2024届襄樊市重点中学物理高三第一学期期中学业质量监测试题含解析

2024届襄樊市重点中学物理高三第一学期期中学业质量监测试
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、一简谐横波沿x轴正向传播，图1示t=0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是（）
A．0.5m B．1.5m C．2.5m D．3.5m
2、如图所示，用细绳吊着一个质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力，关于小球受力的说法正确的是：（）
A．受重力、拉力、向心力B．受重力和拉力
C．只受重力D．无法确定
3、如图所示,质量为m的物体置于光滑水平面上,一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上,另一端在力F作用下,物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角α=45°时绳以速度v0竖直向下运动,此过程中,绳的拉力对物体做的功为( )
A．1
4
m2
v B．
1
2
m2
v
C ．m 20v
D ．22m 20v 4、已知某物体做直线运动，下列说法正确的是 A ．物体速度为零，加速度一定为零
B ．物体加速度增大，速度一定增大
C ．物体速度变化越快，加速度一定越大
D ．物体受到的合力越大，速度一定越大
5、如图所示，A 、B 两小球从相同高度同时水平相向抛出，经过时间t 在空中相遇。

若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为（ ）
A ．t
B ．22t
C ．2t
D ．4
t 6、以下说法正确的是（ ）
A ．合外力对物体做功为0，则该物体动量一定不变
B ．合外力对物体冲量为0，则
该物体动能一定不变
C ．做变速运动的物体，动能一定变化
D ．做变速运动的物体，动量可能不变 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、如图所示，粗糙固定斜面的倾角为θ，整个斜面处于垂直斜面向下的匀强磁场(大小未知)中，在斜面上有一根有效长度为L 、质量为m 水平放置的导体棒，当导线中电流为I 1和I 2时，导体棒均能沿斜面匀速运动。

已知电流I 1、I 2的方向相同且I 1<I 2，重力加速度为g ，则下列说法正确的是
A ．电流方向垂直纸面向外
B ．导体棒与斜面间的动摩擦因数为
C ．匀强磁场的磁感应强度大小为
D ．可能存在一个与I 1、I 2大小不同的电流，使导体棒沿斜面做匀速直线运动
8、如图所示，质量为m 的长方体物块放在水平放置的钢板C 上，物块与钢板间的动摩
擦因数为μ，由于光滑固定导槽A 、B 的控制，该物块只能沿水平导槽运动．现使钢板以速度v 1向右匀速运动，同时用水平力F 拉动物块使其以速度v 2(v 2的方向与v 1的方向垂直，沿y 轴正方向)沿槽匀速运动，以下说法正确的是( )
A ．若拉力F 的方向在第一象限，则其大小一定大于μmg
B ．若拉力F 的方向在第二象限，则其大小可能小于μmg
C ．若拉力F 的方向沿y 轴正方向，则此时F 有最小值，其值为μmg 122
12v v v + D ．若拉力F 的方向沿y 轴正方向，则此时F 有最小值，其值为μmg 2
2212v v v +
9、物体甲的x-t 图象和物体乙的v -t 图象分别如下图所示，则这两个物体的运动情况是（ ）
A ．甲在整个t =6s 时间内有来回运动，它通过的总位移为零
B ．甲在整个t =6s 时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4m
C ．乙在整个t =6s 时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4m
D ．乙在整个t =6s 时间内有来回运动，它通过的总位移为零
10、如图所示，虚线框内有匀强电场，AA ′、BB ′、CC ′是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离均为3.0 cm ，已知BB ′上的电势为0 V ．一个电子沿AA ′方向以初动能E k = 4 eV 自图中的P 点进入电场，刚好从C ′点离开电场，电子从P 到C ′的过程电场力做功为6 eV ．下列说法正确的是
A ．平面AA ′上的电势为3V
B ．该匀强电场的场强为100 V/m
C ．该粒子经过平面BB ′时的电势能为10eV
D．该粒子从P到C′的过程动能和电势能总和守恒
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）为了验证机械能守恒定律，某同学使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器M通过G1、G2光电门时，光束被滑行器M上的挡光片遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录，滑行器连同挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两光电门中心间的距离为x，牵引砝码的质量为m，细绳不可伸长且其质量可以忽略，重力加速度为g．该同学想在水平的气垫导轨上，只利用以上仪器，在滑行器通过G1、G2光电门的过程中验证机械能守恒定律，请回答下列问题：
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母，使气垫导轨水平．请在以下空白处填写实验要求．
在不增加其他测量器材的情况下，调水平的步骤是：取下牵引砝码m，接通气垫导轨装置的电源，调节导轨下面的螺母，若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止，或者轻推滑行器M，M分别通过光电门G1、G2的时间，则导轨水平；（2）当气垫导轨调水平后，在接下来的实验操作中，以下操作合理的是；A．挡光片的宽度D应尽可能选较小的
B．选用的牵引砝码的质量m应远小于滑行器和挡光片的总质量M
C．为了减小实验误差，光电门G1、G2的间距x应该尽可能大一些
D．用来牵引滑行器M的细绳可以与导轨不平行
（3）在每次实验中，若表达式（用M、g、m、△t1、△t2、D、x表示）在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律成立．
12．（12分）物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．
（1）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz 的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_____m/s 2（结果保留两位有效数字）．
（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有____（填入所选物理量前的字母）．
A ．木板的长度l
B ．木板的质量m 1
C ．滑块的质量m 2
D ．托盘和砝码的总质量m 3E.滑块运动的时间t
（3）滑块与木板间的动摩擦因数 =____（用被测物理量的字母表示，重力加速度为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．（10分）带电荷量为q=+5.0×
10-8C 的点电荷从A 点移到B 点时，克服电场力做功3.0×10—6J ．已知B 点的电势为U B =20V ．求：
(1)A 、B 间的电势差；
(2)A 点的电势；
(3)q 从A 到B 的电势能变化；
(4)将q /=-5.0x10—8C 的点电荷放在A 点时它的电势能．
14．（16分）
一辆汽车的质量为m ，其发动机的额定功率为P 1，从某时刻起汽车以速度v 1在水平公路上沿直线匀速行驶，此时汽车发动机的输出功率为
04P ，接着汽车开始沿直线匀加速行驶，当速度增加到085
v 时，发动机的输出功率恰好为P 1．如果汽车在水平公路上沿直线行驶中所受到的阻力与行驶速率成正比，求：
（1）汽车在水平公路上沿直线行驶所能达到的最大速率v m ；
（2）汽车匀加速行驶所经历的时间和通过的距离．
15．（12分）如图所示，一光滑水平面上有质量为m 的光滑曲面体A ，A 右端与水平面平滑连接，一质量为m 的小球C 放在曲面体A 的斜面上，距水平面的高度为h ．小球C 从静止开始滑下，然后与质量为2m 球B 发生正碰（碰撞时间极短，且无机械能损失）．求：
（1）小球C与曲面体A分离时，A、C速度大小；
（2）小球C与小球B发生碰撞后，小球C能否追上曲面体A。

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】
由题图2可知，该质点在t=0时刻竖直方向的坐标为-0.1m＞y＞-０.2m，并且向y轴负方向运动，由题可知波向x轴正方向运动，综上可知，该质点的坐标值可能为2.67m＞x＞2m之间，故选C．
2、B
【解题分析】
先对小球进行运动分析，做匀速圆周运动，再找出合力的方向，合力提供向心力，进一步对小球受力分析．
【题目详解】
小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图
小球受重力、和绳子的拉力，由于它们的合力总是指向圆心并使得小球在水平面内做圆周运动，故在物理学上，将这个合力就叫做向心力，即向心力是按照力的效果命名的，这里是重力和拉力的合力．故B正确，ACD错误．故选B．
【题目点拨】
向心力是效果力，匀速圆周运动中由合外力提供．注意向心力不是物体所受到的力． 3、C
【解题分析】
将物体的运动分解为沿绳子方向的运动以及垂直绳子方向的运动，则由三角函数可解
得：当物体运动到绳与水平方向夹角α=45°时物体的速度为v ，则vcos 45°
=v 0，则
0v =，物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角α=45°
过程中，物体只受绳子拉力做功，由动能定理得绳的拉力对物体做的功：220102
W mv mv =
-=，故C 正确，ABD 错误．
4、C
【解题分析】
A 、物体的速度为零时，加速度不一定为零，如自由落体开始下落的位置，故A 错误;
B 、加速度增大时速度不一定增大，如加速度和速度方向相反时速度减小，故B 错误；
C 、加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度变化越快，加速度越大，故C 正确；
D 、根据牛顿第二定律可知，当物体受到的合力越大，则加速度越大，但是如果加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动，速度变小，故选项D 错误。

【题目点拨】
本题考查加速度和速度的关系，要注意明确加速度只与速度的变化快慢有关，与速度大小、速度变化的大小无关，同时知道加速度和速度同向时物体加速，加速度和速度反向时物体减速。

5、C
【解题分析】
依据运动的独立性原理，在水平方向上，两球之间的距离 ()()121222'd v v t v v t =+=+
得
'2
t t = 故选C 。

6、B
【解题分析】
A ．合外力对物体做功为0，物体动能不变，速度方向可能改变，它的动量可能要改变，
故A错误；
B．由动量定理可知，合外力对物体冲量为0，则物体的动量不变，即物体的速度不变，所以物体的动能一定不变，故B正确；
C．做变速运动的物体，动能不一定变化，如匀速圆周运动的速度大小不变，动能不变，故C错误；
D．做变速运动的物体，速度一定变化，则物体的动量一定变化，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、AC
【解题分析】
A．因为导体棒能匀速运动，故安培力沿斜面向上，由左手定则知电流方向垂直纸面向外，故A正确；
BC．由题意可知通电流I1和I2时，导体棒均能沿斜面匀速运动且I1<I2，故通I1时导体棒沿斜面向下运动，通I2时导体棒沿斜面向上运动，所以有：
联立解得：
故B错误，C正确；
D．因I1和I2可分别使导体棒向上或向下匀速运动，而根据磁场方向又知安培力在沿斜面方向，摩擦力大小不变，重力沿斜面分力不变，故不存在其它电流让导体棒匀速运动，故D错误。

8、BD
【解题分析】
试题分析：明确工件所受滑动摩擦力的大小和方向，注意滑动摩擦力的方向是和物体的相对运动相反，正确判断出工件所受摩擦力方向，然后根据其运动状态即可正确求解该题．
解：
工件有相对于钢板水平向左的速度v1和沿导槽的速度v2，故工件相对于钢板的速度如
图所示，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，所以有：
F=fcosθ=μmgcosθ，
因此F 的大小为μmg
＜μmg
故选BD
【点评】注意正确分析滑动摩擦力的大小和方向，其大小与正压力成正比，方向与物体相对运动方向相反，在具体练习中要正确应用该规律解题
9、BD
【解题分析】
AB ．甲图是位移-时间图象，斜率表示速度，可知甲做匀速直线运动，故甲在整个t =6s 时间内运动方向一直不变，位移为 2m (2m)4m x ∆=--=
故A 错误，B 正确；
CD ．乙图是v-t 图象，速度的正负表示运动的方向，故前3s 向负方向运动，后3s 向正方向运动，即做来回运动，总位移为零，故C 错误，D 正确。

故选BD 。

10、BD
【解题分析】
A. 电子从P 到C ′的过程电场力做功为6 eV ，即6AC eU eV = ，所以6AC U V =-，已知BB ′上的电势为0 V 则平面AA ′上的电势为-3V ，故A 错误；
B.根据匀强电场电场强度公式可知2 V 6100610
/m U E d -===⨯，故B 正确； C. 已知BB ′上的电势为0 V ，根据P E e ϕ=可知该粒子经过平面BB ′时的电势能为0eV ，故C 错误
D.粒子运动过程中只有电场力做功，使得动能和电势能之间相互转化，所以粒子的动能与电势能之和不变，故D 正确
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）相等；（2）AC ；（3 ）2221
11()()()()22D D mgx M m M m t t =
+-+∆∆ 【解题分析】 （1）当气垫导轨水平时，滑块做匀速直线运动，通过光电门的速度相等，即光电门的挡光时间相等．
（2）在实验中，根据极限逼近思想用平均速度代替瞬时速度，则D 要可能小，另外G 1、G 2越远，相对误差越小．．
（3）滑块经过光电门时的速度近似等于滑块经过光电门时的平均速度，可由D v t
=∆ 求出，然后根据砝码的重力势能减少量与砝码及滑行器（连同挡光片）的动能增加量相等，写出需要验证的方程．
【题目详解】
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂重物的情况下轻推滑块，若滑块做匀速直线运动，滑块通过光电门速度相等，则光电门的挡光时间相等，证明气垫导轨已经水平．
（2）A 、滑块经过光电门时的瞬时速度用平均速度来代替，由D v t =
∆求出，D 越小，误差越小，故A 正确．
B 、本实验不需要测量细绳对滑行器的拉力，即不需要用砝码的质量代替细绳的拉力，所以不需要满足砝码的质量m 应远小于滑行器的总质量M 这个条件，故B 错误．
C 、光电门G 1、G 2的间距x 越大，x 相对误差越小，故C 正确．
D 、用来牵引滑行器M 的细绳必须与导轨平行，以减小阻力，保持满足实验阻力足够小的条件，故D 错误．
故选AC ．
（3）滑行器经过光电门G 1、G 2的速度近似等于滑块经过光电门时的平均速度，分别为： 11D v t =∆，22
D v t =∆ 砝码的重力势能减少量为：△
E p =mgx ；砝码及滑行器（连同挡光片）的动能增加量相等为：2221
11()()()()22k D D E M m M m t t ∆=+-+∆∆．若表达式△E p =△E k ， 即得：222111()()()()22D D mgx M m M m t t =
+-+∆∆，在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律成立．
【题目点拨】
本题关键应掌握光电门测量滑块瞬时速度的原理：平均速度代替瞬时速度，注意与探究牛顿第二定律实验的区别，此实验不需要满足砝码的质量m 应远小于滑行器的总质量M 这个条件．
12、 (1)0.495 m/s 2～0.497 m/s 2（2分）
(2)①CD （2分） ②3232()m g m m a m g -+（2分） 【解题分析】
(1)每相邻两计数点间还有4个点，说明相邻计数点间的时间间隔为0.1s T =，由逐差
法可得：()22234.37 3.88 3.39 2.88 2.40 1.8910m m 0.497s s 90.1a -++---⨯=≈⨯；
(2)以系统为研究对象，由牛顿第二定律得：()323m g f m m a -=+
滑动摩擦力：2f m g μ=
解得：()3232m g m m a
m g μ-+=
要测得动摩擦因数，需要测出滑块的质量2m 与托盘和砝码的总质量3m ，故选CD ．
(3)由(2)分析可知，滑块与板间的动摩擦因数为：()3232m g m m a
m g μ-+=．
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）-60V （2）-40V （3）3×10-6J （4）2×10-6J
【解题分析】
试题分析：根据电场力做功得出两点间的电势差，结合B 点的电势求出A 点的电势，根据电场力做功得出电势能的变化，根据A 点的电势，求出电荷在A 点的电势能． （1）根据电势差的定义式可得A 、B 间的电势差：68
3.010605.010AB AB W U V V q ---⨯===-⨯ （2）因为AB A B U U U =-，则有：206040A B AB U U U V V =+=-=-
（3）从A 到B ，电场力做了-3×10-6J ，所以电势能增加：则△Ep ＝−W ＝3×10−6J ．
（4）q '=-5.0×10-8C 的点电荷放在A 点时它的电势
能：()86
51040210pA A E q U J J ---⨯-=⨯'⨯＝＝．
点睛： 本题主要考查了电势差的定义及电势能的计算，属于基础题．
14、（1）2v 1；（2）20083mv t P =；300
5215mv x P = 【解题分析】
（1）汽车以速度v 1在水平公路上沿直线匀速行驶时发动机的输出功率0 4
P
，可知： 000 4
P kv v ⋅＝ 汽车在水平公路上沿直线行驶所能达到的最大速率： P 1=kv m •v m
解得：v m =2v 1．
（2）当汽车速度增加到 08 5
v
时，设牵引力为F ，汽车的加速度为a ，0085
v P F ⋅＝ 由牛顿第二定律：085v F k ma -＝ 汽车匀加速行驶所经历的时间：0085v v t a
＝- ，
解得：200
83mv t P = ， 汽车匀加速行驶通过的距离：32000
521215mv x v t at P =+= ． 【题目点拨】
关于汽车的启动要掌握两个过程，一个是匀加速过程，此过程在功率到达额定功率时结束；一个是恒功率过程，此过程的最大速度出现在牵引力等于阻力时．
15、（1）
（2） 追不上
【解题分析】
(1) .C 从曲面体滑下能量守恒，水平方向动量守恒：
设小球C 与劈A 分离时速度大小为v 0，此时劈A 速度大小为v A ，小球C 运动到劈A 最低点的过程中，规定向右为正方向，系统水平方向动量守恒，机械能守恒，在水平方向，由动量守恒定律得：
，
由机械能守恒定律得：
解得：
A 的速度向左
(2).C,B发生弹性正碰,能量守恒，动量守恒:
;
;
解得：所以追不上。