河南省郑州市十九中2024学年物理高三上期中考试模拟试题含解析

河南省郑州市十九中2024学年物理高三上期中考试模拟试题考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。

3．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、如图所示，A、B、C三球的质量分别为m、m、2m,三个小球从同一高度同时出发，其中A球有水平向右的初速度，B、C由静止释放。

三个小球在同一竖直平面内运动，小球与地面之间、小球与小球之间的碰撞均为弹性碰撞，则小球与小球之间最多能够发生碰撞的次数为（）
A．1次
B．2次
C．3次
D．4次
2、A、B两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，A的运行周期大于B的运行周期，则A．A距离地面的高度一定比B的小B．A的运行速率一定比B的大
C．A的向心加速度一定比B的小D．A的向心力一定比B的大
3、如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端有一阻值为R的电阻，一质量为m、电阻也为R的金属棒横跨在导轨上，棒与导轨接触
v沿导良好.整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，金属棒以初速度
轨向右运动，前进距离为s）在金属棒整个运动过程中，下列说法正确的是
v
A．金属棒运动平均速度大于0
2
B．金属棒d克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
C ．通过电阻R 电荷量为2BLs R
D ．电阻R 上产生的焦耳热为2012Q mv =
4、如图所示，用一轻绳将光滑小球P 系于竖直墙壁上的O 点，在墙壁和球P 之间夹有一矩形物块Q ，P 、Q 均处于静止状态，现有一铅笔紧贴墙壁从O 点开始缓慢下移，则在铅笔缓慢下移的过程中（ ）
A ．细绳的拉力逐渐变小
B ．Q 将从墙壁和小球之间滑落
C ．Q 受到墙壁的摩擦力逐渐变大
D ．Q 受到墙壁的弹力逐渐变大
5、某快递公司分拣快件的水平传输装置示意图如图，皮带在电动机的带动下保持1/v m s =的恒定速度顺时针转动，现将一质量为2m kg =的邮件轻放在皮带上，邮件
和皮带间的动摩擦力因数0.5μ=，设皮带足够长，取210/g m s =，在邮件与皮带发
生相对滑动的过程中( )
A ．皮带对邮件的摩擦力和邮件对皮带的摩擦力是一对平衡力
B ．皮带对邮件做的功和邮件对皮带做的功互为相反数
C ．相比于没有邮件的情况，电机多消耗的电能为2J
D ．相比于没有邮件的情况，电机多消耗的电能为1J
6、如图所示，细绳一端固定在 A 点，跨过与 A 等高的光滑定滑轮 B 后在另一端悬挂一个沙桶 Q ．现有另一个沙桶 P 通过光滑挂钩挂在 AB 之间，稳定后挂钩下降至 C 点，∠ACB =120°，下列说 法正确的是（ ）
A．若只增加Q桶的沙子，再次平衡后C点位置降低
B．若只增加P桶的沙子，再次平衡后C点位置不变
C．若在两桶内增加相同质量的沙子，再次平衡后沙桶Q位置上升
D．若在两桶内增加相同质量的沙子，再次平衡后C点位置不变
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、一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为2m的小物块A相连，质量为m的小物块B紧靠A静止在斜面上，如图所示，此时弹簧的压缩量为x1．从t=1时开始，对B施加沿斜面向上的外力，使B始终做加速度为a的匀加速直线运动．经过一段时间后，物块A、B分离．弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g．若θ、m、x1、a均已知，则下列说法正确的是（）
A．根据已知条件，可求出从开始到物块A、B分离所用的时间
B．根据已知条件，可求出物块A、B分离时的速度大小
C．物块A、B分离时，弹簧的弹力恰好为零
D．物块A、B分离后，物块A开始减速
8、如图所示,蹲在树枝上的一只松鼠看到一个猎人止在用枪水平对准它,就在子弹出枪口时,松鼠开始运动,下述各种运动方式中,松鼠能逃脱厄运而不被击中的是(设树枝足够高)（）
A．迎着枪口,沿AB方向水平跳离树枝
B．背着枪口,沿AC方向水半跳离树枝
C．以一定速度竖直向下跳离
D．以一定速度竖直向上跳离
9、如图所示，一个固定的1/4圆弧阻挡墙PQ，其半径OP水平，OQ竖直．在PQ和一个斜面体A之间卡着一个表面光滑的重球B，斜面体A放在光滑的地面上并用一水平
向左的力F推着，整个装置处于静止状态，现改变推力F大小，推动斜面体A沿着水平地面向左缓慢运动，使球B沿斜面上升一很小高度．则在球B缓慢上升过程中，下列说法中正确的是
A．斜面体A与球B之间的弹力逐渐增大
B．阻挡墙PQ与球B之间的弹力逐渐减小
C．水平推力F逐渐增大
D．水平地面对斜面体A的弹力逐渐减小
10、关于静电场的电场强度，下列说法正确的是
A．电场中某点不放检验电荷时，该点电场强度等于零
B．电场中某点的场强方向与放入该点的检验电荷的正负无关
C．电场中某点的场强大小与放入该点的检验电荷的正负无关
D．由
F
E
q
可知，电场强度E与F成正比，与q成反比
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___________________．
12．（12分）某实验小组成员用如图1所示的装置验证机械能守恒定律，所用重物的质量为m．
（1）图2为实验中打出的一条纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出A 距起始点O 的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE 间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则打下C 点时重物的速度大小为_____．
（2）若当地重力加速度为g，选取从O到C的过程，要验证机械能守恒，则只需验证表达式_____成立即可．
（3）由于阻力的存在影响了该实验精度，某同学利用纸带上多个计时点到O 点的距离h，算出打下这些点时重物对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图3所示的图线．测得图线的斜率为k，则求得重物和纸带受到的阻力大小为_____．
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，在绝缘水平面上的两物块A、B贴放在一起，劲度系数为k的水平绝缘轻质弹簧一端与固定的墙壁相连，另一端与A物体连接，物块B、C用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，C在倾角为θ=30 的长斜面上，滑轮两侧的轻绳分别与水平面和斜面平行。

A、B、C的质量分别是m、2m、4m，A、C均不带电，B带正电，电量为
q，滑轮左侧存在着水平向左的匀强电场，场强
mg
q
E=整个系统不计一切摩擦，B与
滑轮足够远。

开始时用手托住C，使A、B静止且轻绳刚好伸直。

然后放开手，让C开始下滑，直到A、B分离，弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度大小为g。

求：
（1）系统静止时弹簧的压缩长度x1；
（2）从C开始下滑到A、B刚要分离的过程中B的电势能的改变量E
∆；
（3）若从C开始下滑，至到A、B分离，弹簧弹性势能减少了E P，求A、B分离时B 物体的速度大小v。

14．（16分）如图所示，两物块B、C用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上，物块A以与B碰撞，在极短的时间内与B粘合在一起．已，，则：（1）在A与B碰撞过程中损失的动能?
（2）在A与B碰撞过程中A对B的冲量是多少？
（3）A、B、C与弹簧组成的系统具有的最大弹性势能，问C的质量是多少？
15．（12分）同学设计出如图所示实验装置.将一质量为0.2kg的小球(可视为质点)放置于水平弹射器内,压缩弹簧并锁定,此时小球恰好在弹射口,弹射口与水平面AB相切于A 点,AB为粗糙水平面,小球与水平面间动摩擦因数,弹射器可沿水平方向左右移动,BC为一段光滑圆弧轨道.(O′为圆心,半径,与O′B之间夹角为,以C为原点,在C的右侧空间建立竖直平面内的坐标xOy,在该平面内有一水平放置开口向左且直径稍大于小球的接收器D,,
(1)某次实验中该同学使弹射口距离B 处处固定,解开锁定释放小球,小球刚好
到达C处,求弹射器释放的弹性势能;
(2)把小球放回弹射器原处并锁定,将弹射器水平向右移动至离B处L2=0.8m处固定弹射器并解开锁定释放小球,小球将从C处射出,恰好水平进入接收器D,求D处坐标;
(3)每次小球放回弹射器原处并锁定,水平移动弹射器固定于不同位置释放小球,要求小
球从C处飞出恰好水平进入接收器D,求D位置坐标y与x的函数关系式.
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】
由于三球竖直方向的运动情况相同，一定可以发生碰撞，可假设高度无穷大，可看作三球碰撞完成后才落地，A、B第一碰撞后水平速度互换，B、C发生第二碰撞后，由于B 的质量小于C的质量，则B反向；B、A发生第三次碰撞后，B、A水平速度互换，A 向左，B竖直下落，三球不再发生碰撞，所以最多能够发生3次碰撞，故C正确，A、B、D 错误；
故选C。

【题目点拨】
关键是A球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，与B、C竖直方向的运动情况相同，所以一定可以发生碰撞。

2、C
【解题分析】A、A的运行周期大于B的运行周期，由开普勒第三定律
33
A B
22
A B
R R
=
T T
得
知，A 的轨道半径大于B 的轨道半径，A 距离地面的高度一定比B 的大，故A 错误；
B 、由2
2GMm v m r r
=，得v =A 的运行速率一定比B 的小，故B 错误； C 、由2GMm ma r =得，卫星的向心加速度 2
GM a r =，轨道半径越大，向心加速度越小，则A 的向心加速度一定比B 的小，故C 正确；
D 、两颗卫星的向心力都由地球的万有引力提供，由于两卫星质量关系未知，不能比较向心力的大小，故D 错误；
故选C 。

3、C
【解题分析】
A.金属棒在整个运动过程中，受到竖直向下的重力，竖直向上的支持力，这两个力合力为零，受到水平向左的安培力，金属棒受到的合力为安培力：
22•222E BLv B L v F BIL BL BL R R R
==== 金属棒受到安培力作用而做减速运动，速度v 不断减小，安培力不断减小，加速度不断减小，故金属棒做加速度逐渐减小的变减速运动，所以平均速度小于02
v ，故A 错误； B.由能量守恒知金属棒ab 克服安培力做的功等于电阻R 和金属棒上产生的焦耳热，故B 错误；
C. 整个过程中通过导体截面的电荷量
2E q I t t R ==
∆∆
又 BLs E t t
∆Φ==∆∆ 联立得：2BLs q R
=，故C 正确； D. 整个过程中由动能定理可得：
2102
W mv --= 解得克服安培力做功为：
2012
W mv = 所以产生的总热量为
2012
Q mv = 所以电阻R 上产生的焦耳热为 201124R Q Q mv =
= 故D 错误。

4、D
【解题分析】
试题分析：对P 分析，P 受到重力、拉力和Q 对P 的弹力处于平衡，设拉力与竖直方向的夹角为θ，根据共点力平衡有：拉力mg F cos θ
=，Q 对P 的支持力N mgtan θ=．铅笔缓慢下移的过程中，θ增大，则拉力F 增大，Q 对P 的支持力增大；对Q 分析知，在水平方向上P 对Q 的压力增大，则墙壁对Q 的弹力增大，在竖直方向上重力与摩擦力相等，所以Q 受到的摩擦力不变，Q 不会从墙壁和小球之间滑落，故D 正确． 考点：考查了共点力平衡条件的应用
【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解 5、C
【解题分析】
根据摩擦力的大小以及皮带的位移大小求出邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W ．由位移公式求出邮件加速过程传送带的位移，得到邮件相对于传送带的位移大小，再乘以摩擦力，即可求出皮带对邮件做的功；邮件轻放在皮带上做匀加速运动，对邮件，运用牛顿第二定律求出加速度，由速度时间公式求出邮件加速达到传送带速度所需的时间.
【题目详解】
皮带对邮件的摩擦力和邮件对皮带的摩擦力是两个物体之间的相互作用，是一对作用力与反作用力．故A 错误；邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为s ，则：s vt = ①；摩擦力对皮带做的功W mgs μ=- ②；邮件匀加速运动的位移
2vt x =；皮带对邮件做的功：1'2
W mgx mgs μμ==，可知二者的数值不相等．故B 错误；邮件放到皮带上后做匀加速运动的加速度为25/mg a g m s m
μμ===．邮件匀加速运动到与传送带共速的时间110.25v t s s a === ③；联立①②③可得：2W J =；
可知相比于没有邮件的情况，电机多消耗的电能为2J ，故C 正确，D 错误；故选C ．
【题目点拨】
本题的关键要需理清邮件在整个过程中的运动情况，运用动力学的基本方法，边计算，边判断．要注意摩擦生热与相对位移有关．
6、D
【解题分析】
A. 平衡时绳子的拉力等于Q 的重力，若只增加Q 桶的沙子，绳子拉力增大。

绳子再次平衡后，AC 段和BC 段绳子拉力的合力等于P 的重力，合力大小不变，夹角增大，所以C 点位置升高，故A 错误；
B. 若只增加P 桶的沙子，AC 段和BC 段绳子拉力大小不变，合力增大，则夹角减小。

再次平衡后C 点位置降低，故B 错误；
CD. 由于稳定时∠ACB =120∘，根据平衡条件可得绳子的拉力大小等于P 的重力、又等于Q 的重力，所以在两桶内增加相同质量的沙子，再次平衡后C 点位置不变，故C 错误，D 正确；
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、AB
【解题分析】
A 、
B 、AB 静止时，()0k 2x m m gsin θ=+,则0
3k mgsin x θ=，对B 施加沿斜面向上的外力后，A 、B 一起做匀加速运动，分离时A 、B 间弹力为零，加速度均为a ，设此时弹簧被压缩x ,则对A 有：kx 2mgsin θ2ma -=,且2012x x at -=
，()202a x x v -=，即可求出：
t =
v =AB 正确； C 、物块A 、B 分离时，弹簧的弹力不为零，A 、B 间弹力为零，此时弹簧弹力F kx 2ma 2mgsin θ==+，C 错误；
D 、分离时，A 有向上的加速度，之后先做加速度减小的加速运动，达到最大速度后再做减速运动，D 错误；
故选AB ．
8、CD
【解题分析】
A、B、迎着枪口或背着枪口，沿AB方向水平跳离树枝，沿AC方向水平跳离树枝这两种运动在竖直方向上也是自由落体运动，松鼠同样会被击中，都不能逃脱厄运，故A，B 均错误；
C、D、子弹做的是平抛运动，在竖直方向上是自由落体运动，若松鼠在竖直方向有向上或向下的初速度，那么松鼠和子弹在竖直方向上的运动不同，它们可以不在同一个高度上，松鼠可能以不会被击中，故C，D均正确.
故选CD.
【题目点拨】
了解各种运动的运动规律，自由落体、迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝、背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝，它们在竖直方向的运动是一样的．
9、BD
【解题分析】
小球B处于平衡状态，对B受力分析，如图所示：
当球B沿斜面上升一很小高度时，圆弧阻挡墙对B的压力方向与水平方向的夹角减小，
N逐渐减小，阻挡墙PQ与球B之间的弹根据图象可知，斜面体A与球B之间的弹力2
N逐渐减小，故AB正确；以斜面体为研究对象，则有上述解析可知球B对斜面A 力1
的弹力减小，则可以将该力分解为水平方向和竖直方向，该力与水平竖直所成夹角不变，所以竖直与水平分力都减小，而F等于其水平分力，故F减小，地面对A的支持力等于A的重力加上该力的竖直分力，故地面对A的支持力也减小，故CD错误．故选AB．【题目点拨】小球B处于平衡状态，对B受力分析，根据力的合成原则画出受力分析图，当球B沿斜面上升一很小高度时，圆弧阻挡墙对B的压力方向与水平方向的夹角减小，根据作图法分析AB之间的弹力以及PQ与B之间的弹力变化，把AB看成一个整体，整体受到重力、地面的支持力、水平推力F以及PQ对B的压力，根据平衡条件判断F以及地面对A的支持力的变化即可．
10、BC
【解题分析】
电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反，电场中
某点的场强方向与放入电场中电荷的电性无关；电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值，即F E q =，与放入电场中的检验电荷，以及放入电场中的电荷的电荷量、受力均无关，由电场本身性质决定； A.与分析不符，故A 错误；
B.与分析相符，故B 正确；
C.与分析相符，故C 正确；
D.与分析不符，故D 错误。

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 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.
12、 ; ; ;
【解题分析】（1）根据中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度可得打C 点时的速度为：。

（2）从O 到C 的过程中，要验证机械能守恒定律，只要验证：
成立，即验证
成立即可。

（3）由v 2=2ah ，可得，因此图象的斜率为k ，表示加速度，根据牛顿第二定律，可解得：mg ﹣f =mk ，重物和纸带受到的阻力大小为f =mg ﹣mk 。

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)1mg x k =(2)25()6mg k (3)225217p E mg v k m
=+
【解题分析】
(1)系统静止时，对A 物体
1kx mg =
解得：
1mg x k = (2)A 、B 分离时，A 、B 间的弹力为零，A 、B 、C 具有相同的加速度a ，设此时轻绳的拉力为T ，弹簧压缩量为2x ，对B ：
2T Eq ma -=
对C ：
4sin 4mg T ma θ-=
对A ：
2kx ma =
B 物体电势能的增加量：
12()E Eq x x ∆=-
解得：
25()6E mg k
∆= 即B 的电势能增加了
25()6mg k (3)对A 、B 、C 和弹簧组成的系统，根据能量守恒定律
21214()sin (24)2
p mg x x E E m m m v θ-+=∆+++ 解得
225217p E mg v k m
=+ 14、（1）,（2）,（3）3m.
【解题分析】试题分析：（1）在A 与B 碰撞瞬间，弹簧来不及发生形变，故此过程C 没有参与，只有AB 参与，碰撞后AB 粘合在一起，具有共同速度，根据动量守恒定律即可求出共同速度，则损失的动能等于碰撞前的系统总动能减去碰撞后的总动能；（2）根据动理定理即可求解A 对B 的冲量；（3）根据动量守恒和能理守恒即可求出C 的质量.
（1）依据动量守恒定律：
依据能量守恒：
（2）依据动量守恒定理有：
由题可知：
故冲量的大小为
（3）依据动量守恒定律：
依据能量守恒：
解得：．
15、（1）1.8J（2）(，)（3）y=x
【解题分析】
（1）从A到C的过程中，由定能定理得：
W弹-μmgL1-mgR（1-cosθ）=0，
解得：W弹=1.8J．
根据能量守恒定律得：E P=W弹=1.8J；
（2）小球从C处飞出后，由动能定理得：
W弹-μmgL2-mgR（1-cosθ）=mv C2-0，
解得：v C=2m/s，方向与水平方向成37°角，
由于小球刚好被D接收，其在空中的运动可看成从D点平抛运动的逆过程，
v Cx=v C cos37°=m/s，v Cy=v C sin37°=m/s，
则D点的坐标：，，解得：x=m，y=m，
即D处坐标为：（m，）．
（3）由于小球每次从C处射出v C方向一定与水平方向成37°角，则：，根据平抛运动规律可知：抛出点D与落地点C的连线与x方向夹角α的正切值：，
故D的位置坐标y与x的函数关系式为：y=x．
点睛：本题考查了动能定理的应用，小球的运动过程较复杂，分析清楚小球的运动过程是解题的前提与关键，分析清楚小球的运动过程后，应用动能定理、平抛运动规律可以解题．。