天津市静海县第一中学、杨村一中、宝坻一中等六校2024年物理高三上期中学业质量监测模拟试题含解析

天津市静海县第一中学、杨村一中、宝坻一中等六校2024年物
理高三上期中学业质量监测模拟试题
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、一物体在几个力的作用下处于平衡状态，若保持其它力不变，而将其中一个力大小不变、方向逆时针旋转180°，则物体所受合力的变化情况是（ ）
A ．合力的大小先变大后变小
B ．合力的大小先变小后变大
C ．合力的方向逆时针转90°
D ．合力的方向逆时针转180°
2、有一块长方体木板被锯成如图所示的A 、B 两块放在水平面桌面上，
A 、
B 紧靠在一起，木块A 的角度如图所示．现用水平方向的力F 垂直于板的左边推木块B ，使两木块A 、B 保持原来形状整体沿力F 的方向匀速运动，则（ ）
A ．木块
B 对木块A 的弹力大于桌面对木块A 的摩擦力
B ．木块A 只受一个摩擦力
C ．木块A 在水平面内受两个力的作用，合力为零
D ．木块A 对木块B 的作用力方向水平向左
3、一质量为m 的小球从高度为H 的平台上以速度0v 水平抛出，，落在软基路面上出现一个深度为h 的坑，如图所示，不计空气阻力，对从抛出到落至坑底的过程中，以下说法正确的是( )
A ．外力对小球做的总功为201()2
mg H h mv ++
B ．小球机械能的减少量为201()2mg H h mv ++
C ．路基对小球做的功为2012mv -
D ．路基对小球平均阻力的大小为()mg H h h + 4、某人身系弹性绳自高空p 点自由下落，图中a 点是弹性绳的原长位置，b 点是人静止悬吊着的位置，c 点是人所到达的最低点，空气阻力不计，则人（ ）
A ．从p 至c 过程中人的动能不断增大
B ．从p 至a 过程中人的机械能不守恒
C ．从p 至c 过程中重力所做的功等于人克服弹性绳弹力所做的功
D ．从a 至c 过程中人的重力势能减少量等于弹性绳的弹性势能增加量
5、目前，我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破．为早日实现无人驾驶，某公司对汽车性能进行了一项测试，让质量为m 的汽车沿一山坡直线行驶．测试中发现，下坡时若关掉油门，则汽车的速度保持不变；若以恒定的功率P 上坡，则从静止启动做加速运动，发生位移s 时速度刚好达到最大值v m ．设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小分别保持不变，下列说法正确的是
A ．关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能守恒
B ．关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力的冲量为零
C ．上坡过程中，汽车速度由m 4v 增至m 2v ，所用的时间可能等于2m 332mv P
D ．上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度v m ，所用时间一定小于m
2s v 6、随着时代的发展和科技的进步，手机给我们日常的生活带来了很大的便利，尤其是智能手机上装载的众多app 软件改变着我们的生活。

如图所示为百度地图app 软件的一张截图，表示了某次导航的具体路径，其推荐路线中有两个数据，10分钟，5.4公里，关于这两个数据，下列说法正确的是（ ）
A ．10分钟表示的是某个时刻
B ．10分钟表示的是某段时间间隔
C ．5.4公里表示了此次行程的位移的大小
D ．根据这两个数据，我们可以算出此次行程的平均速度的大小
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， MN 为同一竖直线上相距为h 的两点，空间存在竖直平面内方向未知的匀强电场。

一带电小球（m 、＋q ）从M 点以速度v 0=水平抛出，刚好能够通过N 点，过N 点时速度大小v =22gh ，重力加速度为g ，则（ ）
A ．小球从M 到N 点动能变化量为3mgh
B ．电场强度E =4mg q
C ．小球从M 到N 点用时t 2h g
D ．小球从M 到N 点用时t 23h g 8、公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速度为0v 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势.则在该弯道处，下列判断
正确的是()
A．路面外侧低内侧高
B．车速只要低于0v，车辆便会向内侧滑动
C．当路面结冰时，与未结冰时相比，0v的值不变
D．车速虽然高于0v，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动
／的初速度竖直向上抛出一质量为2kg的小球，小9、某人在距离地面某高度处以5m s
球抛出后经过一段时间落到地面上．若以抛出时刻为计时起点，小球运动的v-t图像如图所示，t=1.5s时，小球落到地面上．设小球运动过程中所受阻力大小不变，则
A．小球一直做匀变速直线运动
．
B．小球抛出点离地面高度为355m
．
C．小球运动过程中所受阻力大小为04N
D．当地重力加速度大小为2
10m/s
10、如图所示，一个质量为m的物体(可看成质点)以某一初动能E K从斜面底端冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为0.8g，若已知该物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中
A．物体机械能守恒
B．物体重力势能增加了mgh
C．物体的初动能E K=1.6mgh
D．物体机械能损失了0.8mgh
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）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。

向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

（1）实验中涉及到下列操作步骤：
①把纸带向左拉直
②松手释放物块
③接通打点计时器电源
④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是__________（填入代表步骤的序号）。

（2）图（b）中M和L两条纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果。

打点计时器所用交流电的频率为50Hz。

由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为_______m/s（结果保留两位小数）。

比较两纸带可知，_______（填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大。

12．（12分）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两位同学设计了不同的实验方案。

(1)小李同学采用图（甲）的实验装置进行实验。

①为了使小车所受的拉力可认为与槽码所受的重力相等，应满足的条件是______ ；
②用阻力补偿法消除阻力影响的正确操作是______；（填“A”或“B”）
A．把木板不带定滑轮的一侧抬高，调节木板的倾斜角度，直至小车在不受牵引力时能拖动纸带开始滑动。

B．把木板不带定滑轮的一侧抬高，调节木板的倾斜角度，轻推小车，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。

③图（a）是小李同学某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据如图所示，所用交变电流的频率为50Hz。

则小车的加速度为______m/s2.（结果保留2位有效数字）
(2)小张同学采用图（乙）的实验装置进行实验（丙为俯视图）。

将两个相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细绳，细绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放上不同的重物。

两个小车后各系一条细线，用夹子把两条细线同时夹住，使小车静止。

打开夹子，两个小车同时开始运动，合上夹子，两个小车同时停下来。

只需要测量两小车的位移x及两小盘和盘中重物的总质量m，即可探究加速度与合外力的关系。

①小张同学的实验方案中，是否需要进行阻力补偿_____？
②一次实验中，用刻度尺测量两个小车的位移x1和x2，已知小盘和盘中重物的总质量分别为m1和m2，为了验证加速度与合外力成正比，只需验证表达式______成立（用
x1、x2、m1、m2表示）。

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，倾角为37°的斜面长l＝1.9 m，在斜面底端正上方的O点将一小球以v0＝3 m/s的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块。

（小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取9.8 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），求：
(1)抛出点O离斜面底端的高度；
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ。

14．（16分）如图，图象所反映的物理情景是：物体以大小不变的初速度v0沿木板滑动，若木板倾角θ不同，物体沿木板上滑的距离S也不同，便可得出图示的S-θ图象．问：（1）物体初速度v0的大小．
（2）木板是否粗糙？若粗糙，则动摩擦因数μ为多少？
（3）物体运动中有否最大加速度以及它发生在什么地方？
15．（12分）如图所示，绝缘不可伸长的轻质细绳一端固定在O点，另一端栓接一个体积可以忽略的带电导体球A，绳长L=0.15m，此时小球A刚好与光滑绝缘水平面接触。

空间有无限大的水平向右匀强电场，场强E=10N/C．已知小球A的质量m=3×10-4kg，带有电荷量q=+1×10-4C，忽略空气阻力，匀强电场和带电小球的运动轨迹面在同一竖直面内。

在轻质细绳伸直并处于竖直位置时由静止释放小球A（重力加速度g=10m/s2）试求：
(1)当轻绳偏离竖直方向的摆角最大时，轻绳对小球A的拉力大小。

(2)当小球A再次摆回到初始位置时，有一个体积可忽略质量为m=3×10-4kg的不带电的小球B与带电导体球A发生对心正碰，碰后瞬间粘在一起。

同时无限大的匀强电场瞬间变为竖直向上，电场强度大小不变。

不计由于电场瞬间变化对带电体的影响，若在以
v大小需要满足的后的运动过程中，轻绳始终处于伸直状态，则碰撞前小球B的速度
B
条件。

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】
物体在几个力的作用下处于平衡状态，则有其中某一个力而其余力的合力大小相等，方向相反，将其中一个力大小不变、方向逆时针旋转180°，则物体所受合力一直变大，合力的方向逆时针转90°，故C 正确，ABD 错误；
故选C ．
2、D
【解题分析】
对木板A 分析受力情况：木板A 水平面受到水平面向左的滑动摩擦力f ，B 的弹力BA N 和摩擦力BA f ，合力为零；
由图可知木板B 对A 的弹力小于桌面对木板A 的摩擦力，故AB 错误；木块A 在水平面内受三个力的作用：水平面向左的滑动摩擦力f ，B 的弹力BA N 和摩擦力BA f ，合力为零，故C 错误；木板B 对A 的作用力是弹力BA N 和摩擦力BA f 的合力，方向水平向右，由牛顿第三定律知，木块A 对木块B 的作用力方向水平向左，故D 正确． 3、B
【解题分析】
对从抛出到落至坑底的过程中，动能变化量为2012mv -
，根据动能定理，外力对小球做的总功为2012
mv -，故A 错误；小球机械能的减少量等于动能和重力势能的减小量之和，动能减小量为2012
mv ，重力势能的减小量为mg （M+h ），故机械能的减小量为mg （H+h ）+2012
mv ，故B 正确；对从抛出到落至坑底的过程中，根据动能定理，有：mg （M+h ）+W=0-2012mv ，故W=-mg （M+h ）-2012
mv ，即路基对小球做的功为-mg （M+h ）-2012
mv ，故C 错误；路基对小球平均阻力的大小为()2012mg H h mv W f h h
++-==，故D 错误；故选B ． 4、C
【解题分析】A 、从p 至a 过程中人做自由落体运动，b 点是人静止悬吊着的位置，即平衡位置，那么过了b 点后，人就开始减速运动了，c 点是人所到达的最低点，所以人的动能是先增大后减小，故A 错误；
B 、从p 至a 过程中人做自由落体运动，所以机械能守恒，故B 错误；
C 、从P 至点c 的过程中，重力和弹力做功，由于初速度和末速度都是1．根据动能定理，重力所做功等于人克服弹力所做功，故C 正确；
D 、从a 到c 过程，机械能守恒，动能减少，重力势能减少，弹性势能增加，故重力势能减少量小于弹性势能增加量，故D 错误。

综上所述本题答案是：C
5、D
【解题分析】
A 、关掉油门后的下坡过程，汽车的速度不变、动能不变，重力势能减小，则汽车的机械能减小，故A 错误；
B 、关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力大小不为零，时间不为零，则冲量不为零，故B 错误；
C 、上坡过程中，汽车速度由
4m v 增至2m v ，所用的时间为t ，根据动能定理可得：22112224m m v v Pt fs m m ⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，解得2332m mv fs t P P =+，故C 错误； D 、上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度m v ，功率不变，则速度增大、
加速度减小，所用时间为1t ，则
12
m v t s ⋅<，解得12m s t v <，故D 正确． 6、B 【解题分析】图中显示10分钟对应时间轴上的一段，所以是时间，故A 错误，B 正确；
5.4公里是路程，故C 错误；5.4公里是路程，所以可以求出平均速率的大小，但不能求出平均速度，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、ABD
【解题分析】
A ．根据动能定理可得小球从M 到N 点动能变化量为：2201122K E mv mv ∆=
-，解得： △E k ＝3mgh
故A 符合题意。

BCD ．将小球的运动分解为水平方向的运动与竖直方向的运动，由于竖直方向重力与电场力都做正功，可知在竖直方向电场力的分量竖直向下；由于N 点恰好在M 点的正下方，选择竖直方向为y 方向，水平方向为x 方向，则电场力沿水平方向的分量不做功，所以：W ＝F y •h ，根据动能定理得：W +mgh ＝
12mv 2﹣12mv 02，解得电场力沿竖直方向的分量为：
F y ＝2mg 小球沿竖直方向的加速度为：3y y F mg
a g m +==，根据212
h at =
得小球运动的时间为：t = 小球到达N 点时沿竖直方向的分速度为：v y ＝a y t
，小球沿水平方向的分速度
为：x v ==在水平方向上根据动量定理有：F x •t ＝mv x ＝mv 0。

所以有： F x ＝
则小球受到的电场力为：4F mg ==，所以电场强度为：
4F mg E q q ==
故BD 符合题意，C 不符合题意。

8、CD
【解题分析】
汽车拐弯处将路面建成外高内低，汽车拐弯靠重力、支持力、摩擦力的合力提供向心力.速率为0v 时，靠重力和支持力的合力提供向心力，摩擦力为零.根据牛顿第二定律进行分析。

【题目详解】
路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，故A 错误；车速低于0v ，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动，故B 错误；当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则0v 的值不变，故C 正确；当速度为0v 时，侧向静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于0v 时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑，故D 正确。

所以CD 正确，AB 错误。

【题目点拨】
解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，并理解离心现象在日常生活中应用，同时注意侧向摩擦力，与行驶的摩擦力的区别。

9、BC
【解题分析】
A ．小球上升过程中的加速度
221115m/s 10m/s 0.5
v a t === 下落过程中的加速度大小为
222229.6m/s 9.6m/s 1.50.5
v a t ===- 整个运动过程中的加速度大小变化，故不是做匀变速直线运动，故A 错误； B ．小球抛出点离地面高度为
()119.6 1.50.5m 50.5m 3.55m 22
h =⨯⨯--⨯⨯= 故B 正确；
CD ．设小球运动过程中所受阻力大小为f ，重力加速度为g ，根据牛顿第二定律可得： 上升过程中：
mg+f =ma 1
下落过程中
mg -f =ma 2
解得：
f =0.4N ，
g =9.8m/s 2
故C 正确、D 错误．
10、BC
【解题分析】
若斜面光滑，则上滑时的加速度为0sin 300.5a g g ==，因加速度为0.8g ，可知物体受到向下的摩擦力，则上滑过程中机械能不守恒，选项A 错误；物体重力势能增加了mgh ，选项B 正确；根据牛顿第二定律：mgsin300+f=ma ，解得f=0.3mg ；由动能定理：00 1.6sin 30k h E mgh f mgh =+⋅
=，选项C 正确；物体机械能损失了0
0.6sin 30h E f mgh ∆== ，选项D 错误；故选BC. 【题目点拨】
此题关键要理解功能关系：合外力的功等于动能变化量；重力功等于重力势能的变化量；除重力以外的其它力的功等于机械能的变化量.
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、④①③② 1.29 M
【解题分析】
(1)[1] 实验中应先将物块推到最左侧，测量压缩量，再把纸带向左拉直；先接通电源，稳定后再释放纸带；故步骤为④①③②；
(2)[2]由M 纸带可知，左侧应为与物块相连的位置；由图可知，两点间的距离先增大后不变；故2.58cm 段时物体应脱离弹簧；则由平均速度可求得，其速度
22.5810m /s 1.29m /s 0.02
v -=⨯= [3]因弹簧的弹性势能转化为物体的动能，则可知离开时速度越大，则弹簧的弹性势能越大；由题目中的图可知，M 中的速度要大于L 中速度；故说明M 纸带对应的弹性势能大。

12、槽码的质量远小于小车的质量 B 0.52或0.53 需要 1122
x m x m = 【解题分析】
(1)①[1]为了使小车所受的拉力可认为与槽码所受的重力相等，应满足的条件是槽码的质量远小于小车的质量；
②[2]用阻力补偿法消除阻力影响的正确操作是平衡摩擦力，即把木板不带定滑轮的一侧抬高，调节木板的倾斜角度，轻推小车，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动，故选B 。

③[3]两计数点间有四个点未画出，则T =0.1s ，根据2x aT ∆=可得加速度
2
222(7.757.22 6.70 6.19)10m/s 0.52m/s 40.1
a -+--⨯==⨯ (2)①[4]小张同学的实验方案中，为了使得盘及盘中重物的重力等于小车的牵引力，也需要进行阻力补偿，即平衡摩擦力；
②[5]两小车运动的时间相等，根据212
x at =可知，加速度之比等于位移之比，即 1122
a x a x = 由于小盘和盘中重物的总重力等于小车的拉力，即F =mg ，则要验证加速度与合外力成正比，即验证
1122
F a F a = 而
11112222
F m a x F m a x === 则只需验证表达式
1122
x m x m = 成立。

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)1.7 m ；(2)0.125
【解题分析】
(1)设小球击中滑块时的速度为v ，竖直速度为v y ，如图所示
由几何关系得
0tan 37y
v v ︒= 设小球下落的时间为t ，竖直位移为y ，水平位移为x ，
由平抛运动规律得
v y ＝gt
212
y gt = x ＝v 0t
设抛出点到斜面底端的高度为h ，由几何关系得
h ＝y ＋x tan37°
联立解得
h ＝1.7 m
(2)设在时间t 内，滑块的位移为s ，由几何关系得
cos37x s l ︒
=- 设滑块的加速度为a ，由运动学公式得
212
s at = 对滑块，由牛顿第二定律得
mg sin37°－μmg cos37°＝ma
联立解得
μ＝0.125.
14、（1）017.3m /s v = （2）0.75μ= （3）最大加速度点坐标
()53,12m s θ︒'==
【解题分析】
（1）当θ=90º时，物体做竖直上抛运动，根据速度位移公式可知：01210317.3m /s v gs ===
（2）当θ=0º时，根据动能定理得，201mg 2
s mv μ= ，解得：
203000.75221020
v gs μ===⨯⨯ （3）加速度cos sin 3cos sin cos sin 4mg mg a g g g m μθθ
μθθθθ+⎛⎫==+=+ ⎪⎝⎭
得到，当θ=53º时，α有极大值2m 12.5m /s a = ，由动能定理得，20102
mv mas '-= ，所以12m s '= 所以最大加速度点坐标()53,12m s θ︒'==
15、 (1)3×
10-3N ；(2)5B v ≥m/s 或0B v <m/s 【解题分析】
(1)设轻绳偏离竖直方向的摆角最大为θ，则
sin (1cos )00A qEL m gL θθ--=-
22sin cos 1θθ+=
解得
θ=37°
对小球
2
cos sin A A v F m g qE m L
θθ--= 此时v =0，故
F =3×10-3N
(2)当带点导体球A 再次摆回到初始位置时速度刚好为零，取碰撞前小球B 的速度方向为正方向，对小球A 、B 有
()B B A B m v m m v =+
若轻绳始终处于伸直状态需要满足：
①最高点
21()0()2
A B A B qEh m m gh m m v -+=-+ h L ≤
解得
0B v <≤m/s
②最高点
21()()A A B A B v m m g qE F m m L
+-+=+ 0F ≥
221122()()()22
A B A B A A B qEL m m gL m m v m m v -+=+-+ 解得
5B v ≥m/s。