2024届衡水市重点中学物理高三第一学期期中考试试题含解析

2024届衡水市重点中学物理高三第一学期期中考试试题
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
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、将一质量为m的小球靠近墙面整直向上抛出，图甲是向上运动小球的频闪照片，图乙是下降时的频闪照片，O是运动的最高点，甲乙两次闪光频率相同，重力加速度为g，假设小球所受的阻力大小不变，则可估算小球受到的阻力大小约为（）
A．mg B．1
3
mg C．
1
10
mg D．
1
2
mg
2、如图，静电场中的一条电场线上有M、N两点，箭头代表电场的方向，则（）
A．M点的电势比N点的低
B．M点的场强大小一定比N点的大
C．电子在M点的电势能比在N点的低
D．电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的大
3、物体做匀加速直线运动，相继经过两段距离为36m的路程，第一段用时4s，第二段用时2s，则物体的加速度是（）
A．1.5m/s2B．2m/s2C．3m/s2D．4m/s2
4、水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行安全检查。

如图所示为一水平传送带装置示意图，紧绷的传送带AB始终保持恒定速率2m/s
v=运行。

旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数0.1
μ=，AB间
的距离为2m，g取10m/2s.若旅客把行李放到传送带的同时以1m/s
v 的恒定速度平行于传送带运动到B处取行李，则
A．乘客与行李同时到达B处
B．乘客提前0.5s到达B处
C．行李提前0.5s到达B处
D．若传送带速度再增大，行李能更快到达B处
5、某星体可视为均匀球体，半径为R，自转周期为T，其同步卫星的轨道半径为9R。

假设该星体的自转周期变小（不考虑星体解体），当其自转周期小于某一值0T时，该星体的所有卫星均无法与该星体自转同步，则0T为
A．1
3
T B．
1
9
T C．
1
27
T D．3
9
T
6、A、B两球在光滑的水平面上相向运动，其中球A的质量为mA=4kg，两球发生碰撞前后的位移﹣时间图象情况如图所示，则可知（）
A．B球质量为2kg
B．B球质量为6kg
C．碰撞过程中损失的机械能为20J
D．碰撞是弹性碰撞，无机械能损失
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、将一小球竖直向上抛出，取竖直向上为正方向，设小球在抛出点的重力势能为零，小球所受空气阻力大小恒定。

从抛出到落回抛出点的过程中，小球的加速度a、速度v、机械能E、动能E k与其离开抛出点高度h之间的关系正确的是（）
A．B．
C．D．
8、如图所示，在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上，质量m＝2 kg的物块与水平轻弹簧相连，物块在与水平方向成θ＝45°角的拉力F作用下处于静止状态，此时水平面对物块的弹力恰好为零．g取10 m/s2，以下说法正确的是( )
A．此时轻弹簧的弹力大小为20 N
B．若剪断弹簧，则剪断的瞬间物块的加速度为0
C．若剪断弹簧，则剪断的瞬间物块的加速度大小为8 m/s2，方向向右
D．当撤去拉力F的瞬间，物块的加速度大小为8 m/s2，方向向左
9、如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b．外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态．若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则（）
A．绳OO′的张力也在一定范围内变化
B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
10、某人将重物由静止开始举高h，并使物体获得速度v，不计空气阻力。

则下列说法中哪些是正确的
A．物体所受合外力对它做的功等于物体动能的增量
B．人的举力对物体做的功等于物体机械能的增量
C．物体所受合外力对它做的功等于动能、重力势能的增量之和
D．重力对重物做的功等于物体重力势能的增量
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“探究加速度与力、质量的关系”。

现提供如图甲所示的实验装置。

（1）以下实验操作正确的是_____________
A．电火花计时器应接6V以下交流电源
B．调节滑轮高度，使细线与长木板平行
C．先将电火花计时器接通电源，后释放小车
D．平衡摩擦力时应使小车在砝码及砝码盘牵引下恰好做匀速运动
（2）如图乙为某次实验得到的纸带，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，已知交流电频率为50Hz。

该小车的加速度a=___________2
/
m s。

（结果保留两位有效数字）
（3）下表记录了砝码和砝码盘的质量一定时，小车质量M与对应的加速度a及1
M
的
数据，请在坐标图丙中描点作出
1
a
M
-图象，
（________）
并从图象判断小车加速度a与质量M之间应满足________________（选填“正比”或“反比”）关系。

实验次数 1 2 3 4 5
()2
/a m s-0.85 0.57 0.50 0.33 0.28
/M kg
0.44 0.66 0.88 1.10 1.32
11
/kg M
- 2.27 1.51 1.36 0.92 0.76
（4）小车质量一定时，改变砝码个数，得到a F -图象如图丁所示，其末端明显偏离直线，主要原因是_____________。

12．（12分）借助计算机、力传感器的挂钩与其它物体间的弹力大小能够在屏幕上显示出来．为了探究最大静摩擦力的大小跟哪些因素有关,某同学在老师的指导下做了一系列实验:将滑块平放在长木板上,用力传感器沿长木板水平拉滑块,改变拉力直到将滑块拉动;再在长木板上铺上毛巾,并在滑块上放上砝码,重复前一个过程,得到的图线分别如图甲、乙所示．
（1）由图乙知:在1t ～2t 这段时间内,滑块的运动状是___(填“运动”或“静止”),滑块受到的最大静摩擦力为___(填“1F ”或“2F ”)．
（2）结合甲、乙两图,________(填“能”或“不能”)得出最大静摩擦力与两物体接触面的粗糙程度和接触面的压力均有关的结论．
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）水平放置的三棱镜截面如图所示，90A ∠=，60B ∠=，10cm AB =。

一束竖直向下的光束从AB 边中点D 入射，折射光经过三棱镜BC 边反射后，从AC 边上的E 点垂直射出。

已知真空中的光速8310m/s c =⨯，求：
(1)三棱镜的折射率；
(2)光在三棱镜中从D 到E 所用的时间。

14．（16分）如图甲所示，质量为1m kg =的物体置于倾角为37θ=的固定且足够长的斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F ，10.5t s =时撤去拉力，物体速度与时间()v t -的部分图象如图乙所示。

()
2
10/,sin370.6,cos370.8g m s ===问：
()1物体与斜面间的动摩擦因数μ为多少？ ()2拉力F 的大小为多少？
()3物体在斜面向上运动的整个过程中，由于摩擦系统共产生了多少热量？
15．（12分）运用牛顿运动定律可以有效地解决动力学问题，请根据所学习到的有关牛顿运动定律的相关知识，解决下列问题．
（1）如图，物块A 放在光滑水平桌面上，其中B 的重力mg ， A 的质量为M ，试求物块A 的加速度的大小．
（2）在一节火车车厢内有一个光滑的水平桌面，桌上有一个小球，开始时小球和车厢均处于静止状态，如果火车突然加速向前开动，如果以火车为参考系，小球会运动吗?牛顿第一定律适用吗?请分析说明理由．
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、D 【解题分析】
设每块砖的厚度是d ，向上运动上运动时： 9d -3d =aT 2 ① 向下运动时： 3d -d =a′T 2 ② 联立①②得：
3
1
a a =' ③ 根据牛顿第二定律，向上运动时： mg +f =ma ④ 向下运动时： mg-f =ma ′ ⑤ 联立③④⑤得：
1
2
f m
g =
A ．mg ，与结论不相符，选项A 错误；
B ．
1
3mg ，与结论不相符，选项B 错误； C ．1
10
mg ，与结论不相符，选项C 错误；
D ．
1
2
mg ，与结论相符，选项D 正确； 2、C 【解题分析】
顺着电场线电势逐渐降低，可知M 点的电势比N 点的高，选项A 错误；一条电场线不能确定疏密，则不能比较MN 两点场强的大小，也不能比较电子在MN 两点受电场力的大小，选项BD 错误；负电荷在高电势点的电势能较低，选项C 正确； 3、C 【解题分析】
第一段时间内的平均速度为：
，第二段时间内的平均速度为：
；根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，两个中
间时刻的时间间隔为：△t=2s+1s=3s ，则加速度为：．选项ABD
错误，C 正确；故选C 。

4、A 【解题分析】
ABC.物块在传送带上加速时的加速度为
21m/s a g μ==
故行李加速到和传送带速度相等需要的时间为
12s υ
t a
=
= 此时行李的位移为
2
12m 2υx a
==
即行李正好运动到传送带B 处，人运动到B 处需要的时间为
22s L
t υ
=
= 故人和行李同时到达B 处，故A 正确，B 、C 错误；
D.传送带的速度为2m/s v =时行李一直做匀加速直线运动；传送带的速度增加后行李也一直做匀加速直线运动，且加速度的大小不变，因此传送到B 处的时间不变，D 错误。

故选A 。

5、C 【解题分析】
对于同步卫星有()2
2
249(9)Mm G m R R T
π=⋅，对于该星球上的物体有2
224Mm G N m R R T
π-=⋅，随着自转周期减小，N 在减小，当N=0时都随星球做圆周运动，同步卫星不再与星球相对静止，即不能同步，故此时有2
220
4Mm G m R R T π=，解得
01
27
T T =
，C 正确． 6、B 【解题分析】
根据图象可知，A 、B 两物体在2s 末时刻发生碰撞，x ﹣t 图象的斜率表示速度，则碰前
A 的速度为：610/2/2A v m s m s -=
=-，B 的速度为：6
/3/2B v m s m s ==。

碰后的AB 的速度为：v=2
/1/2
m s m s =。

根据动量守恒定律得：m A v A +m B v B =（m A +m B ）v ，解得：m B =6kg ，故A 错误，B 正确；根据能量守恒得，损失的机械能为：
222111()222
A A
B B A B E m v m v m m v ∆=
+-+，代入数据得：△E=30J ，故CD 错误，故选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、AD 【解题分析】
A ．小球所受空气阻力大小恒定，上升阶段是匀减速直线运动，取向上为正方向，根据牛顿第二定律有
1()mg f ma -+=
a 1大小恒定，方向向下，小球所受空气阻力大小恒定，下降阶段是匀加速直线运动，取向上为正方向，根据牛顿第二定律有
2f mg ma -=
a 2大小恒定，方向向上，且有
12a a >
故A 正确；
B ．上升阶段是匀减速直线运动，取向上为正方向，有
22
012v v a h -=
非一次线性函数，同理可知，下降过程的v h -图像也非一次线性函数，故B 错误； C ．上升过程机械能E 与小球离抛出点高度h 的关系为
0E E fh =-
下降过程机械能E 与小球离抛出点高度h 的关系为
1()E E f H h =--
由图像可知，故C 错误；
D ．上升过程动能
E k 与小球离抛出点高度h 的关系为
0()k k E E mg f h =-+
下降过程动能E k 与小球离抛出点高度h 的关系为
'()()k E mg f H h =--
且落回出发点的动能小于抛出时的动能，故D 正确。

故选AD 。

8、AD 【解题分析】
A ．将拉力F 分解为竖直向上的力1F 和水平向右的力2F ，则有
1sin F F θ=，2cos F F θ=，因为此时水平面对物块的弹力为零，即
1sin F F mg θ==，解得F =，220F N =，因为地面对物块的支持力为零，
即物块与水平面之间的正压力为零，所以地面对物块不存在摩擦力，故水平方向上受到弹簧的弹力T 和2F ，所以220T F N ==，A 正确；
BC ．剪断弹簧的瞬间，弹力变为零，重力mg 和1F 平衡，物块与水平面间仍没有摩擦力，所以在剪断弹簧的瞬间物块合力为2F ，故加速度为22
10/F a m s m
==，方向水平向右，BC 错误；
D ．撤去力F 的瞬间，弹力大小不变，仍为20N ，由于竖直向上的分力消失，故物块与水平面间存在摩擦力，物体所受的最大静摩擦力为0.2204f mg N N μ==⨯=，根据牛顿第二定律得小球的加速度为2204
8/2
a m s -==，方向水平向左，D 正确。

故选D 。

9、BD
【解题分析】
由于整个系统处于静止状态，所以滑轮两侧连接a和b的绳子的夹角不变；物块a只受重力以及绳子的拉力，由于物体a平衡，则连接a和b的绳子张力T保持不变；由于绳子的张力及夹角均不变，所以OO′中的张力保持不变，A、
C错误；b处于静止即平衡状态，对b受力分析有：
力T与力F与x轴所成夹角均保持不变，由平衡条件可得：，；由此可得：；由于T的大小不变，可见当F 大小发生变化时，支持力的大小也在一定范围内变化，B正确；，由于T的大小不变，当F大小发生变化时，b静止可得摩擦力的大小也在一定范围内发生变化，D正确；
故选BD。

10、AB
【解题分析】
ABC. 根据除重力以外的力对物体做的功等于物体机械能的变化量，所以人对物体做的功等于物体机械能的增加，根据动能定理可知：合外力对物体做的功等于物体动能的增加量，故AB正确C错误。

D. 物体重力做的功等于重力势能的变化量，所以物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，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、BC 0.19 反比 随着砝码数量的增加，不能很好的满足小车质量远大于砝码和砝码盘的总质量
【解题分析】
(1)[1]A ．电火花计时器使用的是交流220v 电源，故A 错误；
B ．实验已经平衡摩擦力，故需要使细线与长木板平行，故B 正确；
C ．根据使用打点计时器操作规则，先将电火花计时器接通电源，后释放小车；故C 正确；
D ．平衡摩擦力是利用小车自身的重力来平衡摩擦力，此时不能悬挂重物，故D 错误。

故选BC 。

(2)[2]每5个点取一个计数点，已知交流电频率为50Hz ，则计数点间时间间隔为T =0.1s ；由逐差法得
222(24.5811.92)11.92100.19m/s 40.1a ---=⨯=⨯ (3)[3]由表格中的数据，描点得图像如图所示
[4]由图像可知a 与1M
成正比，故小车加速度a 与质量M 之间应满足反比关系； (4)[5]小车质量远大于砝码和砝码盘的总质量时，由实验原理可知，有
mg a m M =+ 此时斜率近似等于1M
；随着砝码数量的增加，不能很好的满足小车质量远大于砝码和砝码盘的总质量，此时斜率为
1M m +，m 增大，斜率减小，故末端明显偏离直线，故末端明显偏离直线的原因是随着砝码数量的增加，不能很好的满足小车质量远大于砝码和砝码盘的总质量。

12、静止 F 1 不能
【解题分析】
根据题中F-t 图线可知，本题考查最大静摩擦力、最大静摩擦力与滑动摩擦力关系的知识点，根据最大静摩擦力和滑动摩擦力产生的条件和影响因素，由平衡条件知，最大静摩擦力随外力的增大而增大，到达最大之后，当外力继续增大，物体开始相对运动后，就变为滑动摩擦力，滑动摩擦力小于最大静摩擦力．
【题目详解】
（1）物体静止时受到拉力与静摩擦力作用，由平衡条件可知，静摩擦力等于拉力，随拉力增大，静摩擦力变大；当拉力大于最大静摩擦力时，物体运动，之后物体受到的摩擦力是滑动摩擦力，滑动摩擦力小于最大静摩擦力，所以在t 1~t 1时间内滑块处于静止状态，最大静摩擦力为F 1，t 1时刻之后，物块处于运动状态，受到的是滑动摩擦力，大小为F 1．
（1）实验中没有控制接触面粗糙程度相同而物体间压力不同，因此不能得出最大静摩擦力与接触面的压力有关的结论．
故答案为（1）静止；F 1;（1）不能
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)3n =；(2)1025310s 6
t -=⨯ 【解题分析】
（1）光在三棱镜中传播光路如图所示
由几何关系可得60θ
=︒，30αβ==︒
由折射定律 sin sin n θα
= 解得
n =（2）光在玻璃中的速度为
c v n
= 由几何关系得 15cm 2DF AB =
= ()
sin307.5cm EF BC BF =-︒=
解得
1010s DF EF t v -+== 14、 (1) 0.5；(2) 30N ；(3) 30J 。

【解题分析】
(1)根据速度时间图线求出匀减速直线运动的加速度大小，结合牛顿第二定律求出动摩擦因数的大小。

(2)根据速度时间图线求出匀加速直线运动的加速度大小，根据牛顿第二定律求出拉力F 的大小。

(3)求出向上滑动的距离，再根据Q=fs 求解产生的热。

【题目详解】
（1）由速度时间图象得：物体向上匀减速时加速度大小：
221105/10/0.5
a m s m s -== 根据牛顿第二定律得：1sin cos mgmg mg ma θμθ+=
代入数据解得：0.5μ=
（2）由速度时间图象得：物体向上匀加速时：
2220/v a m s t
== 根据牛顿第二定律得：2sin cos F mg mg ma θμθ--=
代入数据解得：30F N =。

（3）设撤去力F 后物体运动到最高点所花时间为2t ，此时物体速度为零，有 1220v a t =-，
得21t s = 向上滑行的最大距离：22221122111120051017.52222s a t a t m m =
+=⨯⨯+⨯⨯=． 系统生热30Q fs J ==。

【题目点拨】
本题考查了动力学知识与图象的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解。

15、（1）mg M m
+ （2）见解析 【解题分析】（1）依据牛二定律()mg M m a =+，解得mg a M m =
+． （2）小球的运动对于以地面为参考系而言是容易解释的，因为小球具有惯性；而对于桌面而言，就不容易解释了，小球没有受到作用力，但是它突然就运动了，故牛顿运动定律在非惯性参考系中是不成立的．。