2024学年新疆沙雅县二中高三物理第一学期期中学业质量监测试题含解析

2024学年新疆沙雅县二中高三物理第一学期期中学业质量监测
试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B 铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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、已知一质量为m 的物体静止在北极与赤道时对地面的压力差为ΔF ，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为R ，则地球的自转周期为
A ．2mR T F π=∆
B ．2F T mR π∆=
C ． 2m F T R π∆=
D ． 2R T m F π
=∆ 2、天宫二号空间站经控制中心两次轨道控制，已调整至距地面393km 的轨道上运行。

2016年10月17日，神舟十一号载人飞船发射成功。

如图所示是天宫二号和神舟十一号交会对接前绕地球做匀速圆周运动的轨道示意图，则神舟十一号比天宫二号的（ ）
A ．运行速度小
B ．周期小
C ．向心加速度小
D ．角速度小
3、如图所示，一理想变压器原副线圈匝数之比为3：1，原线圈两端接入一正弦交流电源，副线圈电路中R 为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表，下列结论正确的是（ ）
A．若电压表读数为36V，则输入电压的峰值为108V
B．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数增加到原来的4倍
C．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍
D．若只将输入电压增加到原来的3倍，则输出功率增加到原来的9倍
4、如图，甲虫沿树枝缓慢地从A向上爬到B的过程中，树枝对甲虫的作用力（）
A．一直增大B．一直减小C．保持不变D．先减小后增大5、竖直墙壁上固定有一个光滑的半圆形支架，AB为其直径，支架上套着一个小球，细线的一端悬于P点，另一端与小球相连。

已知半圆形支架的半径为R，细线长度为L，且R＜L＜2R。

现将细线的上端点P从图示实线位置沿墙壁缓慢下移至A点（虚线位置），在此过程中细线对小球的拉力F T及支架对小球的支持力F N的大小变化情况为（）
A．F T和F N均增大
B．F T和F N均减小
C．F T先减小后增大，F N先增大后减小
D．F T先增大后减小，F N先减小后增大
6、如图所示，足够长的斜面上A点，以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上所用的时间为t1；若将此球改用2v0水平速度抛出，落到斜面上所用时间为t2，则t1 : t2为（）
A ．1∶1
B ．1∶3
C ．1∶2
D ．1∶4
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、如图甲是某超载货车运送圆柱形钢管的情景，所装钢管规格相同，如图乙是钢管堆放的截面示意图。

已知钢管间的动摩擦因数为μ，每根钢管的质量为m ，重力加速度为g ，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下层钢管被固定不能移动。

下列分析正确的是
A ．A
B 、管之间的弹力大小为12mg B ．若把上层A 钢管水平向外抽出,所需最小力为mg μ
C ．A 与B C 、间不发生相对滑动，汽车的加速度最大为233
g μ D ．若汽车运动的加速度为g μ，则钢管A 受到B C 、的作用力为21mg μ+
8、如图所示，电路与一绝热密闭气缸相连，R 为电阻丝，气缸内有一定质量的理想气体，外界大气压恒定。

闭合电键后，绝热活塞K 缓慢且无摩擦地向右移动，则下列说法正确的是__________
A ．气体的内能增加
B ．气体分子平均动能不变
C ．电热丝放出的热量等于气体对外所做的功
D ．气体的压强不变
E.气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少
9、关于匀变速直线运动的下列说法正确的有
A．物体速度变化越大，加速度一定越大
B．物体速度变化越快，加速度一定越大
C．物体速度为零时，加速度也一定为零
D．物体加速度逐渐减小的过程中，物体的速度可能逐渐增大
10、高跷运动是一项新型运动，图甲为弹簧高跷．当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后．人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙．则下列说法正确的是（）
A．人向上弹起过程中，先处于超重状态，后处于失重状态
B．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力
C．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力
D．弹簧压缩到最低点时，高跷对地的压力等于人和高跷的总重力
E.弹簧压缩到最低点时，因为人处于超重状态，所以高跷对地的压力大于人和高跷的总重力
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）某研究性学习小组探究平抛运动的规律．他们在水平桌面上用练习本做成一个斜面，使一个钢球（可视为质点）从斜面上某一位置滚下．用数码相机拍摄钢球从桌面水平飞出后做平抛运动的几张连续照片．然后用方格纸做背景，根据照片上小球的位置在方格纸上画出小球的平抛运动轨迹．已知所用的数码相机每秒钟拍摄10帧照片．方格纸每小格边长5厘米，重力加速度取g=10m/s1．试回答下列问题：
(1)如图是该组同学得到的小球在空中运动的三张连续照片的局部图，由图可判断小球做平抛运动时在水平方向上做的是________________运动。

m s。

（1）由图可以计算出小球离开桌面时的初速度大小为___________/
12．（12分）在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中,将弹簧水平放置,测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F 。

实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的。

用记录的外力F 与弹簧的形变量x 作出的F -x 图线如图所示。

(1)弹簧的形变量x 与外力F 关系式F =___；（力的单位：N ，长度单位：m ）
(2)图线不过原点的原因是:______________。

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，固定在水平地面上的工件，由AB 和BD 两部分组成，其中AB 部分为光滑的圆弧，∠AOB =37°，圆弧的半径R =0.5m ，圆心O 点在B 点正上方，BD 部分水平，长度为0.2m ，C 为BD 的中点。

现有一质量m =lkg ，可视为质点的物块从A 端由静止释放。

恰好能运动到D 点。

(g=10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)，求：
(1)为使物块运动到C 点时速度为零，可将BD 部分以B 为轴向上转动一锐角θ，θ应为多大? (假设B 处有一小段的弧线平滑连接，物块经过B 点时没有能量损失)
(2) 接上一问，求物块在BD 板上运动的总路程。

14．（16分）如图所示，两个导热的圆筒底部有一条细短管连通，圆筒内装有约20cm
深的水银，K 为阀门，处于关闭状态。

左侧大圆筒的横截面积21800S cm =，水银面到
圆筒顶部的高度115H cm =，水银上方是空气，空气的压强1100P cmHg =，室温127t C =︒。

左侧圆筒中竖直放置一根托里拆利管，管的横截面积远小于两圆筒的横截面积，托里拆利管中水银上方有氮气，氮气柱的长度120L cm =，水银柱的高度
270L cm =。

右侧小圆筒的横截面积22100S cm =，一个活塞紧贴水银放置。

已知大气压强075P cmHg =。

求：
（Ⅰ）若环境温度缓慢升高60C ︒，左侧圆筒内空气的压强变为多大？
（Ⅱ）在环境温度为60C ︒时，用力控制右侧圆筒中活塞，打开阀门K ，使活塞缓慢升高140h cm =后固定，则托里拆利管中氮气柱的长度最终变为多大？（结果可以带跟号）
15．（12分）如图所示，在竖直面内有一个光滑弧形轨道，其末端水平，且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切，并平滑连接．A ，B 两滑块（可视为质点）用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧．两滑块从弧形轨道上的某一高度P 点处由静止滑下，当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，其中前面的滑块A 沿圆形轨道运动恰能通过圆形轨道的最高点，后面的滑块B 恰能返回P 点．己知圆形轨道的半径0.72m R =，滑块A 的质量0.4kg A m =，滑块B 的质量0.1kg B m =，重力加速度g 取210m /s ，空气阻力可忽略不计．求：
（1）滑块A 运动到圆形轨道最高点时速度的大小；
（2）两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度h ；
（3）弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能．
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】
在北极则有：
12 N G Mm F R
= 在赤道有：
22224N G Mm m R F R T
π-= 根据题意
有：12
N N F F F -=∆ 联立解得：
2T π=
A. 2T π=与分析相符，故A 正确；
B. 2T =B 错误；
C. 2T =C 错误；
D. 2T =D 错误． 2、B
【解题分析】根据万有引力提供向心力22222Mm v G ma m m r m r r r T πω⎛⎫==== ⎪⎝⎭
，解得： 2GM a r
=，
v = ω= 2T =
A 、由卫星的线速度公式： GM v r =，知神舟十一号的轨道半径比天宫二号的小，则神舟十一号的线速度比天宫二号的大，故A 错误；
B 、卫星的周期为3
2r T GM
π=，知神舟十一号的轨道半径比天宫二号的小，则神舟十一号的周期比天宫二号的小，故B 正确；
C 、卫星的加速度为2GM a r
=，由于神州十一号的轨道半径比天宫二号的小，则神州十一号的加速度比天宫二号的大，故C 错误；
D 、卫星的角速度为3GM r ω=，由于神州十一号的轨道半径比天宫二号的小，则神州十一号的角速度比天宫二号的大，故D 错误。

点睛：明确万有引力提供向心力是解决卫星问题的前提，关键要掌握卫星的线速度，知道其他量与线速度的关系，能推导出其他量的表达式。

3、D
【解题分析】
A 项：若电压表读数为36V ，由，可得则输入电压为，是有
效值，根据正弦交流电有效值与最大值的关系可得因此其最大值为
，故A 错误； B 项：若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则输出电压也增加到原来的2倍，电流表示数应增加到原来的2倍，故B 错误；
C 项：若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，由输出电流减小到原来的一半，则根据P =UI 可知，输出功率减小到原来的一半，因输出功率等于输入功率，故输入功率也减小到原来的一半，故C 错误；
D 项：若保持负载电阻的阻值不变。

输入电压增加到原来的3倍，输出电压增大到原来的3倍，则由
可知输出功率增加到原来的9倍，故D 正确。

4、C
【解题分析】
树枝对甲虫的作用力是静摩擦力和支持力的合力，始终与重力平衡，故大小和方向一直不变。

故选C 。

5、A
【解题分析】
小球受重力、细线的拉力和支持力，由于平衡，三个力可以构成矢量三角形，如图所示：
根据平衡条件，该矢量三角形与几何三角形POC 相似，故有：，解得：，
；当P 点下移时，PO 减小，L 、R 不变，故F T 增大，F N 增大；故
选A.
【题目点拨】 本题的关键是对小球进行受力分析，然后根据矢量三角形与几何三角形相似，列式分析各力的变化．这是非直角三角形的情况下是常用的方法．
6、C
【解题分析】 斜面倾角的正切值200
12 2gt y gt tan x v t v θ＝＝＝，则运动的时间02v tan t g θ＝，知运动的时间与平抛运动的初速度有关，初速度变为原来的1倍，则运行时间变为原来的1倍。

所以时间比为1：1．故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

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、CD
【解题分析】
A ．设A 、
B 管之间的弹力大小为T ，T 与竖直方向的夹角为θ，根据几何关系可得 1sin 22
R R θ=
= 解得 =30θ︒
根据对称性可知C 对A 的弹力大小也为T ，根据平衡条件可得
2cos T mg θ=
解得
T 故A 错误；
B ．若把上层A 钢管水平向外抽出，所需最小拉力等于A 受到的摩擦力，摩擦力
•2f T mg μμ==
所以所需最小力为
3mg μ，故B 错误； C ．A 与B 、C 间恰好不发生相对滑动时，根据牛顿第二定律可得f =ma ，解得汽车的加速度最大为
a g μ= 故C 正确；
D ．若汽车运动的加速度为μg ，则钢管A 受到B 、C 的作用力为
F ==
故D 正确。

故选CD 。

8、ADE
【解题分析】
AD ．活塞可无摩擦滑动，外界大气压强不变，故气体为等压变化；活塞缓慢向右移动过程中，气体体积增大，故温度一定升高，气体内能增加，故A 正确，D 正确； B ．电阻丝向气体放热气体温度升高，而理想气体内能只取决于分子动能，气体温度升高，分子平均动能增大，故B 错误；
C ．气体内能增大，由热力学第一定律可知，电阻丝向气体放出的热量一定大于对外做功，故C 错误；
E ．气体体积变大，故气体单位体积内的分子数减小时，故单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数减小，故E 正确。

故选ADE 。

【题目点拨】
该题以气体的等压变化为基点，考查热流道第一定律、温度的无关意义以及压强的无关意义等，其中热力学第一定律为热学中的重点内容，在学习中要注意重点把握。

9、BD 【解题分析】根据可知物体速度变化越大，加速度不一定越大，选项A 错误；物体速度变化越快，加速度一定越大，选项B 正确；物体速度为零时，加速度不一定为零，例如竖直上抛物体到达最高点时，选项C 错误；当加速度和速度同向时，物体加速度逐渐减小的过程中，物体的速度逐渐增大，选项D 正确；故选BD.
10、ACE
【解题分析】
A 项，人向上弹起过程中，人应该经历了先加速后减速的过程，所以先有向上的加速度，后有向下的加速度，当弹簧弹力大于人的重力时，人处于超重状态，当弹簧弹力小于人的重力时，人处于失重状态，故A 项正确．
B 项，踏板对人的作用力与人对踏板的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，二者大小始终相等，故B 项错误．
C 项，弹簧压缩到最低点时，人有竖直向上的加速度，根据牛顿第二定律，可知高跷对人的作用力大于人的重力，故C 项正确．
D 项，同理以高跷和人的系统为研究对象，弹簧压缩到最低点时，根据牛顿第二定律，地对高跷的压力大于人和高跷的总重力，再根据牛顿第三定律，可知高跷对地的压力大于人和高跷的总重力，故D 项错误，
E 项正确；
综上所述本题答案是：ACE
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、 匀速直线运动 1
【解题分析】(1) 因为相等时间内的水平位移相等，知平抛运动在水平方向上做匀速直线运动；
(1)根据2y gT ∆=，解得2y L T g g
∆==0221L m v gL s T ===， 点晴：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式进行求解。

12、100x-2 (N)弹簧自身的重力
【解题分析】
分析图象可知伸长量和拉力的关系；由胡克定律可求出弹簧的劲度系数，再选一特殊点代入，即可求解关系式；根据弹簧自身有重力分析图线不过原点的原因．
（1）由图可知，该弹簧受力为零时，伸长是2cm ，受到拉力为8N 时，伸长为10cm ，故弹簧的劲度系数为，由图象可设其关系式为：F=100x+b ，再从图象任选清晰的点对应的坐标，如（8N ，10cm ），带入关系式解之：b=-2，所以弹簧的形变量x 与外力F 关系式F=100x-2（N ）；
（2）该图线不过原点的原因是：弹簧自身有重力，弹簧水平放置其自然长度为L ，竖直放置时由于自身的重力必然就会有一定的伸长．
【题目点拨】
在应用胡克定律时，要首先转化单位，知道图线的斜率即为弹簧的劲度系数．
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)37θ︒= (2)0.25m
【解题分析】
(1) 设BD 段长度为l ，动摩擦因数为μ，研究物块运动，从A 到D 的过程，根据动能定理：
(1cos37)0mgR mgl μ--=
解得：
0.5μ=
从A 到C 的过程中，根据动能定理有：
(1cos37)sin cos 022
l l mgR mg mg θμθ--⋅-⋅= 解得：
37θ=︒
(2) 物块在C 处速度减为零后，由于mgsin mgcos θμθ>物块将会下滑，而AB 段光滑，故物块将做往复运动，直到停止在B 点。

根据能量守恒定律有：
(1cos37)mgR Q -=
而摩擦生热为：
Q fs mgcos s μθ==
代入数据解得物块在BD 板上的总路程为:
s =0.25m
14、（Ⅰ）120cmHg ,（Ⅱ）18.6cm .
【解题分析】试题分析：（Ⅰ）环境温度缓慢升高60℃的过程为等容变化过程，运用查理定律即可求出末态左侧圆筒内空气的压强；（Ⅱ）环境温度不变，左侧空气发生等温变化，对其运用玻意耳定律即可求出升温后空气的压强，利用平衡求出托里拆利管中封闭氮气的压强，再对氮气运用理想气体的状态方程即可求出托里拆利管中氮气柱的终变长度．
（Ⅰ）设升温后左侧大圆筒空气的压强变为2P ，因阀门关闭，大圆筒内空气做等容变化，有： 1212
p P T T =，其中： 1300T K =， 2360T K = 代入数值解得： 2120P cmHg =
（Ⅱ）阀门打开并控制活塞缓慢上升1h 时，因左侧大圆筒中空气的压强大于外界大气压强，左侧大圆筒水平面下降高度设为2h ，根据体积不变原理，则有： 2112S h S h = 解得： 2h =5cm
同时，左侧大圆筒中的空气做等温变化，设空气高度变为2120H H h cm =+='，空气的压强变为3P ，则有： 23P HS P H =
代入数值解得： 3115P cmHg =
设托里拆利管中密封氮气柱的横截面积为S ，最终长度为x L ，其初始压强为1L P ，最终压强为Lx P ，根据理想气体状态方程，有： 1112
Lx x L P L S P L S T T = 其中： 11007030L P cmHg cmHg cmHg =-=，
()()1152070520Lx x x P cmHg L cmHg L cmHg =-++-=+
解得氮气柱的最终长度为：
()1018.6x L cm cm =≈
15、（1
m/s ；（2）0.8 m ；（3）4 J 【解题分析】
（1）设滑块A 恰能通过圆形轨道最高点时的速度大小为v 2，
根据牛顿第二定律有m A g=m A 22v R
解得：v2=
5
m/s
（2）设滑块A在圆形轨道最低点被弹出时的速度大小为v1，对于滑块A从圆形轨道最低点运动到最高点的过程，根据机械能守恒定律，有
1 2m A v12=m A g•2R+
1
2
m A v22
可得：v1=6m/s
设滑块A和B运动到圆形轨道最低点速度大小为v0，对滑块A和B下滑到圆形轨道最
低点的过程，根据动能定理，有（m A+m B）gh=1
2
（m A+m B）v02
同理滑块B在圆形轨道最低点被弹出时的速度大小也为v0，弹簧将两滑块弹开的过程，对于A、B两滑块所组成的系统水平方向动量守恒，（m A+m B）v0=m A v1-m B v0
解得：h=0.8 m
（3）设弹簧将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为E p，对于弹开两滑块的过程，根
据机械能守恒定律，有1
2
（m A+m B）v02 + E p=
1
2
m A v12+
1
2
m B v02
解得：E p=4J。