黑龙江省齐市地区普高联谊2024年高三物理第一学期期中考试试题含解析

黑龙江省齐市地区普高联谊2024年高三物理第一学期期中考试
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、2016年9月15日，搭载着天宫二号空间实验室的长征二号F 运载火箭在酒泉卫星发射中心正式点火升空，天宫二号顺利地进入了运行圆轨道．某同学从网上查得天宫二号的运行轨道离地高度为h ，地球的半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，引力常量为G ，由此得到天宫二号的（ ）
A ．运行周期()22R h T gR
π+= B ．运行的线速度()v g R h =
+ C ．角速度为()2
3
gR R h ω=+ D ．向心加速度为gR a R h
=+ 2、质量为10kg m =的木箱置于水平地面上，它与地面间动摩擦因数33μ=
，受到一个与水平方向成θ角斜向上的拉力F ，为使木箱做匀速直线运动，拉力F 的最小值以及此时θ分别是（ ）
A ．50N ；30
B ．50N ；60︒
C ．200N 3；30
D ．200N 3
；60︒ 3、甲、乙两质点某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时
起点，得到两质点的x－t图象如图所示，则下列说法正确的是
A．0~t1时间内，乙质点做匀加速直线运动
B．0~ t 1时间内，甲的平均速度大于乙的平均速度
C．t 1时刻，两质点相距最远
D．t 1时刻，乙质点从后面追上甲质点
4、若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2：7，已知该行星质量约为地球的7 倍，地球的半径为R。

由此可知，该行星的半径约为（）
A．1
2
R B．
7
2
R C．2R D．7
2
R
5、太阳神车由四脚的支架吊着一个巨大的摆锤摆动，游客被固定在摆下方的大圆盘A 上，如图所示．摆锤的摆动幅度每边可达120°．6台大功率的异步驱动电机同时启动，为游客创造4.3g的加速度，最高可飞跃至15层楼高的高空．如果不考虑圆盘A的自转，根据以上信息，以下说法中正确的是（）
A．当摆锤摆至最高点的瞬间，游客受力平衡
B．当摆锤摆至最高点时，游客可体验最大的加速度
C．当摆锤在下摆的过程中，摆锤的机械能一定不守恒
D．当摆锤在上摆过程中游客体验超重，下摆过程游客体验失重
6、如图所示，一定质量的物体用轻绳AB悬挂于天花板上，用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中
A ．F 逐渐变大，T 逐渐变大
B ．F 逐渐变大，T 不变
C ．F 逐渐变小，T 不变
D ．F 逐渐变小，T 逐渐变小
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，质量分别是m 和2m 的两个球P 、Q 穿在水平光滑杆上，不计一切摩擦，两球之间用一条轻绳连接，当整个装置绕中心轴以角速度ω匀速旋转时，两球离转轴的距离保持不变，两球的轴的距离用r P r Q 表示，则此时（ ）
A ．两球均受到重力、支持力、绳的拉力和向心力四个力的作用
B ．P 球受到的向心力大小等于Q 球受到的向心力大小
C ．r P 一定等于2r Q
D ．当ω增大时， P 球将向外运动
8、质量为m 的物体，以
3
g 的加速度由静止竖直向下做匀加速直线运动，下降高度为h 的过程中 A ．物体的重力势能减少了
3
mgh B ．物体的机械能减少了23
mgh C ．物体的动能增加了3
mgh D ．物体所受合外力做的功为23mgh 9、下列说法正确的是（ ）
A ．相同条件下，温度越高，布朗运动越明显，颗粒越小，布朗运动也越明显
B ．荷叶上的露珠成球形是液体表面张力作用的结果
C．不断改进技术可以使热机吸收的热量全部转化为机械能
D．具有各向同性的物质都是非晶体
E. 水的饱和汽压随温度的升高而增大
10、质量均为0.5kg的木块P、M、N叠放在水平桌面上，用一根细线分别拴接在M和N右侧，在细线中点用水平轻质细绳绕过固定在桌面右端的光滑定滑轮悬挂一质量为0.5kg的重物．系统整体处于静止状态，细线与竖直方向夹角θ=60°，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（）
A．木块M受到木块P的摩擦力水平向左
B．木块M和N之间的摩擦力为2.5N
C．细线中的拉力为5
3 3
N
D．若其它条件不变，θ变小，木块N对桌面的压力增大，系统仍将处于平衡状态三、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）如图所示，某同学借用“探究加速度与力、质量之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和物体动能变化关系”的实验．
（1）为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫块的位置，改变长木板倾斜程度，根据纸带打出点的间隔判断小车是否做________运动．
（2）按图所示装置，接通打点计时器电源，由静止释放小车，打出若干条纸带，从中挑选一条点迹清晰的纸带，如图所示．纸带上打出相邻两个点之间的时间间隔为T，O 点是打点计时器打出的第一个点，从O点到A、B、C、D、E、F点的距离依次为
s1、s2、s3、s4、s5、s1．已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m．由此可求得纸带上由O点到E点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式
W＝_____________，该小车动能改变量的表达式ΔE k＝_________．由于实验中存在误
差，所以，W________ΔE k．（选填“小于”、“等于”或“大于”）．
12．（12分）研究性学习小组为“研究匀变速直线运动的规律”和“测当地的重力加速度”，采用了如图1所示的装置，其中m1＝50g、m1＝150g，开始时保持装置静止，然后释放物块m1，m1可以带动m1拖着纸带打出一系列的点，只要对纸带上的点进行测量，即可研究匀变速直线运动．某次实验打出的纸带如图1所示，0是打下的第一个点，两相邻点间还有4个点没有标出，交流电频率为50Hz．
（1）系统的加速度大小为________m/s1，在打点0～5的过程中，系统动能的增量ΔE k ＝________J．
（1）忽略一切阻力的情况下，某同学作出的
2
2
v
— h图象如图3所示，则当地的重力加
速度g＝______m/s1．
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，两带电平行金属板间存在方向竖直向下的匀强电场，场强为E，电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h.质量均为m带电量分别
为+q和－q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率
v进入矩形区（两粒子不同时出现在电场中），不计重力。

若两粒子轨迹恰好相切，求：
（1）粒子在矩形区域的运动时间t；
（2）+q与dc交点到d点的距离；
（3）两粒子轨迹相切点到a点的距离。

14．（16分）物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能．若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为0m 的质点距质量为0M 的引力源中心为0r 时，其万有引力势能000
P GM m E r =-（式中G 为引力常数）．如图所示，一颗质量为m 的人造地球卫星在离地面高度为h 的圆形轨道上环绕地球飞行，已知地球的质量为M ，地球半径为R ．求
（1）该卫星在距地面高度为h 的圆轨道上绕地球做匀速圆周运动时卫星的周期为多少？
（2）该卫星在距地面高度为h 的圆轨道上绕地球做匀速圆周运动时卫星的动能为多少？
（3）假定该卫星要想挣脱地球引力的束缚，卫星发动机至少要做多少功？
15．（12分）如图所示，内壁光滑的直圆筒固定在水平地面上，一轻质弹簧一端固定在直圆筒的底端，其上端自然状态下位于O 点处．将一质量为m 、直径略小于直圆筒的小球A 缓慢的放在弹簧上端，其静止时弹簧的压缩量为x 1．现将一与小球A 直径等大的小球B 从距A 小球3x 1的P 处释放，小球B 与小球A 碰撞后立即粘连在一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动，并恰能回到O 点．已知两小球均可视为质点，弹簧的弹性势能为12
kx 2，其中k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量．求：
（1）弹簧的劲度系数k ；
（2）小球B 的质量m B ；
（3）小球A 与小球B 一起向下运动时速度的最大值v m ．
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】 在地球表面上的物体，2
Mm G mg R =由题可知，卫星在圆轨道上运行时，()()()2
2222Mm
v G m R h m m R h ma T R h R h πω⎛⎫=+==+= ⎪+⎝⎭
+，由此求得
2T π=v =ω=()22=+gR a R h ,因此C 项正确．故选
C. 【题目点拨】解决本题的关键掌握万有引力两个理论的运用：1、万有引力提供向心力；2、万有引力等于重力．
2、A
【解题分析】
在拉力作用下木箱重力mg 、拉力F 、地面的支持力和滑动摩擦力作用，根据平衡条件得
cos F f θ=
sin F N mg θ+=
又
f N μ=
联立解得
cos sin mg F μθμθ==+
其中1tan αμ=60α=︒，由数学知识知：当90θα+=︒，即30θ=︒时F 有最
小值，且最小值为
min 101050N F ⨯=== 故选A 。

3、D
【解题分析】
A ．x -t 图象只能表示直线运动的规律，结合x -t 图象的斜率表示速度，知乙做匀速直线运动，甲做减速直线运动。

故A 错误。

B ．0到t 1时间内，甲乙两车位移相等，根据平均速度等于位移除以时间，可知，0到t 1时间内，乙车的平均速度等于甲车的平均速度，故B 错误。

CD ．两车在同一时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，t 1时刻之前乙在甲的后面，经过时间t 1位移相等，则在t 1时刻乙车刚好从后面追上甲车，两车相遇。

故D 正确，C 错误。

4、C
【解题分析】
对于任一行星，设其表面重力加速度为g 。

根据平抛运动的规律得
212
h gt = 则水平射程
0x v t v == 可得该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比
227 4
g x g x ==行地地行 根据
2Mm G mg R
= 得
2GM g R = 可得
22 g M R g M R =⋅行行地地地行
解得行星的半径
4727
M g R R R R g M ==⨯⋅⨯=行地行地
行地 故选C 。

5、C 【解题分析】A 、当摆锤摆至最高点的瞬间，摆锤与游客将开始下降，具有向下的加速度，游客受力不平衡，故A 错误；
B 、当摆锤摆至最高低时，摆锤的速度最大，向心加速度最大，所以游客可体验最大的加速度，故B 错误；
C 、当摆锤在下摆的过程中，由于电动机做正功，摆锤的机械能一定不守恒，故C 正确；
D 、当摆锤在上摆过程中，摆锤向上做匀减速运动，加速度方向向下，游客体验失重，故D 错误；
故选C 。

6、A
【解题分析】
本题关键是抓住悬挂物B 的重力不变，即OB 段绳中张力恒定，O 点缓慢移动时，点O 始终处于平衡状态，根据平衡条件列式求解各力变化情况．
【题目详解】
以结点O 为研究对象受力分析如下图所示：
由题意知点O 缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知，绳OB 的张力为mg ，保持不变；根据平衡条件可知：Tcosθ-mg=0，Tsinθ-F=0，由此两式可得：F= mgtanθ，由于θ增加，故拉力F 增加，T 增加；故选A 。

【题目点拨】
掌握共点力平衡条件是正确解决本题的关键，本题中注意对缓慢拉动所隐含的在拉动过程中物体始终处于平衡状态条件的挖掘．
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、BC
【解题分析】A 、两球受重力、支持力和绳的拉力，故A 错误；
B 、球转动的向心力由绳子的拉力提供，同一条绳受力应该处处相等，所以P 球受到的向心力大小等于Q 球受到的向心力大小，故B 正确；
C 、由 知： 一定等于 故C 正确；
D 、当ω增大时，两球都有向外运动的趋势，但由于是同一条绳连着，AB 球的相对位置不会发生变化，故D 错误；
综上所述本题答案是：BC
8、BC
【解题分析】
对物体进行受力分析，如图所示：
根据牛顿第二定律：
3
g mg F m -=⋅
解得： 23
F mg =- F 做功：
23
F W mgh =- 重力做功
W G =mgh
A ．根据功能关系，重力做功等于重力势能的减小量，即物体的重力势能减少了mgh ;故A 错误。

B ．根据功能关系，F 做功等于机械能的增量，所以物体的机械能减少了2
3
mgh ;故B 正确。

C ．根据动能定理:
233
k G F mgh
E W W mgh mgh ∆=+=-=
故C 正确。

D ．物体所受合外力做的功:
=3
G F mgh W W W +=
合 故D 错误。

故选BC 。

9、ABE 【解题分析】
A 、相同条件下，温度越高，布朗微粒越小，布朗运动越明显，故A 正确；
B 、荷叶上的露珠存在表面张力，它表面的水分子表现为引力，从而使它收缩成一个球形，与表面张力有关，故B 正确；
C 、根据热力学第二定律可知：不可能从单一热源吸热使之完全变为机械功，而不引起外界变化，即：热机的效率不能达到100%，故C 错误；
D 、多晶体和非晶体都表现各向同性，故D 错误；
E 、饱和汽压随温度而变，温度越大，饱和汽压越大，故E 正确。

10、BC 【解题分析】
A 、对P 进行受力分析可知，P 只受到重力和支持力，水平方向没有引起P 产生运动趋势的力，所以P 不受摩擦力，则M 也不受P 的摩擦力，故A 项错误．
B 、水平绳子拉力5F mg N ==
细线与竖直方向夹角θ=60°，将倾斜细线的拉力分解成水平方向与竖直方向，则细线水平分力大小： 2.52
F
T N =
=水平 将P 、M 作为整体，N 对M 的摩擦力等于倾斜细线拉力的水平分量，木块M 和N 之间的摩擦力为2.5N ，故B 项正确．
C 、细线与竖直方向夹角θ=60°，
则细线的拉力大小：0
sin 60T T N ==
=水平，
故C 项正确．
D 、当看成整体时，无论θ变小，还是变大，整体受力情况不变．木块N 对桌面的压力不变，系统仍将处于平衡状态．故D 项错误．
点睛：整体法和隔离法的问题，要恰当选择研究对象进行分析．
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、匀速直线； ；
； 大于；
【解题分析】
①为保证拉力等于小车受到的合力，需平衡摩擦力，即将长木板左端适当垫高，轻推小车，小车做匀速直线运动； ②盘和砝码受到的重力所做功为：；
③打D 点时的速度为：
，
由O 点到E 点小车增加的动能为：
；
由于盘和砝码也有动能，且有阻力做功，盘和砝码受到的重力所做功小于小车增加的动能．
点睛：为保证拉力等于小车受到的合力，需平衡摩擦力，使小车不受拉力时做匀速运动；盘和砝码受到的重力所做功等于重力与位移的乘积；D 点速度等于CE 段的平均速度，求解出速度后再求解动能；由于盘和砝码也有动能，且有阻力做功，盘和砝码受到的重力所做功小于小车增加的动能． 12、4.8 0.576 9.6 【解题分析】
（1）据题意，从纸带可以求出系统的加速度：
,而相邻计数点之间时间
间隔为：0.1T s =，则加速度为：24.8/a m s =，在打点0～5的过程中，系统动能的增量为：2
1251()2k E m m v ∆=
+，计数点5的瞬时速度为：465 2.4/2x v m s T
==，则0.576k E J ∆=；（1）据2
211251()()2
m m gh m m v -=+，整理得：2
52112()2v m m gh m m -=+，
则图像斜率为：2112()7.2
4.81.5
m m g k m m -=
==+，重力加速度为：29.6/g m s =．
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
（2
）v （3
【解题分析】（1）根据牛顿第二定律得：粒子加速度qE
a m
= 根据2
12
h at =
得运动时间t =
=
（2）粒子在水平方向做匀速运动，则到d
点距离0d x v t v ==（3）由轨迹相切可知两粒子由出发点到切点运动时间相等，则切点位于矩形几何中心
由几何关系得：a x =
14、（1
）22）2()GMm R h +（3）GMm R
【解题分析】
试题分析：（1）由万有引力提供向心力，然后结合牛顿第二定律即可求出卫星的周期；（2）由万有引力提供向心力，然后结合牛顿第二定律即可求出卫星的动能；（3）卫星发动机做的功，至少要使卫星脱离地球的重力势能的影响．
（1）质量为m 的人选地球卫星在离地面高度为h 的圆形轨道环绕地球飞行
万有引力提供向心力，得：22
2
4π()
()GMm m R h R h T +=+
所以卫星的周期：2T =（2）根据万有引力提供向心力，得：2
2
()GMm mv R h R h
=++ 卫星的动能：2k 122()
GMm
E mv R h =
=+ （3）根据引力势能的表达式：00
p 0
GM m E r =- 地球表面的卫星的重力势能：1GMm
E R
=-
以无穷远外引力势能为零，卫星发动机做的功，至少要使卫星脱离地球的影响，到达重力势能的地位，所以发动机做功的最小值：p 10GMm
W E E R
=∆=-=
15、（1）mg/x 1（2）m （3
【解题分析】
（1）由平衡条件可知：0mg kx =
解得劲度系数 0
mg
k x =
（2）B 球由静止下落后与A 接触前的瞬时速度为1v ，则有2011
32
B B m g x m v ⋅=
解得1v =
设A 与B 碰撞后的速度为2v ，有()12B B m v m m v =+ 由于A 、B 恰能回到O 点，根据动能定理有：()()2200211022
B B m m gx kx m m v -++
=-+ 解得B m m =
（3）设AB 球碰撞后再继续向下运动1x 时速度达到最大值，此时它们的加速度为零，有：()()01B m m g k x x +=+
解得10x x = 据机械能守恒定律有：()()()()2222
1200111112222
B B B m
m m gx m m v kx m m v k x x ++
++=+++
解得m v =。