2024学年河北省秦皇岛市抚宁区第一中学物理高三第一学期期中学业质量监测试题含解析

2024学年河北省秦皇岛市抚宁区第一中学物理高三第一学期期
中学业质量监测试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v-t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）．则下列说法正确的是（）
E=
A．B点为中垂线上电场强度最大的点,场强1V/m
B．由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大
C．由C点到A点电势逐渐升高
U=
D．A、B两点间的电势差5V
AB
2、质点做直线运动的v—t图象如图所示，规定向右为正方向，则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为( )
A．0.25m/s，向右
B．0.25m/s，向左
C．1m/s，向右
D．1m/s，向左
3、如图是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为1r 的大齿轮，Ⅱ是半径为2r 的小齿轮，Ⅲ是半径为3r 的后轮，假设脚踏板的转速为n （r/s ），则自行车前进的速度为（ ）
A ．
13
2
πnr r r B ．
23
1
πnr r r C ．
13
2
2πnr r r D ．
23
1
2πnr r r 4、如图所示，木块A 、B 置于光滑水平桌面上，木块A 沿水平方向向左运动与B 相碰，碰后粘连在一起，将弹簧压缩到最短．则木块A 、B 和弹簧组成的系统，从A 、B 相碰到弹簧压缩至最短的整个过程中（ ）
A ．动量不守恒、机械能守恒
B ．动量不守恒、机械能不守恒
C ．动量守恒、机械能守恒
D ．动量守恒、机械能不守恒
5、我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一次重大科技活动，在探月工程中飞行器成功变轨至关重要，如图所示．假设月球半径为R ，月球表面的重力加速度为g 0，飞行器在距月球表面高度为3R 的圆形轨道I 上运动，到达轨道的A 点点火变轨进入椭圆轨道II ，到达轨道的近月点B 再次点火进入近月轨道III ．绕月球做圆周运动则
A ．飞行器在
B 点处点火后，动能增加
B ．由已知条件不能求出飞行器在轨道II 上的运行周期
C ．只有万有引力作用情况下，飞行器在轨道II 上通过B 点的加速度大小大于在轨道III 上通过B 点的加速度
D ．飞行器在轨道III 上绕月球运行一周所需的时间为0
2πR
g 6、关于电场的性质正确的是：（）
A．电场强度大的地方，电势一定高
B．正点电荷产生的电场中电势都为正
C．匀强电场中，两点间的电势差与两点间距离成正比
D．电场强度大的地方，沿场强方向电势变化快
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、如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示（g＝10m/s2），下列结论正确的是（）
A．物体的质量为3kg B．弹簧的劲度系数为500N/m
C．物体的加速度大小为5m/s2D．物体与弹簧分离时，弹簧处于原长状态
8、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步椭圆轨道1．轨道1、2相切于Q点，轨道2、1相切于P点．轨道1到地面的高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g．以下说法正确的是
A．卫星在轨道1上的机械能大于在轨道1上的机械能
B．卫星在轨道1上的周期小于在轨道2上的周期
C．卫星在轨道2上经过Q点时的速度小于于它在轨道1上经过P时的速度
D．卫星在轨道1上的线速度为
g v
R h =
+
9、如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零．不计空
气阻力，重力加速度为g.关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是()
A．小球克服阻力做的功为mgh
B．小球的机械能减少了mg(H＋h)
m gH
C．小球所受阻力的冲量大于2
D．小球动量的改变量等于所受阻力的冲量
10、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
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）图甲所示为某同学研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图．
（1）下面列出了一些实验器材：电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶、刻度尺．除以上器材外，还需要的实验器材有：．
A．秒表B．天平（附砝码）
C．低压交流电源D．低压直流电源
（2）实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力：小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做______运动．
（3）实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是_____．这样，在改变小车上砝码的质量时，只要砂和砂桶质量不变，就可以认为小车所受拉力几乎不变．
（4）如图乙所示，A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T，A、B间的距离为x1，B、C间的距离为x2，则小车的加速度a＝．已知T＝1．11 s，x1＝2．91 cm，x2＝3．43 cm，则a＝m/s2（结果保留2位有效数字）．
（2）在做实验时，该同学已补偿了打点计时器对小车的阻力及其他阻力．在处理数据
时，他以小车的加速度的倒数1
a
为纵轴，以小车和车上砝码的总质量M为横轴，描绘
出1
a
－M图像，图丙中能够正确反映
1
a
－M关系的示意图是．
12．（12分）如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．
①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量______（填选项前的符号），间接地解决这个问题．
A．小球开始释放的高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C ．小球平抛运动的射程
②图中O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射小球1m 多次从斜面上S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置P ，测量平抛射程OP ．然后把被碰小球2m 静置与轨道水平部分，再将入射小球1m 从斜轨上S 位置静止释放，与小球相碰，
并多次重复．
接下来完成的必要步骤是______．（填写选项前的符号） A ．用天平测量两小球的质量1m 、2m B ．测量小球1m 开始释放的高度h C ．测量抛出点距地面的高度H
D ．分别找到1m 、2m 相碰后平均落地点的位置M 、N
E ．测量平抛射程OM 、ON
实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值1''12
p p p 为______． 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5kg 的物块自倾角为37°的传送带上由静止下滑，物块经过水平地面CD 后进入光滑半圆弧轨道DE ，传送带向下匀速转动，其速度v=10m/s ，传送带与水平地面之间光滑连接（光滑圆弧BC 长度可忽略），传送带AB 长度为16m ，水平地面 CD 长度为6.3 m ，物块与水平地面、传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5，圆弧DE 的半径R=1.125m ．（sin 37°
=0.6，cos 37°=0.8）
（1）求物块在传送带上运动时系统产生的热量； （2）物块到达E 点时的速度．
14．（16分）如图，质量为M =4kg 的木板AB 静止放在光滑水平面上，木板右端B 点
固定一根轻质弹簧，弹簧自由端在C 点，C 到木板左端的距离L =0.5m ，质量为m =1kg 的小木块（可视为质点）静止放在木板的左端，木块与木板间的动摩擦因数为μ=0.1，木板AB 受到水平向左的恒力F =14N ，作用一段时间后撤去，恒力F 撤去时木块恰好到达弹簧自由端C 处，此后运动过程中弹簧最大压缩量x =5cm ，g =10m/s 1．求：
(1)水平恒力F 作用的时间t ；
(1)撤去F 后，弹簧的最大弹性势能E P ； (3)整个过程产生的热量Q ．
15．（12分）如图所示，长为l=1m 的绳子下端连着质量为m=1kg 的小球，上端悬于天花板上，把绳子拉直，绳子与竖直线夹角为60°，此时小球静止于光滑的水平桌面上.问:（g 取10 m/s 2）
（1）当球以ω1=4rad/s 作圆锥摆运动时，绳子张力T 1为多大? 桌面受到压力1N '为多大?
（2）当球以ω2=6rad/s 作圆锥摆运动时，绳子张力T 2及桌面受到压力2N '各为多大?
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】
A ．据v -t 图可知带电粒子在
B 点的加速度最大为：
2240
m /s 2m /s 75
a -=
=-， 所受的电场力最大为
1N 22N F ma ==⨯=，
据F
E q
=
知，B 点的场强最大为 2N 1N /C 1V /m 1C
F E q =
===， A 正确；
B ．据v -t 图可知带电粒子的速度增大，电场力做正功，电势能减小，B 错误；
C ．据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由O 点沿中垂线指向外侧，故由C 点到A 点的过程中电势逐渐减小，C 错误；
D ．据v -t 图可知A 、B 两点的速度，在根据动能定理得电场力从B 到A 做的功
()22221111
1614J 10J 2222
B A A B W mv mv →=
-=⨯⨯-⨯⨯=， 故
10
V 5V 2
A B B A AB W W U q q →→--=
===-， D 错误． 2、B 【解题分析】
由图线可知0-3s 内的位移为
11
32m 3m 2
s =⨯⨯=
方向为正方向；3-8s 内的位移为
21
(83)2m 5m 2
s =⨯-⨯=
方向为负方向；0-8s 内的位移为
122m s s s =-=-
0-8s 内的平均速度为
2m 0.25m/s 8s
s v t -=
==-， 负号表示方向是向左的．
A. 前8s 内平均速度的大小和方向分别为0.25m/s ，向右，与分析不一致，故A 错误；
B. 前8s 内平均速度的大小和方向分别为0.25m/s ，向左，与分析相一致，故B 正确；
C. 前8s 内平均速度的大小和方向分别为1m/s ，向右，与分析不一致，故C 错误；
D. 前8s 内平均速度的大小和方向分别为1m/s ，向左，与分析不一致，故D 错误．
3、C 【解题分析】
自行车前进的速度等于车轮Ⅲ边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮Ⅰ和轮Ⅱ边缘上的线速度大小相等，据v r ω=可知
1122r r ωω=
已知12πn ω=，则轮Ⅱ的角速度
1
212
=
r r ωω 因为轮Ⅱ和轮Ⅲ共轴，则
32ωω=
根据v r ω=可知
13
232
2πnr r v r r ω==
故选C 。

4、B
【解题分析】
AB 及弹簧组成的系统，在相碰到弹簧压缩最短的过程中，由于左侧墙壁对弹簧有弹力的存在，合外力不为零，故系统动量不守恒，由于墙壁对弹簧的弹力与AB 的运动方向相反，对整个系统做负功，机械能不守恒，B 正确． 5、D 【解题分析】
A ．在圆轨道实施变轨成椭圆轨道远地点是做逐渐靠近圆心的运动，要实现这个运动必须万有引力大于飞船所需向心力，所以应给飞船点火减速，减小所需的向心力，故点火后动能减小，故A 错误；
BD ．设飞船在近月轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间为T 3，则：
2
023
4mg mR T π=
解得：32T =根据几何关系可知Ⅱ轨道的半长轴a =2.5R ，根据开普勒第三定律：
3
2
a k T = 以及轨道Ⅲ的周期可知求出Ⅱ轨道的运行周期，故B 错误，D 正确．
C ．只有万有引力作用下，飞行器在轨道Ⅱ上与在轨道Ⅲ上通过B 点引力相同，则加速度相等，故C 错误． 6、
D 【解题分析】
A 项，场强和电势没有直接关系，电场强度大的地方电势不一定高，故A 项错误．
B 项，正点电荷产生的电场中电场线由正点电荷发出指向无穷远，但本题中没有规定哪儿为零势点，所以正点电荷产生的电场中电势不一定为正，故B 项错误．
C 项，匀强电场中，两点间电势差与两点沿电场线方向上的距离d 成正比U Ed = ，故C 项错误．
D 项，电场强度大的地方，电场线密集，等势线距离小，电势变化快，故D 项正确
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、BCD 【解题分析】
A ．初始，物体静止在弹簧上面，弹簧弹力与重力平衡，施加F 后即为合力，所以有
10N ma =
此后物体匀加速上升，弹力逐渐变小，当弹簧恢复原长后，物块和弹簧分离，合力为
30N mg ma -=
联立两式，整理得物体重力
20N mg =
质量
2Kg m =
A 错误；
B ．由图可知，从初始弹簧弹力等于重力到弹簧恢复原长，位移为4cm ，即弹力等于重力时，弹簧形变量为4cm x ∆= 劲度系数
5N/cm=500N/m mg
k x
=
=∆ B 正确；
C ．当弹簧恢复原长后，物块和弹簧分离，合力为
30N mg ma -=，
则物体的加速度大小为
223020
m/s 5m/s 2
a -=
= C 正确；
D ．因为力F 随弹簧形变量在不断变化，有图像分析可知物体与弹簧分离时弹簧恢复原长，D 正确。

故选BCD 。

8、AD 【解题分析】
从轨道1需要点两次火才到达轨道1，所以外力做正功，机械能增大，故卫星在轨道1上的机械能比在轨道1上的机械能大，A 正确；因为轨道2的半长轴小于轨道1的半径，
所以根据开普勒第三定律3
2R k T
=可知卫星在轨道1上的周期大于在轨道2上的周期，
B 错误；根据2
2Mm v G m r r
=可知v =，故半径越大，线速度越小，所以卫星在
轨道1上速度大于在轨道1上的速度，因为从轨道1变轨到轨道2，需要在Q 点点火，故在轨道2上Q 点的速度大于轨道1上的线速度，所以卫星在轨道2上Q 点的线速度
大于轨道1上经过P 点的速度，C 错误；根据v =
1上的线段
v =
，结合黄金替代公式2
GM gR =可知v =D 正确． 9、BC 【解题分析】
对全过程运用动能定理得，mg （H +h ）-W f =0，则小球克服阻力做功W f =mg （H +h ）．故A 错误．小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减小mg （H +h ），则小球的机
械能减小了mg （H +h ）．故B 正确．落到地面的速度v =
运用动量定理得：I G −I F ＝0−I F ＝I G +
C 正确．对全过程分析，运用动量定理知，动量的变化量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和．故
D 错误．
10、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 24
F=
=N=4N V 6
，故f=F=4N ，在甲图中226
a=
/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 -= ，2211
2612015622
f W mv W J J =+=⨯⨯+=，故D 正确； 故选BD ．
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、（1）BC （2）匀速直线 （3）M ＞＞m （4）21
2
x x T
-、1．23 （2）C 【解题分析】
试题分析：（1）试验还需要的实验器材有天平（附砝码）和低压交流电源，故选BC ； （2）实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力：小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动．
（3）根据实验误差的来源，在 M ＞＞m 条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力． （4）根据△x=aT 2得：212
x x a T -＝
，代入数据得：2
0.06460.05900.56/0.01
a m s ＝＝- （2）根据牛顿第二定律得：mg
a M m
+＝
，则111 M a mg g +＝
，则以1a 为纵轴，以总质量M 为横轴，作出的图象为一倾斜直线，且纵坐标不为1，故C 正确．故选C ． 考点：研究在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系 12、CADE
1
12
44.8035.2055.68m m m +
【解题分析】
①由于本实验的碰撞是在同一高度，在空中运动时间相同，因而根据小球做平抛运动的射程就可知道碰撞后速度的大小之比，所以选C ；
②实验时，先让入射球m l 多次从斜轨上S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置P ，测量平抛射程OP ，然后，把被碰小球m 2静置于轨道的水平部分，再将入射球m l 从斜轨上S 位置静止释放，与小球m 2相碰，并多次重复．测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D 、E 是必须的，而且D 要在E 之前，至于用天平秤质量先后均可以，所以答案是ADE ；
碰撞前、后总动量的比值：
1
11121212
44.80 35.2055.68P m OP m P P m OM m ON m m =='+'++ 点睛：本题考查验证动量守恒定律的实验，要注意明确实验原理，知道实验中利用平抛运动进行实验的基本方法，同时注意实验中的注意事项和数据处理的基本方法．
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）120J （2）6m/s
【解题分析】试题分析：物块在传送带上先做匀加速直线运动，速度达到传送带速度后继续做加速度不同的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律和运动学公式求出物块与传送带间的相对位移，即可求得热量．根据速度时间公式求出C 点的速度，由动能定理求物块到达E 点时的速度． （1）物块放上传送带后的加速度
物体
的速度加速至传送带的速度所需的时间 匀加速直线运动的位移
共速后，由于
，
所以滑块与传送带不能保持相对静止，继续向下以不同的加速度匀加速，物块的加速度为
根据
，代入数据得
，解得
．
物块在传送带上运动时系统产生的热量为 代入数据解得Q =120J （2）物块到达C 点的速度．
根据动能定理得
．
解得
14、 (1)t =1s （1）0.3J P E =（3） 1.4J Q = 【解题分析】
（1）对m ：1mg ma μ= 2
12/a m s = 21112s a t =
对M ：2
22,3/F mg Ma a m s μ-== 22212
s a t =
m 运动至C 时：21s s L -= 解得：t=1s （1）m 运动至C 时，两物体速度：
对m ：112/v a t m s == 对M ：223/v a t m s == 弹簧被压至最短时，二者具有共同速度v ：
12()mv Mv m M v +=+ v=1.8m/s
对系统：22212111
()222
P E mv mv M m v mgx μ=
+-+- 解得：0.3P E J =
（3）假设最终m 没从AB 滑下，由动量守恒可知最终共同速度仍为v=1.8m/s 设m 相对AB 向左运动的位移为s ，则：
P mgs E μ= 解得：s=0.15m
可知：s L x <+，故上面假设正确． 全过程产热：() 1.4Q mg L s x J μ=++= 15、（1）16N ；2N （2）36N ；0 【解题分析】
当小球刚好与水平面接触时，受力如图；对小球，由牛顿第二定律
2
00sin sin T m l θωθ=
0cos T mg θ=
故临界角速度05/cos g
rad s l ωθ
=
=
（1）10ωω<，根据小球受力情况可得：
211sin sin T m l θωθ=
11cos T N mg θ+=
绳子的张力：2
1116T m l N ω==
11cos 2N mg T N θ=-=
由牛顿第三定律，桌面受到的压力：'
112N N N ==.
（2）20ωω>，小球离开斜面，绳子与竖直方向夹角为α，故受力又如图.
2
22sin sin T m l αωα=
20N =
绳子的张力：2
2236T m l N ω==
N 2=0，由牛顿第三定律，桌面受到的压力：'
220N N ==.。