2024年湖北省宜昌二中高三物理第一学期期中学业水平测试模拟试题含解析

2024年湖北省宜昌二中高三物理第一学期期中学业水平测试模
拟试题
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、天然放射现象中可产生α、β、γ三种射线。

下列说法正确的是（）
A．β射线是高速的质子流
B．经过一次α衰变，变为
C．α射线的穿透能力比γ射线的穿透能力强
D．放射性元素的半衰期随温度升高而减小
2、叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式,也是一种高难度的杂技.如图所示为六人叠成的三层静态造型,假设每个人的重量均为G,下面五人的背部均呈水平状态,则最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为( )
A．3
4
G B．
7
8
G C．
5
4
G D．
3
2
G
3、在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹．在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14m 设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数为0.7，取g=10m/s2，该路段限速为
50km/h．（）
A．汽车刹车时间为1s B．该车已超速
C．汽车刹车过程平均速度为14 m/s D．汽车刹车最后1s的位移是4.5m
4、如图所示，一物块置于水平地面上，当用水平力F拉物块时，物块做匀速直线运动；当拉力F的大小不变，方向与水平方向成37°角斜向上拉物块时，物块仍做匀速直线运动．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则物块与地面之间的动摩擦因数为（）
A．1
4
B．
1
3
C．
2
3
D．
3
4
5、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
6、在空间某区域存在一电场，x轴上各点电势随位置变化情况如图所示. -x1～x1 之间为曲线，且关于纵轴对称，其余均为直线，也关于纵轴对称. 下列关于该电场的论述正确的是
A．图中A点对应的场强大于B点对应场强
B．图中A点对应的电势大于B点对应电势
C．一个带正电的粒子在x1点的电势能等于在-x1点的电势能
D．一个带正电的粒子在-x1点的电势能大于在-x2点的电势能
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、光滑水平面上有一静止的长木板，其左端放着一个质量为m的小铁块，如图中A所示初始位置。

某时刻小铁块获得一水平向右的初速度v后开始在木板上滑行，一段时间后从长木板的右端离开，小铁块与木板之间存在摩擦力。

则小铁块刚滑到长木板的右端时，与初始的相对位置比较，图中①②③④所示的四种情况中，不可能出现的是
A ．①
B ．②
C ．③
D ．④
8、如图甲所示的电路中理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，A 、V 均为理想电表，
R 、L 和D 分别是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）
、理想线圈和灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u ，下列说法正确的是（ ）
A ．有光照射R 时，A 的示数变大
B ．电压U 的频率为100Hz
C ．V 的示数为222V
D ．抽出L 中的铁芯，D 变亮
9、如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O 点，另一端与小球相连，小球在M 点时弹簧处于原长。

现将小球从M 点由静止释放，小球能够到达的最低点为N 点。

090OMN ∠<，在小球从M 点运动到N 点的过程中
A ．小球与O 点等高时弹簧的弹性势能最大
B ．小球到达N 点时弹簧的弹性势能最大
C ．小球速度最大时弹簧的弹性势能最小
D ．除M 点和N 点外还有两个位置弹力对小球做功的功率为零
10、在坐标原点的波源产生一列沿x 轴传播的简谐横波，波速v=10m/s ，已知在t=0时
刻的波形如图所示，下列说法中正确的是___________
A．波源的振动周期为0.8s
B．经过0.2s，质点a通过的路程为10cm
C．在t=0时刻，质点a的加速度比质点b的加速度小
D．若质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴负方向传播
E.再经过0.2s的时间，质点a到达质点b现在所处的位置
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）某实验小组做“探究动能定理”实验，装置如图甲所示。

探究对象是铝块（质量小于砂桶），保持其质量m不变，通过在砂桶中加砂来改变对铝块的拉力，由力传感器可测得拉力的大小F。

已知当地重力加速度为g，电源频率为f。

（1）若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更________（填“大”或“小”）。

（2）实验时，让砂桶从高处由静止开始下落，在纸带打出一系列的点，如图乙所示，其中0是打下的第一个点，取纸带上0~5过程进行研究，铝块动能的增加量
ΔE k=__________，外力做的功W=________。

（3）为了更普遍地反应铝块运动过程中功与动能增加量的关系，某同学选取0点到不同计数点过程，作出ΔE k –W 图象如图丙所示，他根据_____________，才得到结论：外力做的功等于动能的增加量。

12．（12分）某学习小组利用气垫导轨装置来探究“做功与物体动能改变的关系”, 图示为实验装置示意图. 利用气垫导轨上的光电门可测出滑块上的细窄挡光片经过时的挡光时间.重力加速度为g ,气垫导轨水平放置,不计滑轻和导轨摩擦.实验步骤如下:
A ．测出挡光片的宽度为d ,滑块与挡光片的质量为M ;
B ．轻细线的一端固定在滑块上,另一端绕过定滑轮挂上一砝码盘, 盘和砝码的总质量为()?m m M ,细绳与导轨行;
C ．让滑块静止放在导轨左侧的某一位置,测出挡光片到光电门的距离为x ;
D ．释放滑块,测出挡光片经过光电门的挡光时间为t ∆;
E.改变砝码的质量,保证滑块每次都在同一位置由静止释放,光电门可测得对应的挡光时间.
（1）滑块经过光电门时速度的计算式v =_____(用题目中所给的字母来表达)
（2）细线的拉力做功的表达式为W =_____,滑块的动能改变的表达式为K E = _____(用题目中所给的字母来表示)
（3）我们可以通过测得的多组数据来建立2
1m t -∆的关系图像来进行更准确的实验验证,则图示中哪一项更符合真实的实验情况（_____）
A ．
B ．
C ．
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）如图所示的演示实验显示：图中自由下落的物体A 和B 经反弹后， B 能上升到比初始位置高得多的地方． A 是某种材料做成的实心物体，质量10.28kg m =，在其顶部的凹坑中松松地插着质量20.1kg m =的木棍B ，其下端与坑底之间有小空隙．将此装置从A 下端离地板高 1.25m H =处由静止释放．实验中， A 触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变，接着与木棍B 相互作用使木棍B 脱离A 开始上升，取2
10m /s g =．
（1）求A 刚触地时速度的大小；
（2）若球A 与木棍B 相互作用后恰好停留在地板上，求木棍B 上升的最大高度；
（3）若球A 与木棍B 相互作用的过程没有机械能损失，求木棍B 上升的最大高度．
14．（16分）如图所示，质量为3kg 的小车A 以v 0=4m /s 的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为1kg 的小球B （可看作质点），小球距离车面0.8m ．某一时刻，小车与静止在水平面上的质量为1kg 的物块C 发生碰撞并粘连在一起（碰撞时间可忽略），此时轻绳突然断裂．此后，小球刚好落入小车右端固定的砂桶中（小桶的尺寸可忽略），不计空气阻力，重力加速度g 取10m /s 1．求： ①绳未断前小球与砂桶的水平距离．
②小车系统的最终速度大小
③整个系统损失的机械能．
15．（12分）如图所示，质量m 1＝0.3 kg 的足够长的小车静止在光滑的水平面上，现有质量m 2＝0.2 kg 可视为质点的物块，以水平向右的速度v 0＝10m/s 从左端滑上小车，最后在车面上某
处与小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，g 取10 m/s 2.求：
（1）物块在车面上滑行的时间t ；
（2）摩擦力对小车的冲量和对小车做功
（3）要使物块不从小车右端滑出，车长至少多长?
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、B
【解题分析】A 、β射线的实质是衰变中产生的电子，故A 错误；
B 、α衰变过程中，一个原子核释放一个α粒子（由两个中子和两个质子形成的氦原子核），并且转变成一个质量数减少4，核电荷数减少2的新原子核。

所以
经过一次α衰变，变为故B 正确； C 、α、β、γ三种射线分别是氦核、电子、电磁波，三种射线的穿透能力逐渐增强，所以α射线的穿透能力比γ射线穿透能力弱，故C 错误；
D 、半衰期是由原子核内部性质决定的，与温度无关，所以升高放射性物质的温度，不能缩短其半衰期。

故D 错误；
故选：B 。

点睛：要了解三种射线的本质及特性，并利用好特性解题。

2、C
【解题分析】最上面的人受到的竖直向下重力为G ，所以每个腿上的力都是
2
G ； 中间层最左边的人，受到竖直向下的力为： 322G G G +=，所以每个腿上的力都是34G ；
由对称性，中间层最右边的人每个腿上的力也是3
4
G
；
最底层中间的人，受到竖直向下的力为：
335
442
G G G
G++=，所以其每根腿上的力
为：5
4
G
，故选项C正确。

点睛：受力平衡的题，一般用到整体法或隔离法，应用隔离法时注意顺序是层层剥皮，也就是由上到下，由外到里，分别应用平衡条件即可。

3、B
【解题分析】
试题分析：设初速度为v，加速度为a，刹车过程中由牛顿第二定律可得：mgμ=ma ①刹车位移为：②
联立①②可解得：v=14m/s=1．4km/h1km/h，B正确、C错误；
刹车时间，A错误；
最后一秒的位移，D错误；故选B．
考点：匀减速直线运动
【名师点睛】汽车刹车看作是匀减速直线运动，末速度为零，刹车加速度由滑动摩擦力提供，根据牛顿第二定律求出．然后根据匀变速直线运动的位移-速度公式即可求解．最后一秒的匀减速运动可以看作反方向的匀加速运动来求解．
4、B
【解题分析】物体做匀速运动，受力平衡；当F水平拉动时有：F=μmg；斜向上拉动物体时，竖直方向上的支持力为：F N=mg-F sin37°；水平方向上有：
F cos37°=μ（mg-F sin37°），联立解得：
1
=
3
μ；故B正确，A、C、D错误．故
选B．
【题目点拨】本题考查共点力平衡条件的应用，要注意正确受力分析，列出平衡方程即可正确求解．
5、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；
6、C
【解题分析】
A．φ-x图象的斜率大小等于电场强度，所以B点对应的场强等于A点对应场强，故A 错误；
B．由图易知A点对应的电势小于B点对应电势，故B错误；
C．由图可知，场强方向均指向O点，根据对称性可知，一个带正电的粒子在x1点的电势能等于在-x1点的电势能，故C正确；
D．电场线指向O点，则正电荷由-x1到-x2的过程中电场力做负功，故电势能增加，故带正电的粒子在-x1点的电势能小于在-x2的电势能，故D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、ACD
【解题分析】小铁块以一定的初速度滑上长木板，相对于长木板向右运动，小铁块对长木板有向右的滑动摩擦力，在滑动摩擦力作用下，长木板向右做匀加速运动，当小铁块刚滑到长木板的右端时，长木板相对于水平面的位移向右，所以①图不可能。

故A错误。

小铁块向右做匀减速运动，长木板向右做匀加速运动，若小铁块刚滑到长木板的右端时小铁块的速度大于长木板的速度，作出两个物体的v-t图象，由图象的“面积”表示位移知，图中红色阴影面积表示小铁块相对于长木板的位移，等于板长，黑色阴影面积表示长木板的位移，如图
根据几何关系知，长木板的位移小于板长。

所以②图可能，③、④图不可能。

同理，当
小铁块刚滑到长木板的右端时小铁块的速度等于长木板的速度，②图可能，③、④图不可能。

故B 正确，CD 错误。

本题选不可能出现的，故选ACD 。

【题目点拨】分析长木板的受力情况，判断其运动情况。

画出小铁块和长木板的v-t 图象，根据图象的面积表示位移分析小铁块刚滑到长木板的右端时两者相对位移与长木板位移的大小，即可作出判断。

8、AD
【解题分析】
A ．有光照射R 时，R 阻值随光强增大而减小，根据2
U P R =总
，得到线圈输出功率增大，所以原线圈输入功率增大，所以A 的示数变大，故A 正确．
B ．原线圈接入如图乙，0.02T s ，所以频率150Hz f T
==，B 错误．
C ．原线圈接入电压最大值，所以原线圈接入电压的有效值220V U =，理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，所以副线圈电压22V ，所以V 的读数为22V ，故C 错误．
D ．抽出L 中的铁芯，理想线圈自感系数减小，理想线圈对电流的阻碍减小，所以D 变亮，故D 正确．
故选AD
9、BD
【解题分析】
弹簧的形变量越大，弹性势能越大，故在N 点时弹簧的弹性势能最大，A 错误B 正确；过程中小球与弹簧组成的系统++GP TP k E E E E =恒定，所以速度最大时，即动能最大时，重力势能与弹性势能之和最小，C 错误；在与O 点等高时，弹力与小球的速度垂直，弹力的功率为零；在小球下滑过程中，弹簧是先被压缩，后又伸长的，故下滑过程中，除了M 点还有一个位置弹簧的弹力为零，即M 关于O 点所在水平线对称的点处，此时弹力为零，弹力的功率为零，故D 正确．
10、ACD
【解题分析】
由图可知波长为：8m λ=，由T v λ=
，解得周期为T =0.8s ，故A 正确；经过0.2时，即10.24t s T ==
，经14T 质点振动路程等于一个振幅即10cm ，故B 错误；当t =0时刻，根据kx a m =，可知a 的加速度小于b 的加速度，故C 正确；若a 比b 先回到平衡位置，
则此时刻a 向上振动，波沿x 轴负方向传播，故D 正确；质点a 不会随波迁移，故E 错误。

所以ACD 正确，BE 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、大 ()22
128m x x f + （F-mg ）(h+x 1) 图像斜率近似为1
【解题分析】
(1)[1]由于滑轮的摩擦，若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更大；
(2)[2]计数点5的瞬时速度
1212522
x x x x v f T ++== 则系统动能的增加量
22
221212k 5()11()2228
x x m x x f E mv m f ++∆=== [3]外力做的功
1()()W F mg h x =-+
(3)[4]对铝块由动能定理得
k W E =∆
如果图像斜率近似为1时，可知外力做的功等于动能的增加量。

12、d t ∆ mgx 212d M t ⎛⎫ ⎪∆⎝⎭
丙 【解题分析】
(1)根据很短时间内，平均速度等于瞬时速度，即可求解；
(2)根据拉力做功表达式，以及熟练应用匀变速直线运动规律，即可求解；
(3)平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力．
【题目详解】
(1) 根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，可知小物块经过光电门时速度的大小是d v t
=∆； (2) 由题意可知，细线的拉力做功，则即为盘和砝码对应重力做的功，即：mgx ； 滑块的动能改变表达为2
21122k d E Mv M t ⎛⎫== ⎪∆⎝⎭；
(3) 该实验中保持小车质量M 不变，
因此有：v 2=2as ，a=2
222d v t s s
⎛⎫ ⎪∆⎝⎭= 而F mg a M M
=
= 所以2212gs m t d M =∆重物质量m 增加不能远小于小车的质量时，直线在末端发生弯曲，则此结果对应于图中的图C ．
【题目点拨】
考查光电门测量瞬时速度的原理．
本实验与教材中的实验有所不同，但是根据所学物理知识，明确了实验原理，即可正确解答．
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）5m /s （2）4.05m （3）10m
【解题分析】【分析】A 碰地板后，反弹速度的大小1v 等于它下落到地面时速度的大小，由运动学公式求出A 刚触地时速度的大小，根据动量守恒和竖直上抛规律求出木棍B 上升的最大高度。

解：（1）根据题意， A 碰地板后，反弹速度的大小1v 等于它下落到地面时速度的大小，即
15m /s v ==．
（2）A 刚反弹后，速度向上，立刻与下落的B 碰撞，碰前B
的速度
25m/s v ==，
根据题意，碰后A 速度为零，以'
2v 表示B 上升的速度，根据动量守恒，有： '112222m v m v m v -=，
令h 表示B 上升的高度，有'222v h g
=， 由以上各式并代入数据，得 4.05m h =．
（3）根据动量守恒，规定向下为正方向， ''2A A B B A A B B m v m v m v m v -+=+， 依据能量守恒22'2'211112222
A A
B B A A B B m v m v m v m v +=+，
依据竖直上抛的公式可知'210m 2B v h g
==， 故上升的最大高度为10m
14、（1）0.4m （1）3.1m /s （3）14.4J
【解题分析】
A ①与C 的碰撞动量守恒：()01A A C m v m m v =+，得：13/v m s =
设小球下落时间为t ，则：212
H gt =，0.4t s = 所以：()010.4x v v t m =-=
②设系统最终速度为2v ，由水平方向动量守恒：
()A B m m + ()02A B C v m m m v =++ 得：2 3.2/v m s =
③由能量守恒得：
()12B A B E m gH m m =++ ()220212
A B C v m m m v -++ 解得：14.4E J =
故本题答案是：（1）0.4m （1）3.1m /s （3）14.4J
【题目点拨】
本题考查动量守恒定律的应用，要注意正确选择研究对象，并分析系统是否满足动量守恒以及机械能守恒；然后才能列式求解；同时要注意不能漏掉小球的重力势能．
15、（1）1.2s （2）1.2N·
s ；2.4J （3）6m 【解题分析】
试题分析：根据动量守恒求出系统最后的共同速度，对小车和物块运用动能定理，求出物块在车面上滑行的时间；根据动能定理求出小车获得的动能；根据能量守恒求出车长至少多长．（1）设物块与小车的共同速度为v ，以水平向右为正方向，
根据动量守恒定律有m 2v 0＝(m 1＋m 2)v
解得：v=4m/s
设物块与车面间的滑动摩擦力为F f ，对物块应用动量定理有－F f t ＝m 2v －m 2v 0 其中F f ＝μm 2g 联立以上代入数据解得：0.340.5(0.30.2)10
t ⨯==⨯+⨯ 1.2s （2）对车由动量定理得：I = m 1v -0=＝0.3×4=1.2N·s 方向水平向右
对车由动能定理得：21102
W m v =-=2.4J （3）要使物块恰好不从小车右端滑出，物块滑到车面右端时与小车有共同的速度v ， 则有m 2v 0＝(m 1＋m 2)v 由功能关系有：()22201221122
m v m m v m gL μ=++ 代入数据解得:L ＝6 m （2分）
故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车的长度的为L ＝6 m。