福建省泉州第十六中学2024学年高三物理第一学期期中经典试题含解析

福建省泉州第十六中学2024学年高三物理第一学期期中经典试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F达到最小值时Oa绳上的拉力为（）A． B．mg C． D．2、如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直面内做匀速圆周运动，查说明书知每个座舱的质量为m，运动半径为R转动一周的时间为T，据此可知每个座舱（）A．线速度大小为2mTB．转动过程中机械能守恒C．最低点到最高点过程中合外力大小始终为零D．最低点到最高点过程中合外力做功为零3、如图所示，光滑直杆倾角为30°，质量为m的小环穿过直杆，并通过弹簧悬挂在天花板上，小环静止时，弹簧恰好处于竖直位置，现对小环施加沿杆向上的拉力F，使环缓慢沿杆滑动，直到弹簧与竖直方向的夹角为60°．整个过程中，弹簧始终处于伸长状态，以下判断正确的是A．弹簧的弹力逐渐增大B．弹簧的弹力先减小后增大C．杆对环的弹力逐渐增大D．拉力F先增大后减小4、如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ＝0.2，杆的竖直部分光滑．两部分各套有质量均为1kg的小球A和B，A、B球间用细绳相连．初始A、B均处于静止状态，已知OA＝3m，OB＝4m，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1m(取g＝10m/s2)，那么该过程中拉力F做功为()A．14JB．10JC．16JD．4J5、如图所示为一竖直放置的大圆环，在其水平直径上的A、B两端系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小铁环．现将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度，则关于轻绳对A、B两点拉力FA、FB的变化情况，下列说法正确的是()A．FA变大，FB变大 B．FA变小，FB变小C．FA变大，FB变小 D．FA变小，FB变大6、如图所示，单摆摆球的质量为m，做简谐振动的周期为T，摆球从最大位移A处由静止开始释放，运动到最低点B时的速度大小为v。则摆球从A运动到B的过程中，下列说法正确的是A．摆球重力做功为1B．摆球受到的合力的平均功率为mC．摆球运动到B点时重力的瞬时功率为mgvD．摆球受到的合力提供圆周运动的向心力二、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、将一足够长的木板固定在水平面上，倾角为，将一铁块由长木板的底端以一定的初速度冲上木板，经过一段时间铁块的速度减为零，该过程中的速度随时间的变化规律如图所示，已知，重力加速度取．则（）A．长木板与铁块之间的动摩擦因数为0.5B．铁块沿长木板上滑的最大距离为3.6mC．铁块沿长木板下滑时的加速度大小为D．铁块滑到长木板底端时的速度大小为8、如图所示，四根相同的轻质弹簧连着相同的物体，在外力作用下做不同的运动：（1）在光滑水平面上做加速度大小为g的匀加速直线运动；（2）在光滑斜面上沿斜面向上的匀速直线运动；（3）做竖直向下的匀速直线运动；（4）做竖直向上的加速度大小为g的匀加速直线运动．设四根弹簧伸长量分别为△l1、△l2、△l3、△l4，不计空气阻力，g为重力加速度，则（）A．△l1>△l2 B．△l3<△l4 C．△l1>△l4 D．△l2>△l39、物体由静止开始做加速度大小为a1的匀加速直线运动，当速度达到v时，改为加速度大小为a2的匀减速直线运动，直至速度为零．在匀加速和匀减速运动过程中物体的位移大小和所用时间分别为x1、x2和t1、t2，下列各式成立的是（）A． B． C． D．10、如图所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，第一次在水平力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由P点运动到Q点，第二次在水平恒力F'作用下，从P点静止开始运动并恰好能到达Q点，关于这两个过程，下列说法正确的是（不计空气阻力，重力加速度为g）A．第一个过程中，力F在逐渐变大B．第一个过程中，重力的瞬时功率不变C．第二个过程中，重力和水平恒力F'的合力的功率先增加后减小D．在这两个过程中，机械能都一直增加三、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）如图是利用DIS完成“用单摆测定当地重力加速度”实验．实验时，先量出摆球的半径与摆线的长度．单摆摆动后，点击“记录数据”．摆球每经过平衡位置时记数1次，第1次记为“0”，当记数为“50”时，点击“停止记录”，显示时间为．（1）则该单摆振动周期为______________．（2）图示摆线上端的悬点处，用两块木片夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将木片夹紧，是为了（_______）A．便于测量单摆周期B．便于测量摆长时拉紧摆线C．保证摆动过程中摆长不变D．保证摆球在同一竖直平面内摆动（3）若某组同学误以摆线的长度作为纵坐标，以单摆周期的平方作为横坐标，作出的图像．其他操作测量都无误，则作出的图线是上图中的_________（选填“1”、“2”或“3”）．（4）现发现三组同学作出的图线分别是1、2和3，但测出的斜率都为，是否可以根据斜率求出当地的重力加速度？___________．（若不可以求出，填“否”；若可以求出，请填重力加速度的表达式）．12．（12分）某实验小组在“探究加速度与物体的质量、受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，实验装置如图所示．已知小车质量M＝261g，打点计时器所使用的交流电频率f＝50Hz.其实验步骤是：A．按实验装置图安装好实验装置；B．利用垫块调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车(与纸带、细绳和砝码盘相连)能沿长木板向下做匀速运动；C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；D．将小车置于打点计时器旁(小车与纸带相连，但与细绳和砝码盘不相连)先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复A、B、C、D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．回答以下问题：(1)按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？____(填“是”或“否”)．(2)实验中打出的其中一条纸带如图所示，每隔4个点取一个计数点，由该纸带可求得小车的加速度a＝________m/s2(结果保留三位有效数字)．(3)某次实验砝码盘中砝码的重力和对应小车加速度数据如下表次数12345砝码盘中砝码的重力F/N0.100.150.200.250.30小车的加速度a(m·s－2)0.610.801.001.191.38①请根据表中的数据在虚线框中画出a－F图象_______；②造成图线不过坐标原点的最主要原因是________________________________；③砝码盘的重力大小是________N.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）如图所示，小滑块在较长的斜面顶端，以初速度v0＝2m/s、加速度a＝2m/s2向下滑，在到达底端前1s内，所滑过的距离为L，其中L为斜面长，则(1)小滑块在斜面上滑行的时间为多少？(2)小滑块到达斜面底端时的速度v是多少？(3)斜面的长度L是多少？14．（16分）在一条平直的公路上，甲车在前以54km/h的速度匀速行驶，乙车在后以90km/h的速度同向行驶．某时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示，同时开始刹车．已知甲、乙减速的加速度大小分别为0.5m/s1和1m/s1．请问(1)若两车恰好不相撞，则两车从开始刹车到恰好不撞的行驶时间为多少？(1)为避免两车发生撞车事故，开始刹车时两车的最小间距为多少？15．（12分）有一个匀强电场,电场线和坐标平面xOy平行,以原点O为圆心,半径r=10cm的圆周上任意一点P的电势,θ为O、P两点的连线与x轴正方向所成的角,A、B、C、D为圆周与坐标轴的四个交点,如图所示．(1)求该匀强电场场强的大小和方向;(2)若在圆周上D点处有一个粒子源,能在xOy平面内发射出初动能均为200eV的粒子(氦核)，当发射的方向不同时,粒子会经过圆周上不同的点，在所有的这些点中,粒子到达哪一点的动能最大?最大动能是多少eV？

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、A【解题分析】

将a、b两小球视为整体受力分析，根据力的合成：可知当外力垂直绳子时有最小值，则Oa绳子的拉力：A正确，BCD错误。故选A。2、D【解题分析】

A．根据线速度公式故A错误；B．机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，座舱的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，故B错误；C．由于座舱做匀速圆周运动，合外力不为0，故C错误；D．座舱做匀速圆周运动时，合外力始终与速度方向垂直，提供向心力，故合外力做功为零，故D正确。故选D。3、B【解题分析】

AB．由几何关系可知，弹簧的长度先减小后增加，即伸长量先减小后增加，弹簧的弹力先减小后增加，选项A错误，B正确；C．当环缓慢沿杆向上滑动时，因为弹簧对环始终是拉力作用，则一定存在一个位置，即弹簧的弹力、重力以及力F相平衡，此时杆对环的弹力为零，则环在上滑的过程中杆对环的弹力先增加后减小，再增加，选项C错误；D．设弹簧与杆之间的夹角为θ，则在圆环从开始到弹簧与杆垂直位置的过程中，由平衡知识：，随θ角的增加，F弹减小，则F增大；在圆环从弹簧与杆垂直位置到弹簧与竖直方向的夹角为60°的过程中，由平衡知识：，随θ角的减小，F弹增大，则F仍然是增大；可知拉力F一直增大，选项D错误.4、A【解题分析】

对AB整体受力分析，受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1，如图；

根据共点力平衡条件，有：竖直方向：N=G1+G2；水平方向：F=f+N1；其中：f=μN；解得：N=（m1+m2）g=20N；f=μN=0.2×20N=4N；对整体在整个运动过程中运用动能定理列式，得到：WF-fs-m2g•h=0；根据几何关系，可知求B上升距离h=1m，故有：WF=fs+m2g•h=4×1+1×10×1=14J；故选A．【题目点拨】本题中拉力为变力，先对整体受力分析后根据共点力平衡条件得出摩擦力为恒力，然后根据动能定理求变力做功．5、B【解题分析】如图，设绳子是长度是2L，AB的长度是2l，AB水平时绳子与水平方向的夹角是α，平衡时两根绳子的拉力相等，设绳子拉力为F1，有：2F1sinα−mg=0，得：FA=FB=F1=由图可知cosα=l/L.将大圆环绕着杆中点O在竖直平面内顺时针缓慢转过一个角度时，绳子与水平方向的夹角是θ，平衡时两根绳子的拉力仍然相等，设绳子拉力为F2，有：2F2sinθ−mg=0，联立解得：F′A=F′B=F2=.设此时环到B的距离是L1，到A的距离是L2，则：L1+L2=2L而由图可知，很显然：L1cosθ+L2cosθ<2l，即：cosθ<l/L得：α<θ所以：F′A=F′B<FA=FB，即FA变小，FB变小，故B正确．故选B．点睛：以环为研究对象，环处于静止状态，合力为零，根据平衡条件求解绳中拉力的大小；然后通过比较转动后绳子的方向与水平方向之间的夹角的变化即可得出力的变化．6、A【解题分析】

重力做功与路径无关只与高度差有关，也可以运动动能定理求解；根据公式P=Fvcosθ来判断瞬时功率；

小球不是做匀速圆周运动，不是合力提供向心力；【题目详解】A、摆球从最大位移A处由静止开始释放，摆球运动到最低点B，根据动能定理得：WGB、整个过程中只有重力做功，则合力做功的平均功率为：P=C、根据瞬时功率的公式P=Fvcosθ，摆球运动到B时的速度方向是水平的，即θ=900，所以重力的瞬时功率是0，故D、对小球进行受力分析，将重力分解如图所示：可知由拉力T和重力分力mgcosθ的合力提供向心力，故选项D错误。【题目点拨】本题需要区分平均功率和瞬时功率的求解方法，同时注意小球做单摆运动，不是匀速圆周运动，沿圆心方向的合力提供向心力。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、由铁块上滑过程的速度—时间图线，可知铁块上滑时的加速度大小为，对铁块受力分析，根据牛顿第二定律可得，代入数据解得，A正确；B、由速度时间图象可知，铁块沿长木板上滑的最大距离为，B错误；C/铁块沿长木板下滑时，由牛顿第二定律，代入数据可解得，C错误；D、由运动学公式，代入数据解得，D正确故选AD.【题目点拨】动力学的两类问题：一是已知受力情况分析运动的规律；二是已知运动情况分析受力满足的条件．8、AB【解题分析】试题分析：（1）根据牛顿第二定律和胡克定律得：，得：（2）由平衡条件和胡克定律得：，得：（3）由平衡条件和胡克定律得：，得：（4）根据牛顿第二定律和胡克定律得：，得：所以故B正确．考点：考查了胡克定律的应用9、ACD【解题分析】试题分析：物体先做初速度为零的匀加速运动，后做匀减速运动，末速度为零，两个过程平均速度相等，匀加速运动的末速度与匀减速运动的初速度相同，运用位移公式和速度公式分别研究位移与时间、加速度与时间的关系．对于整个运动过程，应用平均速度研究总位移与总时间的关系．由题得到，，，则两式相比得到，，故A正确；由，又，得到，故B错误；对于整个运动过程，，所以，故CD正确；10、AD【解题分析】A、小球以恒定速率在竖直平面内由P点运动到Q点,故小球在速度方向的合外力为零,即F=mgtanθ;小球运动过程θ增大,tanθ增大,故F增大,所以A选项是正确的

B、设小球速率为v,那么,重力G的瞬时功率P=mgvsinθ;小球运动过程θ增大,sinθ增大,故P增大，故B错误；

C、重力和水平恒力F'的合力沿与竖直方向夹角为12θ,记大小为F1;那么,细绳与竖直方向夹角越接近12θ,速度越大且变化越快，细绳与竖直方向夹角小于12θ时,合力沿小球运动方向的分量为正,合力做正功;在12θ到θ的运动过程中,合力沿小球运动方向的分量为负,合力做负功;故第二个过程中D、在这两个过程中，由于F都做正功，所以导致小球的机械能都增加，故D正确；综上所述本题答案是：AD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、C3【解题分析】

（1）当记数为“50”时，单摆全振动的次数为25，显示时间为t，则周期为．（2）图示摆线上端的悬点处，用两块木片夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将木片夹紧，是为了保证摆动过程中摆长不变，故选C.（3）根据，则，解得，则作出的图线是上图中的3.（4）由上述表达式可知，，解得g=4π2k.【题目点拨】此题考查单摆测定重力加速度的原理：单摆的周期公式，还要知道：摆角很小的情况下单摆的振动才是简谐运动；摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，为减小误差应保证摆线的长短不变；单摆在摆动的过程中，摆长不能发生变化．在最低点，速度最快，开始计时误差较小；会用图像法处理实验数据．12、否0.88在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力0.06【解题分析】试题分析：根据小车做匀速运动列出方程，对合外力进行分析即可求解；在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据作差法求解加速度；由图象可知，当外力为零时，物体有加速度，通过对小车受力分析即可求解．（1）当物体小车匀速下滑时有，当取下细绳和砝码盘后，由于重力沿斜面向下的分力和摩擦力f不变，因此其合外力为，由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．（2）相连计数点间的时间间隔为，在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即，则有．（3）①a-F图像如图所示②由图象可知，当外力为零时，物体有加速度，这说明在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力，③根据数学函数关系可知该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力大小，横坐标一格表示0.02N，所以交点的大小为0.06N．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)3s