2024学年江西省吉安市遂川中学高三物理第一学期期中统考试题含解析

2024学年江西省吉安市遂川中学高三物理第一学期期中统考试
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，甲虫沿树枝缓慢地从A向上爬到B的过程中，树枝对甲虫的作用力（）
A．一直增大B．一直减小C．保持不变D．先减小后增大2、如图为人造地球卫星的轨道示意图，LEO是近地轨道，MEO是中地球轨道，GEO 是地球同步轨道，GTO是地球同步转移轨道．已知地球的半径R=6400km，该图中MEO 卫星的周期约为（图中数据为卫星近地点、远地点离地面的高度）（）
A．3h B．8h C．15h D．20h
3、如图甲，笔记本电脑底座一般设置有四个卡位用来调节角度．某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位为1调至卡位4（如图乙），电脑始终处于静止状态，则（）
A．电脑受到的支持力变小
B．电脑受到的摩擦力变大
C．电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和等于其重力
D．散热底座对电脑的作用力的合力不变
4、轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上。

现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动。

则在这一过程中，环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是（）
A．F1保持不变，F2逐渐增大B．F1逐渐增大，F2保持不变
C．F1逐渐减小，F2保持不变D．F1保持不变，F2逐渐减小
5、以下情形中,物体的机械能一定守恒的是 ( )
A．向下运动的物体受到空气阻力的作用
B．物体在光滑水平面上匀速滑动
C．一物体在竖直面内做匀速圆周运动
D．物体匀速上升
6、小球从空中由静止下落，与水平地面相碰后反弹至某一高度，其速度v随时间t变化的关系图线如图所示．则（）
A．小球反弹后离开地面的速度大小为5m/s
B．小球反弹的最大高度为0.45m
C．与地面相碰，小球速度变化量的大小为2m/s
D．小球下落过程中的加速度小于上升过程中加速度
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、大量处于基态的氢原子吸收了某种单色光的能量后能发出3种不同频率的光子，分别用它们照射一块逸出功为W0的金属板时，只有频率为ν1和ν2（ν1>ν2）的两种光能发生光电效应．下列说法正确的是
A ．金属板的极限频率为0W h
B ．光电子的最大初动能为h (ν1+ν2)-W 0
C ．吸收光子的能量为h (ν1+ν2)
D ．另一种光的光子能量为h (ν1-ν2)
8、下列说法正确的是( )
A ．汽车发动机的功率一定时,牵引力与速度成反比
B ．当汽车受到路面的阻力f 一定时,汽车匀速运动的速度与发动机实际功率成正比
C ．当汽车受到路面的阻力f 一定时,汽车作匀速运动的最大速度Vm,受额定功率的制约,即满足P 额=fV m
D ．当汽车以恒定速度行驶时,发动机的实际功率等于额定功率
9、如图所示，AB 部分为粗糙的四分之一圆弧轨道，半径为R ，A 点与圆心O 等高。

一质量为m 的小物体自轨道A 点以大小不变的速度v 沿轨道运动到B 点，取小物体在A 点开始运动时为计时起点，且此时的重力势能为零，重力加速度为g ，则在此过程中（ ）
A ．小物体到达圆弧底端时，重力做功的瞬时功率为0
B ．重力做的功大于小物体克服摩擦力做的功
C ．t 时刻小物体的重力势能为 sin
vt mgR R D ．t 时刻小物体的机械能为21sin 2vt mv mgR R
10、如图所示，倾斜直杆的左端固定在地面上，与水平面成θ角，杆上穿有质量为m 的小球a 和轻质环b ，两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接．当ab 静止时，Oa 端绳与杆的夹角也为θ，不计一切摩擦，重力加速度为g ．则下列说法正确的是（）
A ．a 可能受到2个力的作用
B．b可能受到3个力的作用
C．绳对a的拉力大小为mg tanθ
D．杆对a的弹力大小为mg cosθ
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）粗略和精确测量某电阻元件的电阻阻值。

(1)用多用电表粗略测量。

选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针从左向右的偏转角度过大，因此需要选择_______（选填“×10”或“×1k”）倍率的电阻挡，并重新电阻调零后再测量，测量结果如图所示，则该电阻元件的电阻为_______Ω。

(2)精确测量。

供选择的器材有：
A．电流表A1（量程0.6A，内阻r1约为10Ω）
B．电流表A2（量程60mA，内阻r2约为20Ω）
C．电流表A3（量程20mA，内阻r3=30Ω）
D．电压表V（量程15V，内阻r4约为3kΩ）
E．定值电阻R o=100Ω
F．滑动变阻器R1，最大阻值为5Ω，额定电流1A
G．滑动变阻器R2，最大阻值为10Ω，额定电流0.2A
H．电源E，电动势为4V，内阻不计
I．开关S及导线若干
①为减小测量误差，测量时电表示数不能小于其量程的1
3
，并实验要求电表示数变化范
围较大。

除请器材H和I外，还需选用的实验器材是：_________________（选填器材前对应的字母序号）。

②根据你选择的实验器材，请在虚线框内画出精确测量该电阻元件电阻阻值的最佳电路图，并标明器材的字母代号________________ 。

③测量后计算该电阻元件电阻阻值的公式是R x=______________。

12．（12分）物体从高处下落时，会受到空气的阻力，对于不同的物体，所受的阻力大小也不同．空气阻力与物体的速度、迎风面的大小及形状等因素有关．某实验小组设计了如图所示的用光电门测定钢球下落时受到的阻力的实验装置．直径为d、质量为m 的小钢球从某高度下落的过程中先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B 的时间分别为t A、t B．用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度，测出两光电门间的距离为H，当地的重力加速度为g．
(1)用游标卡尺测量钢球直径如图所示，读数为__________ mm；
(2)钢球下落过程中受到空气的平均阻力F f=_______用题中所给物理量符号来表示)；
(3)本题“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度”，但从严格意义上讲是不准确的，实际上钢球通过光电门的平均速度_______(选填“>”或“<”)钢球球心通过光电门的瞬时速度．
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，质量为2m的小滑块P和质量为m的小滑块Q都视作质点，与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上．P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，问：
（1）弹簧的弹性势能最大时，P，Q的速度各为多大？
（2）弹簧的最大弹性势能是多少？
14．（16分）如图所示,质量为m1的斜面,倾角为θ,放在光滑水平面上,斜面上放有质量为m2的物体,斜面是光滑的,当m2下滑时,求m1的加速度.
15．（12分）如图所示，质量M =2.5kg 的一只长方形铁箱在水平拉力F 作用下沿水平面向右加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1=0.3.这时铁箱内一个质量m =0.5kg 的木块（可视为质点）恰好能静止在后壁上。

木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2=0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g =10m/s 2。

(1)求水平拉力F 的大小；
(2)减小拉力F ，经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且没有反弹，再当铁箱的速度为3.2m/s 时撤去拉力，最终木块恰好到达铁箱的右侧壁，求铁箱的长度。

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、C
【解题分析】
树枝对甲虫的作用力是静摩擦力和支持力的合力，始终与重力平衡，故大小和方向一直不变。

故选C 。

2、A
【解题分析】
GEO 是地球同步轨道，周期为T G =24h ，设MEO 卫星的周期为T M ，根据开普勒第三定律可知，23M M 23G G T r T r =，则33M M G 3G 42006400()24h 3h 360006400
r T T r +===+，故A 项正确，BCD 三项错误。

3、D
【解题分析】
电脑放在散热底座上，设电脑的质量为m ，斜面的倾角为θ，受力分析可知，支持力cos N F mg θ=，摩擦力sin f mg θ=，当散热底座由原卡位为1调至卡位4，斜面的
倾角 变小，则N F变大，f变小，但因为N F，f和mg始终处于三力平衡态，故N F，f 两个力的矢量和始终等于重力，保持不变，即散热底座对电脑的作用力的合力不变，ABC错误，D正确．
故本题选D．
4、D
【解题分析】
以圆环、物体A及轻绳整体为研究对象，分析受力情况，如图1所示，根据平衡条件得到，杆对环的摩擦力
f=G
保持不变；
杆对环的弹力
F N=F
再以结点O为研究对象，分析受力情况，如图2所示：
设绳与竖直方向夹角为θ，由平衡条件得到
F=mg tanθ
当物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置过程中，θ逐渐减小，则F逐渐减小，F N逐渐减小。

据牛顿第三定律可得，F1保持不变，F2逐渐减小。

故D项正确，ABC 三项错误。

5、B
【解题分析】
A．下落的小球受到空气阻力的作用，由于阻力做负功故机械能不守恒。

故A不符合题意。

B．物体在光滑水平面上匀速滑动，机械能守恒。

故B符合题意。

C．在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能在变化，机械能变化。

故C不
D ．物体匀速上升时，动能不变，重力势能增加，所以机械能不守恒。

故D 不符合题意。

。

6、B
【解题分析】
根据速度时间图线得出反弹和着地的速度大小，结合速度的方向求出速度的变化量，根据图线围成的面积求出小球反弹的最大高度．利用v-t 图像的斜率求加速度．
【题目详解】
A. 由图象可知：0.5s 末物体反弹，此时速度的大小为3m/s ，故A 错误；
B. 小球能弹起的最大高度对应图中0.5s −0.8s 内速度图象的面积，所以h=12
×3×0.3m=0.45m，故B 正确； C. 小球与地面碰撞前的速度为5m/s ，方向竖直向下，与地面碰撞后的速度大小为3m/s ，方向竖直向上，则小球速度的变化量△v=v 2−v 1=-3−5m/s=-8m/s ，方向竖直向上，故C 错误；
D. v-t 图像的斜率等于加速度，由图可知，小球下落过程中的加速度a 1=（5-0）/0.5=10m/s 2，下落过程加速度a 2=（0+3）/0.3=10 m/s 2，下落过程中的加速度等于上升过程中加速度，故D 错误．
故选B.
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、AD
【解题分析】
A 、金属板的极限频率为0h W ν=，得0W h
ν=，A 正确； B 、频率为ν1的光子照射到金属板时逸出的光电子初动能最大，则光电子的最大初动能为10K E h W ν=-，B 错误；
C 、吸收光子的能量为hν1，C 错误；
D 、逸出的三种光子能量关系为：123h h h ννν=+，所以另一种光的光子能量为h (ν1-ν2)，D 正确．
故选AD ．
8、ABC
试题分析：A 、当汽车发动机的功率一定时，由P=Fv 可知，牵引力与速度成反比，故A 正确．
BC 、当汽车受到路面的阻力f 一定时，汽车作匀速运动的最大速度V m ，功率P=Fv=fV m ，汽车匀速运动的速度与发动机实际功率成正比，受额定功率的制约，故BC 正确． D 、当汽车以恒定速度行驶时，此时发动机的实际功率不一定就是额定功率，实际功率可以小于等于额定功率，故D 错误．
故选ABC ．
9、AD
【解题分析】
A ．小物体沿轨道做匀速圆周运动，在最低点速度沿水平方向，与重力垂直，故重力的功率为0，所以A 正确；
B ．整个过程中，小物体速度大小不变，由动能定理知:重力做功与克服摩擦力做功大小相等，故B 错误；
CD ．由于A 点是零势点，故初态重力势能为0，根据几何关系可知：
t 时刻小物体重力势能为：
sin p vt E mgR R
=- t 时刻小物体的机械能为 2k 1sin 2p vt E E E mv mgR R =+=
- 故C 错误，D 正确。

故选AD.
10、AC
【解题分析】
A.对a 球受力分析可知，若45θ=，则Oa 绳竖直，a 受到重力，绳子的拉力而平衡，a 可能受到2个力的作用，故A 错误．
B.两球的受力如图所示：
轻环不受重力作用，所以绳子对他的拉力T '和杆对他的弹力N '二力平衡，该段绳子与杆垂直，故B 错误．
CD.以a 球为研究对象，则绳子的拉力为：sin tan cos mg T mg θθθ==，根据正弦定理可得sin sin(902)T N θθ=-，解得cos 2cos mg N θθ
=，故C 正确，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、10⨯ 70 BCEF 33023
()I r R I I +- 【解题分析】
(1)[1]用多用电表粗略地测量该元件的电阻，选用“×100”的电阻挡测量时，发现指针偏转较大，说明所选挡位太大，为准确测量电阻阻值，欧姆表应换用较小挡位，应将多用电表选择旋钮调到电阻×10挡；[2]由图所示表盘可知，被测电阻的阻值为7×10=70Ω；
(2)①[3]电源电动势为4V ，电压表量程为15V ，电压表量程太大，不能用电压表测电源，可以用已知内阻的电流表3A 与定值电阻0R 串联改装成电压表测电压；
通过待测电阻的最大电流约为：
40.A 057A 57mA 70
X U I R ==≈= 电流表应选B ；为保证电路安全且方便实验操作，滑动变阻器应选择F ，故还需要的实验器材为：BCEF ；
②[4]由题意可知，待测电阻阻值大于滑动变阻器的最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示：
③由图示电路图可知，待测电阻阻值：
33023
()X X X I r R U R I I I +==- 2I 、3I 分别表示电流表2A 、3A 的示数。

12、10.50 222B A d d t t mg m H
⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭- < 【解题分析】
试题分析：根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出钢球通过两个光电门的速度，结合速度位移公式求出加速度，根据牛顿第二定律求出空气的平均阻力．根据匀变速直线运动的规律判断实际上钢球通过光电门的平均速度与钢球球心通过光电门的瞬时速度．
(1)游标卡尺的主尺读数为：10 mm ，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所
以游标读数为0.05×
10 mm=0.50 mm ，所以最终读数为：(10＋0.50) mm=10.50 mm ； (2)根据平均速度公式可得，小球经过两光电门的速度分别为A A d v t =；B B
d v t =，在下落h 过程中，由速度和位移关系可知，222B A v v H a
-= ，再由牛顿第二定律可知，f mg F ma -= 解得阻力22
()()2B
A f d d t t F mg m H
-=- (3)由匀变速直线运动的规律，钢球通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，而球心通过光电门的中间位移的速度大于中间时刻的瞬时速度，因此钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度．
【题目点拨】考查加速度的公式，掌握牛顿第二定律，理解平均速度与瞬时速度的联系与区别，注意理解中时刻与中点位移速度大小关系是解题的关键．
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 、Q 的速度相同，为
23v （2）213
mv 【解题分析】
①当弹簧的弹性势能最大时，P 、Q 速度相等 120(2)mv m m v +=+123v v =
②最大弹性势能222max 111123223
E mv mv mv =⨯-⨯= 14、112m g
m m tan sin cos θθθ
+ 【解题分析】
对斜面体分析，受重力、支持力和压力，根据牛顿第二定律列方程；再对滑块受力分析，受重力、支持力，根据牛顿第二定律列方程；最后联立求解即可．
【题目详解】
对斜面体分析，受重力、支持力和压力，根据牛顿第二定律，有：N•sinθ=m 1a 1 对滑块，受重力和支持力，设滑块相对斜面体的加速度为a 2，则：
水平方向：Nsinθ=m 2a 2cosθ-m 2a 1
竖直方向：m 2g-Ncosθ=m 2a 2sinθ 联立解得：1112m g
a m m tan sin cos θθθ
=+ 【题目点拨】
本题涉及非惯性系问题，超出高中物理的范围，关键是受力分析后根据牛顿第二定律列方程求解，注意滑块的合运动的加速度与斜面不平行．
15、 (1) 159N F =；(2) 0.96m L =
【解题分析】
(1)木块竖直方向受力平衡：
N 2F mg μ=
对木块利用牛顿第二定律：
N F ma =
对整体利用牛顿第二定律：
1()()F M m g M m a μ-+=+
解得：
159N F =
(2)因为21μμ<所以木块与铁箱不能一起减速 木块：
22mg ma μ=
铁箱：
121()M m g mg Ma μμ+-= 设铁箱经过时间t 停止运动 1v a t =
铁箱发生的位移
20112
x v t a t =-铁箱 设铁箱停止时木块发生的位移为x 1，速度为v 1
210212
x v t a t =- 102v v a t =-
铁箱停止后，木块继续运动的位移为x 2 21222v a x =
铁箱的长度
12L x x x =+-铁箱
0.96m L =。