北京市通州區(qū)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期期中質(zhì)量檢測物理試題 含解析

通州區(qū)2023—2024學(xué)年第一學(xué)期高三年級期中質(zhì)量檢測物理試卷本試卷共8頁，共100分?？荚嚂r(shí)長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y(jié)束后，請將答題卡交回。第一部分本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。1.我國古代《墨經(jīng)》一書中記載了利用斜面提升重物的方法，這一方法在現(xiàn)代生活中仍然被廣泛應(yīng)用。如圖所示，裝載貨物時(shí)，常會(huì)在卡車車尾處斜搭一塊木板（粗糙程度一致），工人施加一平行于木板的推力將貨物沿木板推入車廂，下列說法正確的是（）A.貨物只受重力和推力B.木板對貨物的支持力豎直向上C.貨物所受的摩擦力保持不變D.貨物對木板的壓力大于木板對貨物的支持力【答案】C【解析】【詳解】A．貨物受重力、推力、支持力、摩擦力作用，故A錯(cuò)誤；B．木板對貨物的支持力垂直木板向上，故B錯(cuò)誤；C．貨物所受的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，由可知保持不變，故C正確；D．貨物對木板的壓力與木板對貨物的支持力是相互作用力，等大，故D錯(cuò)誤。故選C。2.某走時(shí)準(zhǔn)確的時(shí)鐘，如圖所示，分針與時(shí)針由轉(zhuǎn)動(dòng)軸到針尖的長度之比為1.5∶1。下列說法正確的是（）A.分針與時(shí)針的角速度之比為1∶1B.分針與時(shí)針的角速度之比為1∶1.5C.分針針尖與時(shí)針針尖的線速度大小之比為1∶1D.分針針尖與時(shí)針針尖的線速度大小之比為18∶1【答案】D【解析】【詳解】AB．根據(jù)由于分針與時(shí)針的周期之比為1:12，則分針與時(shí)針的角速度之比為12:1，A錯(cuò)誤；CD．根據(jù)結(jié)合題意，分針針尖與時(shí)針針尖的線速度大小之比為18:1，C錯(cuò)誤，D正確。故選D。3.高鐵沿水平軌道減速進(jìn)站過程中，乘客對高鐵（）A.做正功 B.做負(fù)功 C.不做功 D.無法確定【答案】A【解析】【詳解】高鐵沿水平軌道減速進(jìn)站過程中，加速度與運(yùn)動(dòng)方向相反，則乘客也做減速運(yùn)動(dòng)，高鐵對乘客作用力與運(yùn)動(dòng)方向相反，根據(jù)牛頓第三定律可知，乘客對高鐵作用力與運(yùn)動(dòng)方向相同，做正功故選A4.探測器繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A.探測器的線速度變小B.探測器的角速度變小C.軌道半徑變大D.探測器受到的向心力變大【答案】D【解析】【詳解】C．根據(jù)萬有引力提供向心力，對探測器有解得根據(jù)題意，探測器的周期變小，所以軌道半徑變小，C錯(cuò)誤；A．根據(jù)萬有引力提供向心力，對探測器有解得可知，軌道半徑變小，線速度變大，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)周期與角速度的關(guān)系可知，周期變小，角速度變大，B錯(cuò)誤；D．根據(jù)萬有引力的公式，有可知，軌道半徑變小，距離火星的距離變小，所以受到的引力變大，D正確。故選D。5.如圖所示，是一個(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖像，則該小球位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】有圖可知，振子從平衡位置開始振動(dòng)，振幅為5cm，周期為4s，則該小球位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為故選A。6.某單擺在地球上做振幅為A的簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期為T。若將該單擺放到重力加速度為地球表面的星球表面做振幅為的簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，其周期為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】由單擺周期公式可知單擺的擺動(dòng)周期與振幅無關(guān)，當(dāng)把該單擺放在星球上擺動(dòng)時(shí)，周期變?yōu)楣蔬xB。7.如圖所示，一汽車裝備了具有“全力自動(dòng)剎車”功能的城市安全系統(tǒng)，系統(tǒng)以50Hz的頻率監(jiān)視前方的交通狀況。當(dāng)車速v≤10m/s且與前方靜止的障礙物之間的距離接近安全距離時(shí)，如果司機(jī)未采取制動(dòng)措施，系統(tǒng)就會(huì)立即啟動(dòng)“全力自動(dòng)剎車”，使汽車避免與障礙物相撞。在上述條件下，若該車在某種路況下的“全力自動(dòng)剎車”的加速度為4m/s2，則該車應(yīng)設(shè)計(jì)的安全距離最接近（）A.5m B.12.5m C.20m D.25m【答案】B【解析】【詳解】由題意知，車速v≤10m/s，系統(tǒng)立即啟動(dòng)“全力自動(dòng)剎車”的加速度大小約為，最后末速度減為0，由推導(dǎo)公式可得所以系統(tǒng)設(shè)置的安全距離約12.5m；故選B。8.足球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練罰點(diǎn)球，足球放置在球門中央的正前方O點(diǎn)。如圖所示，兩次射門，足球分別斜向上打在水平橫梁上的a、b兩點(diǎn)，a為橫梁中點(diǎn)。已知兩次球被踢出時(shí)的速度大小相等，不計(jì)空氣阻力，則足球（）A.到達(dá)a、b的位移相同 B.到達(dá)a、b的速度相同C.到達(dá)a、b的動(dòng)能相同 D.到達(dá)a、b的動(dòng)量相同【答案】C【解析】【詳解】A．有幾何關(guān)系可知，足球到達(dá)b的位移較大，A錯(cuò)誤；BCD．根據(jù)機(jī)械能守恒由于兩次球被踢出時(shí)的速度大小相等，達(dá)到高度相同，則到達(dá)a、b的動(dòng)能相等，速度大小相等，但方向不同，即動(dòng)量不同，BD錯(cuò)誤，C正確。故選C。9.如圖所示，籃球從某一高度自由落下，與地面反復(fù)碰撞，最后停止在地面上。空氣阻力不計(jì)，下列圖像能大致反映該過程籃球的加速度隨時(shí)間變化的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】籃球自由落地到與地面接觸前，只受重力作用，加速度不變，以向下為正方向，加速度為正值，圖線為平行于t軸的線段；籃球與地面接觸到反彈離開地面過程中，受地面的向上的彈力先從零開始逐漸增大，籃球所受的合力開始階段地面彈力N小于重力，合力向下，籃球向下繼續(xù)擠壓，N增大，合力逐漸減小，加速度逐漸減小，籃球這一階段向下做加速度（向下，為正）減小的加速運(yùn)動(dòng)；彈力N增大到超過重力大小時(shí)，合力向上，其大小為隨著N增大，加速度a逐漸增大，方向向上，籃球向下做加速度（向上，為負(fù)）增大的減速運(yùn)動(dòng)直至速度為零；籃球開始向上運(yùn)動(dòng)（離開地面前）的過程是籃球向下擠壓地面過程的逆過程，加速度變化特點(diǎn)是：向上（為負(fù)）減小，再向下（為正）增大。故選D。10.如圖所示，M、N分別為自動(dòng)升降桿上的端點(diǎn)和中點(diǎn)，已知升降桿的質(zhì)量為m，長度為L，重力加速度為g，桿繞O點(diǎn)從水平位置勻速率轉(zhuǎn)至豎直位置的過程中，下列說法正確的是（）A.升降桿的動(dòng)能增加mgLB轉(zhuǎn)動(dòng)裝置對升降桿做功mgLC.M、N兩點(diǎn)線速度大小之比D.M、N兩點(diǎn)向心加速度大小之比【答案】D【解析】【詳解】A．升降桿勻速率轉(zhuǎn)動(dòng)，故轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的動(dòng)能不變，A錯(cuò)誤；B．轉(zhuǎn)動(dòng)裝置對升降桿做功等于升降桿重力勢能變化B錯(cuò)誤；C．由線速度與角速度關(guān)系得M、N兩點(diǎn)線速度大小之比C錯(cuò)誤；D．向心加速度表達(dá)式得M、N兩點(diǎn)向心加速度大小之比D正確。故選D。11.在2023年9月21日的“天宮課堂”中，航天員演示了“動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。在某次演示實(shí)驗(yàn)中，小鋼球球心與大鋼球球心在同一水平線上，小鋼球以初速度v0沿水平方向從右向左撞擊靜止的大鋼球。碰撞后，當(dāng)大鋼球球心向左運(yùn)動(dòng)約8cm時(shí)，小鋼球球心向右運(yùn)動(dòng)了約16cm。已知大鋼球質(zhì)量m1=500g，小鋼球質(zhì)量m2=100g。下列說法正確的是（）A.碰撞瞬間，大鋼球與小鋼球的加速度大小之比為1∶5B.碰撞瞬間，大鋼球與小鋼球的加速度大小相等C.碰撞后，大鋼球和小鋼球的速度大小總是相等D.碰撞后，大鋼球和小鋼球的動(dòng)能總是相等【答案】A【解析】【詳解】AB．兩球碰撞時(shí)的相互作用力相等，根據(jù)碰撞瞬間，大鋼球與小鋼球的加速度大小之比為A正確，B錯(cuò)誤；C．由題意可知，碰撞后，兩球重心移動(dòng)的距離之比為速度之比，即碰撞后，大鋼球和小鋼球的速度大小之比為1:2，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知，碰撞后，大鋼球和小鋼球的動(dòng)能不相等，D錯(cuò)誤。故選A。12.有一列滿載的火車，以一定的初速度在水平軌道上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，它的加速度大小為kg（k<1），g為重力加速度，則裝滿礫石的某節(jié)車廂中，位于中間位置的一個(gè)質(zhì)量為m的礫石受到的周圍其它礫石對它作用力的合力方向（）A.豎直向上B.與初速度方向相同C.與初速度方向夾角為，D.與初速度方向夾角，【答案】D【解析】【詳解】礫石隨火車一起在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小與火車相同，對礫石列牛頓第二定律，則所受合力為對礫石受力分析，礫石受到重力mg和其它礫石對它的總作用力F，如圖：由圖可知故選D。13.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的滑雪運(yùn)動(dòng)員從一定高度的斜坡自由下滑。如果運(yùn)動(dòng)員在下滑過程中受到的阻力恒定，斜面傾角為30°，運(yùn)動(dòng)員滑至坡底的過程中，其機(jī)械能和動(dòng)能隨下滑距離x變化的圖像如圖所示。重力加速度g取10m/s2。以下說法不正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能減少60JB.運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為60kgC.運(yùn)動(dòng)員下滑時(shí)加速度的大小為5m/s2D.運(yùn)動(dòng)員下滑過程中受到的阻力為60N【答案】C【解析】【詳解】A．運(yùn)動(dòng)員加速下滑的過程中，動(dòng)能增大，機(jī)械能減小，由圖像可知，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減小60J，A正確；D．運(yùn)動(dòng)員克服阻力做功等于機(jī)械能的減少量，則得D正確；BC．運(yùn)動(dòng)員下滑到底端的動(dòng)能為又得，B正確，C錯(cuò)誤。本題選擇不正確的，故選C。14.某物理量X的表達(dá)式為，其中是角速度，V是體積，G是萬有引力常量，據(jù)此可以判斷X是（）A.密度 B.質(zhì)量 C.周期 D.線速度【答案】B【解析】【詳解】表達(dá)式中，角速度單位為s-1，V的單位m3，G的單位是N?m2?kg-2，根據(jù)牛頓第二定律可知1N=1kg?m?s-2故X的單位為kg是質(zhì)量的單位，可知即X表示的是質(zhì)量。故選B第二部分本部分共6題，共58分。15.利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以完成很多實(shí)驗(yàn)。（1）某同學(xué)利用控制變量法探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接________（選填“直流”或“交流”）電源。在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，他正確操作實(shí)驗(yàn)和處理紙帶上的數(shù)據(jù)，得到如圖2所示的圖像。由圖像可知，小車的加速度a與小車的質(zhì)量m成________（選填“正比”或“反比”）。（2）某同學(xué)利用如圖3所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。某次實(shí)驗(yàn)中，得到如圖4所示的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知重物的質(zhì)量為m，重力加速度為g。在打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過程中，重物動(dòng)能的增加量ΔEk=________，其重力勢能的減少量ΔEp=________?！敬鸢浮竣?交流②.反比③.④.【解析】【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源。[2]由圖像可知，小車的加速度a與小車的質(zhì)量的倒數(shù)成正比，即加速度與質(zhì)量成反比。（2）[3][4]根據(jù)平均速度可以表示中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，求得重物在B點(diǎn)的速度為重物動(dòng)能的增加量重力勢能的減少量16.某同學(xué)用如圖所示的裝置做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)。（1）關(guān)于滑塊A、B的碰撞，下列說法正確的是________（選填選項(xiàng)前字母）。A．兩個(gè)滑塊碰撞前必須有一個(gè)靜止B．兩個(gè)滑塊碰撞后必須結(jié)合在一起C．兩個(gè)滑塊碰撞后可結(jié)合在一起，也可分開D．兩滑塊可以從整體靜止到相互彈開（2）已知滑塊A的質(zhì)量為mA，滑塊B的質(zhì)量為mB，遮光條的寬度均為d。實(shí)驗(yàn)中，滑塊A從左向右通過光電門1后與靜止的滑塊B碰撞，碰后粘合成一體通過光電門2，遮光條A先后通過光電門1、2所對應(yīng)的時(shí)間分別為T1、T2，則碰前滑塊A的速度為________，判斷兩滑塊在此次碰撞過程中動(dòng)量是否不變，需要比較兩滑塊在碰撞前的總動(dòng)量________與碰撞后的總動(dòng)量________是否相等。（用題目中所給物理量字母表示）（3）另一次實(shí)驗(yàn)中，測得滑塊A質(zhì)量為122.0g，滑塊B的質(zhì)量為222.0g?；瑝KA從左向右通過光電門1后與靜止的滑塊B（不帶粘扣）碰撞，碰后，滑塊A與滑塊B彈開，滑塊B從左向右通過光電門2，滑塊A從右向左通過光電門1。該同學(xué)將此實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并填入表格。00.8360.5310.1380.1020.1180.0170.1020.135該同學(xué)由此判斷滑塊A與滑塊B碰撞過程系統(tǒng)的動(dòng)量改變。你認(rèn)為該同學(xué)的判斷是否正確？________如果他判斷的不正確，錯(cuò)誤的原因是什么？___________【答案】①.CD##DC②.③.④.⑤.不正確⑥.見解析【解析】【詳解】（1）[1]在驗(yàn)證碰撞過程中的動(dòng)量守恒定律時(shí)，對兩個(gè)物體碰撞前后的速度沒有要求，可以都是運(yùn)動(dòng)的，也可以其中一個(gè)是靜止的，還可以兩滑塊從原來靜止到相互分開；同時(shí)對碰撞后的速度也沒有要求，可以碰后粘在一起，也可以碰撞后分開。故選CD。（2）[2]碰前滑塊A的速度為[3][4]碰后碰后粘合成一體通過光電門2時(shí)的速度為兩滑塊在碰撞前的總動(dòng)量為兩滑塊在碰撞后的總動(dòng)量為則判斷兩滑塊在此次碰撞過程中動(dòng)量是否不變，需要比較兩滑塊在碰撞前的總動(dòng)量與碰撞后的總動(dòng)量是否相等。（3）[5][6]該同學(xué)的判斷不正確，因?yàn)樗谟?jì)算碰后滑塊A與滑塊B系統(tǒng)的末動(dòng)量時(shí)未考慮動(dòng)量的矢量性；考慮碰后滑塊A反向運(yùn)動(dòng)，則碰后滑塊A與滑塊B系統(tǒng)的末動(dòng)量為可知在誤差允許的范圍內(nèi)，可認(rèn)為滑塊A與滑塊B碰撞過程系統(tǒng)的動(dòng)量保持不變。17.游樂場中過山車部分組成可抽象為圖示模型：弧形軌道下端與半徑為R的豎直圓軌道平滑相接，B點(diǎn)和C點(diǎn)分別為圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，B點(diǎn)和D點(diǎn)在同一水平軌道上。質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從弧形軌道上距B點(diǎn)高4R的A點(diǎn)靜止釋放，先后經(jīng)過B點(diǎn)、C點(diǎn)和D點(diǎn)，而后沿軌道繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。忽略一切摩擦，重力加速度為g。求：（1）小物塊通過B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB；（2）小物塊通過B點(diǎn)時(shí)，軌道對小物塊作用力的大小FB；（3）小物塊通過D點(diǎn)時(shí)，軌道對小物塊作用力的大小FD?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）由動(dòng)能定理有可得（2）由向心力公式可得（3）D點(diǎn)在水平軌道上，忽略一切摩擦，所以小物塊通過D點(diǎn)時(shí)，根據(jù)二力平衡可知軌道對小物塊作用力的大小18.某物理學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)測量風(fēng)速的裝置，其原理如圖所示。用一根不可伸長的細(xì)線，懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球，風(fēng)沿水平方向吹來時(shí)，細(xì)線偏離豎直方向。風(fēng)速越大，細(xì)線與豎直方向的夾角越大，根據(jù)夾角的大小可以指示出風(fēng)速的大小。已知當(dāng)風(fēng)速為v0時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ0，重力加速度為g。完成以下問題：（1）畫出小球的受力示意圖；（2）求當(dāng)風(fēng)速為v0時(shí)，風(fēng)對小球作用力的大小F0；（3）若風(fēng)對小球作用力的大小與風(fēng)速的平方成正比，即，推導(dǎo)風(fēng)速v跟細(xì)線與豎直方向夾角θ之間的關(guān)系?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）受力示意圖如圖所示（2）由平衡得，風(fēng)對小球作用力的大小為（3）由題意可知又得19.未來中國宇航員登陸月球表面，其任務(wù)之一是測量出月球表面的重力加速度，從而計(jì)算一下月球的質(zhì)量。測量方案之一就是通過單擺測月球表面重力加速度。目前實(shí)驗(yàn)艙中有以下設(shè)備：擺球（直徑約1cm）、刻度尺（量程30cm）、輕細(xì)線（1m左右無彈性）、停表和足夠高的固定支架。宇航員設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟：①如圖所示，將系好細(xì)線的擺球上端固定于O點(diǎn)；②將擺球拉開一個(gè)小的角度，然后由靜止釋放；③從擺球擺到最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，測出n次全振動(dòng)的總時(shí)間t1；④縮短細(xì)線長度，重復(fù)②、③步驟，測出n次全振動(dòng)的總時(shí)間t2；完成以下問題：（1）若細(xì)線縮短的長度為ΔL（ΔL小于刻度尺量程），請用t1、t2以及ΔL寫出重力加速度g的表達(dá)式；（2）已知月球的半徑為R、萬有引力常量G，請結(jié)合（1）中g(shù)的表達(dá)式寫出月球質(zhì)量M的表達(dá)式?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)原來細(xì)線長度為L，測出n次個(gè)振動(dòng)的總時(shí)間t1，則對應(yīng)周