2024年山东省济宁市实验中学物理高三上期中达标测试试题含解析

2024年山东省济宁市实验中学物理高三上期中达标测试试题注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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，一轻质橡皮筋的一端系在竖直放置的半径为0.5m的圆环顶点P，另一端系一质量为0.1kg的小球，小球穿在圆环上可做无摩擦的运动，设开始时小球置于A点，橡皮筋处于刚好无形变状态，A点与圆心O位于同一水平线上，当小球运动到最低点B 时速率为1m/s，此时小球对圆环恰好没有压力（取g=10m/s2）．下列说法正确的是
A．从A到B的过程中，小球的机械能守恒
B．从A到B的过程中，橡皮筋的弹性势能增加了0.5J
C．小球过B点时，橡皮筋上的弹力为0.2N
D．小球过B点时，橡皮筋上的弹力为1.2N
2、在图中所示的四种典型电场的情况中，电场中a、b两点的电场强度和电势都相等的是（）
A．图（甲）中平行板电容器带电荷，极板间除边缘附近处的任意两点a、b
B．图（乙）中两个等量异号点电荷的连线上，与连线中点O等距的任意两点a、b C．图（丙）中离点电荷等距的任意两点a、b
D．图（丁）中两个等量同号点电荷的连线的中垂线上,与连线中点O等距的任意两点
a、b
3、用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承
受的最大张力为10N ，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（g 取210m/s ）
A ．3m 2
B ．2m 2
C ．1m 2
D ．3m 4
4、如图所示，ABC 为在竖直平面内的金属半圆环，AC 连线水平，AB 为固定的直金属棒，在金属棒上和圆环的BC 部分分别套着两个相同的小环M 、N ，现让半圆环绕对称轴以角速度ω做匀速转动，半圆环的半径为R ，小圆环的质量均为m ，棒和半圆环均光滑，已知重力加速度为g ，小环可视为质点，则M 、N 两环做圆周运动的线速度之比为( )
A ． 242
g R g ω- B ．222g g R ϖ- C ．222g
g R ϖ- D ．222
g
R g ϖ- 5、如图所示，在竖直光滑墙壁上用细绳将一个质量为m 的球挂在A 点，平衡时细绳与竖直墙的夹角为θ，θ < 45°。

墙壁对球的支持力大小为N ，细绳对球的拉力大小为T ，重力加速度为g 。

则下列说法正确的是
A ．N >mg ，T>mg
B ．N <mg ，T>mg
C ．N <mg ，T <mg
D ．N >mg ，T <mg
6、如图所示，一圆盘与水平方向夹角为30°，半径为0.1 m ，圆盘可绕过圆盘中心垂直盘面的转轴转动，一物体放置在圆盘边缘，3
以某一角速度转动时，物体在最低点恰好不会被甩离圆盘，取g=10 m/s2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则
A．物体在最低点受到的摩擦力恰好为零
B．物体的线速度大小为1 m/s
C．圆盘转动的角速度为5 rad/s
D．物体的向心加速度大小为5 m/s2
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、地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面．某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等．不考虑摩擦阻力和空气阻力．对于第①次和第②次提升过程，
A．矿车上升所用的时间之比为4:5
B．电机的最大牵引力之比为2:1
C．电机输出的最大功率之比为2:1
D．电机所做的功之比为4:5
8、将甲乙两小球先后以同样的速度在距地面相同高度处竖直向上抛出，抛出时间相隔2s，它们运动的图象分别如直线甲、乙所示．以下说法正确的是（）
A．t=2s时，两球相距最远
B．t=4s时，两球的高度差为0
C．t=6s时，两球相距45m
D．甲球从抛出至最高点的时间间隔与乙球相等
9、下列说法正确的是___________。

A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．在分子力作用范围内若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大
C．一定质量的理想气体等压膨胀过程一定放热
D．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
E. 水的饱和汽压随温度的升高而增大
10、如图所示，物体从Q点开始自由下滑，通过粗糙的静止水平传送带后，落在地面P 点。

传送带匀速转动起来以后，物体仍从Q点开始自由下滑，则物体通过传送带后（）
A．若传送带沿逆时针方向转动，则物块一定落在P点
B．若传送带沿逆时针方向转动，则物块一定落在P点左侧
C．若传送带沿顺时针方向转动，则物块可能落在P点右侧
D．若传送带沿顺时针方向转动，则物块可能落在P点左侧
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）将力传感器连接到计算机上，不仅可以比较精确地测量力的大小，还能得到力随时间变化的关系图象。

甲图中，某同学利用力的传感器测量小滑块在光滑半球形容器内的运动时对容器的压力来验证小滑块的机械能守恒，实验步骤如下：
①如图甲所示，将压力传感器M固定在小滑块的底部；
②让小滑块静止在光滑半圆形容器的最低点，从计算机中得到小滑块对容器的压力随时间变化的关系图象如图乙所示；
③让小滑块沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的之间往复运动，、
与竖直方向之间的夹角相等且都为θ（θ<5°）从计算机中得到小滑块对容器的压力随时间变化的关系图象如图丙所示。

请回答以下问题：
（1）小滑块的重量F 0为____________N 。

（2）为了验证小滑块在最高点A 和最低点处的机械能是否相等，则____________。

A ．一定得测出小滑块的质量m
B ．一定得测出OA 与竖直方向的夹角θ
C ．一定得知道当地重力加速度g 的大小
D ．只要知道图乙中的压力F 0和图丙中的最小压力F 1、最大压力F 2的大小
（3）若已经用实验测得了第（2）小问中所需测量的物理量，用R 表示半圆形容器的半径，则小滑块从A
点到最低点的过程中重力势能减小P E ∆=______________（用题中所给物理量的符号来表示），动能增加
k E ∆=______________（用题中所给物理量的符号来表示），由测量的数据得到小滑块的机械能__________（填“是”或“不”）守恒的。

12．（12分）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A 挂于固定点P ，下端用细线挂一重物M ．弹簧测力计B 的一端用细线系于 O 点，手持另一端向左拉，使结点O 静止在某位置．分别读出弹簧测力计A 和B 的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O 点的位置和拉线的方向．
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N ，图中A 的示数为_______N ．
(2)下列不必要的实验要求是_________．(请填写选项前对应的字母)
A ．应测量重物M 所受的重力
B ．弹簧测力计应在使用前校零
C ．拉线方向应与木板平面平行
D ．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O 点静止在同一位置
（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A 的指针示数稍稍超出量程，请你提出一个解决办法．
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）质量为 1.0kg m =的钢球自32m h =．高处自由落下，与地面碰撞后竖直向上弹回，碰撞时间01t =．秒，钢球反弹的最大高度为18m H =．．g 取210m/s ．在碰撞过程中，求：
（1）钢球将要落地时的速率多大?
（2）钢球受到地面的平均冲力的大小为多少?
14．（16分）为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知某高速公路的最高限速120km/h v =，假设前方车辆突然停止，汽车司机从发现这一情况，经操控刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t =0.50s ，刹车时汽车受到阻力的大小f 为汽车重力的0.40倍，则该高速公路上汽车间的安全距离x 至少为多少？重力加速度g 取210m/s 。

15．（12分）如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为E ＝4×
105 N/C 、方向水平向左的匀强电场，在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．比荷q m
＝2.5×109 C/kg 的带正电的粒子，以初速度v 0＝2×
107 m/s 从x 轴上的A 点垂直x 轴射入电场，OA ＝0.2 m ，不计粒子的重力．
（1）求粒子在电场中运动的加速度大小；
（2）求粒子经过y 轴时的位置到原点O 的距离；
（3）若要使粒子不能进入第Ⅲ象限，求磁感应强度B 的取值范围．（不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况）
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】
由题意可知考查功能关系和牛顿第二定律应用，根据动能定理、牛顿第二定律分析计算可得。

【题目详解】
A ．从A 到
B 的过程中，橡皮筋的弹力对小球做负功，小球的机械能守恒减少，转化为弹性势能。

B ．从A 到B 的过程中，取小球为研究对象，由动能定理可得
21=m 2
mgR W v -弹 代入数值可求得=0.45J W 弹
即橡皮筋的弹性势能增加了0.45J ，故B 错误。

C D ．小球过B 点时，
2
N v F mg m R
-= 代入数值可得F N =1.2N
橡皮筋上的弹力为1.2N ，故D 正确，C 错误。

【题目点拨】
小球下落过程中弹力对其做负功，小球机械能减少，根据动能定理可求出弹力做功多少，
由牛顿第二定律可求得弹力的大小。

2、D
【解题分析】
电容器间的电场为匀强电场，故两点电场强度相等；沿电场线方向上电势逐渐降低，可知a 点的电势高于b 点的电势，故A 错误．根据对称性可知，两点的电场强度相等，沿电场线方向上电势逐渐降低，a 点的电势高于b 点，故B 错误．以点电荷为球心的球面是等势面，可知a 、b 两点电势相等，但两点电场强度的方向不相同，故电场强度不相等，故C 错误．根据两个等量同种电荷等势面的分布情况可知，在两电荷连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点电势相等，根据电场的对称性两点电场场强相同，故D 正确．故选D ．
3、A
【解题分析】
本题考查力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．
【题目详解】
一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F =10N 的时候，绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图．
绳子与竖直方向的夹角为：θ=60°，绳子长为：L 0=1m ，则有：mg =2F cos θ，两个挂钉的间距离：L ＝2sin 2L θ⎛⎫
⎪⎝⎭，解得：L 34、A
【解题分析】
M 点的小球受到重力和杆的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，所以：
F n =mg tan45°=mω•v M
所以：
M g v ω
＝ …① 同理，N 点的小球受到重力和杆的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，设ON 与竖直方向之间的夹角为
F n ′=mg tanθ=mωv N
所以：
N gtan v θ
ω＝ …②
又：
F n ′＝mω2r …③
r=R sinθ…④
联立②③④得：
N v …⑤
所以：
M N v v = A
． ，与结论相符，选项A 正确；
B
，与结论不相符，选项B 错误； C
． ，与结论不相符，选项C 错误；
D
． ，与结论不相符，选项D 错误； 故选A 。

5、B
【解题分析】
分析球的受力情况，作出力图，根据平衡条件求解悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持．
【题目详解】
以球为研究对象，分析其受力情况：重力mg 、悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力，根据平衡条件，有：
cos mg T mg θ
=>，N =mg tan θ，由于θ＜45°，所以N ＜mg .故选B. 【题目点拨】
本题是三力平衡问题，分析受力情况，作出力图，运用平衡条件和几何知识列式求解即可
6、C
【解题分析】
A ．物体在最低点恰好不会被甩离圆盘，物体受到的是最大静摩擦力，重力沿圆盘方向的分力，与最大静摩擦力的合力提供向心力，故A 错误；
B ．由A 选项可知：
2
cos30sin 30v mg mg m r
μ-= 代入数据解得v =0.5m/s ，故B 错误；
C ．根据线速度与角速度的关系：
v r
ω= 可解得：ω=5 rad /s ，故C 正确。

D ．根据：
2
v a r
= 可得a =2.5 m/s 2，故D 错误。

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】
A ．由图可得，变速阶段的加速度00v a t = ，设第②次所用时间为t ，根据速度-时间图
象的面积等于位移（此题中为提升的高度）可知，0000111122[2]222v t v t t v a ⨯⨯=+-⨯⨯（），解得：052t t =，所以第①次和第②次提升过程所用时间之比为0052:4:52
t t = ，选项A 正确； B ．由于两次提升变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定律，F mg ma -=，可得提升的最大牵引力之比为1∶1，选项B 错误；
C ．由功率公式，P =Fv ，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为2∶1，选项C 正确；
D ．加速上升过程的加速度010
v a t =，加速上升过程的牵引力1100
(
)F ma mg m v g t =+=+，减速上升过程的加速度020a v t =-，减速上升过程的牵引力 2200
)(F ma mg m g v t =+=-， 匀速运动过程的牵引力3F mg =．第①次提升过程做功
1100200001122
W F t v F t v mgv t =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=； 第②次提升过程做功
1000020000231113111122222222
W F t v F t v F t v mgv t =⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=； 两次做功相同，选项D 错误．
【题目点拨】
此题以速度图像给出解题信息．解答此题常见错误主要有四方面：一是对速度图像面积表示位移掌握不到位；二是运用牛顿运动定律求解牵引力错误；三是不能找出最大功率；四是不能得出两次提升电机做功．实际上，可以根据两次提升的高度相同，提升的质量相同，利用功能关系得出两次做功相同．
8、BD
【解题分析】t=2s 时，两球相距不是最远．因为t=5s 时，甲球正在下降，乙球到达最高点，之后，甲球的速度比乙球的大，两者间距不断增大，两球相距的距离可以大于t=2s 时的距离，A 错误．根据“面积法”知：t=4s 时，甲球相对于抛出点的位移为
，乙球相对于抛出点的位移为，
故两球相对于各自的抛出点的位移相等，两球的高度差为1．故B正确．t=6s时，甲球回到抛出点．此时乙球的位移为，所以两球相距41m，C 错误．由图知，甲球从抛出至到达最高点的时间间隔与乙球相等，都是3s．D正确．选BD．
【题目点拨】速度时间图象与时间轴所围的“面积”表示质点的位移，但不能反映物体初始的位置．由图直接读出物体运动的时间．结合竖直上抛运动的对称性分析．
9、BDE
【解题分析】
布朗运动是固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的表现，选项A错误；在分子力作用范围内若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大，选项B正确；一定质量的理想气体等压膨胀过程，温度升高，内能变大，对外做功，则一定吸热，选项C错误；液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，选项D正确；水的饱和汽压随温度的升高而增大，选项E正确.
10、AC
【解题分析】
当水平传送带静止时，物块受到水平向左的滑动摩擦力做匀减速直线运动。

若传送带逆时针转动，物块通过传送带时，受到的滑动摩擦力仍水平向左，大小不变，则加速度不变，可知物块仍落在P点，选项A正确，B错误。

设物块滑上传送带时速度为v0，传送带的速度为v。

当v0＞v时，物块滑上传送带可能一直做匀减速运动，加速度与传送带静止时相同，当滑到传送带右端时，速度与传送带静止时相同，则物块仍落在P点。

物块也可能先做匀减速运动，后来与传送带一起做匀速运动，滑到传送带右端时，速度大于传送带静止时速度，则物块落在P点右侧。

当v0=v时，物块滑上传送带时两者相对静止，一起做匀速运动，则物块落在P点右侧。

当v0＜v时，物块滑上传送带可能一直做匀加速运动，也可能先做匀加速运动，后与传送带一起匀速运动，滑到传送带右端时，速度大于传送带静止时速度，则物块落在P点右侧。

故D错误，C正确。

故选AC。

【题目点拨】
本题是典型的传送问题，关键是分析物块的受力情况和运动情况，当传送带顺时针转动时，要考虑各种可能的情况．
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、1.00N D 01()F F R -
202
F F R - 是 【解题分析】 (1)[1]由于重力加速度未知，则有小铁球静止时，绳子的拉力F 0，可知，小球的重力为： 0 1.00N
G mg F ===
(2)[2]小球在最低点，由牛顿第二定律，则有
2
20v F F m R
-= 小球在最低点的动能为
22011()22
k E mv F F R =-- 从A 到最低点，物体的重力势能减少量等于重力做的功即
01cos G W F R θ=-（）
另有对A 点受力分析得
01cos F F θ=
从A 到最低点的过程中，重力势能减少量等于动能增加量，即为
()()2101s 2
c 1o F F R F R θ--＝ 联立化简得
01232F F F =+
故选D 。

(3)[3]小滑块从A 点到最低点的过程中重力势能减小等于重力做功，结合（2）的分析可知，即
0011cos 1cos ()P E mgR F R F F R θθ∆=-=-=-（）（）
[4]增加的动能
22011=()22
k E mv F F R =- [5]重力势能减小
01((1.000.99)01).0F F R R R -=-=
增加的动能
2011()=(1.02 1.00)0.0122
F F R R R -⨯-= 所以机械能守恒。

12、（1）3.6 （2）D （3）改变弹簧测力计B 的拉力大小（或减小重物质量、或将A 换称量程较大的测力计、或改变B 的方向等）
【解题分析】
（1）弹簧测力计的最小刻度为0.1N ，则读数为3.60N
（2）重物的重力是合力，则应测量重物M 所受的重力，选项A 正确；簧测力计应在使用前校零，以免产生误差，选项B 正确；拉线方向应与木板平面平行，选项C 正确；改变拉力，进行多次实验，每次都要使O 点位置可以变化，选项D 错误；此题选择不正确的选项，故选D.
（3）改变弹簧测力计B 的拉力大小（或减小重物质量、或将A 换称量程较大的测力计、或改变B 的方向等）
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) 8m/s (2) 150N
【解题分析】（1）依据运动学公式2202t v v ax -=，
故22y v gh =，解得8m/s y v =．
（2）竖直向上弹弹起时，依据竖直上抛运动，
故222y v gH =，解得26m/s y v =．
依据动量定理规定向下为正方向，
()2y y mg F t mv mv -=--，
解得：150N F =．
即平均冲力的大小为150N ．
14、156 m
【解题分析】
汽车的速度：
120120km/h m/s 3.6
v == 在反应时间内，汽车做匀速运动，运动的距离：
1x vt =
设刹车时汽车的加速度大小为a ，汽车的质量为m ，有
20.400.404m/s f mg a g m m
==== 从刹车到停下，汽车运动的距离
2
22v x a
= 所求安全距离：
2
222120120 3.60.501562 3.624
v x x x vt m m m a ⎛⎫ ⎪⎝⎭=+=+=⨯+=⨯ 15、（1）1.0×
l015m/s 2 （2）0.4m （3）0.048T 【解题分析】
由题中“坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为E ＝4×
105 N/C 、方向水平向左的匀强电场”可知，本题考查带电粒子在复合场中的运动规律，根据电场力和洛伦兹力的特点、受力分析和运动规律判断可解答本题
【题目详解】
（1）根据公式 qE ma =
解得
1251.010m/s a =⨯
（2）设粒子在电场中运动时间为t ，粒子经过y 轴时的位置与原点o 的距离为y
2OA 1=2
x at 0y v t =
解得0.4y m =
（3）粒子经过y 轴时在电场方向的分速度为：
x v at =
粒子经过y 轴时速度为：
v =与y 轴正方向夹角大小为θ，
tan 1x v v θ== θ=45°
要使粒子不进入第III 象限，如图所示，此时粒子做圆周运动的半径为R ，则
22
R R y +
≤ 由 2
v qvB m R
= 解得
2100042282B -≥⨯≈+(T .)T。