2024年河南省周口市西华县第一高级中学物理高三第一学期期中监测试题含解析

2024年河南省周口市西华县第一高级中学物理高三第一学期期
中监测试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2．答题时请按要求用笔。

3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。

4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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，质量分别为1m 、2m 的两个物块间用一轻弹簧连接，放在倾角为θ的粗糙斜劈上，物块与斜劈间的动摩擦因数均为μ，用平行于斜面、大小为F 的拉力作用在1m 上，使1m 、2m 一起向上作匀加速度运动，斜劈始终静止在水平地面上，则（ ）．
A ．弹簧的弹力为212
m F m m + B ．弹簧的弹力为2212
sin m F m g m m μθ++ C ．地面对斜劈的摩擦力水平向右
D ．地面对斜劈无摩擦作用
2、小明同学想要悬挂一个画框，以下四种方法中每根绳子所受拉力最小的是( ) A ． B ． C ．
D ．
3、宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m ，距地面高度为h ，地球质量为M ，半径为R ，引
力常量为G ，则飞船所在处的重力加速度大小为（ ）
A ．0
B ．2()GM R h +
C ．2()GMm R h +
D ．2GM h
4、如图所示,两个内壁光滑、半径不同的半圆轨道固定于地面，一个小球先后在与球心在同一水平高度的A 、B 两点由静止开始下滑，通过轨道最低点时
A ．A 球对轨道的压力小于
B 球对轨道的压力
B ．A 球对轨道的压力等于B 球对轨道的压力
C ．A 球的角速度小于B 球的角速度
D ．A 球的向心加速度小于B 球的向心加速度
5、如图是核反应堆的示意图，对于核反应堆的认识，下列说法正确的是（）
A ．铀棒是核燃料，核心物质是铀238
B ．石墨起到吸收中子的作用
C ．镉棒起到使中子减速的作用
D ．水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害 6、电磁流量计的管道内没有任何阻碍流体流动的结构，所以常用来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量。

它的优点是测量范围宽、反应快、易与其他自动控制装置配套。

如图所示，当管中的导电液体以相同的流速流过磁场区域时，管的直径 d ，磁感应强度为 B ，若管中液体的流量为 q ，则 MN 两点间的电势差为（ ）
A ．πq
B d B ．2πqB d
C ．4πqB d
D ．2πqB d
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，水槽中，波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，两根细杆周期性地触动水面形成两个频率相同的波源。

两个波源发出的两列波相遇后，在它们重叠的区域形成如图所示的图样。

波源S1的振动方程为x1＝30sin100πt(cm)，波源S2的振动方程为x2＝20sin100πt(cm)，此刻，M是波峰与波峰的相遇点，下列说法中正确的是（）
A．这两列波的频率均为50Hz
B．随着时间的推移，M处的质点将向O处移动
C．从该时刻起，经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时位移为零D．O、M连线的中点是振动加强的点，其振幅为50cm
8、如图所示，在水平转台上放置有轻绳相连的质量相同的滑块1和滑块2，转台绕转轴OO′以角速度ω匀运转动过程中，轻绳始终处于水平状态，两滑块始终相对转台静止，且与转台之间的动摩擦因数相同，滑块1到转轴的距离小于滑块2到转轴的距离．关于滑块1和滑块2受到的摩擦力f1和f2与ω2的关系图线，可能正确的是
A．B．
C．D．
9、山路急转弯处通常是交通事故多发地带。

如图,急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为v0时,汽车恰好没有向路内外两侧滑动的趋势。

则在该弯道处,以下说法正确的是( )
A．急转弯处路面设计应为外侧高内侧低
B．当路面结冰时,与未结冰时相比, v0的值变小
C．车速只要低于v0,车辆便会向内侧滑动
D．车速虽然高于v0,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动
10、如图所示，在水平光滑细杆上穿着A、B两个可视为质点的刚性小球，两球间距离为L，用两根长度同为L的不可伸长的轻绳与C球连接，已知A、B、C三球质量相等，开始时三球静止两绳伸直,然后同时释放三球，在A、B两球发生碰撞之前的过程中，下列说法正确的是( )
A．系统机械能不守恒
B．A、B两球发生碰撞前瞬间C球速度最大
C．A、B两球速度大小始终相等
D．A、B、C三球水平方向动量守恒
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）用等效替代法验证力的平行四边形定则的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图。

(1)本实验中“等效替代”的含义是________。

A．橡皮筋可以用细绳替代
B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
(2)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿着AO方向的是________。

(3)完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是________。

A．拉橡皮筋的绳细一些且长一些
B．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行
C．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
D．使拉力F1和F2的夹角很小
12．（12分）用如图所示的装置验证牛顿第二定律。

两个完全相同的小桶A、B内装个数不同的小砝码，每个砝码的质量均为m0。

在A桶的侧壁固定一厚度为d的挡光片，在N处有一光电门（图中没画），它可以测出挡光片挡光的时间，A桶每次都从M处静止释放，M、N间的距离为h，A、B两桶及内部的砝码质量分别用m A、m B表示。

(1)m A与m B之间的大小关系应为________；
(2) 若某次挡光片经过N处，光电门显示的时间为t，则物体的加速度为_________。

(3) 每次将B中的一个砝码拿到A中，测出挡光片经过光电门的时间，进而算出加速度。

两桶内砝码个数之差用n表示，加速度用a表示，重力加速度为g，根据测得的数据做出的a-n图象如图所示，图象的斜率为k，则m A+m B=__________。

(4)要验证加速度与质量的关系，在测了一组数据后，要测更多的数据，下列哪种办法可行_______。

a.依次在两桶中加相同个数的砝码再测
b.不断向A桶中加（或减）砝码再测
c.将A桶中的砝码不断拿到B桶中再测
d.将B 桶中的砝码不断拿到A 桶中再测
(5) 为了直观看出加速度与质量的关系，应做以下哪一图象_________。

a ．a －m B
b ．a －A B
1m m c ．a －B
1m d ．a －m A +m B 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，光滑水平导轨AB 的左端有一被压缩的弹簧，弹簧左端固定，右端放一个质量为m ＝1kg 的物块（可视为质点），物块与弹簧不粘连，B 点与水平传送带的左端刚好平齐接触，传送带上BC 的长为L ＝6m ，传送带沿逆时针方向以恒定速度v ＝2m/s 匀速转动。

CD 为光滑的水平轨道，C 点与传送带的右端刚好平齐接触，DE 是竖直放置的半径为R ＝0.4m 的光滑半圆轨道，DE 与CD 相切于D 点。

已知物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，g 取10m/s 2。

(1)若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带刚好能到达C 点，求弹簧储存的弹性势能E p ；
(2)若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带能够通过C 点，并经过圆弧轨道DE ，从其最高点E 飞出，最终落在CD 上与D 点的距离为x ＝1.2m 处（CD 长大于1.2m ），求物块通过E 点时受到的压力大小；
(3)满足(2)条件时，求物块通过传送带的过程中产生的热量。

14．（16分）如图所示，AB 和CDO 都是处于竖直平面内的光滑圆弧形轨道，OA 处于水平位置。

AB 是半径为R=2m 的14
圆周轨道，CDO 是半径为r=1m 的半圆轨道，最高点O 处固定一个竖直弹性挡板。

D 为CDO 轨道的中点。

BC 段是水平粗糙轨道，与圆弧形轨道平滑连接。

已知BC 段水平轨道长L=2m ，与小球之间的动摩擦因数μ=0.4。

现让一个质量为m=1kg 的小球P 从A 点的正上方距水平线OA 高H 处自由落下。

(g 取10m/s 2)
（1）当H=1.4m 时，问此球第一次到达D 点对轨道的压力大小；
（2）当H=1.4m 时，试通过计算判断此球是否能通过O 点。

15．（12分）如图所示，一长木板B 的质量M =4kg ，静止在光滑水平地面上。

现有一质量m =1kg 的小滑块A 以v 0=3m/s 的初速度向右滑上长木板，同时对滑块施加一个大小F =2N 的水平向右的恒定拉力。

当木板与滑块的速度达到相等的瞬间，木板恰好碰到右方的固定挡板P 并立刻停止运动，滑块继续运动一段时间后停在木板上。

已知A 、B 间的动摩擦因数μ=0.4，取重力加速度g =10 m/s 2。

求：
（1）滑块与木板各自的加速度
（2）木板右端与挡板P 之间的初始距离d 。

（3）整个过程滑块和木板组成的系统克服摩擦力做的功。

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】
AB ．对整体分析，根据牛顿第二定律得，
12121212
()sin ()cos sin cos F m m g m m g F a g g m m m m θμθθμθ-+-+==--++，隔离对2m 分析，
根据牛顿第二定律得，
222sin cos F m g m g m a θμθ--=弹，计算得出212
m F F m m =+弹，所以A 正确；B 错误； CD ．以斜面为研究对象，分析受力情况：重力G 、m 、2m 的压力1N 和滑动摩擦力1f 、地面的支持力2N ，则由平衡条件可以知道，地面对斜面的摩擦力2f 必定水平向左，斜面才能保持平衡，故C 、D 错误；
故选：A ．
2、D
【解题分析】
A.镜框受重力和两根绳子的拉力处于平衡，合力等于0，知两根绳子拉力的合力等于重力，绳子的夹角越小，绳子拉力越小，故AC 错误；
B.B 图中只有一根绳子，则其拉力大小等于画框的重力的大小，而D 图中有两根绳子，而且两根绳子之间的夹角为0︒，则此时每根绳子的拉力大小等于其重力大小的12，故B 错误，D 正确；
故选D 。

3、B
【解题分析】
对飞船受力分析知，所受到的万有引力提供匀速圆周运动的向心力，等于飞船所在位置的重力，即2
()Mm G mg R h =+，可得飞船的重力加速度为2=()GM g R h +，故选B ． 【考点定位】万有引力定律的应用．
4、B
【解题分析】
AB ．由小球开始运动到轨道最低点，由机械能守恒定律得212
mgR mv =，在轨道最低点是轨道对小球的支持力与小球重力的合力提供向心力得2
v F mg m R
-=，联立解得F =3mg ，小球对轨道的压力与支持力是作用力和反作用力，为3mg ，跟轨道的半径无关，A 错误B 正确；
C
．由线速度v =
v R ω==B 球角速度较小，C 错误； D ．在轨道最低点小球的向心加速度为a ，F -mg =ma ，F =3mg ，联立得a =2g ，D 错误； 故选B 。

5、D
【解题分析】
A ．铀棒是核燃料，核心物质是铀235，A 错误；
BC ．在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，镉棒的作用是吸收中子，BC 错误； D ．水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害，D 正确。

故选D 。

6、C
【解题分析】
导电液体流过磁场区域稳定时，电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡，则有： U q q vB d
'=' 解得：
U=Bdv
其中流速为：
q v S
= S =πR 2
12
R d = 代入解得：
4Bq U d
π=
A ．πq
B d
，与结论不相符，选项A 错误； B ．2πqB d
，与结论不相符，选项B 错误； C ．4πqB d
，与结论相符，选项C 正确； D ．2πqB d ，与结论不相符，选项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、ACD
【解题分析】
A ．由振动方程知：ω=100π rad/s ，则这两列波的频率均为：
10050Hz 22f ωπππ
===
故A正确。

B．波向外传播的是振动的形式与能量，沿传播方向的各个质点不会向远处移动，故B 错误。

C．这两列波的频率相等，则周期也相等；图示时刻M是波峰与波峰的相遇点，经过四分之一周期，两列波的在M点都回到平衡位置，所以M处的质点到达平衡位置，此时位移为零，故C正确。

D．由图可知，M点位于两个波源连线的垂直平分线上，这两列波的起振的方向相同，所以两个波源连线的垂直平分线上所有各点都是振动加强点，它们的振幅都是两列波振幅的和，即都是50cm，故D正确。

8、AC
【解题分析】
两滑块的角速度相等，根据向心力公式F=mrω2，考虑到两滑块质量相同，滑块2的运动半径较大，摩擦力较大，所以角速度增大时，滑块2先达到最大静摩擦力．继续增大角速度，滑块2所受的摩擦力不变，绳子拉力增大，滑块1的摩擦力减小，当滑块1的摩擦力减小到零后，又反向增大，当滑块1摩擦力达到最大值时，再增大角速度，将发生相对滑动．故滑块2的摩擦力先增大达到最大值不变．滑块1的摩擦力先增大后减小，在反向增大．故A、C正确，B、D错误．故选AC．
9、AD
【解题分析】
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正确；当路面结冰时与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v0的值不变，故B错误；车速低于v c，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C错误；车速若高于v0，所需的向心力增大，此时摩擦力可以指向内侧，增大提供的力，车辆不会向外侧滑动，故D正确。

所以AD正确，BC错误。

10、CD
【解题分析】
在A、B两球发生碰撞之前的过程中，只发生动能和重力势能之间的转化，所以系统的机械能守恒，故A错误。

A、B二球发生碰撞前瞬间，两绳与杆垂直，C球不再向下运动，速度为零。

故B错误。

根据对称性可知，A、B二球速度大小始终相等，故C正确。

三球水平方向不受外力，所以系统水平方向的合外力为零，A、B、C三球水平方向动量守恒。

故D正确。

故选CD。

【题目点拨】
对于机械能守恒的判断，可根据是否只有重力或弹力做功，也可以从能量的角度来判断．对于系统的动量是否守恒要看系统的合外力是否为零．
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、D F ′ ABC
【解题分析】
(1)[1]验证平行四边形定则的实验中，第一次同时用两个弹簧测力计作用在橡皮筋上，将橡皮筋与细线的结点拉到一个合适的位置，第二次只用一个弹簧测力计作用在橡皮筋上，使橡皮筋与细线的结点到达同样的位置，可见两次弹簧测力计对橡皮筋产生的作用效果相同，可以等效替代，故D 正确ABC 错误。

(2)[2]根据第(1)问的分析可知，力F ′一定沿AO 方向。

(3)[3]细绳越细，重力等因素的影响越小，弹簧测力计的读数越准确；拉橡皮筋的细绳长些，在标记同一细绳方向时两点就可以画得适当远一些，这样作图造成的误差就小；拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行，可以避免弹簧测力计中的金属杆与测力计外壳之间的摩擦；拉力F 1和F 2的夹角很小时，作图造成的误差会较大。

综上所述，故ABC 正确D 错误。

12、m A >m B 2
22d ht 0m g k
a b 【解题分析】
（1）[1]要使A 可匀加速下落，必须满足A B m m >；
（2）[2]A 经过N 的是速度为
A d v t
= 由匀变速直线运动规律可知
22A v ah =
联立解得
2
2
2d a ht = （3）[3]由牛顿第二定律可知
A B 0()m m a nm g +=
0A B ()nm g a m m =+ 即 0A B ()
m g k m m =+ 解得
0A B m g m m k
+= （4）[4]根据F ma =，要验证加速度与质量的关系，就要控制F 不变，所以，只需要向A 、B 两桶中依次增加相同个数的砝码即可，a 正确，bcd 错误。

故选a 。

（5）[5]有牛顿第二定律A B ()F m m a =+可知
A B 1()
a F m m =+ 其中F 为定值，所以做a －
A B 1m m +即可，b 正确，acd 错误。

故选b 。

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)12J ；(2)12.5N ；(3)16J
【解题分析】
(1)根据动能定理-mgμL=0-
可求弹簧弹性势能为
解得： （3分）
(2)根据平抛运动的规律：
解得： （2分）
再根据牛顿第二定律：
解得： （1分）
(3)从D 到E 根据动能定理：
解得：
（1分） 从B 到D ：
解得： （1分）
（1分）
（2分）
考点：本题考查动能定理
14、（1）32N （2）能通过O 点
【解题分析】（1）设小球第一次到达D 的速度D v ，P 到D 点的过程对小球列动能定理：
()22
D v mg H r mgL m μ+-= 在D 点对小球列牛顿第二定律2D N mv F r
= 联立解得： 32N F N =
由牛顿第三定律得小球在D 点对轨道的压力大小'32N N F F N == 第一次来到O 点时速度为1v ，P 到O 点的过程对小球列动能定理：
212
mv mgH mgL μ-= 解得123/v m s =
恰能通过O 点， 2O mv mg r
= 临界速度10/O v m s =
由于1O v v >，故小球能通过O 点．
15、（1）木块的加速度为22m/s ，木板的加速度为21m/s （2）0.5m d =（3）7J f W =克
【解题分析】
（1）A 、B 间的摩擦力
4N f mg μ==
可知F f <，所以A 做匀减速运动
由牛顿第二定律可得
1f F ma -=
加速度大小
22142m/s 2m/s 1
f F a m --=== 对B 由牛顿第二定律可得
2221100.4m/s 1m/s 4
mg a M μ⨯⨯=
== （2）设经过时间t 两者速度相等，由运动学公式可得 201a t v a t =-
解得
213s 1s 12
v t a a ===++ 所以木板右端与挡板P 之间的初始距离
2221111m 0.5m 22
d a t ==⨯⨯= （3）木板停下后，A 继续做匀减速运动直至停下，A 全过程相对地面的位移为A x ，则有
201A 2v a x =
解得
220139m m 2224
A v x a ===⨯ 所以整个过程系统克服摩擦力做功为
()940.5J=7J 4A f W f x d ⎛⎫=-=⨯- ⎪⎝⎭
克。