2023-2024学年江苏省无锡市高三(上)期中教学质量调研测试物理试卷+答案解析(附后)

2023-2024学年江苏省无锡市高三（上）期中教学质量调研测试物
理试卷
一、单选题：本大题共11小题，共44分。

1.如图所示，一儿童沿直滑梯加速下滑，在下滑过程中，他所受力的功率不变的是( )
A. 重力
B. 支持力
C. 摩擦力
D. 合力
2.一列横波沿x轴的正方向传播，波速为，某时刻的波形如图所示，则( )
A. 经过1s质点K运动到波谷
B. 经过2s质点K运动到L处
C. 经过2s质点K回到平衡位置
D. 经过3s质点K运动到波峰
3.如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放与P的接触面粗糙，在Q下滑的过程中，关于P和Q构成的系统，下列说法正确的是( )
A. 机械能守恒、动量守恒
B. 机械能不守恒、动量守恒
C. 机械能守恒、动量不守恒
D. 机械能不守恒、动量不守恒
4.某同学用细线拴一重物制成简易加速度计，其刻度面如图所示刻度为弧度若某次火车出站时读到细线
与竖直方向夹角为，则加速度约为g为重力加速度( )
A. g
B. g
C. g
D. g
5.某同学利用图甲所示装置研究物块与长木板间摩擦力。

水平向左拉长木板，传感器记录的图像如图
乙所示.下列说法不正确的是( )
A. 物块与长木板先相对静止后相对运动
B. 根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力
C. 根据图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
D. 到图像的波动是由于细线的弹性引起的
6.如图所示，某同学训练定点投篮，先后两次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，两次均命中，但第二次篮球的滞空时间比第一次长，不考虑空气阻力，则( )
A. 两次投出速度方向相同
B. 两次最大高度相同
C. 第二次在最高点速度小
D. 第二次投出速度一定大
7.磁性圆盘竖直放置，绕固定的水平轴匀速转动，一铁质小物体吸附在距离圆盘中心r处，相对于圆盘静止，则小物体( )
A. 在最高点一定受四个力作用
B. 在与圆心等高处摩擦力的方向指向圆心
C. 在转一圈的过程中，重力的冲量为0
D. 从圆周的最低点到最高点的过程中摩擦力做正功
8.一位游客在太湖边欲乘游船，当日风浪较大，游船上下浮动，当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。

把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为。

若游客能舒服地登船，地面与甲板的高度差不能超过10cm，则在一个周期内，游客能舒服地登船时间是( )
A. B. C. D.
9.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证( )
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的
D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
10.如图所示为杂技表演“胸口碎大石”.当大石获得的速度较小时，下面的人感受到的震动就会较小，人的安全性就较强。

若大石块的质量是铁锤的100倍，则撞击后大石块的速度可能为铁锤碰撞前速度的( )
A. B. C. D.
11.如图所示，直杆AB与水平面成角固定，在杆上套一质量为m的小滑块，杆底端B点处有一弹性挡板，滑块与挡板碰撞后原速率返回.现将滑块拉到A点由静止释放，与挡板第一次碰撞后上滑时间恰好是下滑时间的一半，已知重力加速度为g，由此不能确定的是( )
A. 滑块下滑和上滑过程加速度的大小、
B. 滑块最终所处的位置
C. 滑块与杆之间动摩擦因数
D. 滑块第k次与挡板碰撞后速度
二、实验题：本大题共1小题，共10分。

12.小明做“用单摆测量重力加速度”的实验。

如图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球下方吸附有小磁片，做成一个单摆。

图乙、丙分别画出了细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为应选用图__________选填“乙”或“丙”的悬挂方式。

使小球在竖直平面内做小角度摆动，打开手机的磁传感器软件。

某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图所示，则单摆的振动周期T=__________结果保留3位有效数字；
改变线长l，重复上述步骤，实验测得数据如下表所示实验前已测得小球半径r，请根据表中的数据，在方格纸上作出L-T2图像__________；
L=l+r
测得当地的重力加速度g=__________结果保留3位有效数字；
有同学认为，根据公式，小明在实验中未考虑小磁片对摆长的影响，L的测量值小于真实值，所以实验测得的重力加速度g偏小。

请判断该观点是否正确，简要说明理由__________。

三、计算题：本大题共4小题，共46分。

13.中国空间站是我国自主建成的太空实验室。

已知“空间站”绕地球做匀速圆周运动，经过时间t，运动
的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为弧度，引力常量为G，求：
“空间站”的环绕周期T；
地球的质量M。

14.如图，将物块A于P点处由静止释放，B落地后不反弹，最终A停在Q点。

物块A的v-t图像如
图所示。

已知B的质量为，重力加速度大小g取2。

求：
物块A与桌面间的动摩擦因数；
物块A的质量。

15.如图所示，一轻弹簧一端固定在倾角为的固定斜面的底端，另一端拴住质量为m
体P，Q为一质量m2的物体，系统处于静止状态，弹簧的压缩量x0。

现给物体Q施加一
个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前时间内，F为变力，
以后F为恒力。

已知斜面光滑且足够长，，，g取2求：
弹簧的劲度系数k；
物体Q做匀加速运动的加速度大小a；
前内拉力F做的功。

16.如图，水平轨道AB、CD分别与高为h、倾角的斜面轨道BC两端平滑连接。

质量m
的小物块P静止在水平轨道AB上，质量大于m的小物块Q位于P的左侧。

Q的初动能为
E k0，初速度方向向右；Q与P发生碰撞后，P沿斜面上滑距离后返回，在水平轨道上与Q再次发生碰撞。

所有轨道均光滑，每次碰撞均为弹性碰撞，g取2。

求Q的质量；
求第2次碰撞后P沿斜面上滑到C点时的速度大小；
为保证第2次碰撞能在水平轨道AB上发生，求初始时P离B的最小距离。

答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.如图所示，一儿童沿直滑梯加速下滑，重力功率
竖直分速度增大，所以重力功率增大，故A错误；
B.支持力与速度始终垂直，功率为零，故B正确；
C.摩擦力功率，在增大，故C错误；
D.匀加速运动，合力不变，合力与速度同向，则合力功率，变大，故D错误。

故选B。

2.【答案】C
【解析】【分析】
根据波形图得出波长，再根据波长、波速和周期的关系得出周期。

根据波的传播方向结合上下坡法得出质点的振动方向。

本题考查波的图像的常规题目，简单。

【解答】A.根据波形图可得，周期为，因为波沿x轴向正方向传播，故此时刻，质点K 的振动方向向上，故经过1s质点K运动到波峰，故A错误；
B.波在传播过程中，质点只是在其平衡位置附近上下振动，并没有随波迁移，故B错误；
C.经过A选项的分析，可知，经2s质点K回到平衡位置，经3s质点K到达波谷，故C正确，D错误。

故选C。

3.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查动量守恒和机械能守恒的判断，基础题目。

根据机械能守恒和动量守恒的条件逐一分析即可判断。

【解答】
Q在P上运动过程，P和Q构成的系统除了重力做功外，还有滑动摩擦力做功，则该系统机械能不守恒；系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统在竖直方向所受合外力不为零，系统在竖直方向动量不守恒，则系统动量不守恒，故D正确，ABC错误。

故选D。

4.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查牛顿第二定律的应用，基础题目。

对重物受力分析，由牛顿第二定律列方程求出加速度即可判断。

【解答】重物受力如图所示：
由牛顿第二定律：，其中，解得重物的加速度大小即火车出站的加速度大小
，故C正确，ABD错误。

故选C。

5.【答案】C
【解析】【分析】
本题主要考查了摩擦力的计算，解题关键是选择研究对象很重要，注意传感器测量的是物体受到的拉力；
明确静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法。

以物块为研究对象，对物体受力分析，根据平衡条件以及摩擦力的性质进行分析，再结合图象进行分析即
可明确最大静摩擦力与滑动摩擦力的关系。

【解答】A.为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向
右轻绳的拉力平衡，图乙是轻绳向右的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图乙可知轻绳向右的拉力先增大后减小，最后趋于不变，所以物块与长木板先相对静止后相对运动，故A
正确，不合题意；
B.根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力约，故B正确，不合题意；
C.由于题干中物块重力未知，无法得出压力大小，所以无法得出物块与木板间的动摩擦因数，故C错误，符合题意；
D.细线由于有一定的弹性，所以到图像出现波动，故D正确，不合题意。

故选C。

6.【答案】C
【解析】B.投球点和篮筐正好在同一水平面上，两次均命中，但第二次篮球的滞空时间比第一次长，则上升最大高度
所以第二次最大高度大，故B错误；
C.水平位移相同
可知，第二次在最高点速度即水平速度小，故C正确；
A.从最高点到起投点
第二次竖直分速度大，水平速度小，则第二次合速度与水平夹角大，故A错误；
D.第二次竖直分速度大，水平速度小，合速度不一定大，故D错误。

故选C。

7.【答案】D
【解析】A.在最高点如果重力提供向心力，则受重力、磁力、支持力三个力作用，故A错误；
B.在与圆心等高处摩擦力的方向指向圆心，摩擦力一个分力指向圆心提供向心力，另一个分力竖直平衡重力，故摩擦力的方向不指向圆心，故B错误；
C.在转一圈的过程中，重力的冲量为
不为零，故C错误；
D.根据动能定理可知，从圆周的最低点到最高点的过程中，动能不变，重力做负功，所以摩擦力做正功，故D正确。

故选D。

8.【答案】C
【解析】根据题意，其运动方程为
按照题设要求，地面与甲板的高度差不超过10cm时游客能舒服地登船，则当
在一个周期内对应的点分别为
根据余弦函数图像可知，游客能舒服地登船时间是
故选C。

9.【答案】B
【解析】【分析】
万有引力提供月球做圆周运动的向心力，在地球表面的物体受到的万有引力等于重力，据此求出月球表面
的重力加速度，从而即可求解。

解决本题的关键掌握月地检验的原理，掌握万有引力等于重力和万有引力提供向心力这两个理论，并能灵活运用。

【解答】
解：设物体质量为m，地球质量为M，地球半径为R，月球轨道半径，月球公转的加速度为a，由牛顿第二定律：；
地球表面物体重力等于万有引力：；
联立得：，故B正确；
ACD缺乏条件无法验证，故ACD错误；
故选B。

10.【答案】B
【解析】【分析】
根据题意分析，当大石获得的速度较小时，下面的人感受到的震动就会较小，人的安全性就较强，铁锤撞击石块求石块速度可以根据动量守恒以及机械能守恒列式求出石块速度范围。

本题主要考查碰撞问题，动量守恒的基本应用。

【解答】如果铁锤与石块撞击是完全非弹性碰撞，损失最大，则根据动量守恒得：
，如果铁锤与石块撞击是完全弹性碰撞，根据动量守恒以及机械能守恒可得：，，解得，综上所述撞击后大石块的速度可能为铁锤碰撞前速度的，B正确。

故选B。

11.【答案】D
【解析】滑块运动分两个阶段，匀加速下滑和匀减速上滑，利用牛顿第二定律求出两段加速度，利用运动学公式求解。

解决本题的关键是上滑和下滑时摩擦力方向不同，所以加速度不同，另外抓住连接两段的桥梁是碰撞前后速度大小相等。

【解答】
设下滑时间为t，到达底端速度为v
由速度时间公式得：
下滑过程：1t ①
上滑过程：2②
由牛顿第二定律得：
下滑加速度为：③
上滑加速度为：④
①②③④联立得：，，所以A能确定；
，又N=，两式联立得：，所以C能确定；
滑块由A点由静止释放后下滑，所以重力沿杆的分量大于摩擦力，所以最终滑块停在底端，所以B能确定；因为不知道最初滑块下滑的位移，所以无法求出速度，所以D不能确定；
本题选不能确定的，故选D。

12.【答案】丙；均可；
；
均可；不正确。

小磁片只影响图像在L轴上的截距，不影响图像的斜率，故不影响从图像中测得的g的大小。

【解析】图乙的方法中当单摆摆动时摆长会发生变化，则图丙的悬挂方式较好；
小球经过最低点时磁感应强度最大，相邻两次磁场最强的时间间隔为半个周期，由图可知单摆的周期约为；
根据表格中数据描点连线如图
根据
可得
则图线斜率为
则
重力加速度根据图像的斜率可求，由的分析可知，小磁片不影响重力加速度的测量值，所以这个同
学的观点是不正确的。

13.【答案】“空间站”做匀速圆周运动的角速度
“空间站”的环绕周期
所以；
“空间站”的轨道半径
“空间站”做匀速圆周运动万有引力提供向心力
所以地球质量。

【解析】本题考查匀速圆周运动的线速度和角速度的定义，以及其关系；地球的同步轨道上绕地球做匀速
圆周运动的卫星，万有引力提供向心力，可求得中心天体的质量，关键是熟练记忆公式。

14.【答案】由v-t图可知，物块A在其加速度大小a 12
其加速度大小a22
内，对A物块
所以
内，对A物块
对
解得m A。

【解析】本题是连接体问题，要抓住两个物体的加速度大小相等，根据图像的斜率求出加速度大小，再结合牛顿第二定律处理。

15.【答案】开始时，对整体受力分析，平行斜面方向有
代入数据，解得k
前时间内F为变力，之后为恒力，表明时刻两物体分离，此时P、Q之间的弹力为零且加速度大小相等，设此时弹簧的压缩量为x1，对物体P，有
前时间内两物体的位移
联立解得
前内，对P、Q整体根据动能定理
其中
速度v=at
位移
代入数据得W F J。

【解析】本题考查动能定理和牛顿第二定律的理解和运用，需要注意时物体之间没有相互作用力。

16.【答案】设Q的质量为M，初速度大小为v Q0，第1次碰撞后瞬间P、Q的速度分别为v1、v Q1，以向右为正方向，有
联立上述方程，代入已知解得
第2次碰撞前瞬间P的速度大小为v1，方向向左，设碰撞后瞬间P、Q的速度分别为v2、v Q2，P沿斜面上滑到C点时的速度大小为v C，有
联立上述方程，解得
设初始时P离B的距离为d，第1次碰撞后Q运动到斜面底端B所需时间为t，P运动到B所需时间为t1，P沿斜面运动时加速度大小为a，在斜面上运动所需的总时间为t2，有
由题意有
联立上述各式并由题给条件解得。

【解析】根据动量守恒定律、机械能守恒定律列方程，再结合动能定理、动能的计算公式列方程联立求解；
由动量守恒定律和机械能守恒定律列方程联立求解；
设初始时P离斜面底端B的距离为d，由运动学公式、牛顿第二定律联立求解初始时P离斜面底端B 的最小距离。

本题主要是考查了动量守恒定律和机械能守恒定律；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作
用或某一方向不受外力作用或合外力为零；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程，再根据机械能守恒定律列方程求解。