2024届福建省福州市物理高三上期中教学质量检测模拟试题含解析

2024届福建省福州市物理高三上期中教学质量检测模拟试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、2017年4月，被称为“快递小哥”的“天舟号”飞船与“天宫号”空间实验室在太空实现自动对接，完成对“天宫号”的物资补给．如图所示，在对接前的某段时间内，若“天舟号”和“天宫号”分别处在不同的圆形轨道上逆时针运行．下列说法正确的是A．“天舟号”的运行速率小于“天宫号”的运行速率B．“天舟号”的运行周期大于“天宫号”的运行周期C．“天舟号”沿切向加速有可能与“天宫号”实现对接D．“天舟号”沿切向减速有可能与“天宫号”实现对接2、在“和平使命-2014联合军演”的“垂直截击行动”中,中国空降兵某部的一名伞兵从高空静止的直升飞机上跳下,在t0时刻打开降落伞,在3t0时刻以速度v2着地.他运动的速度随时间变化的规律如图所示.下列结论不正确的是(

)A．在0-t0时间内加速度不变,在t0-3t0时间内加速度减小B．降落伞打开后,降落伞和伞兵所受的阻力越来越小C．在的时间内t0-3t,平均速度vD．若第一个伞兵打开降落伞时第二个伞兵立即跳下,则他们在空中的距离先增大后减小3、某同学用如图所示方法做共点力平衡实验．M、N为摩擦不计的定滑轮，O点是轻质细绳OA、OB和OC的结点，桌上有若干相同的钩码，他已经在A点和C点分别挂了3个和4个钩码，为使O点在两滑轮间某位置受力平衡，在B点挂的钩码数可能是（）A．1个 B．3个C．5个 D．7个4、质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用．设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，在此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是（）A． B． C． D．mgR5、2016年4月2日，沪宁高速上海至无锡方向玉祁段发生重大车祸，现场至少50辆车连环相撞．据交警部门调查，此次事故发生的主要原因是雨天路滑及突然出现的团雾而造成多车连环追尾．假设该高速公路上甲、乙两车在同一车道上行驶，甲车在前，乙车在后．t0时刻，发现前方有事故，两车同时开始刹车，行进中两车恰好没有发生碰撞．两车刹车过程的vt图像如图所示，以下判断正确的是（）A．两车都停止运动时相距25mB．t0时刻两车间距等于50mC．t5s时两车间距大于t15s时两车间距D．乙车刹车的加速度大小是甲车的1.5倍6、如图所示，足够长的半径为R=0.4m的1/4圆弧形光滑轨道固定于竖直平面内，圆弧形轨道与光滑固定的水平轨道相切，可视为质点的质量均为m=1kg的小球甲、乙用轻杆连接，置于圆弧形轨道上，小球甲与O点等高，小球乙位于圆心O的正下方。某时刻将两小球由静止释放，最终它们在水平面上运动。g取10m/s2。则()A．两球最终在水平面上运动的速度大小为2m/sB．小球甲下滑过程中机械能守恒C．小球甲下滑到圆弧形轨道最低点时，对轨道压力的大小为10ND．整个过程中轻杆对小球乙做的功为1J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、把质量为m的小球（可看作质点）放在竖直的轻质弹簧上，并把小球向下按到A的位置（图甲），如图所示．迅速松手后，弹簧把小球弹起，球升至最高位置C点（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）．已知AB的高度差为h1，BC的高度差为h2，通过AB和BC所用时间为t1和t2，重力加速度为g，不计空气阻力（）A．小球从A上升到B位置的过程中，动能一直增大B．小球从A上升到C位置的过程中，机械能先增大后不变C．小球在图甲中时，弹簧的弹性势能为mg（h1+h2）D．若h1等于h2，则一定有t1小于t28、如图所示，带有光滑半圆弧轨道质量为M的滑块静止置于粗糙水平面上，AB为水平直径，半径为R，C点为半圆弧最低点，现把一质量为m的小球从A点静止释放，在小球下滑过程中，滑块始终静止，下列说法正确的是A．轨道对小球的作用力不做功B．小球滑到C点的速度为C．小球从A点下滑到C点的过程中，滑块受地面的摩擦力方向向左D．若水平面光滑，轨道对小球的作用力不做功9、如图所示，一段绳子跨过距地面高度为H的两个定滑轮，一端连接小车P,另一端连接物块Q．小车最初在左边滑轮的下方A点，以速度v从A点匀速向左运动，运动了距离H到达B点．下列说法正确的有A．物块匀加速上升B．物块在上升过程中处于超重状态C．车过B点时，物块的速度为D．车过B点时，左边绳子绕定滑轮转动的的角速度为10、如图所示，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的检验电荷分别置于A、B两点，虚线为等势线，取无穷远处为零电势点，若将移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（）A．A点电势大于B点电势B．A、B两点的电场强度相等C．的电荷量小于的电荷量D．在A点的电势能等于在B点的电势能三、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）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，实验装置如图所示。（1）部分实验步骤如下，请完成有关内容。①将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端拴上两根细绳；细绳的另一端系着绳套。②在其中一根细绳上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示；记下橡皮筋的结点的位置O、细绳的方向和钩码个数。③将步骤②中的钩码取下，分别在两根细绳上挂上3个和4个与步骤②中同样的质量相等的钩码，用两光滑定滑轮B、C使两细绳互成角度，如图乙所示；调整B、C的位置，使___，记录________。（2）如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中cosα∶cosβ=________。12．（12分）用如图所示的实验装置验证ml、m2组成的系统机能守恒．m2从高处由静止开始下落，ml上拖着的纸带打出一系列的点。对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离s1=38.40cm、s2=21.60cm、s3=26.40cm、s4=31.21cm、s5=36.02cm，如图所示，己知ml=50g、m2=150g，频率为50Hz，则（g取9.8m/s2，结果保留两位有效数字）（1）由纸带得出ml、m2运动的加速度大小为a=___m/s2，在纸带上打下计数点5时的速度v5=__m/s；（2）在打点0~5过程中系统动能的增量△Ek=___J，系统势能的减少量△Ep=___J；（3）若某同学根据实验数据作出的-h图象如图，当地的实际重力加速度g=___m/s2。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）有一截面为正方形的玻璃柱体，边长为d，其截面如图所示，在AB面上方有一点光源S，从S发出的光线SP以i=的入射角从AB面的中点射入，已知玻璃砖对该光的折射率n=，真空中的光速为c，求：（i）该光进入玻璃砖中的折射角；（ii）光从射入玻璃砖到第一次射出经过的时间。14．（16分）一定质量的理想气体，其状态变化过程如图中箭头顺序所示，AB平行于纵轴，BC平行于横轴，CA段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分．已知气体在A状态的压强、体积、热力学温度分别为，且气体在A状态的压强是B状态压强的3倍．试求：（1）气体在B状态的热力学温度和C状态的体积．（2）从B到C过程中，是气体对外做功还是外界对气体做功?做了多少功?15．（12分）如图所示，上表面光滑的“L”形木板B锁定在倾角为37°的足够长的斜面上；将一小物块A从木板B的中点轻轻地释放，同时解除木板B的锁定，此后A与B发生碰撞，碰撞过程时间极短且不计能量损失；已知物块A的质量m＝1kg，木板B的质量m0＝4kg，板长L＝3.6m，木板与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.1．（1）求第一次碰撞后的瞬间A、B的速度；（2）求在第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中，A距B下端的最大距离．（3）求在第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中，重力对A做的功．

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、C【解题分析】A、根据，解得：，，知轨道半径越大，则线速度越小，周期越大，所以“天舟号”的运行速率大于“天宫号”的运行速率，“天舟号”的运行周期小于“天宫号”的运行周期，故AB错误；

C、“天舟号”适当沿切向加速，使得万有引力小于向心力，做离心运动，可能与天宫号对接，故C正确，D错误．点睛：根据万有引力提供向心力得出线速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系，从而比较出它们的大小．2、C【解题分析】

在0～t0时间伞兵做匀加速直线运动，加速度不变，2t0～3t0时间内图线的斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小。故A正确。设降落伞和伞兵的总质量为m，所受的阻力为f，加速度大小为a，根据牛顿第二定律得：f-mg=ma，得f=mg+ma，a逐渐减小，则阻力f也逐渐减小。即降落伞和伞兵所受的阻力越来越小。故B正确。在t0～3t0的时间内，假设伞兵做匀减速直线运动，图象为直线，其平均速度为v1+v22．根据“面积”等于位移可知，匀减速直线运动的位移大于伞兵实际运动的位移，则平均速度v<v1【题目点拨】本题根据斜率等于加速度判断加速度的变化。根据“面积”等于位移，分析平均速度的大小。要注意对于匀变速直线运动的平均速度才等于v13、B【解题分析】

三个力的平衡,第三个力大小7>F>1之间,所以A、D错误；若挂5个钩码,则可知MO处于水平.与题意M、N在同一水平线上,矛盾.所以B正确；4、C【解题分析】

圆周运动在最高点和最低点沿径向的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出最高点和最低点的速度，再根据动能定理求出此过程中小球克服空气阻力所做的功。【题目详解】小球在最低点，由牛顿第二定律有：F-mg=m，由题意知：F=7mg，在最高点时，由于小球恰好能通过最高点，重力提供向心力有：mg=m，小球选取从最低点到最高点作为过程，由动能定理可得：-mg•2R-Wf=m-，联立以上可得：Wf=mgR，故C正确，ABD错误。【题目点拨】本题主要考查了圆周运动与能量结合问题，由绳子的拉力可求出最低点速度，由恰好能通过最高点求出最高点速度，这都是题目中隐含条件。同时在运用动能定理时，明确初动能与末动能，及过程中哪些力做功，做正功还是负功。5、B【解题分析】

行进中两车恰好没有发生碰撞，说明t=10s时刻两车速度相等时恰好相遇，则t=0时刻两车间距等于两车在10s位移之差，为：S=×10×10m=50m．选项B正确；根据图象与时间轴围成的“面积”表示位移可知，甲的刹车距离为：x甲=×20×20m=100m，而乙的刹车距离为：x乙=m=225m，两车都停止运动时相距为：S′=x乙-（S+x甲）=225m-（50m+100m）=75m；故A错误．根据“面积”表示位移，可知t=5s～15s内两车通过的位移相等，所以t=5s时两车间距等于t=15s时两车间距，故C错误．根据v-t图象的斜率表示加速度，甲的加速度大小为：a1=1m/s2；乙的加速度大小为：a2=2m/s2；故乙车的加速度是甲车的加速度的2倍；故D错误；故选B．【题目点拨】本题考查v-t图象的应用，要注意掌握图象的性质，能根据图象明确物体的运动过程，明确恰好不相撞的条件：速度相等，运用“面积法”求位移．6、A【解题分析】

先对两个球整体分析，只有重力做功，系统机械能守恒，根据机械能守恒定律列式分析；考虑重力对小球甲做功功率时，结合特殊位置进行分析；在圆弧轨道最低点，重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式分析；对球乙运用动能定理列式分析。【题目详解】A项：两个球系统机械能守恒，则，解得：，故A正确；B项：由甲、乙组的系统机械能守恒可知，由于乙球的机械能增大，所以甲球的机械能减小，故B错误；C项：小球甲下滑到圆弧形轨道最低点，重力和支持力的合力提供向心力，故：解得：，故C错误；D项：整个过程中，对球乙，根据动能定理，有：，故D错误。故应选：A。【题目点拨】本题关键时明确两个球相同机械能守恒，而单个球的机械能不守恒，同时要结合动能定理分析，还要找到向心力来源。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、BCD【解题分析】A、小球从A上升到B位置的过程中，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球先加速后减速，故小球从A上升到B的过程中，动能先增大后减小，故A错误；

B、从A上升到B位置的过程中，弹簧对小球做正功，小球的机械能增大，从B到C的过程，只有重力做功，小球的机械能守恒，故B正确；

C、根据系统的机械能守恒得知，小球在图甲中时，弹簧的弹性势能等于小球由A到C位置时增加的重力势能，为：），故C正确；

D、A到B的过程中小球先加速后减速，设小球在B点的速度为，则小球在AB之间的平均速度一定大于；小球在BC之间做匀减速直线运动，所以平均速度等于，若等于，则一定有小于，故D正确。点睛：解决本题的关键掌握机械能守恒的条件，在只有重力或弹簧弹力做功的情形下，系统机械能守恒。8、AB【解题分析】

当地面粗糙或者光滑时，根据功的概念判断轨道对小球能否做功；根据机械能守恒定律求解到达最低点的速度；小球下滑时对轨道作用力有水平向左的分量，由此判断滑块受到的摩擦力的方向．【题目详解】因滑块静止，则轨道对小球的作用力与速度方向垂直，轨道对小球的作用力始终不做功，选项A错误；根据机械能守恒定律可得：mgR=mvC2，解得vC=,选项B正确；小球从A点下滑到C点的过程中，小球对轨道的压力斜向左下方向，有水平向左的分量，可知滑块受地面的摩擦力方向向右，选项C错误；若水平面光滑，则小球在轨道内滑动时，轨道会运动，此时轨道对小球的作用力与小球的位移方向不垂直，即轨道对小球的作用力对轨道要做功，选项D错误；故选AB.9、BD【解题分析】

将小车的运动分解为沿绳子方向的运动，以及垂直绳子方向运动即绕滑轮的转动，根据沿绳子方向的运动速度和平行四边形定则求解物体的速度，再结合相应的公式求解．【题目详解】A.将小车的运动分解为沿绳子方向的运动以及垂直绳子方向的运动，如图：设此时绳子与水平方向增加的夹角为θ，则：tanθ＝H/H＝1，所以：θ＝45°；由三角函数可解得：当物体运动到绳与水平方向夹角为θ时物体的速度为v，则vcosθ＝v′，可知物体的运动不是匀加运动．故A错误；B.由于vcosθ＝v′，随θ的减小，v′增大，所以物体向上做加速运动；加速度的方向向上，所以物体处于超重状态．故B正确；C.当物体运动到B点，绳与水平方向夹角θ＝45°时物体的速度为v，则vcos45°＝v′，则v′＝v，故C正确；D.物体运动到绳与水平方向夹角α＝45°时，左侧的绳子的长度是H，由图可知垂直于绳子方向的分速度为：v⊥＝vsin45°＝v，所以左边绳子绕定滑轮转动的角速度为：．故D正确；故选BCD．【题目点拨】本题关键是正确地找出物体的合运动与分运动，然后根据运动分解的平行四边形定则，得到物体速度的大小．10、CD【解题分析】

A．由题，将两个带正电的试探电荷移动到无穷远的过程中外力克服电场力做功，则知Q与两个试探电荷之间存在引力，说明Q带负电，电场线方向从无穷远处指向Q，则A点电势小于B点电势．故A错误．B．由点电荷场强公式分析可知，A点的场强大于B点的场强．故B错误．C．由图分析可知：A与无穷远间的电势差大于B与无穷远间的电势差，将移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，根据电场力做功公式W=qU，得知，q1的电荷量小于q2的电荷量．故C正确．D．将移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，两个试探电荷电势能的变化量相等，无穷远处电势能为零，则q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能．故D错误．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、橡皮筋的结点到达相同的位置O钩码的个数及对应的细线方向4∶1【解题分析】

（1）③该实验采用“等效代替”法，因此在用两个绳套拉橡皮筋时，要将橡皮筋与细线结点拉到与步骤②中结点位置重合，同时记录钩码个数和对应的细线方向．

（2）根据O点处于平衡状态，正交分解有：

竖直方向：1mgsinα+4mgsinβ=5mg…①

水平方向：1mgcosα=4mgcosβ…②

联立①②解得：cosα：cosβ=4：1．【题目点拨】要围绕“验证力的平行四边形定则”的实验原理对实验步骤和实验中需要注意的问题进行理解，正确理解“等效代替”的含义．12、4.82.40.580.599.7【解题分析】

（1）[1]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，则有：代入数据解得：m/s2；[2]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的顺所受的求出计数点5的瞬时速度，则有：代入数据解得：m/s；（2）[3]系统增加的动能J[4]系统重力势能的减小量J（3）[5]根据得则图