2024届廊坊市重点中学物理高三上期中统考试题含解析

2024届廊坊市重点中学物理高三上期中统考试题
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
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、一质点做直线运动的v–t图象如图所示．下列说法正确的是
A．质点在0~1 s的位移与1~2 s的位移可能相等
B．质点在1~2 s做加速度逐渐减小的直线运动
C．质点在1~2 s中某时刻的加速度等于质点在2~3 s的加速度
D．质点在1 s时刻，离出发点最远，在2 s时刻，返回出发点
2、如图所示，足够长的半径为R=0.4 m的1/4圆弧形光滑轨道固定于竖直平面内，圆弧形轨道与光滑固定的水平轨道相切，可视为质点的质量均为m=1 kg的小球甲、乙用轻杆连接，置于圆弧形轨道上，小球甲与O点等高，小球乙位于圆心O的正下方。

某时刻将两小球由静止释放，最终它们在水平面上运动。

g取10 m/s2。

则()
A．两球最终在水平面上运动的速度大小为2 m/s
B．小球甲下滑过程中机械能守恒
C．小球甲下滑到圆弧形轨道最低点时，对轨道压力的大小为10 N
D．整个过程中轻杆对小球乙做的功为1 J
3、一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的图像如图所示，若已知汽车的质量m，牵引力1F和速度1v
及该车所能达到的最大速度3v ，运动过程中阻力大小恒定，则根据图像所给信息，下列说法正确的是（ ）
A ．汽车运动中的最大功率为13F v
B ．速度为2v 时的加速度大小为112
F v mv C ．汽车行驶过程中所受阻力113F v v D ．恒定加速时，加速度为1F m
4、如图所示，甲、乙两个高度相同的固定斜面，倾角分别为1α和2α，且12αα<。

质量为m 的物体（可视为质点）分别从这两个斜面的顶端由静止沿斜面滑到底端，物体与这两个斜面的动摩擦因数均为μ。

关于物体两次下滑的全过程，下列说法中正确的是（ ）
A ．重力所做的功相同
B ．重力的平均功率相同
C ．动能的变化量相同
D ．机械能的变化量相同
5、某物体在三个共点力的作用下处于静止状态，若把其中一个力 F 1 的方向沿顺时针
转过60°
角而保持其大小不变，其余两力保持不变，则此时物体所受的合力大小为 A ．F 1
B 2F 1
C ．2 F 1
D ．无法确定
6、如图所示，某同学在教室中站在体重计上研究超重与失重．她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程．关于她的实验现象，下列说法中正确的是( )
A．只有“起立”过程，才能出现失重的现象
B．只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象
C．“起立”、“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象
D．“起立”的过程，先出现失重现象后出现超重现象
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，在一个直角三角形区域ABC内，存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，AC边长为3l，∠C=90°，∠A=53°．一质量为m、电荷量为+q的粒子从AB边上距A点为l的D点垂直于磁场边界AB射入匀强磁场，要使粒子从BC边射出磁场区域（sin53°=0.8，cos53°=0.6），则（）
A．粒子速率应大于3
2 Bql m
B．粒子速率应小于2
3 Bql m
C．粒子速率应小于4Bql m
D．粒子在磁场中最短的运动时间为π6
m Bq
8、如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边．已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1，A、B两点间距离为d，缆绳质量忽略不计．下列说法正确的是( )
A．小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功W f=fd
B．小船经过B点时的速度大小
C．小船经过B点时的速度大小
D．小船经过B点时的加速度大小
9、某人站在与电脑连接的力传感器上做原地纵向摸高训练，图甲是他做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心。

图乙是电脑上显示的力传感器所受压力随时间变化的图象，已知重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计，则根据图象分析可知（）
A．b到c的过程中，人先处于失重状态再处于超重状态
B．人跳起的最大高度为1.8m
C．起跳过程中人做的功大于360J
D．人从起跳到双脚离开力传感器的过程中，重力的冲量大小为240N∙s
10、a、b、c三个α粒子由同一点垂直场强方向同时进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以肯定（）
A．在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上
B．进入电场时，c的速度最大，a的速度最小
C．b和c同时飞离电场
D．动能的增量相比，a的最小，b和c的一样大
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）图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。

图中打点计时器的电源为50 Hz 的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。

在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。

(1)完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________________的点。

②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。

测量相邻计数点的间距s1、s2、…。

求出与不同m相对应的加速度a。

⑥以砝码的质量m为横坐标，1
a
为纵坐标，在坐标纸上作出
1
a
－m关系图线。

若加速
度与小车和砝码的总质量成反比，则1
a
与m应成________关系(填“线性”或“非线性”)。

(2)完成下列填空：①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。

②图乙为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况由此求得加速度的大小a＝_______ m/s2 (保留三位有效数字)。

③图丙为所得实验图线的示意图。

设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为____________，小车的质量为________。

12．（12分）如图甲所示，是某研究性学习小组做探究“探究功与速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记
为W．当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，橡皮筋对小车做功为2W，3W…小车每次实验过程中的运动由打点计时器所打的纸带记录．
(1)安装橡皮筋前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板一侧的高度，直到向下轻推小车后观察到_______;
(2)关于该实验，下列说法正确的是________
A．实验前先平衡摩擦力是为了保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必须保持一致
C．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
D．每次实验小车必须从同一位置由静止弹出
(3)图乙给出了某次实验打出的纸带，从中截取了一段纸带，已知相邻两点时间间隔为0.02s，则橡皮筋松弛后小车获得的速度v=_______m/s(结果保留两位有效数字)．
(4)以v2为纵坐标，以橡皮筋作的功W为横坐标，利用实验数据作出v2-W图象如图丙，由此图象可得v2与W的关系为______．根据我们学过的功与能相关知识，猜想影响图线斜率的物理量可能有_____(写出一个即可)．
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，abcd为固定在竖直平面内的光滑轨道，其中ab倾斜、bc水平、
cd为半径R＝0.25m的1
4
圆弧轨道三部分平滑连接，c为圆弧轨道的最低点，可为质点
的小球m 1和m 2中间压缩轻质弹簧静止在水平轨道上(弹簧与两小球不栓接且被锁定)，水平档板c 与d 点竖直距离h ＝0.15m ．现解除对弹簧的锁定，小球m 1脱离弹簧后恰能沿轨道运动到a 处，ab 的竖直高度差H ＝1.8m ，小球m 2沿轨道cd 运动冲出轨道打在
水平档板e 上．已知m 1＝0.5kg ，m 2＝1.0kg ，在c 点时小球m 2对轨道压力的大小为46N ，
已知弹簧恢复原长时小球仍处于水平轨道，不计空气阻力，g ＝10m/s 2求:
（1）弹簧最大的弹性势能
（2）小球m 2离开d 点到打在水平档板e 上的时间．
14．（16分）如图所示为一种打地基所用的夯，打夯时四人分别握住夯锤的一个把手，同时向上用力然后同时松手，夯落至地面将地基夯实．若已知夯的质量为80kg ，每个人对夯施加竖直向上的力均恒为250N ，力的持续时间为0.6s ，夯落地时将地面砸出的凹痕深为2cm ，重力加速度g 取10m /s 2，求
（1）夯离地瞬间的加速度；
（2）夯砸入地面的过程中夯对地面的平均作用力；
（3）夯在空中运动多长时间，其重力瞬时功率为1600W ．
15．（12分）一容积为V 1的气缸，缸内的活塞上升到顶端时可被挡住，如图所示．气缸内封闭着体积为034
V ，温度为311K 的理想气体．活塞体积和质量忽略不计，外界大气压强为p 1．缓慢加热缸内气体，求：
（Ⅰ）当活塞刚好上升到顶端时气体的温度；
（Ⅱ）当气体的压强为032
p 时气体的温度．
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v –t 图象中，图线下的面积表示位移，质点在0~1 s 的位移小于在1~2 s 的位移，选项A 错误；在v –t 图象中，图线的斜率表示加速度，质点在1~2 s 做加速度逐渐增大的直线运动，选项B 错误；质点在1~2 s 中某时刻的斜率等于质点在2~3 s 的斜率，质点在1~2 s 中某时刻的加速度等于质点在2~3 s 的加速度，选项C 正确；质点在3 s 时刻，离出发点最远，在2 s 时刻，没有返回出发点，选项D 错误．
2、A
【解题分析】
先对两个球整体分析，只有重力做功，系统机械能守恒，根据机械能守恒定律列式分析；考虑重力对小球甲做功功率时，结合特殊位置进行分析；在圆弧轨道最低点，重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式分析；对球乙运用动能定理列式分析。

【题目详解】
A 项：两个球系统机械能守恒，则221122mgR mv mv =
+，
解得：2m m v s s
===，故A 正确； B 项：由甲、乙组的系统机械能守恒可知，由于乙球的机械能增大，所以甲球的机械能减小，故B 错误；
C 项：小球甲下滑到圆弧形轨道最低点，重力和支持力的合力提供向心力，故：
2
v N mg m R
-= 解得：22
2(1101)200.4
v N mg m N N R =+=⨯+⨯=，故C 错误； D 项：整个过程中，对球乙，根据动能定理，有：221112222
W mv J J =
=⨯⨯=，故D 错误。

故应选：A 。

【题目点拨】
本题关键时明确两个球相同机械能守恒，而单个球的机械能不守恒，同时要结合动能定理分析，还要找到向心力来源。

3、C
【解题分析】
A. 汽车匀加速直线运动阶段，牵引力不变，速度逐渐增大，牵引力功率逐渐增大。

匀加速结束时，牵引力的功率达到F 1v 1．后保持恒定的牵引功率，则汽车运动中的最大功率
P m =F 1v 1
故A 错误；
B. 根据F 1v 1=Fv 2解得：
112
=F v F v 此时根据牛顿第二定律可知
F −f =ma ′
解得
112-F v f a mv m
'= 故B 错误；
C.当牵引力等于阻力时速度达到最大，则
F 1v 1=fv 3
解得
113
F v f v = 故C 正确；
D.根据牛顿第二定律在匀加速阶段，加速度大小为
1F f a m
-= 故D 错误。

4、A
【解题分析】
A ．重力做功只与始末位置有关，两种轨道上滑下，物体下滑的距离相等，故重力做功相同，A 正确；
B ．物体沿斜面下滑时由牛顿第二定律有
sin cos mg mg ma αμα-=
可得物体下滑时的加速度
sin cos a g g αμα=-
因为12αα<，所以物体下滑时的加速度21a a >，物体下滑高度相同，可知，沿倾角1α下滑的距离大于沿倾角2α下滑的距离，结合21a a >，可知，沿倾角1α下滑的时间大于沿倾角2α下滑的时间，又因为重力做功相等，故重力做功的平均功率不等，B 错误； C ．由B 分析知，沿斜面下滑时的摩擦力cos f mg μα=沿倾角1α的摩擦力1f 大于沿斜角2α下滑时的摩擦力，而沿倾角1α下滑的距离大，故克服摩擦力做功大于沿倾角2α下滑时克服摩擦力做的功，根据动能定理可知，沿倾角2α下滑时物体获得的动能大，C 错误；
D ．由C 分析知，两种情况下摩擦力做的功不同，故机械能的变化量不等，D 错误。

故选A 。

5、A
【解题分析】
力平衡中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故除F 1外的两个力的合力大小等于F 1，方向与F 1反向，故等效成物体受两个互成120°的大小等于F 1的力作用；根据平行四边形定则可知，两个大小相等且互成120°的力合成时，合力在两个分力的角平分线上，大小等于分力，故此时物体所受到的合力大小为F 1；
A ．F 1，与结论相符，选项A 正确；
B F 1，与结论不相符，选项B 错误；
C ．2 F 1，与结论不相符，选项C 错误；
D ．无法确定，与结论不相符，选项D 错误；
故选A 。

6、C
【解题分析】
下蹲过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，所以先处于失重状态后处于超重状态；
人从下蹲状态站起来的过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态后处于失重状态，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、AC
【解题分析】
ABC.由几何知识知4BC l =，4BD l =，粒子运动轨迹与BC 边相切为一临界，由几何知识知：
sin 374R l R
=
- 得：32R l = 根据2
v Bqv m R
= 可以求得速度32Bql v m
= ，此为从BC 边出来的最小速度， 粒子恰能从BC 边射出的另一边界为与AC 边相切，由几何知识恰为C 点
半径4r l =
再根据：2
v Bqv m r
= 解得：4Bql v m
=，此速度为从BC 边出来的最大速度 故AC 正确；B 错误；
D.根据运动轨迹可知，粒子在磁场中运动的最小圆心角为37，所以最短时间为 min 372π37π360180m m t qB qB
=⋅=⋅ ，故D 错． 8、ABD
【解题分析】
小船从A 点运动到B 点过程中克服阻力做功：W f =fd ，故A 正确；小船从A 点运动到B 点，电动机牵引缆绳对小船做功：W =Pt ，由动能定理有：
，联立解得：，故B 正确，C 错误；设小船经过B 点时绳的拉力大小为F ，绳与水平方向夹角为θ，绳的速度大小为v ′，P =Fv ′， v ′=v 1cosθ，牛顿第二定律 Fcosθ-f =ma ，联立解得：
，故D 正确。

所以ABD 正确，C 错误。

9、AC
【解题分析】
A ．b 到c 的过程中，力传感器的示数先小于人的重力后大于重力，则人先处于失重状态再处于超重状态，故A 正确；
B ．由图可知，人在空中运动的时间为0.6s ，则人从最高点下落的高度为 21100.3m 0.45m 2
h =⨯⨯= 故B 错误；
C ．人起跳过程获得的速度为
100.3m/s 3m/s v gt ==⨯=
动能为
22k 11803J 360J 22
E mv ==⨯⨯= 而重心还要升高一定高度，则起跳过程中人做的功要大于360J ，故C 正确； D ．由图可知，双脚离开力传感的过程中历时小于0.3s ，则重力的冲量小于
8000.3N s=240N s ⨯⋅⋅
故D 错误。

故选AC 。

10、AB
【解题分析】
试题分析：据题意，带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，其运动时间由加速距离决定，而a 、b 、c 粒子的加速距离相等，据可知，当b 粒子飞离电场时，a 刚好打在
负极板上，选项A 正确；运动时间相同，水平距离大的粒子据
可知初速度越大，故选项B 正确；据图可知粒子c 先飞离电场，故选项C 错误；动能的增量：
，可知粒子a 、b 动能增量相同而c 的最小，故选项D 错误。

考点：本题考查带电粒子在电场中的运动。

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、等间距 线性 远小于小车和砝码的总质量 1.16(1.13～1.19之间均正确) 1k b k
【解题分析】
(1)[1]在平衡摩擦力时，应小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列等间距的点，则此时说明小车做匀速运动；
[2]由牛顿第二定律：F =ma 可知：
11m a F
= 在F 一定时，1a 与m 成正比，1a
与m 成线性关系. (2)[3]探究牛顿第二定律实验时，当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力，认为小车受到的拉力不变．
[4]两个相邻计数点之间还有4个点，打点计时器的打点时间间隔为0.02s ，计数点间的时间间隔：t =0.1s,由匀变速直线运动的推论：
△x =at 2
可知加速度：
2
223122
[(120.072.7)(36.512.3)]10m/s 1.16m/s 22(0.1)s s a t -----⨯==≈⨯ [5][6]设小车质量为M ，小车受到外力为F ，由牛顿第二定律有：
F M m a =+()
所以
1m M a F F
=+ 则1m a
-图象的斜率为1F ，故 1F k 纵截距为
M b F
= 则 b M k
=
12、纸带上打下的点间距均匀 ABD 0.81 v 2与W 成正比 小车的质量
【解题分析】
(1)[1]安装橡皮筋前，平衡摩擦力后，小车做匀速运动，轻推小车后观察到纸带上打下的点间距均匀。

(2)[2]A. 实验前先平衡摩擦力是为了保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，故A 正确。

B.为了保证每根橡皮条每次对小车做功相同，每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，故B 正确。

C.该实验不需算出橡皮筋对小车做功的具体数值，而是通过改变橡皮条的根数使对小车做的功成倍增加，故C 错误。

D. 为了减小实验误差，每次实验小车必须从同一位置由静止弹出，故D 正确。

(3)[3]取匀速段计算速度
21.6210m/s 0.81m/s 0.02v -=⨯= (4)[4][5]根据图像可知v 2与W 成正比，根据动能定理可知212W mv =
，所以影响斜率的物理量可能为小车的质量。

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）13.5J ；（2）0.1s
【解题分析】
（1）对小球m 1，由机械能守恒定律得：
12
m 1v ＝m 1gH 解得：v 1＝6m/s
设在c 点时轨道对小球m 2压力的大小为F ，由牛顿第二定律得：
2222m v F m g R
=－ 解得：v 2＝3m/s
弹簧锁定时的弹性势能最大，由能量的转化及守恒定律得：
E P ＝12m 1v ＋12
m 2v 代入数值得：E P ＝13.5J ．
（2）小球m 2从c 点到d 点，由动能定理得：
－m 2gR ＝12m 2v d 2－12
m 2v 解得：v d ＝2m/s
小球m 2离开d 点做竖直上抛运动，到打在水平档板e 上的时间为t ．
h ＝v d t －12
gt 2 联立以上各式代入数值得：t 1＝0.1s ，t 2＝0.3s （舍去）
小球m 2离开d 点到打在水平档板e 上的时间为0.1s ．
14、（1）2.5m/s 2 （2）23300N （3）0.95s
【解题分析】
当夯离地时，根据牛顿第二定律可求出夯的加速度；从离地到最后静止，全过程用动能定理可解的夯对地面的平均作用力；先求出向上的最大速度再和重力瞬时功率为1600W 时的速度比较，可知此时刻出现在下落过程，利用速度公式可求得时间． （1）根据牛顿第二定律可得：
4F mg ma -=
带入数据解得：
a =2.5m/s 2
（2）上升过程中位移为：
2211 2.50.60.4522
x at m m ==⨯⨯= 由动能定理可得：
40Fs mgh fh ﹣+= 解得：
f =23300N
（3）根据P mgv =，可得重力功率为1600W 时瞬时速度为：
1600m/s=2m/s 800
P v mg == 上升过程中最大速度为：
v =at =2.5×0.6=1.5m/s ，
所以速度为2m/s 出现在升到最高点后的下落过程中，
v =﹣2m/s
撤去力后：v =v 0﹣gt ，所以：
()0 1.520.3510
v v t s s g ---=== 所以总时间为：
t =0.6+0.35=0.95s
点睛：本题主要考查了牛顿第二定律、运动学公式和动能定理的综合，理清物体运动过程，结合牛顿第二定律和运动学公式和动能定理即可求解．
15、（Ⅰ）411K （Ⅱ）611K
【解题分析】
（Ⅰ）活塞上升过程，气缸内封闭气体作等压变化，根据盖·吕萨克定律得： 1212
V V T T = 其中：1034
V V =
，20V V = 解得： 2400K T ＝
即当活塞刚好上升到顶端时气体的温度是400K
（Ⅱ）气体的压强从0P 增大为032
P ，的过程气体作等容变化，根据查理定律得： 0023
32P P T T = 解得：3600K T ＝ 即当气体的压强为
032P 时，气体的温度是600K。