2024届河南省南阳中学物理高三第一学期期中质量检测模拟试题含解析

2024届河南省南阳中学物理高三第一学期期中质量检测模拟试
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、如图所示，A、B两球分别套在两光滑无限长的水平直杆上，两球通过一轻绳绕过一定滑轮（轴心固定不动）相连，某时刻连接两球的轻绳与水平方向的夹角分别为α、β，A球向左的速度为v，下列说法正确的是
A．此时B球的速度为cos cos
v
α
β
B．此时B球的速度为cos cos
v
β
α
C．当β增大到等于90︒时，B球的速度达到最大，A球的速度也最大
D．在整个运动过程中，绳对B球的拉力一直做正功
2、如图为人造地球卫星的轨道示意图，LEO是近地轨道，MEO是中地球轨道，GEO 是地球同步轨道，GTO是地球同步转移轨道．已知地球的半径R=6400km，该图中MEO 卫星的周期约为（图中数据为卫星近地点、远地点离地面的高度）（）
A．3h B．8h C．15h D．20h
3、如图所示，重6N的木块静止在倾角为300的斜面上，若用平行于斜面沿水平方向，大小等于4N的力F推木块，木块仍保持静止，则木块所受的摩擦力大小为
A．3N B．4 N C．5 N D．10 N
4、万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，利用它我们可以进行许多分析和预测。

2016年3月8日出现了“木星冲日”。

当地球位于太阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时，天文学家称之为“木星冲日”。

木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动，木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍。

下列说法正确的是（）
A．木星运行的加速度比地球的大
B．木星运行的周期比地球的小
C．下一次的“木星冲日”时间肯定在2017年
D．下一次的“木星冲日”时间肯定在2018年
5、如图所示，A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，A、B间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（）
A．A、B的质量之比为13
B．A、B23
C．快速剪断A、B细线的瞬间，A、B23
D．快速撤去弹簧的瞬间，A、B23
6、某篮球运动员将篮球竖直向上抛出，篮球在最高点离接球的手距离1.8m，该运动员接球的整个过程时间约为0.1s，(忽略空气阻力，g取10m/s2)则下列说法正确的是A．接球时球的速度大小为3m/s
B．篮球自由下落时间约为1.2s
C．手受到的平均作用力的大小是篮球重力大小的7倍
D．手接篮球的整个过程，篮球处于失重状态
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，一平台到地面的高度为h=0.45m,质量为M=0.3kg的木块放在平台的右端，木块与平台间的动摩擦因数为 =0.1．地面上有一质量为m=0.1kg的玩具青蛙距平台右侧的水不距离为x=1.1m,旋紧发条后释放，让玩具青蛙斜向上跳起，当玩具青蛙到达木块的位置时速度恰好沿水不方向，玩具青蛙立即抱住木块并和木块一起滑行．巳知木块和玩具青蛙均可视为质点，玩具青蛙抱住木块过程时间极短，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s1，则下列说法正确的是
A．玩具青蛙在空中运动的时间为0.3s
B．玩具青蛙在平台上运动的时间为1s
C．玩具青蛙起跳时的速度大小为3m/s
D．木块开始滑动时的速度大小为1m/s
8、如图所示，固定的光滑竖直杆上套一个滑块A，与滑块A连接的细线绕过光滑的轻质定滑轮连接滑块B，细线不可伸长，滑块B放在粗糙的固定斜面上，连接滑块B的细线和斜面平行，滑块A从细线水平位置由静止释放（不计轮轴处的摩擦），到滑块A 下降到速度最大（A未落地，B未上升至滑轮处）的过程中
A．滑块A和滑块B的加速度大小一直相等
B．滑块A减小的机械能等于滑块B增加的机械能
C．滑块A的速度最大时，滑块A的速度大于B的速度
D．细线上张力对滑块A做的功等于滑块A机械能的变化量
9、如图所示，倾角θ＝30°的固定斜面上固定着挡板，轻弹簧下端与挡板相连，弹簧处于原长时上端位于D点．用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体A和B，
使滑轮左侧轻绳始终与斜面平行，初始时A 位于斜面的C 点，C 、D 两点间的距离为L ．现由静止同时释放A 、B ，物体A 沿斜面向下运动，将弹簧压缩到最短的位置E 点，D 、E 两点间的距离为
2
L
．若A 、B 的质量分别为4m 和m ，A 与斜面间的动摩擦因数3
8
μ=
，不计空气阻力，重力加速度为g ，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，则( )
A ．A 在从C 至E 的过程中，先做匀加速运动，后做匀减速运动
B ．A 在从
C 至
D 的过程中，加速度大小为
120
g C ．弹簧的最大弹性势能为
15
8mgL D ．弹簧的最大弹性势能为3
8
mgL
10、船在静水中的航速是1 m/s ，河岸笔直，河宽恒定，河水靠近岸边的流速为2 m/s ，河中间的流速为3 m/s.．以下说法中正确的是（ ） A ．船不能垂直河岸过河 B ．船不能沿一直线过河
C ．因船速小于流速，船不能到达对岸
D ．船过河的最短时间是一定的
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）（1）在“探究求合力的方法”的实验中，下列操作正确的是____ A ．在使用弹簧秤时，使弹簧秤与木板平面平行 B ．在使用弹簧秤前，先调整零刻度
C ．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
D ．描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些
（2）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前段各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物，小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的细战和抬起来控制，如图甲所示，实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力．
请指出图乙中错误之处：_________________．调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是15cm和25cm，则两车的加速度之比为___________________．12．（12分）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图1所示．
（1）为了平衡小车及纸带所受的摩擦力，实验时应将长木板AB的_____（选填“A端”或“B端”）适当垫高．
（1）根据一条实验中打出的纸带，通过测量、计算，作出小车的v﹣t图象见图1，可知小车的加速度为_____m/s1．
（3）在研究加速度与力的关系时，保持小车的_____不变，测出在拉力F作用下小车的加速度a，改变拉力F，重复实验，得到多组不同的F及相应a的实验数据．有同学认为：测量多组不同F、a的数据，目的是为了求平均值来减小实验误差．该同学的看法是_____（选填“正确”或“错误”）的．
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，在平面直角坐标系xoy中的第一象限内存在磁感应强度大小为B，方向垂直于坐标平面向里的有界圆形匀强磁场区域(图中未画出)：在第二象限内，存在与x轴负方向成α=30°的匀强电场，一粒子源固定在X轴上坐标为(-L，0)的A点。

粒子源沿y轴正方向释放出质量为m，电荷量为-q，速度大小为v的带电粒子，粒子垂直y轴通过C点进入第一象限，又经过磁场偏转后垂直x轴进入第四象限(带电粒子的重力不计)。

求:
(1)匀强电场的电场强度E 的大小； (2)带电粒子离开电场时的速度大小； (3)圆形匀强磁场的最小面积.
14．（16分）一列简谐横波在x 轴上传播，如图所示，实线是这列波在t 1＝0.1 s 时刻的波形，虚线是这列波在t 2＝0.2 s 时刻的波形，求：
(ⅰ)如果此波沿x 轴正方向传播，波速的最小值； (ⅱ)如果此波沿x 轴负方向传播，波速的可能值。

15．（12分）京北巨刹红螺寺位于怀柔区红螺山南麓，始建于东晋咸康四年．它背倚红螺山，南照红螺湖，山环水绕，林大丰茂，古树参天，形成一幅“壁波藏古刹”的优美的画卷，下图为流客乘坐滑车沿红螺山滑道下行的情景．在全长1500米的下行途中，滑车穿行于松柏密林红叶丛中，游客尽情享受其中无穷乐趣．
现将滑道视为长1500m 、高300m 的斜面来进行研究．假设滑车与滑道之间的动摩擦因数=0.1μ，游客和滑车总质量80kg m =．已知5 2.24=， 6 2.45=，重力加速
度2
10m /s g =．
（1）如果不拉动车闸，让滑车沿滑道自行滑下，求滑车沿滑道下滑的加速度大小a ；
（结果取2位有效数字）
（2）游客在某次乘坐滑车下滑时，使用了车闸，最终到达终点时的车速为1m /s ，是该过程中滑车克服阻力做了多少功？（结果取2位有效数字）
（3）如果下滑过程中游客一直不拉车闸制动，试通过计算分析这种行为是否具有危险性．
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 ．将物块A 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于B 沿绳子方向的分速度。

在沿绳子方向的分速度为 v 绳子=v cos α 所以
cos cos cos B v v v α
ββ
=
=绳 故A 正确，B 错误；
C ．当β增大到等于90︒时，B 球的速度沿绳子方向的分速度等于0，所以A 沿绳子方向的分速度也是0，而cos α不等于0，所以A 球的速度为0；此时A 的动能全部转化为B 的动能，所以B 球的速度达到最大，故C 错误；
D ．在β增大到90︒的过程中，绳子的方向与B 球运动的方向之间的夹角始终是锐角，所以绳对B 球的拉力一直做正功，在β继续增大的过程中拉力对B 球做负功，故D 错误。

2、A 【解题分析】
GEO 是地球同步轨道，周期为T G =24h ，设MEO 卫星的周期为T M ，根据开普勒第三
定律可知，23M M 23G G T r T r =，则33
M M G
3G 42006400()24h 3h 360006400
r T T r +==⨯=+，故A 项正确，BCD 三项错误。

3、C
【解题分析】解： 对木板受力分析，受推力F 、重力G 、支持力N 和静摩擦力f ，
将重力按照作用效果分解为沿斜面向下的分力F′=Gsinθ=3N 和垂直斜面向下的分力3N ；
在与斜面平行的平面内，如图有225f F F N '+=，故选C.
4、C 【解题分析】
AB ．设太阳质量为M ；质量为m 的行星，轨道半径为r ，周期为T ，加速度为a ，对行星由牛顿第二定律可得
2224Mm r
G ma m r T
π==
解得
2GM a r =，32r T GM
=由于5r r ≈土地，因此，土星运行的加速度比地球小，土星运行周期比地球大，故AB 错误；
CD ．地球公转周期T 1＝1年，土星公转周期
2112511.18T T ≈年
设经时间t ，再次出现土星冲日，则
122t t ωωπ-=
其中11
2T πω=
，222T π
ω=，解得： 1.1t ≈年，因此下一次土星冲日发生在2017年，
C 正确，
D 错误。

故选C 。

5、C
【解题分析】
A ．对A
B 两个物体受力分析，如图所示：
AB 都处于静止状态，受力平衡，则有：对A 物体：=tan 60A m g
F 弹
，对B 物体：B F m g =弹，联立可得：
3A B m m = 故A 错误。

B ．同一根弹簧弹力相等，所以A 、B 所受弹簧弹力大小之比为1:1。

故B 错误。

C ．快速剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，物体所受合力分别为：
23
=
sin 603
A A A m g F g =合，=2sin 45
B B m g F m g =B 合，剪断细线瞬间，A 、B 的瞬时加
速度之比：
::23A A B A B
F F a a m m =
=合B 合
故C 正确。

D ．快速撤去弹簧的瞬间，物体AB 将以悬点为圆心做圆周运动，刚撤去弹簧的瞬间，将重力分解为沿半径和沿切线方向，沿半径合力为零，合力沿切线方向，对A 物体：
sin 60A A A m g m a =，解得：
3A a g =
对B 物体：sin 45B B B m g m a =，解得：
22
B a g =
联立可得加速度之比为：
:A B a a =故D 错误。

6、C 【解题分析】
AB.由运动规律可得，篮球下落到该运动员手处的速度，由v 2=2gh 解得v =6m/s ，篮球的下落时间t 1=v/g =0.6s ，故A 、B 错误；
C.从接触该运动员手到停止运动，篮球的加速度a =v/t 2=60m/s 2，根据牛顿定律： F －mg=ma
可得，F =7mg ，故C 正确;
D.运动员接篮球的整个过程，篮球做减速运动，加速度方向向上，篮球处于超重状态，故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、AD 【解题分析】 由2
112
h gt =
得玩具青蛙在空中运动的时间为10.3t s =，A 项正确；玩具青蛙离开地面时的水平速度和竖直速度分别为1
4/x x
v m s t ==，13m /s y v gt ==，玩具青蛙起跳时
的速度大小为05m /s v =
=，
C 项错误；由动量守恒定律得()x M mv m v =+，解得木块开始滑动时的速度大小为1v m /s =，
D 项正确；由动量定理得：
2()0()M m gt M m v μ-+=-+，解得玩具青蛙在平台上运动的时间为20.5t s =，B
项错误． 8、CD 【解题分析】
根据沿绳的加速度相同分析两滑块的关系；由系统的机械能守恒的条件判断；由沿绳的速度相等分析两滑块的速度关系；由动能定理或能量守恒分析机械能的变化. 【题目详解】
A 、两滑块与绳构成绳连接体，沿绳方向的加速度相等，则A 的分加速度等于
B 的加速度；故A 错误.
B 、绳连接体上的一对拉力做功不损失机械能，但B 受到的斜面摩擦力对B 做负功，由
能量守恒可知滑块A 减小的机械能等于滑块B 增加的机械能和摩擦生热之和；B 错误. C 、绳连接体沿绳的速度相等,则A 沿绳的分速度等于B 的运动速度，如图所示，即滑块A 的速度大于B 的速度；故C 正确.
D 、对A 受力分析可知，除重力外，只有细线的张长对滑块做功，由功能原理可知，细线上张力对滑块A 做的功等于滑块A 机械能的变化量；故D 正确.
故选CD.
【题目点拨】
绳连接体抓住五同原理解题.(沿绳的拉力相同，沿绳的加速度相同，沿绳的速度相同，沿绳的功率相同，沿绳的做功相等).
9、BD
【解题分析】
AB ．对AB 整体，从C 到D 的过程受力分析，根据牛顿第二定律得加速度为 4sin 304cos30420
mg mg mg g a m m μ︒--⋅︒==+ 可知a 不变，A 做匀加速运动，从D 点开始与弹簧接触，压缩弹簧，弹簧被压缩到E 点的过程中，弹簧弹力是个变力，则加速度是变化的，所以A 在从C 至E 的过程中，先做匀加速运动，后做变加速运动，最后做变减速运动，直到速度为零，故A 错误，B 正确；
CD ．当A 的速度为零时，弹簧被压缩到最短，此时弹簧弹性势能最大，整个过程中对AB 整体应用动能定理得
004sin 304cos30222L L L mg L mg L mg L W μ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+︒-+-⨯︒+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝
⎭弹 解得38
W mgL =弹，则弹簧具有的最大弹性势能为 p 38
E W mgL ==弹 故C 错误，D 正确。

10、AD
【解题分析】
由于水流速度大于船速，合速度不可能垂直河岸，故航线轨迹不能垂直河岸，故A 正确；虽然水流速度不断变化且大于船速，只要不断调节船头指向，可以使得合速度方向保持不变，即船能沿一直线过河，故B 错误；只要船头指向对岸，船就一定可以到达对岸，故C 错误；当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，与水流速度无关，故D 正确；故选AD ．
【题目点拨】
本题关键在于水流方向的分运动对渡河时间无影响，同时合速度与分速度遵循平行四边形定则，方向一定改变．
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、ABD ，拉小车的细绳与木板没有平行；托盘和砝码的总质量没有远小于小车的质量 3：5
【解题分析】
（1）[1] A.本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大．故A 正确；
B.为防止产生测量误差，使用弹簧秤前必须先调零．故B 正确．
C.只要橡皮筋的另一端两次都接到O 点，达到效果相同，拉力方向没有限制，橡皮筋不需要与两绳夹角的平分线在同一直线上，故C 错误；
D.描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些，以减小实验的误差，故D 正确．
（2）[2]由图可知，拉小车的细绳与木板没有平行；托盘和砝码的总质量没有远小于小车的质量；
[3]由题意可知，两小车的运动时间相同，据运动学公式
212
x at = 可得加速度之比：
1212::3:5a a x x ==
12、B 端 3.0 质量 错误
（1）为了平衡小车及纸带所受的摩擦力，实验时应将长木板AB 的B 端适当垫高． （1）由v t -图象可知小车的加速度为222.00.2/ 3.0/0.6
v a m s m s t ∆-===∆； （3）测量多组不同F 、a 的数据，目的是为了探究力F 和加速度a 的关系，并不是减小实验误差．该同学的看法是错误的．
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（3）222232m v B q π 【解题分析】
根据牛顿第二定律得到水平和竖直方向的加速度，然后利用运动学公求解即可； 根据洛伦兹力提供向心力求解出轨迹的半径，确定磁场的最小半径，得到最小面积；
【题目详解】
（1）从A 点C 的过程中，在x 轴方向根据牛顿第二定律得到：0cos302x qE a m m
==
在x 轴方向匀加速运动，则：2212x L a t == 在y 轴方向根据牛顿第二定律得到：0sin 302y qE qE a m m
==， 在y 轴方向匀减速运动，则：2y qE v a t t m
==
联立可以得到：E =
（2）粒子离开电场时的速度为x v ，有：12x L v t =，23mv t qE v
==
解得：x v =；
（3）粒子在磁场中做圆周运动的半径为r ，2x x mv Bqv r =，则：x mv r Bq Bq ==
则圆形磁场的最小面积为min s ，有2
22min
2232m v s B q ππ⎫==⎪⎪⎝⎭。

【题目点拨】 本题中粒子先在电场中运动，然后进入磁场做匀速圆周运动，要根据运动学公式和牛顿
第二定律以及几何关系列式求解。

14、 (ⅰ)30 m/s (ⅱ)v ＝(80k ＋50) m/s(k ＝0，1，2，3，…)
【解题分析】解(ⅰ)由波形图知波长
波沿x 轴正方向传播时，传播距离Δx 满足
由知，当k ＝0时波速取最小值， 解得最小波速
(ⅱ)波沿x 轴负方向传播时，传播距离 所以波速
15、 (1) 21.0m /s (2) 122440J - (3)具有危险性
【解题分析】【分析】依据牛二定律求出滑车沿滑道下滑的加速度大小，由动能定理求出该过程中滑车克服阻力做功，由运动学公式分析这种行为是否具有危险性。

解：(1)依据牛二定律： sin cos mg mg ma θμθ-= 且由题可知1sin 5
θ=， 26cos θ=代入公式解得： 21.0m /s a =
(2)依据动能定理： 21cos 02
f m
g L mg
h W mv μθ-++=
- 解得122440J f W =-
(3)依据22t v ax = 3000m /s t v =，即1030m /s t v =．
故速度很大，所以具有危险性。