陕西省西安市碑林区铁一中学2024学年物理高三第一学期期中统考试题含解析

陕西省西安市碑林区铁一中学2024学年物理高三第一学期期中统考试题请考生注意：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、如图所示，质量m=75kg的滑雪运动员在倾角θ=37°的直滑道上由静止开始向下滑行的速度—时间图象，图中的OA直线是t=0时刻速度图线的切线，速度图线末段BC平行于时间轴，运动员与滑道间的动摩擦因数为μ，所受空气阻力与速度成正比，比例系数为k．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则A．物体开始时做加速度增大的加速直线运动，最后做匀速运动B．t=0时刻运动员的加速度大小为2m/s2C．动摩擦因数μ为0.25D．比例系数k为15kg/s2、如图所示为山边公路的横截面，实线EF表示倾角为的软层面，沿着这个层面可能产生滑动．质量为1.0×107kg的石块B与上面的岩石之间有一大裂缝（称为节理），仅靠与层面间的摩擦力使它不致滑落，石块与层面间的滑动摩擦因数为0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．若有水渗入节理，会结冰膨胀，对石块施加一个平行于EF层面的作用力，导致石块向下滑动．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（）A．没有水渗入节理时，石块共受两个力的作用B．没有水渗入节理时，石块所受摩擦力大小为6.4×107NC．当有水渗入节理时，层面对石块支持力跟原来相比变小了D．当有水渗入节理时，至少需要4×106N平行力才能使石块滑动3、将一质量为m的小球靠近墙面整直向上抛出，图甲是向上运动小球的频闪照片，图乙是下降时的频闪照片，O是运动的最高点，甲乙两次闪光频率相同，重力加速度为g，

假设小球所受的阻力大小不变，则可估算小球受到的阻力大小约为（

）A．mg B． C． D．4、一小滑块以初速度v0沿足够长、粗糙程度均匀的固定斜面减速下滑，直至停止。若用a、x、h、v分别表示滑块在此过程中加速度、位移、下降高度和速度的大小，t表示时间，则下列图像正确的是A． B．C． D．5、如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示．设物块与地面间的最大静摩擦力fm的大小与滑动摩擦力大小相等．则A．0～t1时间内所受摩擦力大小不变B．t1—t2时间内物块做加速度减小的加速运动C．t2时刻物块A的动能最大D．t2～t3时间内物块克服摩擦力做功的功率增大6、据悉我国计划于2022年左右建成天宫空间站，它离地面高度为400〜450km的轨道上绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径大约为地球同步卫星轨道半径六分之一，则下列说法正确的是A．空间站运行的加速度等于地球同步卫星运行的加速度的6倍B．空间站运行的速度约等于地球同步卫星运行速度的倍C．空间站运行的周期等于地球的自转周期的1倍D．空间站运行的角速度小于地球自转的角速度二、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、在竖直杆上安装一个光滑导向槽，使竖直上抛的小球通过导向槽能改变方向做平抛运动．不计经导向槽时小球的能量损失，设小球从地面沿杆竖直上抛的速度大小为v，那么当小球有最大水平位移时，下列说法正确的是()A．导向槽位置应在高为的位置B．最大水平距离为C．小球在上、下两过程中，在经过某相同高度时，合速度的大小总有v下＝2v上D．当小球落地时，速度方向与水平方向成45°角8、与嫦娥1号、2号月球探测器不同，嫦娥3号是一次性进入距月球表面100km高的圆轨道Ⅰ（不计地球对探测器的影响），运行一段时间后再次变轨，从100km的环月圆轨道Ⅰ，降低到距月球15km的近月点B、距月球100km的远月点A的椭圆轨道Ⅱ，如图所示，为下一步月面软着陆做准备.关于嫦娥3号探测器下列说法正确的是（）A．探测器从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，在A点应加速B．探测器在轨道Ⅱ经过A点的速度小于经过B点的速度C．探测器沿轨道Ⅰ运动过程中，探测器中的科考仪器对其支持面没有压力D．探测器在轨道Ⅱ经过A点时的加速度小于在轨道Ⅰ经过A点时的加速度9、如图所示，质量为m的物体A放在质量为M、倾角为θ的斜面B上，斜面B置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物体A，使其沿斜面向下匀速运动，斜面B始终静止不动，则下列说法中正确的是（）A．斜面B相对地面有向右运动的趋势 B．地面对斜面B的静摩擦力大小为FC．地面对斜面B的支持力大小为M+mg+Fsinθ D．斜面B与物体10、一个半径为R的绝缘圆柱面，有2N+1根长为L的直铜导线紧紧贴在其表面，通有向下的电流，大小均为I,通电导线有两种放置方法。方法1:如图甲(俯视图为丙),一根放置在AA'处，其余2N根均匀、对称的分布在圆柱的右半侧，与圆柱的轴平行;方法2:如图乙(俯视图为丁)，一根放置在AA'处，其余2N根均匀、对称的分布在圆柱的左半侧，与圆柱的轴平行。在这两种情况下，其余2N根在AA'处产生的磁场分别为B1、B2，放置在AA'处的导线受安培力分别为F1、F2。已知通有电流i的长直导线在距其r处产生的磁感应强度大小为(其中km为一常数)。则A．B1、B2方向不同 B．B1、B2方向相同C． D．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）（1）在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学甲用毫米刻度尺测得摆线长；用游标卡尺测得摆球的直径如图所示，则摆球直径____________．用秒表测得单摆完成次全振动的时间如图所示，则秒表的示数____________；若用给出的各物理量符号（L0、、、）表示当地的重力加速度，则计算的表达式为____________．（2）实验中同学甲发现测得的值偏小，可能的原因是_______A．测摆线长时摆线拉得过紧B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时时，秒表过迟按下D．实验中误将次全振动计为次（3）为了提高实验精度，某同学乙在实验中通过改变几次摆长，并测出相应的周期，从而得到一组对应的与的数据，再以为横坐标、为纵坐标，建立坐标系，将所得数据进行连线，实验测得的数据如下表所示：次数摆长次全振动时间振动周期振动周期的平方请将表中第三次测量数据标在右图中，并在右图中作出随变化的关系图象__________．②根据图象，可知当地的重力加速度为____________（保留位有效数字）．12．（12分）如题图甲为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图，实验步骤如下：①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m，用游标卡尺测量遮光片的宽度d：用米尺测量两光电门之间的距离s；②调整轻滑轮，使细线水平；③让物块从光电门A的左侧由静止释放：用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间Δt1和Δt2，求出加速度a：④多次重复步骤③，求加速度的平均值；⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ.回答下列问题：(1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的分度值为1mm)的示数如图乙所示，其读数为________cm.(2)物块的加速度a可用d、s、Δt1和Δt2，表示为a＝___________．(3)动摩擦因数μ可用M、m、和重力加速度g表示μ＝________．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）（20）导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识．如图所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线MN在与其垂直的水平恒力F的作用下，在导线框上以速度v做匀速运动，速度v与恒力F方向相同，导线MN始终与导线框形成闭合电路，已知导线MN电阻为R，其长度L，恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为B，忽略摩擦阻力和导线框的电阻．（1）通过公式推导验证：在时间内，F对导线MN所做的功W等于电路获得的电能，也等于导线MN中产生的焦耳热Q．（2）若导线的质量m=8.0g，长度L=0.1m，感应电流I=1.0A，假设一个原子贡献1个自由电子，计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率v（下表中列出了一些你可能用到的数据）．（3）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动自由电子和金属离子（金属原子失去电子后剩余部分）的碰撞，展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子运动模型：在此基础上，求出导线MN中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力的表达式．14．（16分）如图所示，倾角为37°的斜面底端与水平传送带平滑对接，水平传送带足够长且在电机的带动下保持以v0=5m/s的恒定速度匀速向左运动。小滑块从斜面上A点静止释放，在斜面和水平传送带上多次往复运动后停在斜面底端，A点距离斜面底端的高h=2.4m。小滑块与斜面间动摩擦因数，与水平传送带之间动摩擦因数，小滑块可视为质点，重力加速度g取10m/s2。求：（1）小滑块第一次在传送带上运动的时间？（2）小滑块在斜面上运动的总路程？15．（12分）如图所示，光滑斜面与光滑水平面平滑连接．斜面长度，倾角．一小物块在点由静止释放，先后沿斜面和水平面运动，接着从点水平抛出，最后落在水平地面上．已知水平面与地面间的高度差．取重力加速度，，．求：（1）小物块在斜面上运动的加速度大小．（2）小物块从点水平抛出到落在地面上，在水平方向上的位移大小．（3）小物块从点水平抛出到刚要落地过程中的速度变化量的大小．

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】由速度-时间图像可知

，物体开始时做加速度减小的加速直线运动，最后做匀速运动，故A错误；在t=0时刻，图线切线的斜率即为该时刻的加速度，故有

，故B错误；在t=0时刻开始加速时，v0=0，由牛顿第二定律可得

，最后匀速时有：vm=10m/s，a=0，由平衡条件可得，联立解得：μ=0.25，k=30kg/s，故C正确、D错误．所以C正确，ABD错误．2、D【解题分析】

A.没有水渗入节理时，石块受到重力、支持力和摩擦力3个力的作用，A错误；B.没有水渗入节理时，石块所受摩擦力大小和重力沿斜面向下的分力相等，即为：NB错误；C.当有水渗入节理时，层面对石块支持力仍等于重力垂直于斜面向下的分力，保持不变，C错误；D.当有水渗入节理时，最大静摩擦力：N至少需要：N平行力才能使石块滑动，D正确．3、D【解题分析】

设每块砖的厚度是d，向上运动上运动时：9d-3d=aT2①向下运动时：3d-d=a′T2②联立①②得：③根据牛顿第二定律，向上运动时：mg+f=ma④向下运动时：mg-f=ma′⑤联立③④⑤得：A．mg，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论相符，选项D正确；4、B【解题分析】

A．在下滑过程中，物体的加速度为加速度的大小保持不变。故A错误；BC．物体向下做匀减速运动，故下滑的位移为位移-时间关系的图象是向下弯曲的线。下降的高度为h=s∙sinθ也是向右弯曲的线。故B正确，C错误；

D．下滑过程中速度大小关系为速度与时间之间是线性关系，所以速度图线是一条直线。故D错误。5、D【解题分析】

当拉力小于最大静摩擦力时，物体静止不动，静摩擦力与拉力二力平衡，当拉力大于最大静摩擦力时，物体开始加速，当拉力重新小于最大静摩擦力时，物体由于惯性继续减速运动．【题目详解】在时间内水平拉力小于最大静摩擦力，物体保持不动，摩擦力大小逐渐增大，A错误；时间内，拉力逐渐增大，摩擦力不变，根据牛顿第二定律可知，加速度逐渐增大，物块做加速度增大的加速运动，B错误；时间内拉力始终大于最大静摩擦力，所以过程中做加速运动，到时刻拉力和最大静摩擦力相等，合力为零，加速度为零，速度最大，故C错误；时间内速度逐渐增大，摩擦力大小不变，根据可知物块克服摩擦力做功的功率增大，D正确．6、B【解题分析】

ABC.设空间站运行的半径为R1，地球同步卫星半径为R2，由得：由于，则有故AC错误，B正确；D.由于地球自转的角速度等于地球同步卫星角速度，故可以得到空间站运行的角速度大于地球自转的角速度，故D错误。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】试题分析：设平抛时的速度为v0，根据机械能守恒定律可得：mv02+mgh＝mv2，解得：；根据平抛运动的知识可得下落时间：，则水平位移，所以当时水平位移最大，解得，A正确；最大的水平位移为：，B错误；根据机械能守恒定律可知，在某高度处时上升的速率和下落的速率相等，C错误；设速度与水平方向成θ，位移与水平方向的夹角为为α，根据平抛运动的规律可知，，则θ=450，所以D正确．故选AD．考点：平抛运动【名师点睛】本题主要是考查了平抛运动的规律，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动；解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，知道平抛运动的时间由高度决定，与初速度、物体的质量等无关．8、BC【解题分析】

探测器绕月球做匀速圆周运动过程中万有引力完全提供向心力，探测器中的物体处于完全失重状态，从轨道I变轨到轨道II要做近心运动，提供的向心力大于运动所需向心力，故从轨道I到轨道II上要减速；探测器在轨道上运动，万有引力产生加速度，根据万有引力大小判断加速度的大小，在不同轨道上经过同一点时卫星的加速度大小相同；【题目详解】A、探测器从轨道I变轨到轨道II的过程中探测器轨道半径要减小做近心运动，提供的向心力大于所需向心力，又因在轨道I上运动时万有引力和向心力相等，故变轨时需在A点做减速运动，使得探测器满足GMmr2B、探测器在椭圆轨道Ⅱ运行由A运动至B点的过程中，逐渐靠近地球，万有引力做功，故势能变小，动能变大，经过A点的线速度小于经过B点的线速度，故B正确；C、探测器沿轨道Ⅰ运动过程中，处于完全失重状态，探测器中的科考仪器对其支持面没有压力，故C正确；D、在A点探测器产生的加速度都是由万有引力产生的，因为同在A点万有引力大小相等，故不管在哪个轨道上运动，在A点时万有引力产生的加速度大小相等，故D错误。【题目点拨】解决本题是要知道探测器做圆周运动时万有引力完全提供向心力，当万有引力大于需要的向心力时则探测器做向心运动，同时知道探测器中的物体处于失重状态以及探测器变轨的原理。9、BC【解题分析】

AB、将A和B看成一个整体,对其进行受力分析,由平衡条件可知,地面对B的静摩擦力f=Fcosθ,方向水平向右,故B相对地面有向左运动的趋势,故A错误,B正确;C、由平衡条件可知,地面对B的支持力FN=(M+m)g+Fsinθ,故C正确;D、对A进行受力分析可知,在平行于斜面的方向上有mgsinθ+F=μmgcosθ,解得μ=tanθ+F10、BC【解题分析】

AB．以2N中在一根通电直导线为研究对象，在A点产生磁场是以此导线所在位置为圆心，两直导线连线为半径在圆上的切线，如图1所示，其水平向合磁感应强度为0，则总的磁感应强度为竖直向上，选图中的任一条求其沿竖直向上的分量：设图丙中的2离A点距离为a，d为圆直径。如图2，丙图中的任一根在A产生的磁场B的向上（丙图方位）分量为即任一根在图中的任何位置在竖直向上的分量的值都是相同的，则在A处的总的磁感应强度为，故A错误，B正确；CD．放置在AA′处的导线受安培力相等，有故C正确，D错误。故选BC。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、19.55mm108.4sBD如图；9.86m/s2【解题分析】(1)游标尺主尺：19mm；游标尺对齐格数：11个格，读数为：11×0.05=0.55mm；所以直径为：19+0.55=19.55mm；秒表读数：大盘读数90s，小盘读数18.4s，故时间为108.4s；根据得：；(2)同学测得的g值偏小，说明摆长测量值偏小或者周期测量值偏大；A项：测摆线长时摆线拉得过紧，摆长测量值偏大，故加速度测量值偏大，故A错误；B项：摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，说明摆长测量值偏小，故加速度测量值偏小，故B正确；C项：开始计时时，秒表过迟按下，周期测量值偏小，故加速度测量值偏大，故C错误；D项：实验中误将39次全振动数为40次，周期测量值偏小，故加速度测量值偏大，故D错误；(3)根据表格中的数据描点，如图所示：根据得，由图像可知：图像斜率解得12、(1)1.132cm(2)(3)【解题分析】

（1）由图（b）所示游标卡尺可知，主尺示数为1．1cm，游标尺示数为6×2．25mm=2．32mm=2．232cm，则游标卡尺示数为1．1cm+2．232cm=1．132cm．（2）物块经过A点时的速度，物块经过B点时的速度，物块做匀变速直线运动，由速度位移公式得：vB2-vA2=2as，加速度；（3）以M、m组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得：mg-μMg=（M+m），解得四、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）见解析（2）（3）【解题分析】试题分析：