2024学年吉林省长春市吉林实验中学高三物理第一学期期中调研试题含解析

2024学年吉林省长春市吉林实验中学高三物理第一学期期中调
研试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。

用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。

将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。

答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

4．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、高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )
A．
2
m gh
t
＋mg B．
2
m gh
t
－mg
C．m gh
t
＋mg D．
m gh
t
－mg
2、a是地球赤道上一幢建筑，b是在赤道平面内做匀速圆周运动的卫星，c是地球同步
卫星，已知b的轨道半径为c的2
5
，某一时刻b、c刚好位于a的正上方（如图所示），
经48 h，a、b、c的大致位置是四个选项中的
A．B．C．D．
3、咸宁市某高中物理研究性学习小组为了测量当地的重力加速度大小，让一小球竖直上抛，测量上升一段高度h所用的时间为1t，紧接着继续上升一段高度h所用时间为2.t
则当地的重力加速度大小为()
A．
()
()
12
1221
2h t t
t t t t
+
-
B．
()
()
12
1212
h t t
t t t t
+
-
C．
()
()
21
1212
2h t t
t t t t
-
+
D．
()
()
12
1212
2h t t
t t t t
-
+
4、如图所示，一质量均匀的实心圆球被直径AB所在的平面一分为二，先后以AB沿水平和竖直两种不同方向放置在光滑支架上，处于静止状态，两半球间的作用力分别为和,已知支架间的距离为AB的一半，则为（）
A．B．C．D．
5、如图所示，由轻杆AB和BC构成的三角形支架固定在墙壁上，A、B、C各固定点均用铰链连接．在B处挂一重物，以F1、F2分别表示轻杆AB、BC对B点的弹力，则以下说法中正确的是()
A．F1沿AB延长线方向，F2沿BC方向
B．F1沿BA方向，F2沿CB延长线方向
C．F1沿BA方向，F2沿BC方向
D．F1沿AB延长线方向，F2沿CB延长线方向
6、北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能．如图所示，北斗导航系统中的两颗工作卫星均绕地心做匀速圆周运动，且轨道半径均为r，某时刻工作卫星1、2分别位于轨道上的A、B两个位置，若两卫星均沿顺时针方向运行，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力，下列判断正确的是()
A．这两颗卫星的加速度大小相等，均为
2
2 r g R
B ．卫星1由A 位置运动到B 位置所需的时间是
3r
r R g
π C ．卫星1由A 位置运动到B 位置的过程中万有引力做正功 D ．卫星1向后喷气就一定能够追上卫星2
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，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
- 8、如图所示，长方体空铁箱甲在水平拉力F 作用下沿光滑水平面向右匀加速运动，铁箱内有一木块乙贴着后壁与铁箱相对静止，木块与铁箱间的动摩擦因数小于1．则铁箱对木块的
A ．弹力大小等于F 的大小
B ．作用力大小大于摩擦力的大小
C ．摩擦力大小等于木块重力的大小
D ．弹力大小可能等于木块重力的大小
9、如图所示电路中，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑片P 从b 端向a 端滑动时，以下判断正确的是（ ）
A．电压表示数变大B．通过灯L1的电流变小
C．通过灯L2的电流变小D．通过灯L2的电流变大
10、如图所示，水平面上固定一倾角为θ=30°的斜面，一轻质弹簧下端固定在斜面底端的挡板上，上端连接一质量m=2kg的物块(视为质点)，开始时物块静止在斜面上A点，此时物块与斜面的摩擦力恰好为零，现用一沿斜面问上的恒力F=20N作用在物块上，使其沿科面向上运动，当物块从A点运动到B点时，力F做的功W=4J，己知弹簧的
劲度系数k=100N/m，物块与斜面的动摩擦因数
3
5
μ=，g=10m/s²，则下列结论正确的
是
A．物块从A点运动到B点的过程中，重力势能增加了4J B．物块从A 点运动到B点的过程中，产生的内能为1.2J
C．物块经过B点时的速度大小为
5
m/s 5
D．物块从A点运动到B点的过程中，弹簧弹性势能的变化量为0.5J
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）在完成“探究求合力的方法”实验中：
（1）需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套．实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
其中正确的是________（单选，填入相应的字母）
（2）本实验采用的科学方法是________．
A．理想实验法B．等效替代法
C．控制变量法D．建立物理模型法
（3）下列方法可以减小实验误差的是________；
A．两个分力1F、2F的大小要适当大一些
B．确定拉力方向时，在细绳下方标记两个点的间距小点
C．弹簧秤读数时，眼睛正视弹簧秤
D．两个分力1F、2F的夹角尽可能的大
（4）图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图，其中________是力1F和2F合力的测量值（填F或F ）
12．（12分）某实验小组用DIS来研究物体加速度与力的关系，实验装置如图甲所示．其中小车和位移传感器的总质量为M，所挂钩码总质量为m，轨道平面及小车和定滑轮之间的绳子均水平，不计轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，重力加速度为g，用所挂钩码的重力mg作为绳子对小车的拉力F，小车加速度为a，通过实验得到的a–F图线如图乙所示．
(1)保持小车的总质量M不变，通过改变所挂钩码的质量m，多次重复测量来研究小车加速度a与F的关系．这种研究方法叫________；（填下列选项前的字母）
A．微元法
B．等效替代法
C．控制变量法
D．科学抽象法
(2)若m不断增大，图乙中曲线部分不断延伸，那么加速度a趋向值为________；
(3)乙图中图线未过原点的可能原因是___________________．
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，斜面AC长L = 1m，倾角θ=37°，CD段为与斜面平滑连接的水平地面．一个质量m = 2kg的小物块从斜面顶端A点由静止开始滑下．小物块与斜面、地面间的动摩擦因数均为μ = 0.1．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，sin37°= 0.6，cos37° = 0.2．求：
（1）小物块在斜面上运动时的加速度大小a；
（2）小物块滑到斜面底端C点时的速度大小v；
（3）小物块在水平地面上滑行的时间t．
14．（16分）如图,带电荷量为q=+2×10-3C、质量为m=0.1kg的小球B静置于光滑的水平绝缘板右端,板的右侧空间有范围足够大的、方向水平向左、电场强度E =103N/C
的匀强电场.与B球形状相同、质量为0.3kg的绝缘不带电小球A以初速度
v=10m/s向B运动,两球发生弹性碰撞后均逆着电场的方向进入电场,在电场中两球又发生多次弹性碰撞,已知每次碰撞时间极短,小球B的电荷量始终不变,重力加速度g取10m/s2求: （1）第一次碰撞后瞬间两小球的速度大小;
（2）第二次碰撞前瞬间小球B的动能;
（3）第三次碰撞的位置
15．（12分）物体以一定的初速度从斜面底端A点冲上固定的光滑斜面，斜面总长度为
l，到达斜面最高点C时速度恰好为零，如图所示，已知物体运动到距斜面底端3
4
l处的
B点时，所用时间为t，求物体从B滑到C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、A 【解题分析】
在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有
2
12
mgh mv =
，即在产生拉力瞬间速度为v ，之后人在安全带的作用下做变速运
动，末速度为零，设向上为正方向，则根据动量定理可得：有0Ft mgt mv -=-，联
立解得F mg -=
+ 【题目点拨】
本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，然后对自由落体运动过程和全程封闭列式求解，注意运用动量定理前要先规定正方向 2、B
【解题分析】由于a 物体和同步卫星c 的周期都为24h ．所以48h 后两物体又回到原位置，
根据开普勒第三定律得3322c b c b
r r T T =
解得 5.56b T h =
然后再算b 卫星在48小时内运行的圈数48
8.635.56
n ==圈，故B 正确，ACD 错误； 故选B 。

3、C 【解题分析】
设小球的初速度为0v ，则在时间1t 内竖直上抛运动的位移：2
101112
h h v t gt ==-。

同理在时间()12t t +内竖直上抛运动的位移：()22012121
2()2
h h v t t g t t ==+-+，联立以上两式得：()()
2112122h t t g t t t t -=
+，故选C 。

4、C 【解题分析】
对左图，上面球收重力和支持力而平衡，根据平衡条件得到支持力；对右图，隔离半个球分析，受重力、左侧球的支持力和右角的支持力，根据平衡条件列式求解。

【题目详解】
设两半球的总质量为m ，当球以AB 沿水平方向放置，可知F=
当球以AB 沿竖直方向放置，以两半球为整体，隔离右半球受力分析，由平衡条件可得：
根据支架间的距离为AB 的一半，可得θ=30°， 则
，故C 正确。

【题目点拨】
本题关键是根据隔离法和整体法灵活选择研究对象，受力分析后根据平衡条件列式求解。

5、B 【解题分析】
考虑到绳子只能受拉，不能受压，所以可假设将本题中的轻杆换成绳子进行分析，若将AB 杆换成绳子，则在重物的作用下绳子将被拉紧，可见AB 杆受拉；若将BC 杆换成绳子，则在重物的作用下绳子将被压缩，可见BC 杆受压，再由弹力跟引起物体形变的外力方向相反可知，F 1沿BA 方向，F 2沿CB 延长线方向，故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

6、B 【解题分析】
在地球表面重力与万有引力大小相等有2
GMm
mg R
= 可得GM=gR 2，又卫星在轨道上运动万有引力提供圆周运动的加速度，故有可得卫星的加速度2
GMm
ma r = 222GM gR a r r == ，故A 错误；万有引力提供圆周运动向心力有：2
224 GMm m r r T
π=
可得卫星运行周期为：3
2r T GM
=，所以卫星从位置1到位置2所需时间
16t T ==，故B 正确；卫星1由位置A 运动到位置B 的过程中，由于万有引力始终与速度垂直，故万有引力不做功，故C 错
误；卫星1向后喷气，卫星做加速运动，在轨道上做圆周运动所需向心力增加，而提供向心力的万有引力没有发生变化，故卫星将做离心运动，卫星轨道变大，故卫星不能追上同轨道运行的卫星2，故D 错误；故选B ． 点睛：
关于万有引力的应用中，常用公式是在地球表面重力等于万有引力，卫星绕地球做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，掌握卫星的变轨原理，这是正确解决本题的关键．
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 ．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. 8、BC 【解题分析】
A ．设甲、乙的质量分别为M 、m ，对甲、乙整体，根据牛顿第二定律：
F M m a =+()
对乙：
1F ma =
联立解得：
1Fm
F F M m
=
<+
故A 项错误；
B ．对乙竖直方向上受力平衡，摩擦力等于重力，铁箱对木块的作用力最小时，摩擦力达到最大静摩擦力，则：
1f F mg μ==
由于木块与铁箱间的动摩擦因数小于1，作用力大小大于摩擦力的大小，故B 项正确； CD ．竖直方向受力平衡，摩擦力大小等于木块重力的大小；由于作用力（弹力）大小大于摩擦力的大小，所以弹力大小大于木块重力的大小。

故C 项正确，D 项错误； 9、AC 【解题分析】
当滑动变阻器的滑片P 从b 端向a 端向下滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，通过L 2的电流减小；由 U 并=E -I （R L2+r ）
知，变阻器与L 1并联部分电压增大，所以电压表示数变大，通过灯L 1的电流变大，故AC 正确，BD 错误。

故选AC 。

10、BC 【解题分析】
A ．当物块从A 点运动到
B 点时，力F 做的功W =4J ，则AB 的距离4
m=0.2m 20
W L F ==，此时重力势能增加了
1
sin 30200.2J=2J 2
P E mgL ∆==⨯⨯
选项A 错误；
B ．物块从A 点运动到B 点的过程中，产生的内能为
3cos30200.2J=1.2J 52
f E W mgL μ∆===
⨯⨯⨯ 选项B 正确；
CD ．物体在A 点时摩擦力为零，则
sin 30mg k x =∆
解得 1
20sin 302==0.1m 100mg x k ⨯
∆= 即在A 点时弹簧被压缩了0.1m ，可知当物块到达B 点时，弹簧伸长0.1m ，那么在AB 两点弹簧的弹性势能相等，则从A 到B 由动能定理
212
F G f B W W W mv --=
解得
B v = 选项
C 正确，
D 错误；
故选BC.
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、C B AC F'
【解题分析】
（1）[1]．A.两根细绳不一定必须等长，选项A 错误；
B.橡皮条不一定与两绳夹角的平分线在同一直线上，选项B 错误；
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，选项C 正确；
即正确的是C.
（2）[2]．本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B ．
（3）[3]．A.两个分力1F 、2F 的大小要适当大一些，有利于减小测量时的相对误差，选项A 正确；
B.确定拉力方向时，在细绳下方标记两个点的间距要大点，选项B 错误；
C.弹簧秤读数时，眼睛正视弹簧秤，可减小读数的误差，选项C 正确；
D.两个分力1F 、2F 的夹角如果太大的话合力就过小了，不利于减小实验误差，选项D 错误；
（4）[4]．图乙中F 是根据平行四边形定则画出的合力的理论值； F'是用一个弹簧秤拉橡皮条时合力的实际测量值．
12、C g 测量前未平衡小车所受摩擦力
【解题分析】
（1）探究加速度与力、质量关系实验需要采用控制变量法，故选C ；
（2）由牛顿第二定律得：1mg g a M M m m
==++ ，当m 趋向于无穷大时， M m 趋向于0，加速度a 趋向于g ，由此可知，若m 不断增大，图乙中曲线部分不断延伸，那么加速度a 趋向值为g ；
（3）由图像可知，当F 到达一定值时，小车才有加速度，则图线未过原点的可能原因是测量前未平衡小车所受摩擦力或者平衡摩擦力不够.
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）22/a m s =；（2） 2/v m s =；
（3）0.4t s = 【解题分析】
（1）根据牛顿第二定律sin cos mg mg ma θμθ-=得：22/a m s =
（2）根据匀变速直线运动规律22v aL =得：v =2m/s
（3）根据动量定理–0mgt mv μ=-，得：t=0.4s
14、
25.(1)5m/s ；15m/s （2）6.25J ；（3）第三次碰撞的位置是在第一次碰撞点右方5m 、下方20m 处.
【解题分析】
（1）第一次碰撞时，
两小球动量守恒，即3mv 0＝3mv 1＋mv 2 机械能守恒，即22201211133222
mv mv mv ⋅=⋅+ 解得碰后A 的速度v 1＝5m/s ，B 的速度v 2＝15m/s
（2）碰后AB 两球进入电场，竖直方向二者相对静止均做自由落体运动；水平方向上，A 做匀速运动，
B 做匀减速直线运动，其加速度大小a B ＝qE m
＝20m/s 2 设经过t 时间两小球再次相碰，则有v 1t ＝v 2t －
12a B t 2 解得t ＝1s
此时，B 的水平速度为v x ＝v 2－a B t ＝－5 m/s （负号表明方向向左）
竖直速度为v y ＝gt ＝10 m/s
故第二次碰前B 的动能22211() 6.2522
KB B x y E mv m v v J ==+= （3）第二次碰撞时，AB 小球水平方向上动量守恒''1133x x mv mv mv mv ＋＝＋
机械能守恒，即2222'2'2'2'2
1111113()()3()()2222
y x y y x y m v v m v v m v v m v v ⋅++⋅+=⋅++⋅+ 解得第二次碰后水平方向A 的速度'10v =，B 的速度'x v ＝10m/s
故第二次碰撞后A 竖直下落（B 在竖直方向上的运动与A 相同）， 水平方向上， B 做匀减速直线运动，
设又经过t '时间两小球第三次相碰，则有 '21'02x B v t a t －＝ 解得t '＝1s 因此，第三次相碰的位置在第一次碰撞点右方x ＝v 1t ＝5m 下方y ＝
12g （t ＋t '）2＝20m 15、t
【解题分析】
因为物体沿斜面向上做匀减速运动，设初速度为v 0，物体从B 滑到C 所用的时间为t BC ，由匀变速直线运动的规律可得
v 02＝2ax AC
v B 2＝v 02－2ax AB
x AB ＝34
x AC 联立解得
v B ＝
02v 又
v B ＝v 0－at
v B ＝at BC
联立解得
t BC ＝t。