安徽省淮北市相山区淮北市第一中学2024年高三物理第一学期期中教学质量检测试题含解析

安徽省淮北市相山区淮北市第一中学2024年高三物理第一学期
期中教学质量检测试题
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，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、AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O。

将电量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图所示。

要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷Q( )
A．应放在A点,Q=3q B．应放在B点,Q=﹣3q
C．应放在C点,Q=﹣q D．应放在D点,Q=2q
2、在水平路面上做匀速直线运动的小车上有一固定的竖直杆，车上的三个水平支架上有三个完全相同的小球A、B、C，它们离地面的高度分别为3h、2h和h，当小车遇到障碍物P时，立即停下来，三个小球同时从支架上水平抛出，先后落到水平路面上，如图所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是()
A．三个小球落地时间差与车速有关
B．三个小球落地点的间隔距离L1＝L2
C．三个小球落地点的间隔距离L1<L2
D．三个小球落地点的间隔距离L1>L2
3、“神舟十一号”发射升空后，飞行了43小时53分钟，绕地球运行27圈，与天宫二
号完成自动交会对接，这标志着我国航天事业又迈上了一个新台阶．假定正常运行的“神舟十一号”飞船和通信卫星(同步卫星)做的都是匀速圆周运动，下列说法正确的是 A ．飞船的线速度比通信卫星的线速度小
B ．飞船的角速度比通信卫星的角速度小
C ．飞船的运行周期比通信卫星的运行周期大
D ．飞船的向心加速度比通信卫星向心加速度大
4、某个量D 的变化量ΔD ，ΔD 与发生这个变化所用时间Δt 的比值D t ∆∆叫做这个量D 的
变化率．关于“加速度的变化率”，下列说法正确的是( )
A ．“加速度的变化率”的单位是 m/s 2
B ．加速度的变化率为0的运动是匀速直线运动
C ．若加速度与速度同方向，如图所示的a －t 图象，表示的是物体的速度在减小
D ．若加速度与速度同方向，如图所示的a －t 图象，已知物体在t ＝0时速度为5 m/s ，则2 s 末的速度大小为7 m/s
5、如图所示，置于水平地面上的三脚架上固定一相机，其重心在支架的竖直轴上。

三根支架等长且与水平地面的夹角相等，该夹角及支架的长短均可以调节。

则下列说法正确的是（ ）
A ．每根支架承受的压力大小相同
B ．支架对地面施加压力的原因是地面发生了形变
C ．若仅使三根支架增加相同长度，则支架承受的压力变大
D ．若三根支架与地面的夹角变小，则支架承受的压力变小
6、一质量为1kg 的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起,第1秒内受到2N 的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N 的外力作用．下列判断正确的是( )
A ．0∼2s 内外力的平均功率是94
W
B．第2秒内外力所做的功是5 4 J
C．第2秒末外力的瞬时功率最大
D．第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是4 9
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，物体A放存固定的斜面B上，在A上表面粘上一小块橡皮泥，或者施加一个竖直向下的恒力F，下列说法中正确的有( )
A．若A原来是静止的，则施加力F后，A 仍保持静止
B．若A原来是静止的，则粘上橡皮泥后，A将加速下滑
C．若A原来是加速下滑的，则粘上橡皮泥后重新释放，A的加速度将增大
D．若A原来是加速下滑的，则施加力F后重新释放，A的加速度将增大
8、关于热现象，下列说法中正确的是_____________。

A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性
B．扩散现象说明分子之间存在空隙，同时说明分子在永不停息地做无规则运动
C．晶体有固定的熔点，具有规则的几何外形，具有各向同性的物理性质
D．可利用高科技手段、将流散的内能全部收集加以利用，而不引起其他变化
E.对大量事实的分析表明，不论技术手段如何先进，热力学零度最终不可能达到
9、将一倾角为θ的光滑斜面体固定在地面上，在斜面的底端固定一轻弹簧，弹簧原长时上端位于斜面处的B点．现将一质量为m=1kg的可视为质点的滑块由弹簧的上方的A点静止释放，最终将弹簧压缩到最短C点．已知滑块从释放到将弹簧压缩到最短的过程中，滑块的速度时间图像如右图，其中0~0.4s内的图线为直线，其余部分均为曲线，且BC=1.1m，g=10m/s1．则下列正确的选项是（）
A．
πθ=
B．滑块在压缩弹簧的过程中机械能减小
C．弹簧储存的最大弹性势能为16J
D．滑块从C点返回到A点的过程中，滑块的机械能一直增大
10、已知金星绕太阳公转的周期小于1年，则可判定（）
A．金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离 B．金星的质量大于地球的质量
C．金星的密度大于地球的密度D．金星的向心加速度大于地球的向心加速度
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）为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置．其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m0为滑轮的质量．力传感器可测出轻绳中的拉力大小．
(1) 实验时，一定要进行的操作是______．
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M.
(2) 甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为
___m/s2(结果保留三位有效数字)．
(3) 甲同学以力传感器的示数F 为横坐标，加速度a 为纵坐标，画出的a －F 图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k ，则小车的质量为
_________________．
A ．1tan θ
B ．2tan θ－m 0
C ．2k －m 0
D ．2k
(4) 乙同学根据测量数据作出如图所示的a －F 图线，该同学做实验时存在的问题是___________．
12．（12分）某同学用如图甲所示实验装置来探究当地的重力加速度的大小．让2m 从高处由静止下落，1m 拖着的纸带被打点计时器打出一系列的点，O 是打下的第一个点，每相邻两个计数点之间还有4个点未标出．计数点问距的测量数据如图乙所示．已知1250,150m g m g ==，打点计时器的频率为50Hz ．所求结果均保留两位有效数字．
(1)在打计数点D 时纸带的速度υ=________m ／s ；纸带的加速度大小a =_______m ／
s 1．
(1)若某同学测得各计数点到O 点的距离为h ，作出的2h υ-图象如图丙所示，则测得当地的重力加速度g=___________m ／s 1．
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）人类第一次登上月球时，宇航员在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度由静止同时释放，二者几乎同时落地．若羽毛和铁锤是从高度为h 处下落，经时间t 落到月球表面．已知引力常量为G ，月球的半径为R ． （1）求月球表面的自由落体加速度大小g 月；
（2）若不考虑月球自转的影响，求月球的质量M 和月球的“第一宇宙速度”大小v ．
14．（16分）如图所示，一平行玻璃砖ABCD 长（A 、B 间的距离）L 1=9cm ，宽（A 、D 间的距离）L 2=3cm ，折射率n =．已知真空中光速c =3×
108m/s ．求：
①当细光束从AB 边的中点E 以60︒入射角射玻璃砖时，从玻璃砖另一面射出的光线到入射光线的距离d ．
②当细光束从AD 边的中点F 以60︒入射角射入玻璃砖时，光束通过玻璃砖所需的时间t ．
15．（12分）如图所示，粗糙的水平轨道AB 的左端有一压缩的弹簧，弹簧左端固定，右端放一个质量11kg m =的小物块（可视为质点），物块与弹簧不粘连。

若释放弹簧，物块离开弹簧后从B 点进入半径为0.5m R =的光滑竖直圆轨道，在圆轨道最高点C 处对轨道的压力22N N F =，物块离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道BE 上运动到D 点时，与长木板发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰撞后长木板开始进入足够长的水平粗糙轨道EF 。

已知长木板的质量211kg m =，水平轨道AB 长1 1.5m s =，长木板的长度0.18m L =，小物块与轨道AB 间、长木板与轨道EF 间的动摩擦因数均为0.2μ=，取210m s g =。

求：
（2）碰撞后瞬间小物块的速度1v 和长木板的速度2v ；
（3）长木板右端点在EF 轨道上运动的距离s 。

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】
根据电场的叠加，先求出两个点电荷在0点的合场强大小和方向，在根据电场的叠加确定第三个点电荷．
【题目详解】
根据库仑定律，两个点电荷在0点产生的场强大小都为2q k
r ，两个场强的方向互成120°，根据平行四边形定则，合场强大小为2q k
r ，方向水平向右。

所以最后一个电荷在O 点产生的场强大小为2
q k r ，方向水平向左。

所以该电荷若在C 点，为-q ，若在D 点，为+q ．故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

2、C
【解题分析】
试题分析：据题意三个小球从车上水平抛出后均做平抛运动，平抛运动的时间与高度有关，所以A 选项错误；据h=gt 2，三个小球的落地时间比为t A ：t B ：t C 32，又据L=vt ，小球落地间隔距离之比为：L 1：L 2=32）：2-1）<1，说明L 1<L 2，所以C 选项正确．
考点：本题考查对平抛运动的应用．
根据题意可知神州十一号的运行周期小于24小时，即小于通讯卫星的周期，所以飞船的角速度大于通讯卫星的角速度，选项BC 错误；由开普勒第三定律可知，神州十一号
的运行半径小于通信卫星，再根据v =
速度，选项A 错误；再根据2
GM a r =可知，飞船的向心加速度大于通讯卫星的向心加速度，选项D 正确，综上本题选D.
4、D
【解题分析】
由于D 表示某质点的加速度，则D t
表示加速度的变化率，所以其单位是：2
/m s s
＝m /s 1．故A 错误；加速度的变化率为0的运动表示加速度不变，所以是匀变速直线运动．故B 错误；若加速度与速度同方向，如图所示的a-t 图象，表示的是物体做加速度减小的加速运动．物体的速度在增大．故C 错误；若加速度与速度同方向，如图所示的a-t 图象，根据积分的原理可知，物体在0-2s 内速度的变化量为：02022/22
t a a v at t m s ++⋅⨯＝＝＝＝，由于已知物体在t=0时速度为5m/s ，则2s 末的速度大小为v t =v 0+△v=5+2=7m/s ．故D 正确．故选D. 点睛：解决本题的关键是知道当D 表示不同的量时，
D t 表示的物理量，再根据条件判断是否变化．在解答的过程中要注意结合a-t 图象中的面积表示物体速度的变化量是解答的关键．
5、A
【解题分析】
A ．三根支架等长且与水平地面的夹角相等，根据对称性知每根支架承受的压力大小相等，故A 正确。

B ．支架对地面施加压力的原因是支架面发生了形变，故B 错误。

C ．若仅使三根支架增加相同长度，三根支架与地面的夹角不变，受力情况不变，故C 错误。

D ．设三根支架与地面的夹角为α．三根支架对相机竖直向上的分力的合力应等于重力，则有3sin N G α，知α变小，sin α变小，N 增大，由牛顿第三定律知支架承受的压力变大，故D 错误。

A ．由动量定理Ft =mv 2-mv 1求出1s 末、2s 末速度分别为：v 1=2m/s 、v 2=3m/s 由动能定理可知合力做功为：
21 4.5J 2
W mv =＝ 故0～2s 内功率是：
4.59W W 24
W P t ＝＝＝ 故A 正确；
BD ．第1秒内与第2秒内动能增加量分别为：
2112J 2
mv ＝ 222111 2.5J 22
mv mv -＝ 故第2s 内外力所做的功为2.5J ；第1秒内与第2秒内动能增加量的比值为4：5，故BD
错误；
C ．1s 末、2s 末功率分别为：
P 1=F 1v 1=4W
P 2=F 2v 2=3W ；
第2秒末外力的瞬时功率不是最大．故C 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】
若A 原来静止，有：mgsinα≤μmgcosα，施加F 后，因为仍有
（F+mg ）sinα≤μ（F+mg ）cosα，则A 仍然保持静止．故A 正确；若A 原来静止，有：m gsinα≤μmgcosα，即sinα≤μcosα，与物体质量无关，则粘上橡皮泥后，A 仍静止，则B 错误．未加F 时，物体受重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律有：
=mgsin mgcos a gsin gcos m
αμααμα-=-，与质量无关，则粘上橡皮泥后A 的加速度不变，选项C 错误；当施加F 后，加速度()()F mg sin F mg cos a m
αμα+-+'= ，因为gsinα＞μgcosα，所以Fsinα＞μFcosα，可见a′＞a ，即加速度增大．故D 正确．故选AD ．
A ．墨水中的小碳粒的运动是因为小碳粒周围的大量水分子对它的撞击作用力不平衡导致向各方向运动，由于水分子运动无规则，导致小碳粒的运动也没有规则，故A 正确；
B ．扩散现象说明分子之间存在空隙，同时分子在永不停息地做无规则运动，故B 正确；
C ．晶体分为单晶体和多晶体，多晶体物理性质各向同性，故C 错误；
D ．能量具有单向性，故不能将散失的能量在聚集利用，故D 错误；
E ．绝对零度是低温物体的极限，不可能达到，故E 正确。

故选ABE 。

9、ABC
【解题分析】 物块在斜面上运动的加速度225/0.4
v a m s t ∆===∆ ，由牛顿定律可得2sin 5/a g m s θ== 解得6
π
θ=，选项A 正确；滑块在压缩弹簧的过程中机械能转化为弹簧的弹性势能，则滑块的机械能减小，选项B 正确；
221150.40.422
AB at m m ==⨯⨯=，则弹簧储存的最大弹性势能为()sin 20 1.60.516P E mg AB BC J J θ=+=⨯⨯=，选项C 正确；滑块从C 点返回到A 点的过程中，从C 到B 弹力做功，机械能变大，从B 到A 机械能不变，选项D 错误；故选ABC.
10、AD
【解题分析】
根据2224mM G m r r T π＝得，周期T =期，则地球的轨道半径大于金星的轨道半径，故A 正确。

金星和地球属于环绕天体，根据万有引力定律理论无法求出环绕天体的质量，则无法比较金星的质量和地球质量的大小关系，故B 错误。

由于金星和地球的质量无法比较，半径也未知，无法比较密度的大小关系，故C 错误。

根据2
mM G ma r =得，2GM a r =，由于地球的轨道半径大，则地球的向心加速度小，故D 正确。

故选AD 。

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、BC 1．00 C 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
【解题分析】
（1）本题拉力可以由传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故AD 错误；实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B 正确；实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，需记录传感器的示数，故C 正确．
（1）根据2x aT ∆=，运用逐差法得
()2
2236
0327.109.1311.09 1.10 3.09 5.1210/ 2.00/990.01x x a m s m s T -++---⨯-===⨯． （3）由牛顿第二定律得2F ma =，则2a F m =
，a-F 图象的斜率2k m =，则小车的质量002m m m m k
'=-=-，故C 正确． （4）当F 不等于零，加速度a 仍然为零，可知实验中没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．
【题目点拨】
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，小车质量不变时，加速度与拉力成正比，对a-F 图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数．
12、1.9 4.8 9.6
【解题分析】
（1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点D 的速度，根据推论△x=aT 1，求出加速度；
（1）根据22v ah =，及牛顿第二定律，结合图像的斜率，从而得出重力加速度g 的值．
【题目详解】
(1) 每相邻两个计数点之间还有4个点未标出，打点计时器的频率为50Hz ，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s ，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，
则有：v D =
0.16800.2160220.1
CE x T +=⨯m/s=1.9m/s ， 根据△x=aT 1，a=2(0.26400.2160)(0.16800.1201)40.1+-+⨯m/s 1=4.8m/s 1； (1)由牛顿第二定律，则有：(m 1−m 1)g=(m 1+m 1)a ；
根据速度位移关系：22v ah = 联立得：22121
2()m m g v h m m -=+
图像的斜率k=2121
2()m m g m m -+ 代入数据5.762(0.150.05)0.60.150.05
g -=⨯+，解得g=9.6m/s 1.
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）22h g t =月 （2）2
22hR M Gt
=
；v =【解题分析】 （1）根据自由落体的位移时间规律可以直接求出月球表面的重力加速度；
（2）根据月球表面重力和万有引力相等，利用求出的重力加速度和月球半径可以求出月球的质量M ； 飞行器近月飞行时，飞行器所受月球万有引力提供月球的向心力，从而求出“第一宇宙速度”大小．
【题目详解】
（1）月球表面附近的物体做自由落体运动 h ＝
12g 月t 2 月球表面的自由落体加速度大小 g 月＝
22h t （2）若不考虑月球自转的影响 G 2
Mm R ＝mg 月 月球的质量 2
2
2hR M Gt ＝ 质量为m'的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动m ′g 月＝m ′2
v R
月球的“第一宇宙速度”大小
v t
＝
【题目点拨】
结合自由落体运动规律求月球表面的重力加速度，根据万有引力与重力相等和万有引力提供圆周运动向心力求解中心天体质量和近月飞行的速度v ．
14
②-10610s ⨯
【解题分析】
①作光路如图甲所示，
由折射定律可得折射角的正弦值sin i 1sin r 2n ==分析可知∠MEQ =∠MEP =30° 由几何关系可知：MQ =MP =L 2tan ∠MEP =3cm ．
②光射到CD 面会发生全反射，作光路如图乙所示，
由折射定律可得折射角的正弦值1sin r 2
'
= 分析可知，光束在玻璃中通过的路程1
63cos L s cm r '== ，光束在玻璃中的传播速度8310m /s c v n
== ，则光束通过玻璃砖所需的时间10610s s t v -==⨯ ． 15、（1）21J （2）-5m/s ；1m/s （3）0.34m
【解题分析】
(1)物块m 1 运动到C 点时：
211C N m v F m g R
+= 由牛顿第三定律有
'N N F F ='
物块m 1 由A 运动到C ：
21111122
P c E m gs m gR m v μ=++ 解得：
P 21J E =
(2)物块m 1 由C 运动到D ： 22110111222C m gR m v m v =- 物块m 1 与长木板m 2弹性碰撞时： 101122m v m v m v =+ 222101122111222m v m v m v =+ 解得：
15m /s v =- 21m /s v =
(3)长木板m 2进入粗糙区域的过程中： 2222322m 11222g
L m v m v μ-=- 长木板m 2全部进入粗糙区域后：
22231()02
m g s L m v μ--=- 解得
0.34m s =。