廣東省深圳市耀華實驗學(xué)校2024學(xué)年高三物理第一學(xué)期期中調(diào)研試題含解析

廣東省深圳市耀華實驗學(xué)校2024學(xué)年高三物理第一學(xué)期期中調(diào)研試題考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，質(zhì)量分別為2m和3m的兩個小球置于光滑水平面上，且固定在勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的兩端?，F(xiàn)在質(zhì)量為2m的小球上沿彈簧軸線方向施加大小為F的水平拉力，使兩球一起做勻加速直線運動，則此時彈簧的伸長量為（）A． B． C． D．2、如圖所示，ABC為豎直放置的光滑半圓環(huán)，O為圓心，B為最低點．AB為固定在環(huán)上的光滑直桿．在AB直桿上和半圓環(huán)的BC部分分別套著兩個相同的小環(huán)P、Q，現(xiàn)讓半圓環(huán)繞對稱軸OB勻速轉(zhuǎn)動．當(dāng)角速度為時，小環(huán)P在A、B之間的中間位置與直桿保持相對靜止；當(dāng)角速度為時，小環(huán)Q在B、C之間的中間位置與半圓環(huán)保持相對靜止．則1與2之比為A．：1 B．1：1 C．： D．1：3、如圖，電源內(nèi)阻一定，將滑動變阻器R滑片向左滑動一小段距離，理想電壓表V1、V2示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔU1、ΔU2，理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為ΔI，下列判斷正確的是A．V2的示數(shù)減小B．電源輸出功率一定在增大C．ΔU1與ΔI比值在減小D．ΔU1小于ΔU24、2015年7月23日凌晨，美國宇航局（NASA）發(fā)布消息稱其天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了迄今“最接近另一個地球”的系外行星，因為圍繞恒星Kepler452運行，這顆系外行星編號為Kepler452b，其直徑約為地球的1.6倍，與恒星之間的距離與日地距離相近，其表面可能存在液態(tài)水，適合人類生存．設(shè)Kepler452b在繞恒星Kepler452圓形軌道運行周期為T1，神舟飛船在地球表面附近圓形軌道運行周期為T2，恒星Kepler452質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為p，Kepler452b繞恒星Kepler452的軌道半徑與地球半徑之比為q，則T1、T2之比為（）A． B． C． D．5、如圖所示。斜面傾角為，且，從斜面上O點與水平方向成45°角以速度v0、2v0分別拋出小球P、Q，小球P、Q剛要落在斜面上A、B兩點時的速度分別為vP、vQ，設(shè)O、A間的距離為s1，O、B間的距離為s2，不計空氣阻力，則（）A．s2=4s1，vP、vQ方向相同B．s2=4s1，vP、vQ方向不同C．2s1＜s2＜4s1，vP、vQ方向相同D．2s1＜s2＜4s1，vP、vQ方向不同6、下列關(guān)于物理學(xué)史、物理學(xué)研究方法的敘述中正確的是A．卡文迪許通過扭秤實驗，測出了萬有引力常量B．伽利略在研究自由落體運動時采用了微量放大的方法C．牛頓根據(jù)理想斜面實驗，提出力不是維持物體運動的原因D．在驗證力的平行四邊形定則的實驗中使用了控制變量的方法二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、摩天輪是游樂場一種大型轉(zhuǎn)輪狀設(shè)施，摩天輪邊緣懸掛透明座艙，乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，隨摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，可以俯瞰四周景色，下列敘述不正確的是A．摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客的機(jī)械能保持不變B．摩天輪轉(zhuǎn)動一周的過程中，乘客重力的沖量為零C．在最高點，乘客重力大于座椅對他的支持力D．摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客重力的瞬時功率保持不變8、如圖所示，一根長度為2L、質(zhì)量為m的繩子掛在定滑輪的兩側(cè)，左右兩邊繩子的長度相等．繩子的質(zhì)量分布均勻，滑輪的質(zhì)量和大小均忽略不計，不計一切摩擦．由于輕微擾動，右側(cè)繩從靜止開始豎直下降，當(dāng)它向下運動的位移為x時，加速度大小為a，滑輪對天花板的拉力為T。已知重力加速度大小為g，下列a﹣x、T﹣x關(guān)系圖線正確的是（）A．B．C．D．9、如圖，質(zhì)量相同的兩物體a、b，用不可伸長的輕繩跨接在一光滑的輕質(zhì)定滑輪兩側(cè)，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上，初始時用力壓住b使a、b靜止，撤去此壓力后，a開始運動．在a下降的過程中，b始終未離開桌面．在此過程中A．a(chǎn)的動能小于b的動能B．兩物體機(jī)械能的變化量相等C．a(chǎn)的重力勢能的減小量等于兩物體總動能的增加量D．繩的拉力對a所做的功與對b所做的功的代數(shù)和為零10、如圖所示，固定的傾斜粗糙桿，桿與水平面夾角為α(0<α<45°)，桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點，彈簧處于原長h時，讓圓環(huán)由靜止開始沿桿滑下，滑到桿的底端時速度恰好為零．若以地面為參考面，則在圓環(huán)下滑過程中（）A．圓環(huán)的機(jī)械能保持為mghB．彈簧的彈性勢能先增大后減小再增大C．彈簧彈力一直對圓環(huán)做正功D．全過程彈簧彈性勢能的增加量小于圓環(huán)重力勢能的減少量三、實驗題：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）某同學(xué)把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系，此外還準(zhǔn)備了打點計時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等．組裝的實驗裝置如圖所示．（1）若要完成該實驗，必需的實驗器材還有哪些______．（2）實驗開始時，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行，他這樣做的目的是下列的哪個_____（填字母代號）A．避免小車在運動過程中發(fā)生抖動B．可使打點計時器在紙帶上打出的點清晰C．可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力（3）平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運動過快，致使打出的紙帶上點數(shù)較少，難以選到合適的點計算小車速度，在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用本實驗的器材提出一個解決辦法_______．（4）他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些，這一情況可能是下列哪些原因造成的____（填字母代號）．A．在接通電源的同時釋放了小車B．小車釋放時離打點計時器太近C．阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉D．鉤碼勻加速運動，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力12．（12分）用如圖甲所示的實驗裝置，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，將一端帶定滑輪的長木板放在水平實驗桌面上，實驗小車通過輕細(xì)繩跨過定滑輪與砂桶相連，小車與紙帶相連，打點計時器所用交流電的頻率為f＝50Hz.平衡摩擦力后，在保持實驗小車質(zhì)量不變的情況下，放開砂桶，小車加速運動，處理紙帶得到小車運動的加速度為；改變砂桶中沙子的質(zhì)量，重復(fù)實驗三次．（1）在驗證“質(zhì)量一定，加速度與合外力的關(guān)系”時，某學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的圖象，其中圖線不過原點并在末端發(fā)生了彎曲現(xiàn)象，產(chǎn)生這兩種現(xiàn)象的原因可能有_____．A．木板右端墊起的高度過小（即平衡摩擦力不足）B．木板右端墊起的高度過大（即平衡摩擦力過度）C．砂桶和沙子的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量（即）D．砂桶和沙子的總質(zhì)量未遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量．（2）實驗過程中打出的一條理想紙帶如圖丙所示，圖中、、、、、、為相鄰的計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，則小車運動的加速度＝_____.（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（3）小車質(zhì)量一定，改變砂桶中沙子的質(zhì)量，砂桶和沙子的總質(zhì)量為，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出的小車加速度與砂桶和沙子的總質(zhì)量之間的關(guān)系圖象如圖丁所示，則小車的質(zhì)量_____.（g=10m/s2）四、計算題：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）四旋翼無人機(jī)是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，目前正得到越來越廣泛的應(yīng)用．一架質(zhì)量m=2kg的無人機(jī)，其動力系統(tǒng)所能提供的最大升力F=36N，運動過程中所受空氣阻力大小恒為f=4N．(g取10m／s2)(1)無人機(jī)在地面上從靜止開始，以最大升力豎直向上起飛．求在t=5s時離地面的高度h；(2)當(dāng)無人機(jī)懸停在距離地面高度H=100m處，由于動力設(shè)備故障，無人機(jī)突然失去升力而墜落．求無人機(jī)墜落到地面時的速度v；(3)接(2)問，無人機(jī)墜落過程中，在遙控設(shè)備的干預(yù)下，動力設(shè)備重新啟動提供向上最大升力．為保證安全著地（到達(dá)地面時速度為零），求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時間t1．14．（16分）暑假里，小明去游樂場游玩，坐了一次名叫“搖頭飛椅”的游藝機(jī)，如圖所示，該游藝機(jī)頂上有一個半徑為4.5m的“傘蓋”，“傘蓋”在轉(zhuǎn)動過程中帶動下面的懸繩轉(zhuǎn)動，其示意圖如圖所示?！皳u頭飛椅”高O1O2=5.8m，繩長5m。小明挑選了一個懸掛在“傘蓋”邊緣的最外側(cè)的椅子坐下，他與座椅的總質(zhì)量為40kg。小明和椅子的轉(zhuǎn)動可簡化為如圖所示的圓周運動。在某段時間內(nèi)，“傘蓋”保持在水平面內(nèi)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，繩與豎直方向夾角為37o。g取10m/s2,sin37o=0.6，cos37o=0.8，在此過程中，求:(1)座椅受到繩子的拉力大??；(2)小明運動的線速度大?。?3)小明隨身帶的玻璃球從座椅上不慎滑落，求落地點與游藝機(jī)轉(zhuǎn)軸(即圖中O1點)的距離(保留兩位有效數(shù)字)。15．（12分）如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與相距為1r、電阻不計的平行光滑金屬軌道ME、NF相接，EF之間接有電阻R1，已知R1＝11R，R1＝4R．在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場I和Ⅱ，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B．現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落，在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，設(shè)平行軌道足夠長．已知導(dǎo)體棒ab下落r/1時的速度大小為v1，下落到MN處的速度大小為v1．(1)求導(dǎo)體棒ab從A下落r/1時的加速度大小．(1)若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場Ⅱ后棒中電流大小始終不變，求磁場I和Ⅱ之間的距離h和R1上的電功率P1．(3)若將磁場Ⅱ的CD邊界略微下移，導(dǎo)體棒ab剛進(jìn)入磁場Ⅱ時速度大小為v3，要使其在外力F作用下做勻加速直線運動，加速度大小為a，求所加外力F隨時間變化的關(guān)系式．

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、B【解題分析】

根據(jù)牛頓第二定律，對整體有對質(zhì)量為3m的小球：聯(lián)立解得，彈簧的彈力大小為根據(jù)胡克定律可得則此時彈簧的伸長量為：故B正確。2、A【解題分析】

P點的小球受到重力和桿的支持力，在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，合力的方向沿水平方向，則有，解得；同理，Q點的小球受到重力和桿的支持力，在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，合力的方向沿水平方向，OQ與豎直方向之間的夾角為，則有，解得，所以，故A正確，B、C、D錯誤；故選A．【題目點撥】分別對P點和Q點的小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)合外力提供向心力的條件，由牛頓第二定律即可求出結(jié)果．3、D【解題分析】

A：滑動變阻器R滑片向左滑動，滑動變阻器接入電路的阻值變大，電路總電阻變大，干路電流I減?。粨?jù)U1=E-Ir可得，電源的路端電壓U1增大；據(jù)I1=U1R1可得，流過R1的電流增大；據(jù)UR0=(I-I1B：當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時，電源的輸出功率最大；滑動變阻器R滑片向左滑動，滑動變阻器接入電路的阻值變大，外電阻增大，由于外電阻與內(nèi)電阻的大小關(guān)系未知，電源的輸出功率可能增大可能減小．故B項錯誤．C：電壓表V1測電源的路端電壓，電流表A測的是干路電流，據(jù)U1=E-Ir可得，ΔU1與ΔI比值等于電阻內(nèi)阻r．故D：滑動變阻器R滑片向左滑動，電源的路端電壓U1增大(ΔU1)，電阻R0的兩端電壓減小，電阻R的兩端電壓增大(ΔU1)，且U1=UR+UR0，所以ΔU4、D【解題分析】

對于Kepler452b，根據(jù)萬有引力提供向心力得：，解得：；神舟飛船在地球表面附近圓形軌道運行周期為T2，有：，解得：，恒星Kepler452質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為p，Kepler452b繞恒星Kepler452的軌道半徑與地球半徑之比為q，則有：．故ABC錯誤，D正確；故選D．【題目點撥】此題就是根據(jù)萬有引力提供向心力得出周期與軌道半徑以及中心天體質(zhì)量的關(guān)系，結(jié)合中心天體質(zhì)量之比、軌道半徑之比求出周期之比．5、A【解題分析】

設(shè)拋出的速度為v，則水平分速度為豎直速度為根據(jù)位移關(guān)系有解得則落點與拋出點的距離為則由題意可知初速度為v0、2v0分別拋出小球P、Q，則有s2=4s1落到斜面上的速度方向與水平方向的夾角滿足即速度方向均為水平，所以vP、vQ方向相同，故A正確，BCD錯誤。故選A。6、A【解題分析】

A、卡文迪許通過扭秤實驗，測出了萬有引力常量，故A正確；B、伽利略在研究自由落體運動時采用了抽象思維、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實驗相結(jié)合的方法，故B錯誤；C、伽利略根據(jù)理想斜面實驗，提出力不是維持物體運動的原因，故C錯誤；D、在驗證力的平行四邊形定則的實驗中使用了等效替代的方法，故D錯誤．【題目點撥】本題主要考查了有關(guān)的物理學(xué)史以及常用的物理研究方法，了解物理學(xué)家的探索過程，從而培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理的興趣和為科學(xué)的奉獻(xiàn)精神，對類似知識要加強(qiáng)記憶．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、ABD【解題分析】機(jī)械能等于重力勢能和動能之和，摩天輪運動過程中，做勻速圓周運動，乘客的速度大小不變，則動能不變，但高度變化，所以機(jī)械能在變化，故A錯誤；轉(zhuǎn)動一周，重力的沖量為I=mgT，不為零，故B錯誤；圓周運動過程中，在最高點，由重力和支持力的合力提供向心力F，向心力指向下方，所以F=mg-N，則支持力N=mg-F，所以重力大于支持力，故C正確；摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，速度方向改變，根據(jù)P=mgvcosθ可知，乘客重力的瞬時功率時刻改變，故D錯誤．此題選擇不正確的選項，故選ABD．8、AD【解題分析】

設(shè)單位長度上質(zhì)量為m0，則根據(jù)受力分析知：a=m1-m2mg=(L+x)m0-(L-x)m02Lm0g=xLg，加速度與x成正比，當(dāng)x=L時，加速度a=g，以后不變，故A正確，B【題目點撥】此題考查受力分析和牛頓運動定律的應(yīng)用，注意研究對象的選取，不過不涉及內(nèi)力，選擇整體作為研究對象要簡單的多.9、AD【解題分析】

將b的實際速度進(jìn)行分解如圖：由圖可知，即a的速度小于b的速度，故a的動能小于b的動能，故A正確；由于有摩擦力做功，故ab系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，則二者機(jī)械能的變化量不相等，故B錯誤；a的重力勢能的減小量等于兩物體總動能的增加量與產(chǎn)生的內(nèi)能之和，故a的重力勢能的減小量大于兩物體總動能的增加量，故C錯誤；在這段時間t內(nèi)，繩子對a的拉力和對b的拉力大小相等，繩子對a做的功等于，繩子對b的功等于拉力與拉力方向上b的位移的乘積，即，又，所以繩的拉力對a所做的功與對b所做的功的絕對值相等，二者代數(shù)和為零，故D正確。故選AD。10、BD【解題分析】

初位置時彈簧的彈性勢能為零，環(huán)的機(jī)械能為mgh，由于摩擦力做負(fù)功，彈力先做負(fù)功后做正功再做負(fù)功，所以環(huán)的機(jī)械能不守恒，故A錯誤；彈簧的彈性勢能隨彈簧的形變量的變化而變化，由圖知彈簧先縮短后再伸長，故彈簧的彈性勢能先增大再減小后增大，故B正確；彈簧的彈性勢能先增大再減小后增大，彈力先做負(fù)功后做正功再做負(fù)功，故C錯誤；對于彈簧和物體系統(tǒng)，重力勢能減小，彈性勢能增加，同時摩擦生熱，根據(jù)能量守恒定律，全過程彈簧彈性勢能的增加量小于圓環(huán)重力勢能的減少量，故D正確．三、實驗題：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、刻度尺、天平（包括砝碼）D在小車上加適量的砝碼（或鉤碼）CD【解題分析】

（1）根據(jù)實驗原理可知，需要驗證mgx=Mv2，同時根據(jù)運動學(xué)規(guī)律可知，此實驗中需要測量鉤碼質(zhì)量、小車質(zhì)量和位移，故還需要的器材有：刻度尺和天平．（2）分析小車受力可知，在平衡摩擦力的基礎(chǔ)上，使細(xì)繩與木板平行是為了讓細(xì)繩的拉力充當(dāng)小車所受合外力，故D正確，ABC錯誤．（3）紙帶上打出的點較小，說明小車的加速度過大（即小車過快），故在所掛鉤碼質(zhì)量不變的情況下，可以增加小車質(zhì)量（在小車上加上適量的砝碼）（4）在此實驗中，根據(jù)牛頓第二定律可知，鉤碼的重力大于細(xì)繩的拉力，而實驗中用重力代替拉力會導(dǎo)致拉力做功大于小車動能增量；如果實驗未平衡摩擦力也會導(dǎo)致拉力做功大于動能增量，故CD正確，AD錯誤．12、BD2.000.4【解題分析】(1)圖線不過原點且力為零時小車加速度不為零；所以木板右端墊起的高度過大（即平衡摩擦力過度）圖線末端發(fā)生了彎曲現(xiàn)象，是因為當(dāng)砂桶和沙子的總質(zhì)量未遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量后，繩上拉力小于砂桶和沙子的總重力．故答案為BD(2)相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，則兩計數(shù)點間時間間隔小車運動的加速度(3)設(shè)繩子拉力為，對砂桶和沙子受力分析，由牛頓第二定律可得：對小車和砝碼受力分析，由牛頓第二定律可得：聯(lián)立解得：，整理得：由關(guān)系圖象可得：，解得：四、計算題：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）75m（2）40m/s（3）【解題分析】

（1）由牛頓第二定律F﹣mg﹣f=ma代入數(shù)據(jù)解得a=6m/s2上升