2024年河北省邯郸市大名县、磁县等六县一中物理高三第一学期期中学业质量监测试题含解析

2024年河北省邯郸市大名县、磁县等六县一中物理高三第一学期
期中学业质量监测试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。

3．考生必须保证答题卡的整洁。

考试结束后，请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、汽车的质量为m，在水平路面上行驶时受到的阻力恒为f，开始时以0.5倍的额定功率匀速行驶，速度为v1，然后增大功率，使车的速度均匀增大，当功率刚达到额定功率时车的速度为v2，最后汽车以v2做匀速运动，下列说法正确的是（）
A．加速过程中汽车的牵引力也增加
B．开始加速时，汽车的功率为0.5倍的额定功率
C．当功率刚达到额定功率时，汽车的牵引力大小等于f
D．当车以v2匀速运动时，汽车的功率小于额定功率
2、如图所示，弹簧测力计下挂有一长为L、质量为m的金属棒，金属棒处于磁感应强度垂直纸面向里的匀强磁场中，棒上通有如图所示方向的电流I，金属棒处于水平静止状态，若此时弹簧测力计示数大小为F，重力加速度为g，金属棒以外部分的导线没有处于磁场中且质量不计，则下列说法正确的是( )
A．金属棒所受的安培力方向竖直向上
B．金属棒所受的安培力大小为mg－F
C．若将电流增大为原来的2倍，平衡时弹簧测力计示数会增大为2F
D．若将磁感应强度和金属棒质量同时增大为原来的2倍，平衡时弹簧测力计示数会增大为2F
3、如图所示，在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量m=lkg的小球，小球左侧连接一水平轻弹簧，弹簧左端固定在墙上，右侧连接一与竖直方向成θ= 45°角的不可伸长的轻绳，轻绳另一端固定在天花板上，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力
恰好为零．在剪断轻绳的瞬间（g取10m/s2），下列说法中正确的是( )
A．小球受力个数不变
B．小球立即向左加速，且加速度的大小为a=8m/s2
C．小球立即向左加速，且加速度的大小为a=l0m/s2
D．若剪断的是弹簧，则剪断瞬间小球加速度的大小a= l0m／s2
4、地球赤道上的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，卫星甲、乙、丙在如图所示的三个椭圆轨道上绕地球运行，卫星甲和乙的运行轨道在P点相切。

不计阻力，以下说法正确的是（）
A．如果地球的转速为原来的倍，那么赤道上的物体将会“飘”起来而处于完全失重状态
B．卫星甲、乙分别经过P点时的速度相等
C．卫星甲的机械能最大
D．卫星甲的周期最小
5、2016 年8 月16 日，墨子号量子科学实验卫星成功发射升空，这标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。

已知卫星在距地球表面高度为h 的圆形轨道上运动，运行周期为T，引力常量为G，地球半径为R，则地球的质量可表示为（）
A．
B．
C．
D．
6、下列叙述错误
．．的是（）
A．用点电荷来代替带电体的研究方法叫理想模型法
B．胡克指出，在任何情况下，弹簧的弹力都跟伸长量成正比
C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量的数值
D．经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体
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、字航员登上月球并在月球表面将一内壁光滑、半径大小为R的圆轨道竖直固定在桌面上,然后将一个质量为m的小球以不同的水平初速度从轨道内侧的最低点A运动,测得当小球刚好通过最高点B时的速度为v。

已知月球的半径为r,万有引力常量为G.则下列说法正确的是（）
A．月球表面的重力加速度大小为v2/R
B．月球的质量为v2r2/GR
C．探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的线速度为
D．探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的线速度为2Πr/v
8、如图所示，自左向右依次固定放置半圆形玻璃砖、足够长的竖立的长方体玻璃砖和光屏，BC、MN、PQ三个表面相互平行．一点光源可沿着圆弧BAC移动，从点光源发出的一束白光始终正对圆心O射入半圆形玻璃砖，经过长方体玻璃砖后，打在光屏上．已知玻璃对红光的折射率为n=1.513，若不考虑光在各个界面的反射，则下列说法正确的是
A．点光源从B移动到C的过程中，光屏上总有彩色光斑
B．点光源从B移动到C的过程中，光屏上红色光斑的移动速率比紫色光斑的小C．点光源在A点时，光屏上红色光斑在紫色光斑的上方
D．点光源在A点时，若撤除长方体玻璃砖，光屏上红色光斑将向上移动
E.点光源在A点时，若将光屏稍向右平移，光屏上红色光斑与紫色光斑的间距将增大
9、如图所示，ABC是一条长轨道，其中AB段是倾角为θ的斜面，B C段是水平的，一质量为m的小滑块（可视为质点）从A点由静止滑下，最后停在C点．已知滑块与轨
道间的动摩擦因数为μ，在B 点两轨道平滑连接，滑块改变方向时无能量损失．现用一沿着轨道方向的力拉滑块，使它缓缓地由C 点回到A 点，则拉力对滑块做的功等于：（ ）
A ．mgh
B ．2mgh
C ．2()sin h mg L μθ
+
D ．2()tan h mg L μθ
+
10、如图，直线 a 、抛物线 b 和 c 为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率 P E 、输出功率 P R 、电源内部发热功率 P r 随路端电压 U 变化的图象，但具体对应关系未知，根据图象可判断（ ）
A ．图象中任意电压值对应的功率关系为 P E =P r +P R
B ．P r ﹣U 图象的对应图线 b ，由图知电动势为 3V ，内阻为 1Ω
C ．P E ﹣U 图象对应图线 a ，由图知电动势为 9V ，内阻为 3Ω
D ．外电路电阻为 1Ω 时，输出功率最大为 2W
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）在做“验证牛顿第二定律”的实验时（装置如图所示）：
(1)下列说法中正确的是（_______）
A ．平衡运动系统的摩擦力时，应把装砂的小桶通过定滑轮拴在小车上
B ．连接砂桶和小车的轻绳应和长木板保持平行
C ．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动
D ．小车应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车
(2)甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图像为图所示中的直线Ⅰ，乙同学画出的图像为图中的直线Ⅱ。

直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是（_______）
A．实验前甲同学没有平衡摩擦力
B．甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
C．实验前乙同学没有平衡摩擦力
D．乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
(3)在研究小车的加速度a和小车的质量M的关系时，由于没有满足M m（m为砂桶及砂桶中砂的质量）的条件，结果得到的图像应是下图中的（________）
A．B．C．D．
(4)在研究小车的加速度a和拉力F的关系时，由于没有满足M m的关系，结果应是下图中的（________）
A．B．C．D．
12．（12分）物理小组的同学用如下图甲所示的实验器材测定重力加速度。

实验器材有：底座带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器，其中光电门1在光电门2的上方，小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜。

实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h。

(1)使用游标卡尺测量小球的直径如下图乙所示，则小球直径为_________cm。

(2)改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系式h=________。

(3)根据实验数据作出h
t
t
图象如上图丙所示，若图中直线斜率的绝对值为k，根据图
象得出重力加速度g大小为________。

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，跳台滑雪时，运动员从跳台坡顶A处以速度vo=20m/s沿水平方向飞出，恰好落到坡底B处，已知的水平距离为60 m (空气阻力不计，g取10 m / s2),求：
(1)运动员在空中飞行的时间；
(2)AB间的距离s
14．（16分）下表是关于小汽车的速率与制动距离（汽车从开始减速到停止的距离）之间的关系。

速率（m/s）制动距离（m）
10 8
20 32
30 72
(1)分析表中的数据，汽车的制动距离与汽车的速率有怎样的关系？
(2)当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。

若两辆小汽车都以54km/h 的速度沿同一方向行驶，后车司机的反应时间为0.7s ，求两车之间的安全距离。

15．（12分）水平放置的三棱镜截面如图所示，90A ∠=，60B ∠=，10cm AB =。

一束竖直向下的光束从AB 边中点D 入射，折射光经过三棱镜BC 边反射后，从AC 边上的E 点垂直射出。

已知真空中的光速8310m/s c =⨯，求： (1)三棱镜的折射率；
(2)光在三棱镜中从D 到E 所用的时间。

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、D
【解题分析】A 、加速过程因为是匀加速,所以由-F f ma =牵可知牵引力不变，故A 错误
B 、匀速时1
0.5=
P F f v =额牵，加速时F f >牵所以功率大于0.5倍的额定功率，B 错误
C 、速度达到v 2时有
2
0P f ma v -=>额，可知2
=
P F f v >额牵 ，故C 错误
D 、
2
P f ma v -=额得到220P fv mav -=>额，其中最后汽车匀速时2=P fv 实所以
P P <额实 ，故D 正确
2、D
【解题分析】由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向向下，选项A 错误；由平衡知识可知：mg+F 安=F ，则金属棒所受的安培力大小为F －mg ，选项B 错误；若将电流
增大为原来的2倍，则安培力变为原来的2倍，根据F=mg+F 安可知，平衡时弹簧测力计示数不会增大为2F ，选项C 错误；若将磁感应强度和金属棒质量同时增大为原来的2倍，则安培力变为原来的2倍，根据F=mg+F 安可知，平衡时弹簧测力计示数不会增大为2F ，选项D 正确；故选D. 3、B 【解题分析】
A 、在剪断轻绳前，小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡，根据共点力平衡得，弹簧的弹力4510110F mgtan N N =︒=⨯=；剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力仍然为10N ，小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用．小球的受力个数发生改变．故A 错误；
BC 、小球所受的最大静摩擦力为0.2102f mg N N μ==⨯=，根据牛顿第二定律得小球的加速度为22102
/8/1
F f a m s m s m --=
==，合力方向向左，所以向左运动，故B 正确，C 错误；
D 、剪断弹簧的瞬间，轻绳对小球的拉力瞬间为零，此时小球所受的合力为零，则小球的加速度为零，故D 错误； 故选B ．
【题目点拨】关键知道剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，剪短弹簧的瞬间，轻绳的弹力要变化，结合牛顿第二定律进行求解． 4、A
【解题分析】物体在赤道上随地球转动时，根据牛顿定律：
；当物
体飘起来的时候，万有引力完全提供向心力，则此时物体的向心加速度为，
即此时的向心加速度a′=g+a ；根据向心加速度和转速的关系有：a=（2πn ）2R ，a′=（2πn′）2 R 可得：
，故A 正确；物体在椭圆
形轨道上运动，轨道高度超高，在近地点时的速度越大，故B 错误；卫星的机械能跟卫星的速度、高度和质量有关，因未知卫星的质量，故不能确定甲卫星的机械能最大，故C 错误；根据开普勒第三定律知，椭圆半长轴越小，卫星的周期越小，卫星甲的半长轴最长，故周期最大，D 错误； 故选A 。

5、B
【解题分析】
根据万有引力提供向心力有：
解得：M=，故B正确，ACD错误。

故选：B.
6、B
【解题分析】用质点代替实际物体是采用了理想模型的方法，质点实际不存在，故A 说法正确；胡克指出，在弹性范围内，弹簧的弹力都跟伸长量成正比，故B说法错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量的数值，故C说法正确；经典力学适用于宏观低速的物体，不适用于微观粒子和高速运动物体，故D 说法正确。

所以选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、ABC
【解题分析】
A项：小球刚好过最高点的速度为v即，所以月球表面的重力加速度为：，故A正确；
B项：利用月球表面的物体重力近似等于万有引力即，解得：，故B正确；
C、D项：探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的线速度为，故C正确，D错误。

故应选：ABC。

8、BCE
【解题分析】
A、当入射光AO⊥BC时，不发生折射，在光屏上没有彩色光斑，故A错误；
B、由于红光的折射率最小，紫光的折射率最大，点光源从B移动到C的过程中，红光通过半圆形玻璃砖后折射角最小，移动的距离最小，由于光线通过长方体玻璃砖后，出射光线与入射光线平行，可知光屏上红色光斑的移动距离比紫光小，红光移动速率比紫色光斑的小，故B正确；
C、点光源在A点时，由于红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大，则红光的光屏
上红色光斑在紫色光斑的上方，故C 正确；
D 、光线通过长方体玻璃砖后会向上发生移侧，则点光源在A 点时，若撤除长方体玻璃砖，光屏上红色光斑将向下移动，故D 错误；
E 、点光源在A 点时，若将光屏稍向右平移，出射光线方向不变，根据几何关系可知，光屏上红色光斑与紫色光斑的间距增大，故E 正确； 故选BCE ． 9、BD 【解题分析】
物体由A 点下落至C 点，设克服摩擦力做功为W AC ，由动能定理：mgh -W AC =0，即：W AC =mgh ，①
由于缓缓推，说明动能变化量为零，设克服摩擦力做功为W CA ，由动能定理，当物体从C 点被推回A 点有：W F -mgh -W CA =0 ②
根据W =FL cos α可得由A 点下落至C ，摩擦力做得功为：
cos sin AC h
W mg mgL μθμθ
=-⨯
-③ 从D →A 的过程摩擦力做功为：cos sin CA h
W mg mgL μθμθ
=-⨯- ④ ③④联立得：W AC =W CA ⑤
①②③联立得：22tan F h W mgh mg L μθ
⎛⎫
==+ ⎪⎝
⎭
；故A ，C 错误，B ，D 正确. 故选BD. 【题目点拨】
本题重点是抓住来回两个过程摩擦力做功相等，理解缓缓推的意义，对来和会两个过程应用动能定理即可求解． 10、AB 【解题分析】
根据功率公式2P R
U =分别写出三个功率P E 、P R 、P r 与路端电压U 的关系式，结合数
学知识求电源的电动势和内阻．根据内外电阻相等时，电源的输出功率最大，求得输出功率最大值． 【题目详解】
根据功率分配关系可得：P E =P r +P R ，故A 正确；因2
()r E U P r
-=
，根据由数学知识
可知，P r -U 图象的对应图线b ，当P r =0时E=U=3V ，当U=0时22
39r E P W r r
===，解得内阻r=1Ω，故B 正确．总功率2
·E E U E E P EI E U r r r
-===-+，可知P E -U 图象对应图线a ，由B 分析可知电动势为3V ，内阻为1Ω，故C 错误；当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，即当外电路电阻为1Ω时，输出功率最大，最大输出功率为
222132 2.25441
m E E P W W R r ⎛⎫ ⎪⎝⎭====⨯，故D 错误；故选AB ． 【题目点拨】
本题的关键要根据功率公式得到三种功率的解析式，利用图象信息进行研究．要有基本的读图能力，根据数学知识来理解图象的物理意义．
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、BCD BC D D
【解题分析】
(1)[1]A. 平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故A 错误；
B. 若连接砝码盘和小车的细绳与长木板不保持平行，则绳子的拉力分力等于小车的外力，这样导致误差增大，故B 正确；
C. 每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故长木板的位置不能移动，以防摩擦力不再平衡，故C 正确；
D. 为充分利用纸带，实验时小车应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车，故D 正确；
(2)[2]AB. Ⅰ图象表明在小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过渡，即把长木板的末端抬得过高了，故A 错误，B 正确； CD. Ⅱ图象说明在拉力大于0时，物体的加速度为0，说明合外力为0，即绳子的拉力被摩擦力平衡了，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够，故C 正确，D 错误；
(3)[3] 在研究加速度跟小车质量M 的关系时，保持m 不变，改变小车质量M ，在小车质量M 远大于重物质量m 时，即当满足M m 时，可以认为小车受到的拉力（合力）F mg =，此时加速度a 与小车质量M 成反比，与1 M 成正比，以1 M
横轴，a 为
纵轴，则1a M
-
图象应是过原点的直线，当小车质量M 不远大于重物质量m 时，小车受到的拉力明显小于重物重力，1a M -图象向下弯曲，最后趋近于定值g ； A. 与分析不符，故A 错误；
B. 与分析不符，故B 错误；
C. 与分析不符，故C 错误；
D. 与分析相符，故D 正确。

(4)[4]设绳子上拉力为F ，对小车根据牛顿第二定律有：
F Ma =
对砂桶和砂有：
mg F ma -=
由此解得：
1mg
F m M
=+ 由此可知当M m 时，则有： F mg ≈
而当没有满足M m 的关系时，由于F mg <，随着m 的增大，M 的加速度： F mg a M M
=< 即实际的加速度小于理论值，图象将会发生向下弯曲；
A. 与分析不符，故A 错误；
B. 与分析不符，故B 错误；
C. 与分析不符，故C 错误；
D. 与分析相符，故D 正确。

12、1.170 212
gt vt -
+ 2k 【解题分析】
(1)[1]主尺读数为1.1cm ，游标尺读数为0.05×14mm=0.70mm=0.070cm ，所以最终读数为1.1cm+0.070cm=1.170cm ；
(2)[2]小球经过光电门2的速度为v ，根据运动学公式得从开始释放到经过光电门2的时间 'v t g
=
所以从开始释放到经过光电门1的时间
'''v t t t t g
=-=- 所以经过光电门1的速度v
v gt v gt '="=-
根据匀变速直线运动的推论得：两光电门间的距离
'2122
v v h t vt gt +==- (3)[3]由公式212
h gt =得 12
h v gt t =- 若h t t
-图线斜率的绝对值为k ，则 12
k g = 所以重力加速度大小
2g k =
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)3s(2)75m
【解题分析】试题分析：运动员从A 点水平飞出做平抛运动，根据运动学公式得出下落的高度y 与运动的时间的关系、水平位移x 与运动时间的关系，即可求出时间；）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，根据水平的位移求出AB 间的距离s 。

（1）运动员由A 到B 做平抛运动，在竖直方向上： 212y at =
在水平方向的位移为：x =v 0t
位移间的关系为： 0tan37y x =
联立并代入数据可得：t =3s
（2）AB 间的距离为： 00020375cos37cos370.8
AB v t x s m m ⨯==== 点睛：本题主要考查了平抛运动，知道平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，结合运动学公式即可解题。

14、 (1)制动距离与速率的平方成正比；(2)28.5m
【解题分析】
(1)由题给的表中数据分析可知，制动距离与速率的平方成正比
(2)汽车的速度大小：54km/h=15m/s
后车反应时间内发生的位移
00=150.7m=10.5m x vt =⨯
由上表格数据可得后车的制动距离
2220.0815m=18m x kv ==⨯
解得：后车反应时间内的位移010.5m x =，制动距离218m x =，安全距离为 0228.5m x x x =+=
15、 (1)3n =；(2)1025310s 6
t -=⨯ 【解题分析】
（1）光在三棱镜中传播光路如图所示
由几何关系可得60θ
=︒，30αβ==︒
由折射定律 sin sin n θα
= 解得 3n =（2）光在玻璃中的速度为
c v n
= 由几何关系得 15cm 2DF AB =
= ()
sin307.5cm EF BC BF =-︒=
解得
1010s DF EF t v -+==。