2024学年福建省厦门市双十中学高三物理第一学期期中监测试题含解析

2024学年福建省厦门市双十中学高三物理第一学期期中监测试
题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。

3．考生必须保证答题卡的整洁。

考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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、最近，不少人喜欢踩着一种独轮车，穿梭街头.这种独轮车全名叫电动平衡独轮车，其中间是一个窄窄的轮子，两侧各有一块踏板.当人站在踏板上向右运动时，可简化为如图甲、乙所示的模型.关于人在运动中踏板对人脚的摩擦力，下列说法正确的是
A ．考虑空气阻力，当人以如图甲所示的状态向右匀速运动时，脚所受摩擦力向左
B ．考虑空气阻力，当人以如图甲所示的状态向右减速运动时，脚所受摩擦力可能向右
C ．考虑空气阻力，当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时，脚所受摩擦力不可能为零
D ．不计空气阻力，当人以如图乙所示的状态向右加速运动时，脚所受摩擦力不可能为零
2、在甲、乙、丙、丁四幅图中，滑轮本身所受的重力忽略不计，滑轮的轴O 安装在一根轻木杆P 上，一根轻绳ab 绕过滑轮，a 端固定在墙上，b 端下面挂一个质量为m 的重物，当滑轮和重物都静止不动时，甲、丙、丙、丁图中木杆P 与竖直方向的夹角均为θ，乙图中木杆P 竖直。

假设甲、乙、丙、丁四幅图中滑轮受到木杆P 的弹力的大小依次为A F 、B F 、C F 、D F ，则以下判断正确的是（ ）
A ．A
B
C
D F F F F === B ．D A B C F F F F >=>
C ．A C
D B F F F F ==> D ．C A B D F F F F >=>
3、A 、B 两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，A 的运行周期大于B 的运行周期，则 A ．A 距离地面的高度一定比B 的小 B ．A 的运行速率一定比B 的大
C ．A 的向心加速度一定比B 的小
D ．A 的向心力一定比B 的大
4、如图所示是磁带录音机的磁带盒的示意图，A 、B 为缠绕磁带的两个轮子边缘上的点，两轮的半径均为r ，在放音结束时，磁带全部绕到了B 点所在的轮上，磁带的外缘半径R=3r ，C 为磁带外缘上的一点．现在进行倒带，则此时（ ）
A ．A,B,C 三点的周期之比为 3：1：3
B ．A,B,
C 三点的线速度之比为 3：1：3
C ．A,B,C 三点的角速度之比为 1：3：3
D ．A,B,C 三点的向心加速度之比为 6：1：3
5、用图甲所示实验装置研究光电效应现象，分别用a ，b ，c 三束光照射光电管阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中a ，c 两束光照射时对应的遏止电压相同，均为a U ，根据你所学的相关理论，下列论述不正确的是（ ）
A ．a ，c 两束光的光强相同
B ．a ，c 两束光的频率相同
C ．b 光束的光的波长最短
D ．b 光束光子的动量最大
6、如图所示的曲线a 、b 分别是在平直公路上行驶的汽车a 和b 的位移—时间图线。

由图可知( )
A．在0到4s这段时间内，a车与b车同向运动
B．在0到4s这段时间内，a车速度逐渐减小，b车速度逐渐增加
C．在0到4s这段时间内，a车的平均速度小于b车的平均速度
D．在4s时，a车的瞬时速度大于b车的瞬时速度
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、关于匀变速直线运动的下列说法正确的有
A．物体速度变化越大，加速度一定越大
B．物体速度变化越快，加速度一定越大
C．物体速度为零时，加速度也一定为零
D．物体加速度逐渐减小的过程中，物体的速度可能逐渐增大
8、一质量为m的物体静止在水平地面上,在水平拉力F的作用下开始运动,在0~6s内其速度与时间关系图象和拉力的功率与时间关系图象如图所示,取g=10m/s2,下列判断正确的是( )
A．拉力F的大小为4N,且保持不变
B．物体的质量m为2kg
C．0~6s内物体克服摩擦力做功24J
D．0~6s内拉力做的功为156J
9、如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、L2,两杆分离不接触，且两杆间的距离忽略不计。

两个小球a、b (视为质点)质量均为m，a球套在竖直杆L1上，b球套在水平杆L2上，a、b通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接，将a球从图示位置由静止释放(轻杆与L2杆夹角为45 ),不计一切摩擦，已知重力加速度为g。

在此后的运动过程中，下列说法中正确的是
A．b球的速度为零时，a球的加速度大小一定等于g
B．a球的机械能守恒
C．a球的最大速度为2gL
D．b球的最大速度为(22)
gL
10、“水流星”是一种常见的杂技项目，该运动可简化为轻绳一端系着小球在竖直平面内的圆周运动模型，如图所示。

已知小球在最低点Q处速度为v0，轻绳长为L，
球大小忽略不计，重力加速度为g，忽略空气阻力，则下列说法正确的是
A．小球运动到最低点Q时，拉力一定大于重力
B．v0 越大，则在最高点P 和最低点Q 绳对小球的拉力差越大
C．若v0 6?
gL P
D．若v0 gL，则细绳始终处于绷紧状态
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）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比即F=kx，k
的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关．理论与实际都表明k=YS
L
，其中Y是一个
由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量.
（1）在国际单位中，杨氏模量Y 的单位应该是（________）
A ．N
B ．m
C ．2N m
D ．N m
（2）某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，做出了外力F 与伸长量x 之间的关系图象如图所示由图象可求得该橡皮筋的劲度系数K=__________N/m(保留两位有效数字)
12．（12分）如图 1 所示为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m ，小车和砝码的总质量为 M ．实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．
（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是_____
A ．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节 m 的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B ．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂
桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．
（2）甲、乙、丙、丁四个实验小组根据实验数据画出的图象分别如下，对于这四个图象，分析正确的是_____
A．甲未平衡摩擦
B．乙平衡摩擦过度
C．丙是小车质量太大了
D．丁是不满足m≪M 的条件
（3）图3 是试验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G 为7 个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为
SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm、SEF=5.91cm、SFG=6.34c m．已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a=_____m/s2（结果保留2 位有效数字）．
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，质量为M＝4.0kg、长为L＝8m的木板甲放在光滑的足够长的水平地面上，甲上表面的中点有一个可视为质点的质量为m＝1.0kg小物块乙，现对甲施加一水平向右的的恒力F＝18N，F作用1s后撤去。

已知物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2重力加速度g＝10m/s2求
（1）在恒力F作用0.5s时，小物块、木板的加速度大小;
（2）小物块相对木板滑动的整个过程中，系统因摩擦而产生的热量。

14．（16分）一个放在水平地面上的物块，其质量为m = 1kg，受到水平推力F = 11N 作用，使物块从静止开始运动，2s后撤去推力F，若物块与地面的摩擦因数为μ= 1．4，求：（1）加速过程的加速度大小．
（2）物块在地面上运动的总位移．
15．（12分）如图所示，一位同学玩飞镖游戏。

圆盘最上端有一点P，飞镖被抛出时与P等高，且与P点距离为L。

在将飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘绕经过圆心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。

忽略空气阻力，重力加速度为g。

若飞镖恰好击中P点(飞镖击中P点时，P恰好在最下方)，求：
(1)圆盘的半径 R ； (2)P 点随圆盘转动的线速度v 。

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.考虑空气阻力，当人处如图甲所示的状态向右匀速运动时，根据平衡条件，则脚所受摩擦力为右，故A 错误；
B.考虑空气阻力，当人处如图甲所示的状态向右减速运动时，合力向左，脚所受摩擦力可能向右，故B 正确；
C.当考虑空气阻力，当人处如图乙所示的状态向右匀速运动时，根据平衡条件，则重力、支持力与空气阻力处于平衡，则脚所受摩擦力可能为零，故C 错误；
D.当不计空气阻力，当人处如图乙所示的状态向右加速运动时，根据牛顿第二定律，脚受到的重力与支持力提供加速度，那么脚所受摩擦力可能为零，故D 错误。

2、B
【解题分析】
由题可知本题考查力的平衡。

【题目详解】
轻绳上的拉力大小等于重物所受的重力mg ，设滑轮两侧轻绳之间的夹角为ϕ，滑轮受到木杆P 的弹力F 等于滑轮两侧轻绳拉力的合力，即
2cos 2
F mg ϕ
= 由夹角关系可得 D A B C F F F F >=>
故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

3、C
【解题分析】A 、A 的运行周期大于B 的运行周期，由开普勒第三定律 33A B 22
A B R R =T T 得知，A 的轨道半径大于B 的轨道半径，A 距离地面的高度一定比B 的大，故A 错误；
B 、由2
2GMm v m r r
=
，得v =A 的运行速率一定比B 的小，故B 错误； C 、由2GMm ma r =得，卫星的向心加速度 2
GM a r =，轨道半径越大，向心加速度越小，则A 的向心加速度一定比B 的小，故C 正确；
D 、两颗卫星的向心力都由地球的万有引力提供，由于两卫星质量关系未知，不能比较向心力的大小，故D 错误；
故选C 。

4、B
【解题分析】
靠传送带传动轮子边缘上的点具有相同的线速度，故A 、C 两点的线速度相等，即：v A ：v C =1：1；C 的半径是A 的半径的2倍，根据v=rω，知ωA ：ωC =2：1．B 与C 属于同轴转动，所以ωB =ωC ．根据周期与角速度的关系：T=2π/ω所以：
1 3
C A C A T T ωω＝＝；ωB =ωC ，则T B =T C ；所以：A 、B 、C 三点的周期之比1：2：2．故A 错误；B 与C 的角速度相等，由v=ωr 可知：v B ：v C =1：2；所以A 、B 、C 三点的线速度之比2：1：2．故B 正确；由于ωA ：ωC =2：1，ωB =ωC ．所以A 、B 、C 三点的角速度之比2：1：1．故C 错误；向心加速度a=ω•v ，所以：
a A ：a B ：a C =ωA v A ：ωB v B ：ωC v C =2×2：1×1：1×2=9：1：2．故D 错误．故选B ． 点睛：解决本题的关键知道靠传送带传动轮子边缘上的点具有相同的线速度，共轴转动的点具有相同的角速度．掌握线速度与角速度的关系，以及线速度、角速度与向心加速度的关系．
5、A
【解题分析】
A.由图可知，a 的饱和电流最大，因此a 光束照射时单位时间内产生的光电子数量最多，
故A 错误；
BC.光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，
可知，根据212m eU mv h W γ==-截，入射光的频率越高，对应的截止电压U 截越大，a 光、c 光的截止电压相等，所以a 光、c 光的频率相等，则它们的最大初动能也相等，而b 光的频率最大，能量大，则最大初动能也大，且对应的波长最小，故B ，C 正确； D ．由于b 光的频率最大，根据h h P c
γλ=
=，则b 光动量最大，故D 正确。

故选A 。

6、B
【解题分析】由图可知，在0到4s 这段时间内，a 车沿x 轴负方向运动做速度越来越小的直线运动，b 车沿x 轴正方向运动做速度越来越大的直线运动，A 错误，B 正确；在0到4s 这段时间内，a 车的位移为103020a x m =-=-，平均速度为205/4a v m s -==-，b 车的位移为10010b x m =-=，平均速度为10 2.5/4
b v m s ==，即a 车的平均速度大于b 车的平均速度，C 错误；位移—时间图象的切线斜率表示该时刻对应的瞬时速度，由此可知在4s 时，a 车图线的切线斜率小于b 车图线的切线斜率，D 错误，选B.
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、BD
【解题分析】根据可知物体速度变化越大，加速度不一定越大，选项A 错误；物体速度变化越快，加速度一定越大，选项B 正确；物体速度为零时，加速度不一定为零，例如竖直上抛物体到达最高点时，选项C 错误；当加速度和速度同向时，物体加速度逐渐减小的过程中，物体的速度逐渐增大，选项D 正确；故选BD.
8、BD
【解题分析】
A 、在0-2s 内物体做加速运动，2-6s 内做匀速运动，由受力分析可知，拉力不恒定，故A 错误；
B 、在2-6s 内P=Fv ，P 24F==N=4N V 6
，故f=F=4N ，在甲图中226a=/3/2
v m s m s t ∆==∆，由牛顿第二定律可知F′-f=ma ，在2s 末，P′=F′v ，联立解得m=2kg ，F′=10N ，故B 正确；
C 、由图象可知在0-6s 内通过的位移为x=30m ，故摩擦力做功为W f =fx=4×30=120J ，故C 错误；
D 、由动能定理可知212f W W mv -=
，22112612015622
f W mv W J J =+=⨯⨯+=，故D 正确；
故选BD ．
9、AD
【解题分析】 A ．b 球速度为0时，a 到达L 2所在面，在竖直方向只受重力作用，则加速度为g ，故A 正确；
B ．a 球和b 球所组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，但对于a 机械能不守恒，故B 错误；
C ．a 球运动到两杆的交点处，b 的速度为0，此时a 的速度为v a ，由机械能守恒得：
2122
am mg L mv = 解得
am v =
但此后杆向下运动，会再加速一段距离后达到一最大速度再减速到0，则其最大速度要
，故C 错误；
D ．当a 球运动到两杆的交点后再向下运动L 距离，此时b 达到两杆的交点处，a 的速度为0，b 的速度最大为v bm ，由机械能守恒得：
21()22
bm mg L L mv +
= 解得
v 故D 正确。

10、AC
【解题分析】
A ．由于小球做圆周运动，在最低点由拉力与重力的合力提供向心力，所以小球运动到最低点 Q 时，拉力一定大于重力，故A 正确；
B ．在最高点，有
2v mg T m L +=高高
在最低点，有：
2v T mg m L
-=低低 从最高点到最低点，根据机械能守恒定律，有
2211222
mg L mv mv ⋅+=低高 联立解得：
=6T T T mg ∆-=低高
与最低点速度大小无关，故B 错误；
C ．小球恰好通过最高点，在最高点，有
21v mg m L
= 解得：
1v =从最高点到最低点，根据机械能守恒定律，有
221211222
mg L mv mv ⋅+= 解得：
2v =所以小球一定能通过最高点P ，故C 正确；
D ．根据动能定理得
20min 102
mgL mv -=- 解得不越过四分之一圆周的最小速度
min o v =
所以当0v <
0v >所以细绳不一定始终处于绷紧状态，故D 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、C 25.010⨯
【解题分析】
（1）由F kx =得k 的单位为N/m ，又因为k=YS L
，则Y 的单位满足
22N N m m m m
⨯÷= ，故C 对； （2）根据图像斜率可求出弹簧的劲度系数为：2215 5.010/310K N m -=
=⨯⨯ 故本题答案是：(1). C (2). 25.010⨯
【题目点拨】
根据公式可以得到导出单位，再根据图像的斜率可以求出弹簧的劲度系数．
12、 B; D; 0.42;
【解题分析】（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，可以将长木板的一段垫高，撤去砂和砂桶，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，故B 正确，ACD 错误。

（2）图甲操作时当F =0时，已经有了加速度，故摩擦力平衡过量，故A 错误；图乙操作时F ＞0时，而加速度为零，故未摩擦力平衡或平衡的不足，故B 错误；设绳子上拉力为F ，对小车根据牛顿第二定律有：F =Ma ，对砂桶和砂有：mg ﹣F =ma ，由此解得：
，由此可知当M ＞＞m 时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，在a ﹣F 图中，a 与F 成线性关系，当不满足m ≪M 的条件时，加速度随力的变化偏小，故C 错误、D 正确。

所以D 正确，ABC 错误。

（3）根据△x =aT 2，运用逐差法得：。

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
14m /s a =222m /s a =（2） 3.6J Q mg x μ=∆= 【解题分析】
（1）设物块与木板在恒力F 作用0.5s 时的加速度大小为a 1和a 2，由牛顿第二定律 对甲有：
1F mg Ma μ-=
对乙有：
2mg ma μ=
联立上式解得：2
14m /s a =222m /s a = （2）假设系统向右运动过程中乙一直在甲上
在0-1s 内由甲的位移大小为
211112m 2
x a t == 在0-1s 内由乙的位移大小为： 222111m 2x a t =
= 1s 内甲、乙相对位移为：1121m x x x ∆=-=
撤去F 至甲、乙达到共同速度的过程中乙加速度大小不变，甲以加速度大小为a 3做减速运动
对甲有：
3mg Ma μ=
解得：230.5m /s a =
设甲、乙速度相等再经历的时间为t 2，
2232=Q P v v a t v a t +=-共
解得：t 2=0.8s v 共=3.6m/s
此时甲运动的位移为：
232321 3.04m 2
P x v t a t =-= 乙在t 2时间内运动的位移为：
242221+ 2.24m 2
Q x v t a t == t 2时间内甲、乙相对位移为：
2340.8m x x x ∆=-=
乙相对甲向左滑行的最大距离为：
12 1.8m x x x ∆=∆+∆= 由于2
L x ∆<故假设成立，即乙相对甲向左滑行的最大距离为1.8m 故物块、木板系统产生的摩擦热
3.6J Q mg x μ=∆=
14、（1）6m/s 2 （2）31m
【解题分析】
试题分析：（1）物体水平推力F 作用下做匀加速运动时，受到重力、地面的支持力和滑动摩擦力、推力共四个力作用，由牛顿第二定律得：F-f=ma
又有：f=μN=μmg
联立得：2100.4106/?1F a g m s m μ=
-=-⨯= （2）物体做匀加速运动的位移为：x 1=12at 2=12×6×22m=12m 撤去F 时物体的速度为：v=at=12m/s
撤去F 后，物体滑行的过程，由动能定理得：-μmgx 2=1-12mv 2 代入数据得：x 2=18m
故物体的总位移为：x=x 1+x 2=31m
考点：牛顿第二定律；动能定理的应用
15、 (1)
(2) 【解题分析】
(1)飞镖抛出后做平抛运动，据平抛运动规律求得圆盘的半径R ；
(2)飞镖从抛出到击中P 点过程，圆盘转过
转，可求出圆盘的角速度，进而求出P 点随圆盘转动的线速度。

【题目详解】
(1)飞镖抛出后做平抛运动，据平抛运动规律可得： 水平方向：、竖直方向：
解得：圆盘的半径
(2)飞镖击中P 点时，P 点在圆盘的最下方，则： P 点转过的角度
(k=0,1,2,3,…) 又P 点随圆盘转动的线速度
解得：P 点随圆盘转动的线速度
(k=0,1,2,3,…)。