河南省豫南九校2024学年物理高三上期中统考试题含解析

河南省豫南九校2024学年物理高三上期中统考试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）．两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面．运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、．不计空气阻力，则A． B．C． D．2、如图所示，A、B两小球用轻杆连接，A球只能沿内壁光滑的竖直滑槽运动，B球处于光滑水平面内，不计球的体积．开始时，在外力作用下A、B两球均静止且杆竖直．现撤去外力，B开始沿水平面向右运动．已知A、B两球质量均为m，杆长为L，则下列说法中不正确的是（）A．A球下滑到地面时，B球速度为零B．A球下滑到地面过程中轻杆一直对B球做正功C．A球机械能最小时，B球对地的压力等于它的重力D．两球和杆组成的系统机械能守恒，A球着地时的速度为3、类比是一种常用的研究方法．对于直线运动，教科书中讲解了由图像求位移，由(力-位移)图像求做功的方法．请你借鉴此方法分析下列说法，其中正确的是（）A．由(力-速度)图线和横轴围成的面积可求出对应速度变化过程中力做功的功率B．由(力-时间)图线和横轴围成的面积可求出对应时间内力所做的冲量C．由(电压-电流)图线和横轴围成的面积可求出对应的电流变化过程中电流的功率D．由(角速度-半径)图线和横轴围成的面积可求出对应半径变化范围内做圆周运动物体的线速度4、用甲、乙、丙三种单色光在同一个光电管上做光电效应实验，发现光电流I与电压U的关系如图所示，下列说法正确的是A．甲、乙两种单色光的强度相同B．单色光甲的频率大于单色光丙的频率C．三种单色光在同种介质中传播时，丙的波长最短D．三种单色光中，丙照射时逸出光电子的最大初动能最小5、如图所示，小圆环A系着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细线一端拴在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块。如果小圆环、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，绳子又不可伸长，若平衡时弦AB所对应的圆心角为α，则两物块的质量比m1：m2应为（）A． B． C． D．6、太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电，用于代替传统公用电力照明的路灯，白天太阳能电池对蓄电池充电，晚上蓄电池的电能供给路灯照明。太阳光垂直照射到地面上时，单位面积的辐射功率为。某一太阳能路灯供电系统对一盏LED灯供电，太阳能电池的光电转换效率为15％左右，电池板面积1m2，采用一组24V的蓄电池（总容量300Ah），LED路灯规格为“40W，24V”，蓄电池放电预留20％容量。下列说法正确的是（）A．蓄电池的放电电流约为0.6AB．一盏LED灯每天消耗的电能约为0.96kWhC．该太阳能电池板把光能转换为电能的功率约为40WD．把蓄电池完全充满电，太阳照射电池板的时间不少于38.4h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、如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道1．轨道1、2相切于Q点，轨道2、1相切于P点，设卫星在1轨道和1轨道正常运行的速度和加速度分别为v1、v1和a1、a1，在2轨道经过P点时的速度和加速度为v2和a2，且当卫星分别在1、2、1轨道上正常运行时周期分别为T1、T2、T1，以下说法正确的是A．v1＞v2＞v1 B．v1＞v1＞v2 C．a1＞a2＞a1 D．T1＞T2＞T18、如图所示，小球a的质量为小球b质量的一半，分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态.轻弹簧A与竖直方向夹角为60∘，轻弹簧A、B伸长量刚好相同，则下列说法中正确的是(A．轻弹簧A、B的劲度系数之比为3：1B．轻弹簧A、B的劲度系数之比为2：1C．轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力大小之比为2：1D．轻绳上拉力与轻弹簧B上拉力大小之比为1：19、如图为小型起重机起吊重物的示意图．一根轻绳跨过光滑的滑轮，轻绳的一端系在高处的A点，另一端挂在起重机的吊钩上，动滑轮的下端挂上重物，吊钩处于C点．起吊过程是这样的，先让吊钧由静止从C竖直向上缓慢地移动到B，然后从B水平向右缓慢地移动到D．下列说法正确的是()A．吊钩从C向B移动的过程中，轻绳弹力的值不变B．吊钩从B向D移动的过程中，轻绳弹力的值不变C．吊钩从B向D移动的过程中，轻绳弹力的值变大，D．吊钩从B向D移动的过程中，轻绳弹力的值变小10、2013年12月2日，嫦娥三号探测器顺利发射，进入近地点210公里、远地点约万公里的地月转移轨道．12月10日“嫦娥三号”从距离月表100km的环月圆轨道Ⅰ，变轨至为近月点15km、远月点100km的椭圆轨道Ⅱ，两轨道相切于点P，如图所示．若只考虑月球引力，关于“嫦娥三号”飞船，以下说法正确的是[Failedtodownloadimage:0:8086/QBM/2018/12/14/2096671323242496/2098779498266624/STEM/aa52182366174685ac68827fce658a6c.png]A．飞船在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道II上的机械能B．飞船沿轨道I运行至P点的速度大于沿轨道II运行至P点的速度C．飞船沿轨道I运行至P点的加速度小于沿轨道II运行至P点的加速度D．飞船在轨道Ⅰ上的周期比在轨道Ⅱ上的周期大三、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）某实验小组进行“验证机械能守恒定律”的实验．（1）甲同学用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，将电火花计时器固定在铁架台上，把纸带的下端固定在重锤上，纸带穿过电火花计时器，上端用纸带夹夹住，接通电源后释放纸带，纸带上打出一系列的点，所用电源的频率为50Hz，实验中该同学得到一条点迹清晰的纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点．纸带连续的计时点A、B、C、D至第1个点O的距离如图2所示，已知重锤的质量为1.00kg，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，从起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为=_________J，重锤动能的增加量为ΔEk=_________J，从以上数据可以得到的结论是______________．（结果保留3位有效数字）．（2）乙同学利用上述实验装置测定当地的重力加速度．他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以v2为纵轴画出了如图3所示的图线．由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，其原因可能是___________________．乙同学测出该图线的斜率为k，如果阻力不可忽略，则当地的重力加速度g_____k（选填“大于”、“等于”或“小于”）．（3）丙同学用如图4所示的气垫导轨装置来验证机械能守恒定律，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2，经分析讨论，由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小，为此还需测量的物理量是_______________，机械能守恒的表达式为_______________________．12．（12分）某物理兴趣小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用的实验装置如图甲所示．（1）用游标卡尺测遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，游标卡尺主尺的最小刻度为1mm，则由该图可得遮光条的宽度d=_____cm．（2）将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平；并把实验所需的器材都安装无误．将橡皮条挂在滑块的挂钩上，向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的距离均相同．现测得挂一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门的时间为t，则滑块最后做匀速运动的速度表达式为v=_____（用对应物理量的字母表示）．（3）保持橡皮条的拉伸距离不变，逐根增加橡皮条的数目，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度，则在操作正确的情况下，作出的W﹣v2图象应为_____（填“过坐标原点的一条倾斜直线”或“过坐标原点的一条抛物线”）．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）地球表面的重力加速度为g，地球半径为R．有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面的高度是地球半径的3倍．求该卫星做圆周运动的周期。14．（16分）如图所示，半径的竖直半圆光滑轨道在B点与水平面平滑连接，一个质量的小滑块（可视为质点）静止在A点．一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从A点开始运动，经B点进入圆轨道，沿圆轨道运动到最高点C，并从C点水平飞出，落在水平面上的D点．经测量，D、B间的距离，A、B间的距离，滑块与水平面的动摩擦因数，重力加速度．求：（1）滑块通过C点时的速度大小．（2）滑块刚进入圆轨道时，在B点轨道对滑块的弹力．（3）滑块在A点受到的瞬时冲量大小．15．（12分）如图所示，质量为m3＝2kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R＝0.3m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧，滑道除CD部分粗糙外其他部分均光滑。质量为m2＝3kg的物体2(可视为质点)放在滑道的B点，现让质量为m1＝1kg的物体1(可视为质点)自A点由静止释放，两物体在滑道上的C点相碰后粘为一体(g＝10m/s2)。求：（1）物体1从释放到与物体2恰好将要相碰的过程中，滑道向左运动的距离；（2）若CD＝0.2m，两物体与滑道的CD部分的动摩擦因数都为μ＝0.15，求在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；（3）物体1、2最终停在何处？

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、D【解题分析】选D.由于从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流同时受到磁场的安培力F＝，又R＝ρ(ρ为材料的电阻率，l为线圈的边长)，所以安培力F＝，此时加速度a＝g－，且m＝ρ0S·4l(ρ0为材料的密度)，所以加速度a＝g－是定值，线圈Ⅰ和Ⅱ同步运动，落地速度相等v1＝v2.由能量守恒可得：Q＝mg(h＋H)－mv2(H是磁场区域的高度)，Ⅰ为细导线，m小，产生的热量小，所以Q1<Q2.正确选项为D.2、B【解题分析】

只有重力或只有弹力做功，系统机械能守恒，分析清楚两球的运动过程，应用机械能守恒定律分析答题．【题目详解】解：A、A球下滑到地面时，A球速度竖直，沿杆的速度为零，即B球速度为零，故A正确；B、开始时，B球静止，B的速度为零，当A落地时，B的速度也为零，因此在A下滑到地面的整个过程中，B先做加速运动，后做减速运动，因此，轻杆先对B做正功，后做负功，故B错误；C、A球机械能最小时，B球动能最大，即加速度等于零，轻杆作用力为零，B球对地的压力等于它的重力．故C正确；D、A球落地时，B的速度为零，在整个过程中，系统机械能守恒，由机械能守恒定律得：，解得，D正确．故本题不正确的选B．【题目点拨】本题考查了机械能守恒定律的应用，知道A、B组成的系统在运动的过程中机械能守恒，A球落地时，B的速度为零是正确解题的关键．3、B【解题分析】若A与B乘积，图象面积表示AB物理意义，这里要体现积累的过程才可以，对于功率FV、UI以及线速度ωr和都不能体现积累的物理意义，所以面积不带表乘积对应的物理量，故ACD错误；而冲量，体现的是力对时间的积累，所以面积代表冲量，故B正确．点晴：在x-y坐标系中，区分好图线和横轴围成的面积的物理含义与图线上某一点的横纵坐标的乘积的物理含义．4、C【解题分析】

A、甲乙两种单色光对应的遏止电压相同，则两种光的频率相同，但加正向电压时甲的饱和电流更大，说明甲光的光更强；故A错误.B、D、由光电效应方程和可知遏止电压越大时，对应的光的频率越大，故；三种光照射同一金属，飞出的光电子的最大初动能关系为；故B，D均错误.C、光在同种介质中传播的速度相同，由可得，；故C正确.故选C.5、C【解题分析】

A环受力平衡，如图切向分力相等化简得AB段绳子拉力大小为，大环对A的弹力由A指向O，根据平衡可知即可得到故选C。6、D【解题分析】蓄电池的放电电流为，故A错误；一盏LED灯的功率为40W，每天平均使用按10小时算，每天消耗的电能约为：W=Pt=40W×10h=400W•h=0.40kWh，故B错误；太阳能电池板把光能转化为电能的功率P=P0S×15%=1.0×103×1×15%=150W，故C错误；把蓄电池完全充满电，假设太阳能电池板全部用于对蓄电池充电，需能量为：E=（1-0.2）qU=0.8×300×24Wh=5760Wh，而太阳能电池的即使一直垂直照射，功率为150W，故用时约：t==38.4h，故D正确，故选D.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、BD【解题分析】

AB、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得线速度v，所以v1＞v1，在椭圆轨道远地点实施变轨成圆轨道是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须万有引力小于卫星所需向心力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力，卫星在轨道1上经过P点的速率大于在轨道2上经过P点的速率，即v1＞v2，故有v1＞v1＞v2，故A错误，B正确；C、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得a，所以a1＞a1＝a2．故C错误；D、根据开普勒第三定律得k，所以T1＜T2＜T1．故D正确．8、AD【解题分析】

设轻弹簧A、B伸长量都为x，小球A的质量为m，则小球B的质量为2m。对小球b，由平衡条件，弹簧B中弹力为kBx＝2mg；对小球a，由平衡条件，竖直方向kBx＋mg＝kAxcos60°，联立解得：kA＝3kB，故A正确，B错误；水平方向，轻绳上拉力F＝kAxsin60°，故C错误，D正确。所以AD正确，BC错误。9、AC【解题分析】

因物体重力不变，故重力与两绳子的拉力为平衡力；并且绳子为两端的张力相等；设绳子间的夹角为2θ；在由C到B上移的过程中有：2Tcosθ=mg；

由几何关系可知，绳子为l，则有：lsinθ=d；因由C到B的过程中A到BC的垂直距离不变，故θ为定值；故轻绳上的拉力不变；故A正确；由B到D的过程中，绳长不变，夹角2θ一定增大，则由A中分析可知，T一定增大；故BD错误，C正确；故选AC．【题目点拨】本题难点在于C到B的过程分析，要通过几何关系的分析判断出两绳子与重力所在的直线的夹角保持不变，从而得出拉力不变的结论来．10、ABD【解题分析】

飞船在轨道Ⅰ上经过P点时，要制动减速，使其速度减小做向心运动，从而转移到轨道Ⅱ上运动．所以飞船在轨道Ⅰ上运动时的机械能大于轨道Ⅱ上运动的机械能，故AB正确；根据可知飞船沿轨道I运行至P点的加速度等于沿轨道II运行至P点的加速度，选项C错误；根据开普勒第三定律可知，飞船在轨道Ⅰ上的轨道的半长轴大于在轨道Ⅱ上的半长轴，则飞船在轨道Ⅰ上的周期比在轨道Ⅱ上的周期大，选项D正确；故选ABD.【题目点拨】本题要知道卫星变轨的原理，并且要知道飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时与飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等，与轨道和其它量无关．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、5.505.45在实验误差允许的范围内重锤下落的过程中机械能守恒先释放重锤，后接通电源大于滑块的质量M和砂桶的质量m【解题分析】（1）重锤重力势能的减少量为Ep=mghC=1.00×9.8×0.561J≈5.50J；重锤动能的增加量为Ek=≈5.45J；由以上数据可得到如下结论：在实验误差允许的范围内重锤下落的过程中机械能守恒．（2）从图中可以看出，当重锤下落的高度为0时，重锤的速度不为0，说明了操作中先释放重锤，后接通电源．若无阻力，则根据机械能守恒定律知，mgh=，则=gh，斜率k=g．若有阻力则测得的重力加速度k小于当地的重力加速度g，即g大于k．（3）滑块和砂桶组成的系统机械能守恒，为此还需用天平测出滑块的质量M和砂桶的质量m．滑块通过两个光电门的速度大小分别为、，系统减少的重力势能等于系统增加的动能，所以系统机械能守恒的表达式为．12、0.975d/t过坐标原点的一条倾斜的直线【解题分析】

游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读;由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度.【题目详解】(1)游标卡尺的读数等于9mm+0.05×15mm=9.75mm=0.975cm，(2)滑块经过光电门时,挡住光的时间极短，故可用平均速度代替为滑块经过光电门位置的瞬时速度，；(3)根据动能定理可知，合外力做的功应等于物体动能的变化量，有，所以画出的W-v2图象应是过坐标原点的一条倾斜直线.【题目点拨】解决本题的关键知道游标卡尺的读数方法，以及知道在极短时间内的平均速度可以表示瞬时速度．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、【解题分析】试题分析：在地球表面重力与万有引力相等，再结合万有引力提供圆周运动向心力列式即可求解。物体在地球表面处重力等于万有引力即：根据万有引力提供向心力：联立解得：点睛：本题