2024年山东省菏泽市第一中学八一路校区物理高三第一学期期中学业质量监测试题含解析

2024年山东省菏泽市第一中学八一路校区物理高三第一学期期
中学业质量监测试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2．答题时请按要求用笔。

3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。

4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5．保持卡面清洁，不要折暴、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、在点电荷Q形成的电场中，有M、N两点，如图所示．以下说法正确的是
A．M点的场强大于N点的场强
B．M点的电势高于N点的电势
C．将一正点电荷分别放在M点和N点，则该电荷在M点电势能大
D．将一负点电荷分别放在M点和N点，则该电荷在M点电势能大
2、细绳拴一个质量为m的小球，小球将左端固定在墙上的轻弹簧压缩（小球与弹簧不连接），小球静止时弹簧在水平位置，如图所示．将细绳烧断后，下列说法中正确的是
A．小球立即开始做自由落体运动
B．小球离开弹簧后做平抛运动
C．小球运动的加速度先比重力加速度小，后来和重力加速度相等
D．小球离开弹簧后做匀变速运动
3、如图所示，质量为m的重物沿竖直杆下滑，并通过绳带动质量也为m的小车沿倾角θ=45°的斜面上升．若重物与滑轮等高时由静止开始释放，当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ=45°角时，重物下滑的速率为v (不计一切摩擦)．则此过程中重物下落的高度是
A．
2
2
v
h
g
=B．
2
32
4
h
v
g
=
C．
2
3(22)
8
h
v
g
+
=D．
2
3(22)
4
h
v
g
-
=
4、如图所示，一轻杆两端分别固定着质量为m A和m B的两个小球A和B（可视为质点）．将其放在一个直角形光滑槽中，已知当轻杆与槽左壁成θ角时，A球沿槽下滑的速度为v A，则此时B球的速度（）
A．v A tanθB．v A cotθC．v A cosθD．v A sinθ
5、如图所示，a、b是两根垂直纸面的通有等值电流的直导体，两导线外有一点P，P 点到a、b距离相等，要使P点的磁场方向向右，则a、b中电流的方向为
A．都向纸里
B．都向纸外
C．a中电流方向向纸外，b中向纸里
D．a中电流方向向纸里，b中向纸外
6、如图所示，用细绳吊着一个质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力，关于小球受力的说法正确的是：（）
A．受重力、拉力、向心力B．受重力和拉力
C．只受重力D．无法确定
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、物体A做平抛运动，以物体被抛出的位置为原点O，以初速度v0的方向为x轴的方向、竖直向下的方向为y轴的方向，建立平面直角坐标系．如图所示，沿两坐标轴分别放置两个光屏．两束平行光分别沿着与坐标轴平行的方向照射，物体A在两个光屏上分别留下物体的两个“影子”的坐标分别为x、y，则图中两个影子的坐标随时间变化关系正确的是( )
A．
B．
C．
D．
8、将物体从同一高度以相同的速率分别竖直向上、竖直向下、水平抛出,则三种情况下相同的是( )
A．重力的冲量
B．重力的功
C．落地时物体的动量
D．落地时物体的动能
9、如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．若
A．金属环向左侧直导线靠近，穿过环的磁通量增加
B．金属环向右侧直导线靠近，穿过环的磁通量减小
C．金属环向上运动，环上无感应电流
D．金属环向下运动，环上的感应电流方向为顺时针方向
10、如图所示，a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度0v同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若小球a能落到半圆轨道上，小球b能落到斜面上，则下列说法正确的是
A．a球可能先落在半圆轨道上
B．b球可能先落在斜面上
C．两球可能同时落在半圆轨道上和斜面上
D．a球可能垂直落在半圆轨道上
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）某同学利用下述装置验证机械能守恒，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面．
（1）已知重力加速度大小为g ，为求得小球离开桌面时动能k E ，至少需要测量下列物理量中的___________(填正确答案标号)．
A ．小球的质量m
B ．小球抛出点到落地点的水平距离s
C ．桌面到地面的高度h
D ．弹簧的压缩量x
（2）用（1）中所选取的测量量和已知量表示k E ，得k E =___________．
（3）已知弹簧的弹性势能与弹簧形变量的二次方成正比，若弹簧和小球构成的系统机械能守恒，则小球抛出点到落地点的水平距离s 与弹簧的压缩量x 应满足的关系为________(填正确答案标号)．
A ．s x ∝
B ．2()s x ∝
C ．s x ∝
D ．1s x
∝ 12．（12分）用如图所示装置验证机械能守恒定律时，
(1)该实验中必需使用到的仪器是__________
A ．天平
B ．秒表
C ． 毫米刻度尺
D ．弹簧测力计
(2)下列做法正确的有_____________
A ．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
B ．实验前，应用夹子夹住纸带上端，使纸带保持竖直
C ．实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器电源
D ．实验所用的电火花打点计时器应接到220直流电源上
(3)实验中，要从打出来的几条纸带中选择第1、2个点的间距接近2mm 、并且点迹清晰的纸带来进行测量和数据处理。

几个同学在利用毫米刻度尺测量第1、2个点的间距时，测量结果分别记录如下，你认为哪一个符合测量读数的规则？（________）
A ．1.900mm
B ．1.90mm
C ．1.9mm
D ．2mm
(4)在一次实验中，质量为m 的重锤拖着纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系
列的点，如下图所示，相邻计数点的时间间隔为T，纸带的左端与重锤相连，测出
h1，h2，h3，当地的重力加速度为g，则：
①从初速为零的起点O到打下计数点B的过程中重力势能的减少量△E P=______；
②此过程中物体的动能的增加量△E k=____________．
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,一个质量为m的T形活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞的体积可忽略不计,距汽缸底部h0处连接一U形细管(管内气体体积可忽略),初始时,封闭气体温度为T0,活塞水平部分距离汽缸底部1.4h0。

现缓慢降低气体的温度,直到U 形管中两边水银面恰好相平,此时T形活塞的竖直部分与汽缸底部接触。

已知大气压强为p0,汽缸横截面积为S,活塞竖直部分高为1.2h0,重力加速度为g。

求：
①汽缸底部对T形活塞的支持力大小；
②两水银面相平时气体的温度。

14．（16分）如图所示，a、b是完全相同的小物块，质量均为m，光滑半圆弧轨道半径为R，OA为水平半径，BC为竖直直径．粗糙的水平轨道CM与圆弧轨道在C点相切，轨道上有一轻弹簧，一端固定在竖直墙上，另一端系物块a，物体a恰位于轨道的末端C点(此时弹簧处于自然状态)．小物块b自A处以竖直向下的初速度v07gR 下，到C点后与物体a发生弹性碰撞，a压缩弹簧进入水平轨道，物块b最终恰能通过B点．重力加速度为g，求：
（1）物块b刚滑到半圆轨道C点时对轨道的压力大小；
（2）弹簧的最大弹性势能．
15．（12分）如图所示，直角玻璃三棱镜ABC置于空气中，棱镜的折射率为n＝2，∠A＝60°．一细光束从AC的中点D垂直于AC面入射，AD＝a，求：
(1)画出光路图并计算出光从棱镜第一次射入空气时的折射角；
(2)光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间(光在真空中的传播速度为c)．
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】
该电场为点电荷电场，根据可知距离点电荷越近，电场强度越大，故M点场强大于N点场强，A正确；正点电荷产生的电场中，电场线是向外辐射的，根据沿电场线方向电势降低，可知M点的电势高于N点电势，而负电荷产生的电场中，电场线是向内聚拢的，故M点电势低于N点电势，由于M和N点的电势关系不能确定，故不能确定正负电荷在这两点的电势能，BCD错误．
2、D
【解题分析】
对小球受力分析可知，在与弹簧接触时，小球受到球的重力和弹簧的弹力的共同的作用，此过程中弹簧的弹力是不断减小的，离开弹簧之后，小球只受到重力的作用，做匀变速运动．
解：A、将细绳烧断后，小球受到球的重力和弹簧的弹力的共同的作用，合力斜向右下
方，并不是只有重力的作用，所以不是自由落体运动，故A 错误．
B 、平抛运动在竖直方向上是只受重力的作用，由A 的分析可知，小球并不是平抛运动，所以B 错误．
C 、小球受到球的重力和弹簧的弹力的共同的作用，合力斜向右下方，并且大于重力的大小，所以开始时加速度的大小要比重力加速度大，故C 错误．
D 、小球离开弹簧后，只受到重力的作用，所以是匀变速运动，故D 正确． 故选D ．
3、B
【解题分析】
将重物的速度进行分解可得小车速度为：
1cos452
v v =︒= 小车与重物组成的系统机械能守恒，设此过程中重物下落的高度为h ，则有：
22111)sin4522
mgh mg h mv mv --︒=
+ 解得：
2
4h g
= A ．与分析不符，故A 错误；
B ．与分析相符，故B 正确；
C ．与分析不符，故C 错误；
D ．与分析不符，故D 错误。

4、B
【解题分析】
根据题意，将A 球速度分解成沿着杆和垂直于杆方向的两个分速度，同时将B 球速度也分解成沿着杆和垂直于杆两方向．
则有，A 球：v ∥=v A cos θ
而B 球，v ∥=v B ()0cos 90θ-=v B sin θ
由于同一杆，则有v A cos θ=v B sin θ
所以v B =v A
cos sin θ
θ=v A cot θ，故B 正确，A 、C 、D 错误； 故选B
5、C
【解题分析】A、若a、b中均向纸外，根据安培定则判断可知：a在p处产生的磁场
B a方向垂直于ap连线向上，b在p处产生的磁场B b方向垂直于连线向上，根据平行四边形定则进行合成，P点的磁感应强度方向竖直向上，如图所示，故A错误；
B、若a、b中均向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向下．故B错误；
C、若a中向纸外，b中向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向水平向右．故C正确；
D、若a中向纸里，b中向纸外，同理可知，则得P点的磁感应强度方向水平向左．故D错误；
故选C。

6、B
【解题分析】
先对小球进行运动分析，做匀速圆周运动，再找出合力的方向，合力提供向心力，进一步对小球受力分析．
【题目详解】
小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图
小球受重力、和绳子的拉力，由于它们的合力总是指向圆心并使得小球在水平面内做圆周运动，故在物理学上，将这个合力就叫做向心力，即向心力是按照力的效果命名的，这里是重力和拉力的合力．故B正确，ACD错误．故选B．
【题目点拨】
向心力是效果力，匀速圆周运动中由合外力提供．注意向心力不是物体所受到的力．
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】
A、因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以影子在x方向做匀速运动，位移与时间成正比，位移时间图线为过原点的倾斜直线，故A正确，B错误；
C、平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，所以影子在y轴方向做自由落体运动，位移时间图线是抛物线的分支，位移与时间的平方成正比，位移时间平方的图线是过原点的倾斜直线，故C错误，D正确．
故选AD．
点睛：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，结合水平方向和竖直方向上的运动规律分析判断．
8、BD
【解题分析】从抛出到落地过程中，三球均仅受重力作用，但三球在当中运动时间不同，故A错误；根据，可知三种情况下，高度h相同，则重力做功相同，故B正确；由动能定理得：，解得，m、g、h、相同，因此落地动能相同，故落地速率相同，根据，可知落地的动量大小相等，但动量的方向不同；C错误，D正确．故选BD．
9、AC
【解题分析】
由题中“一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内”可知，本题考查闭合线圈磁通量变化以及感应电流方向，根据楞次定律和通电导线磁场分布规律可分析本题。

【题目详解】
AB、根据通电导线磁场分布规律可知，在两根通电导线中间，及分布垂直纸面向外的磁场也分布垂直纸面向里的磁场，并且在中间位置，磁通量为零，因此金属环无论向左向右移动，磁通量均增加，故A正确B错误；
CD、因为金属环内磁通量为零，根据对称性，金属环上下移动磁通量不会发生变化，根据楞次定律可知，无感应电流产生，故C正确D错误。

10、ABC
【解题分析】
ABC. 将圆轨道和斜面轨道重合在一起，如图所示，交点为A
初速度合适，可知小球做平抛运动落在A 点，则运动的时间相等，即同时落在半圆轨道和斜面上；若初速度不适中，由图可知，可能小球先落在斜面上，也可能先落在圆轨道上，故A 、B 、C 正确；
D. 若a 球垂直落在半圆轨道上，根据几何关系知，速度方向与水平方向的夹角是位移与水平方向的夹角的2倍，而在平抛运动中，某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，两者相互矛盾，所以a 球不可能垂直落在半圆轨道上，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、ABC 2
4mgs h
A 【解题分析】
试题分析：本题的关键是通过测量小球的动能来间接测量弹簧的弹性势能，然后根据平抛规律以及动能表达式即可求出动能的表达式；根据弹性势能转化为小球的动能，列式分析．
（1、2）由平抛规律可知，由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度，进而可求出物体动能，平抛规律应有212h gt =，s vt =，又212
k E mv =，联立可得2
4k mgs E h
=．故还需要测量小球的质量m 、小球抛出点到落地点的水平距离s ，桌面到地面的高度h ，故选ABC
（3）设弹性势能与形变量的关系为2P E k x =∆（k 为常量），如果小球和弹簧构成的机械能守恒，则满足22
4P k mgs E k x E h =∆==，即2
24mgs k x h ∆=，所以22x s ∆∝即s x ∝∆，A 正确．
12、 C B C 2mgh 231122h h m T -⎛⎫ ⎪⎝⎭
【解题分析】(1)根据实验原理22211122
mg h mv mv ⋅∆=
-，实验需要用刻度尺测距离，故选C ；
(2) A 、为了减小测量数据h 的相对误差，数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，故A 错误．B 、为了保证纸带在竖直方向做自由落体，实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，故B 正确．C 、实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，故C 错误．D 、实验所用的电火花打点计时器应接到220V 交流电源上，故D 错误；故选B ．
(3)毫米刻度尺的分度值为1mm ，读数应准确到毫米，然后再估读一位，即小数点后有一位数据，由测量数据可知，C 正确，A 、B 、D 错误，故选C ；
(4)重物由O 点运动到B 点的过程中，重力势能的减少量2P E mgh ∆=;打B 点时重物的速度312B h h v T -=，动能增加量2
231110222k B h h E mv m T -⎛⎫∆=-= ⎪⎝⎭
. 【题目点拨】本题考查了实验器材、实验注意事项、实验数据处理，掌握基础知识是解题的关键，应用匀变速直线运动推论与重力势能计算公式即可解题，平时要注意基础知识的学习与应用．
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） 【解题分析】
①由U 形管两边的液面相平可知， 。

②初态时，
，末态时，， 由理想气体状态方程得，
，解得， 14、（1）10mg （2）3.5mgR
【解题分析】
（1）物块b 自A 处刚滑到C 点的速度为v C ，根据机械能守恒定律， 2201122
c mv mgR mv += 在C 点，
2C N v F mg m R
-= 9C v gR =10N F mg =
由牛顿第三定律可知，物块对轨道最低点的压力为10mg
（2）物块b 恰能通过B 点：
2B v mg m R = B v gR =
碰后物块b 恰好到达最高点，根据机械能守恒
2211222
C B mv mgR mv '+= 5C v gR '=
物块a 、b 发生弹性碰撞，动量守恒、动能守恒
12C mv mv mv =+
22212111222
C mv mv mv =+ 解得：
10v =，29C v v gR ==
物块a 、b 交换速度，b 静止在C 点，物块a 压缩弹簧，到最短， 2212
P f mv E W =+ 物块a 返回C 点时，
212
P a f E mv W =+ 物块a 、b 再次发生弹性碰撞，动量守恒、动能守恒，交换速度 5a C v v gR '==
解得
E P =3.5mgR
15、①光路如图所示； ②563a c
； 【解题分析】
①如图所示i 1=60︒,设玻璃对空气的临界角为C ，则： 1sin 2C n ==C =45︒，i 1＞45︒ 发生全反射 213030i i C =-=＜ 由折射定律有2
sin 2sin r i = r =45︒ ②棱镜中的光速c v n =，所求时间 3cos30
a a t v = 解得： 563a t c =。