山西省晉城一中2024年物理高三上期中聯(lián)考試題含解析

山西省晉城一中2024年物理高三上期中聯(lián)考試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。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，在水平面上固定一個半圓形細管，在直徑兩端A，B分別放置一個正點電荷Q1，Q2，且Q2=8Q1.現(xiàn)將另一正點電荷q從管內(nèi)靠近A處由靜止釋放，設該點電荷沿細管運動過程中最小電勢能的位置為P，并設PA與AB夾角為，則以下關系正確的是()A．tan=4B．tan=8C．tan=2D．tan=2、回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交變電源兩極相連接的兩個D形金屬盒,兩盒間的狹縫中有周期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中,磁場方向如圖所示。若用此回旋加速器加速質(zhì)子時,勻強磁場的磁感應強度為B,高頻交變電流頻率為f。則下列說法正確的是()A．質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小有關B．高頻電源只能使用方形交變電源,不能使用正弦式交變電源C．不改變B和f,該回旋加速器也能用于加速氦核D．若此加速器能把質(zhì)子加速到最大速度為v，當外加磁場一定，把高頻交變電源頻率改為f/2，則可把氦核加速到最大速度為v/23、跳水運動員從10m高的跳臺上騰空躍起，先向上運動一段距離達到最高點后，再自由下落進入水池，不計空氣阻力，關于運動員在空中的上升過程和下落過程，以下說法正確的有（）A．上升過程處于超重狀態(tài)，下落過程處于失重狀態(tài)B．上升過程處于失重狀態(tài)，下落過程處于超重狀態(tài)C．上升過程和下落過程均處于超重狀態(tài)D．上升過程和下落過程均處于完全失重狀態(tài)4、質(zhì)量為m1=1kg和m2(未知)的兩個物體在光滑的水平面上正碰,碰撞時間不計,其(位移—時間)圖象如圖所示,則可知碰撞屬于(

)A．非彈性碰撞B．彈性碰撞

C．完全非彈性碰撞D．條件不足,不能確定5、如圖所示，一傾斜木板上放一質(zhì)量為m物體，當板的傾角θ逐漸增大時，物體始終保持靜止狀態(tài)，則物體所受（）A．重力變大 B．支持力變大 C．摩擦力變大 D．合外力變大6、如圖所示，將質(zhì)量為m的小球用橡皮筋(橡皮筋的拉力與伸長量的關系滿足胡克定律)懸掛在豎直墻的O點，小球最終靜止在Q點，P為O點正下方的一點OP間的距離等于橡皮筋原長，在P點固定一光滑圓環(huán)，橡皮筋穿過圓環(huán)?，F(xiàn)對小球施加一個外力F,使小球沿以PQ為直徑的圓弧緩慢向上運動，不計一切摩擦阻力，重力加速度為g。則小球從Q點向P點運動的過程中A．外力F逐漸減小B．外力F先變大再變小.C．外力F的方向始終水平向右D．外力F的方向始終與橡皮筋垂直二、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、如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，一質(zhì)量為2m的光滑弧形槽靜止放在足夠長的光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一質(zhì)量為m的小物塊從水平面上以v0的速度沖上槽，小物塊沒有到達槽的頂端，且回到地面時槽還未與彈簧接觸，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．物塊在槽上滑動過程中，物塊和槽組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒B．物塊在槽上上滑的最大高度為C．在整個過程中，彈簧具有的最大彈性勢能為mv02D．運動過程中小物塊只能在槽上上滑一次8、如圖，在某一峽谷的兩側存在與水平面成相同角度的山坡，某人站在左側山坡上的P點向對面山坡上水平拋出三個質(zhì)量不等的石塊，分別落在A、B、C三處，不計空氣阻力，A、C兩處在同一水平面上，則下列說法中正確的是（）A．落在C處的石塊在空中運動的時間最長B．落在A、B兩處的石塊落地速度方向相同C．落在A、B、C三處的石塊落地速度方向相同D．落在B、C兩處的石塊落地速度大小有可能相同9、如圖所示，一個長直輕桿兩端分別固定一個小球和，其中、兩球的質(zhì)量分別為和，兩球半徑忽略不計，桿的長度為。先將輕桿豎直靠放在豎直墻上，輕輕撥動小球，使小球在水平面上由靜止開始向右滑動，當小球沿墻下滑距離為時，下列說法正確的是（不計一切摩擦，重力加速度為）A．小球沿墻下滑的過程中小球的機械能守恒B．小球沿墻下滑距離為時，小球的速度為C．長直輕桿對做功為D．長直輕桿對做功為10、假設地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體.已知地球表面的重力加速度在兩極的大小為g0，在赤道的大小為g；地球半徑為R，引力常數(shù)為G，則()A．地球的質(zhì)量為B．地球密度為C．地球的第一宇宙速度為D．地球同步衛(wèi)星距地表的高度為三、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）如圖所示為研學小組的同學們用圓錐擺驗證向心力表達式的實驗情景。將一輕細線上端固定在鐵架臺上，下端懸掛一個質(zhì)量為m的小球，將畫有幾個同心圓周的白紙置于懸點下方的水平平臺上，調(diào)節(jié)細線的長度使小球自然下垂靜止時恰好位于圓心處。用手帶動小球運動使它在放手后恰能在紙面上方沿某個畫好的圓周做勻速圓周運動。調(diào)節(jié)平臺的高度，使紙面貼近小球但不接觸。（1）若忽略小球運動中受到的阻力，在具體的計算中可將小球視為質(zhì)點，重力加速度為g。①小球做圓周運動所需的向心力大小可能等于______（選填選項前的字母）。A．繩子對球拉力B．小球自身重力C．拉力和重力的合力D．拉力在水平方向的分力②在某次實驗中，小球沿半徑為r的圓做勻速圓周運動，用秒表記錄了小球運動n圈的總時間t，則小球做此圓周運動的向心力大小Fn=______（用m、n、t、r及相關的常量表示）。用刻度尺測得細線上端懸掛點到球心的距離為l，那么對小球進行受力分析可知，小球做此圓周運動所受的合力大小F=_______（用m、l、r及相關的常量表示）。③保持n的取值不變，用刻度尺測得細線上端懸掛點到畫有圓周紙面的豎直高度為h，改變h和r進行多次實驗，可獲取不同時間t。研學小組的同學們根據(jù)小球所受的合力F與向心力Fn大小相等的關系，畫出了如圖所示的圖像，測得圖線的斜率為k，則由此圖線可知，重力加速度的測量值應為__________。（2）考慮到實驗的環(huán)境、測量條件等實際因素，對于這個驗證性實驗的操作，下列說法中正確的是_______（選填選項前的字母）。A．小球質(zhì)量的測量誤差不影響本實驗驗證B．小球勻速圓周運動半徑的測量影響本實驗驗證C．在其他因素不變的情況下，實驗中細繩與豎直方向的夾角越大，小球做圓周運動的線速度越大D．在細繩與豎直方向的夾角保持不變的情況下，實驗中細繩越長，小球做圓周運動的線速度越大（3）在考慮到有空氣阻力的影響下，上述實驗中小球運動起來后，經(jīng)過比較長的時間，會發(fā)現(xiàn)其半徑越來越小，足夠長時間后，小球會停止在懸點正下方。這與無動力人造地球衛(wèi)星在微薄阻力下的運動有很多類似。若小球和衛(wèi)星在每轉動一周的時間內(nèi)半徑變化均可忽略，即每一周都可視為勻速圓周運動，請對小球和衛(wèi)星運動的周期變化情況進行分析與比較_____。12．（12分）如圖是研究平拋運動的實驗裝置示意圖．在豎直平面內(nèi)固定有圓弧形軌道，小球A沿軌道滾下離開軌道末端時撞開輕質(zhì)接觸式開關S，導致被電磁鐵吸住的小球B開始自由下落．實驗前，保證軌道末端水平，并使小球B的初始高度與小球A被拋出時高度一致，均為H．（1）通過觀察A、B兩小球是否同時落地，可以研究小球A在豎直方向的運動規(guī)律，為了獲得令人信服的證據(jù)，下列說法正確的是（_______）A．有必要在其他條件不變的情況下，改變高度H，多次重復實驗B．有必要在其他條件不變的情況下，改變小球A在軌道上被釋放的初始位置，多次重復實驗C．必須選用非常光滑的軌道，多次重復實驗（2）在得到平拋運動在豎直方向運動的規(guī)律后，繼續(xù)利用該裝置研究平拋運動在水平方向的運動規(guī)律．具體操作如下：保持其他條件不變，在軌道末端距離地面分別為H、4H、9H位置進行實驗，分別測量小球A拋出點與落地點的水平距離x1、x2、x3，若三個距離滿足關系：x1:x2:x3=________________，則可初步判斷平拋物體在水平方向的分運動為勻速直線運動．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）單色細光束射到一半徑為R的透明球表面，光線在過球心O的平面內(nèi).入射角，經(jīng)折射進入球內(nèi)后又經(jīng)內(nèi)表面反射一次，再經(jīng)球表面折射后射出.巳知真空中光速為c，入射光線與出射光線反向延長線之間的夾角=30°，如圖所示（圖上巳畫出入射光線和出射光線）.求：①光從球內(nèi)射出球體的臨界角；②光在透明球中傳播的時間14．（16分）利用彈簧彈射和傳送帶可以將工件運送至高處。如圖所示，傳送帶與水平方向成37度角，順時針勻速運動的速度v＝4m/s。B、C分別是傳送帶與兩輪的切點，相距L＝6.4m。傾角也是的斜面固定于地面且與傳送帶上的B點良好對接。一原長小于斜面長的輕彈簧平行斜面放置，下端固定在斜面底端，上端放一質(zhì)量m＝1kg的工件（可視為質(zhì)點）。用力將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，工件離開斜面頂端滑到B點時速度v0＝8m/s，A、B間的距離x＝1m，工件與斜面、傳送帶問的動摩擦因數(shù)相同，均為μ＝0.5，工件到達C點即為運送過程結束。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）彈簧壓縮至A點時的彈性勢能；（2）工件沿傳送帶由B點上滑到C點所用的時間；（3）工件沿傳送帶由B點上滑到C點的過程中，工件和傳送帶間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量。15．（12分）如圖所示，質(zhì)量為mB＝24kg的木板B放在水平地面上，質(zhì)量為mA＝22kg的木箱A放在木板B上．一根輕繩一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，輕繩與水平方向的夾角為θ＝37°．已知木箱A與木板B之間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.1．現(xiàn)用水平向右、大小為200N的力F將木板B從木箱A下面勻速抽出，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2，(1)繩子對A拉力大?。?2)則木板B與地面之間的動摩擦因數(shù)μ2的大小為多少？

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、C【解題分析】

由題意可知，正點電荷q從靜止運動到P點，電勢能最小，則動能最大，因此P點處的電場力與速度垂直，如圖所示；

根據(jù)點電荷電場強度可知由電場強度的合成可知由幾何關系可知因此解得tanθ=2故C正確，ABD錯誤；故選C．點睛：考查點電荷電場強度的公式的應用，掌握矢量合成的法則，理解幾何關系的應用，注意正點電荷在P點的電勢能最小是解題的突破口．2、D【解題分析】

粒子在磁場中運動時,洛倫茲力提供向心力,滿足qvB=mv2r,運動周期T=2πmqB(電場中加速時間忽略不計【題目詳解】A、根據(jù)r=mvBq可知，質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小無關，故AB、因為粒子在電場中運動的時間很短,高頻電源能使用矩形交變電流,也能使用正弦式交變電流,此時滿足粒子在電壓最大時進入電場即可，故B錯誤；C、此加速器加速電場周期T=2πmqB,加速α粒子時T=2π?4m2qB=4πmqB，兩個周期不同D、此加速器加速電場周期T=2πmqB,加速α粒子時T=2π?4m2qB=4πmqB，當外加磁場一定，把高頻交變電源頻率改為f/2，此時回旋加速器可以加速氦核，根據(jù)故選D3、D【解題分析】

對于超重、失重和平衡狀態(tài)的定義是：當物體對接觸面的壓力大于物體的真實重力時，就說物體處于超重狀態(tài)，此時有向上的加速度，合力也向上；當物體對接觸面的壓力小于物體的真實重力時，就說物體處于失重狀態(tài)，此時有向下的加速度，合力也向下．如果沒有壓力了，那么就是處于完全失重狀態(tài)，此時向下加速度的大小為重力加速度g．綜上可知上升和下降的過程中，都是只受到向下的重力的作用，加速度的大小為重力加速度g；都處于完全失重狀態(tài).A.描述與分析結果不相符；故A錯誤.B.描述與分析結果不相符；故B錯誤.C.描述與分析結果不相符；故C錯誤.D.描述與分析結果相符；故D正確.4、B【解題分析】

由圖象的斜率表示速度，知碰撞前是靜止的，的速度為碰后的速度的速度由動量守恒定律有：代入數(shù)據(jù)解得：碰撞前系統(tǒng)的總動能碰撞后系統(tǒng)的總動能所以碰撞前后系統(tǒng)總動能相等，即為彈性碰撞，故B正確．5、C【解題分析】解：設物體的重力恒為G，由平衡條件得：物體所受的支持力N=Gcosθ，摩擦力為f=Gsinθ，當θ增大時，cosθ減小，sinθ增大，所以N減小，f增大．由于物體始終保持靜止狀態(tài)，所以由平衡條件可知，物體所受的合外力恒為零．故選C．【點評】本題是簡單的動態(tài)平衡問題，運用函數(shù)法分析各力的變化，也可以通過作圖法分析．6、D【解題分析】

設圓的半徑為R，橡皮筋的勁度系數(shù)為k，小球最終靜止在Q點，胡克定律得：mg=k(2R)當小球與N的連線與豎直方向之間的夾角為α時，橡皮筋的伸長量橡皮筋的彈力對小球，設拉力F與水平方向之間的夾角為β，在水平方向豎直方向聯(lián)立可得可知拉力F的方向繩子與橡皮筋的方向垂直，而且隨α的增大，F(xiàn)逐漸增大。故選D。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、AB【解題分析】A、物塊在上滑過程中，物塊和弧形槽組成的系統(tǒng)所受合外力不為零，但在水平方向的外力之和為零，故系統(tǒng)滿足水平方向的動量守恒，則A正確．B、滑塊相對于槽到達最高點時水平速度相等，根據(jù)系統(tǒng)水平方向動量守恒和系統(tǒng)的機械能守恒有：，，聯(lián)立解得：，故B正確．C、當滑塊滑回斜槽底端時兩者的速度為、，由系統(tǒng)水平方向動量守恒和系統(tǒng)的機械能守恒有：，，解得：，，斜槽向右運動壓縮彈簧到最大，故最大彈性勢能為，故C錯誤．D、斜槽被彈簧彈回時的速度由機械能守恒可知還為，方向向左，因，故斜槽能追上滑塊發(fā)生第二次碰撞，故D錯誤．故選AB．【題目點撥】本題考查動量定恒和機械能守恒定律的應用，要注意明確運動過程，同時能正確應用動量守恒以及機械能守恒定律分析兩物體的運動過程問題．8、BD【解題分析】

A．根據(jù)平拋運動的規(guī)律，時間由豎直高度決定，B下落高度最大時間最長，選項A錯誤；B．落在A、B兩處的石塊都落在同一斜面上，兩小球的豎直位移與水平位移的比值等于斜面傾角的正切值，即落地速度與水平方向的夾角設為α，則聯(lián)立以上兩式得tanα=2tanθθ是斜面傾角為定值，所以α也是定值，與初速度無關，故落在A、B兩處的速度方向相同，選項B正確。C．A、C兩處的石塊的下落高度相同，時間相同，由vy=gt知豎直方向的分速度相同，由x=v0t知C的水平位移大，C的初速度大，所以C的速度與水平方向的夾角小，可見A、C的落地速度方向不同，選項C錯誤。D．B、C在豎直方向的位移B大，由知，B的豎直分速度大；經(jīng)過圖中虛線位置時，時間相同，C的水平位移大，C的初速度大。所以合速度無法比較，選項D正確。故選BD。9、BC【解題分析】

A．A沿墻下滑的過程中小球受重力、桿對它的彈力和墻對它的彈力，除重力做功外，桿的彈力對A小球做負功，所以A的機械能不守恒，故A錯誤；B．當小球A沿墻下滑距離為時，設A球的速度為vA，B球的速度為vB，根據(jù)系統(tǒng)的機械能守恒得兩球沿桿子方向上的速度相等，則有聯(lián)立解得：故B正確；C．對B球，根據(jù)動能定理得故C正確；D．對A球，根據(jù)動能定理得解得：故D錯誤。10、BCD【解題分析】

A.根據(jù)萬有引力等于重力，則有：，解得：，故A錯誤；B.地球的密度：故B正確；衛(wèi)星在地球表面附近運行時的環(huán)繞速度等于第一宇宙速度，受到的萬有引力等于重力，則：可得：故C正確；D.在赤道，引力為重力和向心力的矢量和，故：同步衛(wèi)星受到的萬有引力提供向心力，則：聯(lián)立解得：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、BCDACD圓錐擺：r減小，周期變大，衛(wèi)星：r減小，周期變小【解題分析】

（1）①[1]．小球在運動過程中受到重力和繩子的拉力，重力和繩子的拉力的合力提供小球做圓周運動的向心力，或者是繩子拉力的水平分量提供向心力，故CD正確，AB錯誤；故選CD.

②[2]．小球做圓周運動的周期為，根據(jù)向心力公式可知：[3]．令繩子和豎直方向的夾角為θ，根據(jù)三角形定則可知，小球的合力大小為：③[4]．因為小球所受的合力F與向心力Fn大小相等，則有：，則有：所以可得。（2）[5]．A.要驗證的關系式中，小球的質(zhì)量可從兩邊消掉，則小球質(zhì)量的測量誤差不影響本實驗驗證，選項A正確；B.要驗證的關系式可知，兩邊可消掉r，則小球勻速圓周運動半徑的測量不影響本實驗驗證，選項B錯誤；C.根據(jù)可知，在其他因素不變的情況下，實驗中細繩與豎直方向的夾角越大，則r越大，小球做圓周運動的線速度越大，選項C正確；D.根據(jù)可知，在細繩與豎直方向的夾角保持不變的情況下，實驗中細繩越長，則r越大，則小球做圓周運動的線速度越大，選項D正確；故選ACD.（3）[6]．設小球做半徑為r的圓周運動的周期為T，此時小球距細線上端固定點的豎直高度為h，根據(jù)受力情況和向心力公式有：可解得：因半徑變小，繩長不變，h變大，故小球周期變大；衛(wèi)星：根據(jù)可知，r減小，周期變小.12、AB1:2:3【解題分析】

（1）[1]通過觀察A、B兩小球是否同時落地，可以研究小球A在豎直方向的運動規(guī)律，為了獲得令人信服的證據(jù)，必須排除特殊性；

A．有必要在其他條件不變的情況下，改變高度H，多次重復實驗，從而能否排除高度的影響，故A正確；

B.有必要在其他條件不變的情況下，改變小球A在軌道上被釋放的初始位置，多次重