mgx Mv μ-=-，则得小车B 对地向右的最大位移2
02B Mv x mg μ=，AB 错误；根据动量定理
知，摩擦力对平板车的冲量等于平板车动量的变化量，即0
02mMv I Mv Mv m M
-=-=
+，C 错误；根据动量定理得
0ft Mv Mv f mg μ-=-=，，解得()0
2Mv t M m g
μ=
+，D 正确．
【题目点拨】
本题综合考查了动量守恒定律和动量定理，以及牛顿第二定律和运动学公式，综合性强，对学生的要求较高，在解题时注意速度的方向． 4、A 【解题分析】
根据磁感应强度的定义式，可得
，N 、Wb 不是基本单位，所以A 正确
5、B 【解题分析】
该行星自转角速度变为原来两倍，则周期将变为T ，由题意可知此时： ，解得：，故A 错误；
同步卫星的周期等于该星球的自转周期，由万有引力提供向心力可得：，又
，解得：r ＝R ，故
B 正确；行星地面物体的重力和支持力的合力提供向心力：，又：
，解得：
，
由牛顿第三定律可知质量为m 的物体对行星赤道地面的压力为
，故C 错误；7.9km/s 是地球的第一宇宙速
度，由于不知道该星球的质量以及半径与地球质量和半径的关系，故无法得到该星球的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度的关系，故无法确环绕该行星作匀速圆周运动的卫星线速度是不是必不大于7.9km/s ，故D 错误；故选B ． 点睛：重点知识：行星自转的时候，地面物体万有引力等于重力没错，但是不是重力全部用来提供向心力，而是重力和支持力的合力提供向心力；“星球赤道上物体恰好对行星表面没有压力”时重力独自充当向心力． 6、C 【解题分析】
A ．由极限频率为ν0，故金属的逸出功为W 0= hν0，A 正确；
B ．由光电效应方程可知，电子飞出时的最大动能为 0k E hv W =-
由于加的正向电压，由动能定理
k
k eU E E '=- 解得
0k
E hv hv eU '=-+
故B 正确；
C ．若将滑片P 向右滑动时，若电流达到饱和电流，则电流不在发生变化，故C 错误；
D ．P ＇向右滑动时，所加电压为反向电压，由
k eU E =
可得
hv hv U e
-=
则反向电压达到遏止电压后，动能最大的光电子刚好不能参与导电，则光电流为零，故D 正确； 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、BC 【解题分析】
对导线受力分析，可知导线受重力、支持力和安培力作用，当安培力方向竖直向上时，支持力最小，则导线对桌面的压力最小，根据平衡条件有
1N BIl mg +=
当仅改变电流方向时，安培力方向向下，根据平衡有
2N mg BIl =+
联立解得
122N N m g +=
，2
1
2N N B Il
-= 故BC 正确，AD 错误。

故选BC 。

8、BC 【解题分析】
A ．以小球
B 、
C 及弹簧组成的系统为研究对象，除系统重力外，绳的拉力T F 对系统做功，则系统机械能不守恒，故A 错误；
B ．小球A 速度最大时，小球A 的加速度为零，则
T 4sin mg F α=
对小球B 、C 及弹簧组成的系统
T 2c F m g =
联立以上两式，解得 C m m =
故B 正确；
CD ．小球C 恰好离开地面时，弹簧弹力
c F m g mg ==弹
弹簧伸长量为
mg k ，初始时，弹簧被压缩mg k
，则小球B 上升2mg
k ，以小球A 、B 、C 及弹簧组成的系统为研究对象，
由机械能守恒定律得
22sin A B mg mg m g
m g k k α-⋅22
1122
A A
B B m v m v =+ 又
A B v v =
联立以上两式，解得
25A m
v g
k
= 故C 正确，D 错误。

故选BC 。

9、ABC 【解题分析】
AB.对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图
x 方向：
cos sin F mg ma θθ-=
y 方向：
sin cos 0N F G θθ--=
从图象中取两个点（20N ，2m/s 2）、（30N ，6m/s 2）代入各式解得：
=2kg m
=37θ︒
故A 正确，B 正确；
C.物体能静止在斜面上，当F 沿斜面向上时所施加的外力最小：
min sin 20sin 37N 12N F mg θ==︒=
故C 正确；
D.题中并未说明推力随时间的变化关系，故无法求出加速度为6m/s 2时物体的速度大小。

故D 错误。

10、AD 【解题分析】 A ．根据2
12
h gt =
得 2
2h g t =
则月球表面上该石块的重量 G =mg =m
22h t
故A 正确；
B ．一个石块在月球表面上方做平抛运动的高度和时间，同样有竖直方向
212
h gt =
得
2
2h g t =
又根据任意一星球表面物体重力等于万有引力 G
2Mm
R
=mg 得
2
2
2hR M Gt = 因不知道月球半径，则求不出月球的质量，故B 错误；
C ．从月球表面上捡取100块石头，测量它们的质量和体积，只能大体测出月球上石头的密度，但月球密度不一定与月球上石头的密度相同，故C 错误；
D ．由万有引力提供向心力得： 222()Mm G m R R T
π= 得： 232
4R M GT π= 又M =ρ43
πR 3，联立解得： 2
3gT πρ= 故D 正确。

故选AD 。

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、需要不需要
【解题分析】 （1）本实验是通过力传感器测量的细线的拉力，要想将拉力作为小车的合外力，需要平衡摩擦力；由于拉力可以直接读出，所以钩码的质量不需要远远小于小车的质量；
（2）频率
，则周期，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔；第5个计数点的速度为
，根据逐差法可知小车的加速度为： ．
12、220 2 3.91 9.75
【解题分析】
[1]．电火花式打点计时器直接接在220V 的交流电源上即可。

[2]．根据纸带可知打下连续两点时间间隔 10.02s t f
== 根据自由落体运动位移公式可知，开始时相邻两点间距离
22119.80.02m 1.96mm 2mm 22
h gt ==⨯⨯=≈。

[3]．根据中点时刻的瞬间速度
3.91m/s 2BD C x v T
== [4]．根据2x gt ∆=可知
2
222(8.027.63)10m/s =9.75m/s 0.02
g --⨯=。

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）p 12J E =（1）N =11.5N （3）Q =16J
【解题分析】
（1）由动量定理知：2102
mgL mv μ-=- 由能量守恒定律知：2p 12
E mv = 解得：p 12J E =
（1）由平抛运动知：竖直方向：2122
y R gt ==
水平方向：E x v t = 在E 点，由牛顿第二定律知：2E v N mg m R
+= 解得：N =11.5N
（3）从D 到E ，由动能定理知：2211222D E mg R mv mv -⋅=
- 解得：5m /s D v =
从B 到D ，由动能定理知221122D B mv mg v L m μ--=
解得：7m /s B v = 对物块2
B D v v L t += 解得：t =1s ；
621m 8m s L vt ∆=+=+⨯=相对
由能量守恒定律知：mgL Q s μ=⋅∆相对
解得：Q =16J
14、（1）14N ；（2）5s
【解题分析】
(1)由v －t 图象知加速运动的加速度
a 1＝v t
∆∆＝0.8m/s 2 减速运动的加速度大小为
2v a t
'∆=∆＝2m/s 2 加速阶段
1F mg ma μ－＝
减速阶段
2mg ma μ＝
解得
F ＝14N
(2)设加速运动的位移为x 1，总位移为x ，由动能定理得
10Fx mgx μ－＝
211112x a t =
解得
t 1＝5s
15、214
mv 【解题分析】
两滑块相距最近时，速度相同，系统总动能最小， 由动量守恒定律有： mv =2mv 共
所以系统的最小动能为：
E k =
2211224m v mv ⋅⋅=共。