甘肅省合水縣一中2024年物理高三上期中學(xué)業(yè)水平測試試題含解析

甘肅省合水縣一中2024年物理高三上期中學(xué)業(yè)水平測試試題考生請(qǐng)注意：1．答題前請(qǐng)將考場、試室號(hào)、座位號(hào)、考生號(hào)、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號(hào)內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖，光滑的水平面上固定著一個(gè)半徑在逐漸減小的螺旋形光滑水平軌道。一個(gè)小球以一定速度沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，關(guān)于小球的角速度和向心加速度大小變化說法正確的是(）A．增大、減小 B．減小、增大 C．增大、增大 D．減小、減小2、如圖所示，靜止在光滑水平面上的木板，右端有一根輕質(zhì)彈簧沿水平方向與木板相連，木板質(zhì)量．．質(zhì)量的鐵塊以水平速度，從木板的左端沿板面向右滑行，壓縮彈簧后又被彈回，最后恰好停在木板的左端．在上述過程中彈簧具有的最大彈性勢能為A．3J B．6J C．20J D．4J3、一汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后剎車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到停止．下列速度v和位移x的關(guān)系圖象中，能描述該過程的是（）A． B．C． D．4、“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器運(yùn)行在平均高度約362千米的圓軌道上.在北京航天飛控中心監(jiān)控下，已于4月2日8時(shí)15分左右再入大氣層燒毀，完成使命.關(guān)于“天宮一號(hào)”，下列說法正確的是A．在軌運(yùn)行的周期比月球繞地球的周期長B．在軌運(yùn)行的加速度比地面重力加速度大C．在軌運(yùn)行的速度比第一宇宙速度小D．進(jìn)入大氣層后，速度增大，機(jī)械能增大5、年中秋夜，我國成功將天宮二號(hào)送入預(yù)定軌道，2016年10月17日神舟十一號(hào)順利升空并在之后與天宮二號(hào)實(shí)行交會(huì)對(duì)接．天宮二號(hào)是在天宮一號(hào)基礎(chǔ)上研制的航天器，兩者外形完全相同，但卻承擔(dān)著不同的任務(wù)．天宮一號(hào)主要是和載人飛船配合完成空間交會(huì)對(duì)接實(shí)驗(yàn)任務(wù)，而天宮二號(hào)則是我國第一個(gè)具備太空補(bǔ)加功能的載人航天實(shí)驗(yàn)室，要第一次實(shí)現(xiàn)航天員中期駐留、第一次試驗(yàn)推進(jìn)劑太空補(bǔ)加技術(shù)等重要的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，天宮二號(hào)被稱為是我國首個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室．天宮二號(hào)的軌道高度為393km，比天宮一號(hào)高了50km，關(guān)于天宮二號(hào)與天宮一號(hào)的比較，以下說法正確的是（）A．“天宮二號(hào)”運(yùn)行的線速度比“天宮一號(hào)”小B．“天宮二號(hào)”運(yùn)行的加速度比“天宮一號(hào)”小C．“天宮二號(hào)”運(yùn)行的角速度比“天宮一號(hào)”小D．“天宮二號(hào)”運(yùn)行的周期比“天宮一號(hào)”大6、以下說法正確的是A．速度是矢量，電場強(qiáng)度是標(biāo)量B．千克（kg）屬于國際單位中的基本單位C．伽利略利用光滑斜面實(shí)驗(yàn)直接得出了自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律D．電場線是庫侖最先引入的二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、如圖所示，擺球質(zhì)量為m，懸線長度為L，把懸線拉到水平位置后放手．設(shè)在擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中空氣阻力的大小不變，則下列說法正確的是()A．重力做功為mgLB．懸線的拉力做功為0C．空氣阻力做功為－mgLD．空氣阻力做功為－πL8、如圖所示，在上端開口的飲料瓶的側(cè)面戳一個(gè)小孔，瓶中灌水，手持飲料瓶靜止時(shí)，小孔中有水噴出，則下列說法正確的是（）A．將飲料瓶豎直向上拋出，上升過程飲料瓶處在超重狀態(tài)B．將飲料瓶豎直向上拋出，下降過程飲料瓶處在失重狀態(tài)C．將飲料瓶放在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船內(nèi)，并與飛船保持相對(duì)靜止，則水不流出D．飲料瓶靜置于繞地球公轉(zhuǎn)的月球表面，則水不流出9、如圖所示，a、b兩小球分別從半圓軌道頂端和斜面頂端以大小相等的初速度同時(shí)水平拋出，已知半圓軌道的半徑與斜面豎直高度相等，斜面底邊長是其豎直高度的2倍，若小球a能落到半圓軌道上，小球b能落到斜面上，則下列說法正確的是A．a(chǎn)球可能先落在半圓軌道上B．b球可能先落在斜面上C．兩球可能同時(shí)落在半圓軌道上和斜面上D．a(chǎn)球可能垂直落在半圓軌道上10、如圖所示，圓弧形光滑軌道ABC固定在豎直平面內(nèi)，O是圓心，OC豎直，OA水平．A點(diǎn)緊靠一足夠長的平臺(tái)MN，D點(diǎn)位于A點(diǎn)正上方，如果從D點(diǎn)無初速度釋放一個(gè)小球，從A點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道，有可能從C點(diǎn)飛出，做平拋運(yùn)動(dòng)，落在平臺(tái)MN上．下列說法正確的是（）A．只要D點(diǎn)的高度合適,小球可以落在MN上任意一點(diǎn)B．在由D運(yùn)動(dòng)到M和由C運(yùn)動(dòng)到P的過程中重力功率都越來越大C．由D經(jīng)A、B、C點(diǎn)到P過程中機(jī)械能守恒D．如果DA距離為h,則小球經(jīng)過圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力為三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）“用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，器材安裝如圖所示．(1)請(qǐng)指出圖中的錯(cuò)誤及不妥之處(至少寫出兩處)：①_________________________________________.②_________________________________________.(2)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中錯(cuò)誤及不妥之處后，打出如圖所示的一條紙帶．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz，根據(jù)紙帶所給數(shù)據(jù)，打C點(diǎn)時(shí)重物的速度為________m/s(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．(3)某同學(xué)選用兩個(gè)形狀相同質(zhì)量不同的重物a和b進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測得幾組數(shù)據(jù)，畫出-h的圖象如圖丙所示，求出圖線的斜率k，由圖象可知a的質(zhì)量m1__________(填“大于”或“小于”)b的質(zhì)量m2.(4)通過分析發(fā)現(xiàn)造成k2值偏小的原因是實(shí)驗(yàn)過程中存在各種阻力，已知實(shí)驗(yàn)所用重物的質(zhì)量m2＝0.052kg，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取9.78m/s2，求出重物所受的平均阻力Ff＝________N．(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)12．（12分）某同學(xué)利用做自由落體運(yùn)動(dòng)的小球來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．在某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)得到小球自由下落的部分頻閃照片如圖所示，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)均為小球下落的實(shí)際距離．若已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間＝9.80m/s2，小球的質(zhì)量為m＝1.00kg，頻閃儀每隔0.05s閃光一次．（1）在t2到t5時(shí)間內(nèi)，小球重力勢能的減少量△Ep＝_____J，動(dòng)能的增加量為△Ek＝_____J；（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（2）該同學(xué)通過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，無論在哪段時(shí)間內(nèi)，小球重力勢能的減少量△Ep總是大于其動(dòng)能的增加量△Ek，造成這種現(xiàn)象的主要原因是_____．四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，在豎直平面內(nèi)，一半徑為R=0.45m的光滑半圓軌道MN和粗糙水平軌道PM在M點(diǎn)相切，MN為圓弧軌道的直徑，O為圓心，一質(zhì)量為mA=1kg的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))水平向右運(yùn)動(dòng)．與靜止在M點(diǎn)的質(zhì)量為mB=2kg的物塊B發(fā)生完全彈性碰撞，已知碰撞前瞬間物塊A的速度為v0=9m／s，碰撞后物塊A最終靜止在水平軌道的Q處(圖中未標(biāo)出)，物塊B脫離半圓軌道后也恰好落到Q處，重力加速度g=10m/s2，求：(1)碰撞后瞬間物塊B的速度大??；(2)物塊和水平軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．14．（16分）如圖所示，在某豎直平面內(nèi)，光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點(diǎn)，BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑r=0.2m的四分之一細(xì)圓管CD，管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧，彈簧一端固定，另一端恰好與管口D端平齊，一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球放在曲面AB上，現(xiàn)從距BC的高度為h=0.6m處靜止釋放小球，它與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，小球進(jìn)入管口C端時(shí)，它對(duì)上管壁有FN=2.5mg的相互作用力，通過CD后，在壓縮彈簧過程中滑塊速度最大時(shí)彈簧彈性勢能Ep=0.5J。取重力加速度g=10m/s2。求：(1)小球在C處受到的向心力大小；(2)在壓縮彈簧過程中小球的最大動(dòng)能Ekm；(3)小球最終停止的位置。15．（12分）如圖所示，水平地面上有一輛小車，小車上固定著豎直的立柱，“L形”的輕質(zhì)細(xì)桿ABC固定在支柱上。質(zhì)量為m的小球P固定在桿的A端，小球Q用細(xì)繩系在桿的C端。某段時(shí)間內(nèi)小車向右運(yùn)動(dòng)，細(xì)繩偏離豎直線的角度θ保持不變。求:(1)小車做什么運(yùn)動(dòng);(2)小車的加速度大小;(3)桿對(duì)小球P的作用力大小。

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解題分析】

軌道對(duì)小球的支持力與速度方向垂直，則軌道對(duì)小球的支持力不做功，根據(jù)動(dòng)能定理，合力不做功，則動(dòng)能不變，即小球的線速度大小不變；根據(jù)v=ωr，線速度大小不變，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑減小，故角速度變大；根據(jù)，線速度不變轉(zhuǎn)動(dòng)半徑減小，故向心加速度增加；A.增大、減小，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.減小、增大，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.增大、增大，與結(jié)論相符，選項(xiàng)C正確；D.減小、減小，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；2、A【解題分析】試題分析：鐵塊從木板的左端沿板面向右滑行，當(dāng)鐵塊與木板的速度相同時(shí)，彈簧壓縮最短，其彈性勢能最大．根據(jù)能量守恒列出此過程的方程．從兩者速度相同到鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端過程時(shí)，兩者速度再次相同，根據(jù)能量守恒定律再列出整個(gè)過程的方程．根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒可知，兩次速度相同時(shí)，鐵塊與木板的共同速度相同，根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出共同速度，聯(lián)立求解彈簧具有的最大彈性勢能．設(shè)鐵塊與木板速度相同時(shí)，共同速度大小為v，鐵塊相對(duì)木板向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑行的最大路程為L，摩擦力大小為f．根據(jù)能量守恒定律得：鐵塊相對(duì)于木板向右運(yùn)動(dòng)過程：，，鐵塊相對(duì)于木板運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程：，，又根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒可知，，解得EP=3J，A正確．3、A【解題分析】

開始時(shí)汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度位移關(guān)系有：v＝，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，有：v＝，故選項(xiàng)A正確；選項(xiàng)B錯(cuò)誤．4、C【解題分析】ABC、根據(jù)萬有引力提供向心力有GMmr2=m4π2rT2=ma=mvD、進(jìn)入大氣層后，與空氣之間有摩擦，克服摩擦做功，機(jī)械能減小，由v=GMr可知速度增大，故故選C。5、D【解題分析】萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：，得：，，，，因天宮二號(hào)的軌道半徑大于天宮一號(hào)的軌道半徑，則“天宮二號(hào)”運(yùn)行的線速度、加速度、角速度都比“天宮一號(hào)”小，而周期比“天宮一號(hào)”大，故D正確；故選D.【題目點(diǎn)撥】天宮飛行器繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，應(yīng)用萬有引力公式與牛頓第二定律可以求出線速度、加速度、角速度與周期，然后比較大?。?、B【解題分析】試題分析：電場強(qiáng)度也有方向，為矢量，A錯(cuò)誤；質(zhì)量為國際基本物理量，其單位kg為基本單位，B正確；伽利略利用光滑斜面實(shí)驗(yàn)，根據(jù)邏輯推理得出規(guī)律，并不是直接得出的，C錯(cuò)誤；法拉第引入了電場線，D錯(cuò)誤；考點(diǎn)：矢量，單位制，理想斜面實(shí)驗(yàn)，電場線【名師點(diǎn)睛】該題考查的知識(shí)點(diǎn)比較多，其中：國際單位制規(guī)定了七個(gè)基本物理量，這七個(gè)基本物理量分別是誰，它們?cè)趪H單位制分別是誰，這都是需要學(xué)生自己記住的．二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、ABD【解題分析】

A．如圖所示重力在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終不變，小球在重力方向上的位移為在豎直方向上的投影，所以．故A正確．B．因?yàn)槔υ谶\(yùn)動(dòng)過程中始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，故不做功，即．故B正確．CD．所做的總功等于每個(gè)小弧段上所做功的代數(shù)和，即故C錯(cuò)誤，D正確；故選ABD．【題目點(diǎn)撥】根據(jù)功的計(jì)算公式可以求出重力、拉力與空氣阻力的功．注意在求阻力做功時(shí)，要明確阻力大小不變，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反；故功等于力與路程的乘積．8、BC【解題分析】

無論向哪個(gè)方向拋出，拋出之后的物體都只受到重力的作用，加速度為g，處于完全失重狀態(tài)，所以A錯(cuò)誤，B正確．將飲料瓶放在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船內(nèi)，并與飛船保持相對(duì)靜止，因飛船內(nèi)的物體也是處于完全失重狀態(tài)，可知水不流出，選項(xiàng)C正確；飲料瓶靜置于繞地球公轉(zhuǎn)的月球表面，不是完全失重狀態(tài)，則水會(huì)流出，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選BC．【題目點(diǎn)撥】當(dāng)物體對(duì)接觸面的壓力大于物體的真實(shí)重力時(shí)，就說物體處于超重狀態(tài)，此時(shí)有向上的加速度；當(dāng)物體對(duì)接觸面的壓力小于物體的真實(shí)重力時(shí)，就說物體處于失重狀態(tài)，此時(shí)有向下的加速度；如果沒有壓力了，那么就是處于完全失重狀態(tài)，此時(shí)向下加速度的大小為重力加速度g．9、ABC【解題分析】

ABC.將圓軌道和斜面軌道重合在一起，如圖所示，交點(diǎn)為初速度合適，可知小球做平拋運(yùn)動(dòng)落在點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，即同時(shí)落在半圓軌道和斜面上；若初速度不適中，由圖可知，可能小球先落在斜面上，也可能先落在圓軌道上，故A、B、C正確；D.若球垂直落在半圓軌道上，根據(jù)幾何關(guān)系知，速度方向與水平方向的夾角是位移與水平方向的夾角的2倍，而在平拋運(yùn)動(dòng)中，某時(shí)刻速度方向與水平方向夾角的正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，兩者相互矛盾，所以球不可能垂直落在半圓軌道上，故D錯(cuò)誤。10、BC【解題分析】

A.小球恰好通過C點(diǎn)時(shí)，有，得小球通過C點(diǎn)的最小速度為：，小球離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，由，小球離開C點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離最小值為：，所以小球只有落在平臺(tái)MN上距M點(diǎn)距離為的右側(cè)位置上，故A錯(cuò)誤；B.在由D運(yùn)動(dòng)到M的過程中，速度增大，由P=mgv知，重力功率增大。由C運(yùn)動(dòng)到P的過程中，由P=mgvy，知vy增大，則重力功率增大，故B正確；C.小球由D經(jīng)A、B、C到P的過程中，軌道對(duì)小球不做功，只有重力做功，機(jī)械能守恒，故C正確；D.小球從D運(yùn)動(dòng)到B的過程中，由機(jī)械能守恒得：，在B點(diǎn)，由牛頓第二定律得：，解得：，由牛頓第三定律得知，小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為：，故D錯(cuò)誤。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、手應(yīng)提著紙帶的上端重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2.2m/s大于0.031N【解題分析】

（1）圖甲中的錯(cuò)誤及不妥之處：使用直流電源；重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)；沒有從上方提著紙帶，而是用手托著紙帶．（2）C的瞬時(shí)速度等于BD段的平均速度則：（3）根據(jù)動(dòng)能定理：，則有，有圖像得斜率，b得斜率小，知b得質(zhì)量小，所以a得質(zhì)量大于b得質(zhì)量．（4）根據(jù)動(dòng)能定理知，則有，可知，代入數(shù)據(jù)解得【題目點(diǎn)撥】本題實(shí)驗(yàn)題，對(duì)于實(shí)驗(yàn)一定要注意實(shí)驗(yàn)得操作要求以及數(shù)據(jù)處理；如果題目涉及圖像問題，一定要結(jié)合圖像求解，尤其注意圖像的斜率和截距得物理意義．12、(1）7.06，7.03；(2）小球受到空氣阻力的影響；【解題分析】(1)在t2到t5時(shí)間內(nèi)，小球下落的高度h=0.7206m，所以小球重力勢能的減少量為△Ep=mgh≈7.06J，小球在t2時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小在t5時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小所以小球動(dòng)能的增加量；(2)由于小球下落過程中要受到空氣阻力的作用，所以減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為小球運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，另一部分轉(zhuǎn)化為克服空氣阻力做功而產(chǎn)生的內(nèi)能．四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、（1）6m/s（2）0.25【解題分析】

（1）根據(jù)碰撞過程動(dòng)量守恒和能量守恒關(guān)系求解碰撞后瞬間物塊B的速度大小；（2）碰后物體B沿軌道上滑到達(dá)最高點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解落點(diǎn)的位置；在研究物體A碰前的減速過程，由動(dòng)能定理求解動(dòng)摩擦因數(shù).【題目詳解】（1