2027届北京市十五中物理高三第一学期期中学业水平测试试题含解析

2027届北京市十五中物理高三第一学期期中学业水平测试试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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，三根抗拉能力相同的轻细绳1、2、3将一重物悬挂在水平天花板上，P、Q两点为绳子与天花板的结点，绳子1、2与天花板的夹角分别为60°和30°，其拉力大小分别为F1、F2，重物重力为G，下列说法正确的是（）A．绳子2的拉力B．绳子2的拉力F2=2GC．若逐渐增大重物进力，绳子3先断D．若缓慢增大P、Q两点间距，F1、F2的合力增大2、如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接，放在倾角为θ的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ。为了增加轻线上的张力，可行的办法是()A．减小A的质量 B．减小B的质量C．增大倾角θ D．增大动摩擦因数μ3、2019年1月15日，“嫦娥四号”生物科普试验载荷项目团队发布消息称停留在月球上的“嫦娥四号”探测器上的一颗棉花种子已经发芽，这是人类首次在月球上进行生物生长试验．如图所示，“嫦娥四号”先在环月圆轨道I上运动，接着在I上的P点实施变轨进入近月椭圆轨道II，再由近月点Q实施近月制动，最后成功登陆月球，下列说法正确的（）A．“嫦娥四号”绕轨道II运行的周期大于绕轨道I运行的周期B．“嫦娥四号”沿轨道I运动至P时，需要制动减速才能进入轨道IIC．“嫦娥四号”沿轨道II运行时，在P点的加速度大小大于在Q点的加速度大小D．“嫦娥四号”在轨道II上由P点运行到Q点的过程，速度逐渐减小4、磁性车载支架（如图甲）使用方便，它的原理是将一个引磁片贴在手机背面，再将引磁片对准支架的磁盘放置，手机就会被牢牢地吸附住（如图乙）。下列关于手机（含引磁片）的说法中正确的是（）A．汽车静止时．手机共受三个力的作用B．只要汽车向前加速的加速度大小合适，手机可能不受支架对它的摩擦力作用C．当汽车以某一速度匀速运动时，支架对手机的作用力为零D．汽车静止时，支架对手机的作用力大小等于手机的重力大小5、如图所示，用三段不可伸长的轻质细绳OA、OB、OC共同悬挂一重物使其静止，其中OA与竖直方向的夹角为30°，OB沿水平方向，A端、B端固定．若重物的质量是m，则A．OA绳的拉力等于2mgB．OB绳的拉力等于mg/2C．OC绳的拉力小于OB绳的拉力D．OA绳的拉力大于OB绳的拉力6、如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小盒b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上，现在b盒内缓慢加入适量砂粒，a、b、c始终位置保持不变，下列说法中正确的是（）A．b对c的摩擦力可能先减小后增大，也可能一直增大。B．地面对c的支持力可能不变C．c受到地面的摩擦力方向可能向右D．弹簧的弹力可能变大，也可能变小获不变。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，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离处有一小物体与圆盘始终保持相对静止．盘面与水平面的夹角为30°，g取10m/s2，在物体转动一周的过程中，盘面对物体的摩擦力A．物块在最高点时摩擦力指向圆心B．物块在最低点时摩擦力指向圆心C．物块在最低点时摩擦力最大D．物块在与圆心等高的两个位置摩擦力大小方向均相同8、如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平N位置，已知AO与竖直杆成θ角，则（）A．刚开始时B的速度为B．A匀速上升时，重物B也匀速下降C．重物B下降过程，绳对B的拉力大于B的重力D．A运动到位置N时，B的速度最大9、如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为E=1×104N/C的匀强电场．有一根长L=2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系质量为0.04kg的带电小球，小球静止时细线与竖直方向成37°角．如果突然给小球施加一个沿着圆弧切线方向的外部作用，使小球获得沿圆弧切线方向的初速度v0，之后小球恰好能够绕O点在竖直平面内完成圆周运动．设小球原本静止时的位置电势φ=0，取静止时所在水平平面为零重力势能面，g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．小球所带电量为q=3×10-4CB．小球所获得的初动能为2.5JC．小球在圆周运动的过程中机械能最小值是1.54JD．小球在圆周运动的机械能最大值是2.5J10、一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t秒与（t+2）秒两个时刻，在x轴上（-3m，3m）区间的波形完全相同，如图所示．并且图中M，N两质点在t秒时位移均为，下列说法中不正确的是A．该波的最大波速为20m/sB．（t+0.1）秒时刻，x=-2m处的质点位移一定是aC．从t秒时刻起，x=2m处的质点比x=2.5m的质点先回到平衡位置D．从t秒时刻起，在质点M第一次到达平衡位置时，质点N恰好到达波峰E.该列波在传播过程中遇到宽度为d=3m的狭缝时会发生明显的衍射现象三、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“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为U，频率为f的交流电源上，从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为S0，点AC间的距离为S1，点CE间的距离为S2，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：①起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△EP＝___，重锤动能的增加量为△EK＝____；②根据题中提供的条件，还可利用重锤下落求出当地的重力加速度g=________，经过计算可知，测量值比当地重力加速度的真实值要小，其主要原因是：_______________．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）如图所示，OA、OB、OC三段轻绳结于O点，轻绳OA与竖直方向的夹角为37°，下方轻绳OC悬挂质量为的沙桶．轻绳OB水平，B端与放置在水平面上的质量为的滑块相连，滑块处于静止状态，已知滑块与水平面间的动摩擦因数为，，，重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力按滑动摩擦力计算．（1）求滑块受到的摩擦力；（2）若缓慢往沙桶中添加细沙，要使滑块静止不动，沙桶和沙的总质量不能超过多少．14．（16分）小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，在出发点10min到达对岸下游120m处，若船头保持与河岸成α角向上游航行，在出发12.5min到达正对岸，求：（1）水流的速度，（2）船在静水中的速度，（3）河的宽度，（4）船头与河岸间的夹角α15．（12分）如图所示，一根轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，两端分别连接物块A和B，B的下面通过轻绳连接物块C，A锁定在地面上．已知B和C的质量均为m，A的质量为，B和C之间的轻绳长度为L，初始时C离地的高度也为L.现解除对A的锁定，物块开始运动．设物块可视为质点，落地后不反弹．重力加速度大小为g．求：(1)A刚上升时的加速度大小a；(2)A上升过程的最大速度大小vm；(3)离地的最大高度H.

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【解析】对O点受力分析，如图所示：

根据平衡条件，有：F1：F2：F3=：1：2，其中：F3=G，故F1=G，F2=G；故AB错误；由于F1：F2：F3=：1：2，而F3=G，故增加重力G后，三个拉力F1、F2、F3均增加，由于F3＞F1＞F2，故绳子3先断，故C正确；若缓慢增大P、Q两点间距，点O保持平衡，根据平衡条件，三个力的合力为零，而F1、F2的合力与F3平衡，而F3=G，故F1、F2的合力不变，故D错误；故选C点睛：本题是平衡问题，关键是明确点O的受力情况，根据平衡条件作图分析；三力平衡的基本解题方法：①力的合成、分解法：即分析物体的受力，把某两个力进行合成，将三力转化为二力，构成一对平衡力，二是把重力按实际效果进行分解，将三力转化为四力，构成两对平衡力；②相似三角形法：利用矢量三角形与几何三角形相似的关系，建立方程求解力的方法．应用这种方法，往往能收到简捷的效果．2、A【解析】

根据牛顿第二定律得，对整体：F-(mA+mB)gsinθ-μ(mA+mB)gcosθ=(mA+mB)a得对B：T-mBgsinθ-μmBgcosθ=mBa得到，轻线上的张力则要增加T，可减小A物的质量，或增大B物的质量;故选A。3、B【解析】

A.由开普勒第三定律可知轨道的半长轴越大周期越大，因此II运行的周期小于绕轨道I运行的周期，A不符合题意B.轨道I进入轨道II属于向心运动，速度减小，因此需要减速才能进入轨道II，B符合题意C.由可知距离越远加速度越小，因此P点的加速度大小小于在Q点的加速度，C不符合题意D.P点运行到Q点的过程由远日点向近日点运动，速度越大越大，因此D不符合题意4、B【解析】

A.手机处于静止状态，受力平衡，手机受到重力、支架的支持力、摩擦力以及磁片的吸引力，共受到四个力的作用；故A错误.B.手机处于静止状态，受力平衡，受到重力和磁片对手机的作用力，根据平衡条件可知，磁片对手机的作用力大小等于重力，方向与重力方向相反；故B正确.C、D、由于磁片对手机的支持力与磁片的吸引力的方向都与支架的平面垂直，它们的合力不能抵消重力沿支架斜面方向向下的分力，所以无论是向前加速还是减速，都必定受到支架的沿斜面向上的摩擦力的作用；故C错误，D错误.故选B.手机处于静止状态，受力平衡，对手机受力分析，根据平衡条件分析即可．5、D【解析】

以结点O为研究，受力分析图如图所示；

根据平衡条件，结合力图可知：;；FOA＞FOB，所以D正确，ABC错误．故选D．本题首先要选择研究对象：结点O；其次关键是作好力图，就能直观比较三个绳子拉力的大小．6、A【解析】A、因为不知道b的重力沿着斜面方向的分力与细线拉力的大小关系,故不能确定静摩擦力的方向,故随着沙子质量的增加,静摩擦力可能增加、可能减小,有可能先减小后增大.故A正确；

B、以b与c组成的整体为研究对象,整体受到重力、支持力以及绳子向左上方的拉力、地面的摩擦力,在b盒内缓慢加入适量砂粒后,竖直向下的重力增大,而其他的力不变,所以整体受到的支持力一定增大.故B错误;

C、以b与c组成的整体为研究对象,整体受到重力、支持力以及绳子向左上方的拉力、地面的摩擦力,水平方向除摩擦力外,只有绳子的拉力有一个向右的分力,所以可以知道C受到地面摩擦力的方向一定向左.故C错误;

D、a、b、c始终处于静止状态,则弹簧的长度不变,由胡克定律可以知道弹簧的弹力大小不变,故D错误；综上所述本题答案是：A

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、BC【解析】试题分析：在最高点若，则没有摩擦力，若，则即摩擦力方向背离圆心，若，则，即摩擦力方向指向圆心，据此分析在最高点的摩擦力方向；在最低点，由重力沿斜面向下的分力和静摩擦力的合力提供向心力，摩擦力指向圆心，摩擦力最大；以最高点与最低点为例，分析与圆心等高的两个位置的摩擦力关系；在最高点时，因为，故此时摩擦力应背离圆心，即方向向上，A错误；在最低点，由于必须存在一个指向圆心的向心力，而方向是背离圆心的，所以此时有，即，此时摩擦力最大（与竖直面上绳子拉球做圆周运动的道理相似），BC正确；例如最高点与最低点，为与圆心等高的两个位置，这两个位置的摩擦力大小和方向都不相同，D错误．8、AC【解析】

AD.对于A，它的速度如图中标出的v，这个速度看成是A的合速度，其分速度分别是va

，vb其中va就是B的速度vB（同一根绳子，大小相同），刚开始时B的速度为vB＝vcosθ；当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，va＝0，所以B的速度vB＝0，故A正确，D错误；BC.因A匀速上升时，由公式vB＝vcosθ，当A上升时，夹角θ增大，因此B做减速运动，由牛顿第二定律，可知，绳对B的拉力大于B的重力，故B错误，C正确。9、BC【解析】

A.小球静止时，对小球进行受力分析如图所示，可得：mgtan37∘=qE解得小球的带电量为：q=3×10−5C，故A错误；B.由于重力和电场力都是恒力，所以它们的合力也是恒力，在圆上各点中，小球在平衡位置A点的势能(重力势能和电势能之和)最小，在平衡位置的对称点B点，小球的势能最大，由于小球总能量不变，所以在B点的动能最小，对应速度最小，在B点，小球受到的重力和电场力的合力作为小球做圆周运动的向心力，而绳子的拉力恰为零，有：所以B点的动能为：从A点到B点，根据动能定理：代入数据解得：Ek0=2.5J故B正确；C.由于总能量保持不变，所以小球在圆上最左侧的C点时，电势能最大，机械能最小。小球在A点的重力势能为0，所以小球在B点的机械能为2.5J，小球从A运动到C，电场力做功为：W电=−qE⋅L(1+sin37∘)=−0.96J小球恰能做圆周运动的机械能最小值为：Emin=E-W电=2.5J-0.96J=1.54J，故C正确；D.小球从A点到圆周最左端电场力做正功最多，机械能增大做多，所以运动到圆周最左端时机械能最大，机械能最大值大于2.5J，故D错误。10、ABD【解析】

A.由题意知，0.2s=nT传播速度所以该波的最小波速为20m/s，故A错误符合题意；B.由0.2s=nT当n=2时，T=0.1s，所以（t+0.1）秒时刻，x=-2m处的质点位移是-a，故B错误符合题意；C.由t时刻波形图知，x=2m处的质点在波谷向上振动，x=2.5m的质点向下运动，所以x=2m处的质点先回到平衡位置，故C正确不符合题意；D.根据数学知识得知质点M和N之间的距离等于，由波形得知，质点M第一次到达平衡位置时，质点N不在波峰．故D错误符合题意；E.该波的波长等于4m大于狭缝的尺寸，故能发生明显的衍射现象，所以E正确不符合题意．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、存在摩擦阻力【解析】

①根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出D点的瞬时速度，从而得出动能的增加量．②根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出重力加速度．【详解】①重锤重力势能的减少量为，C点的速度，则重锤动能的增加量；②根据得；测量值比当地重力加速度的真实值要小，其主要原是纸带与限位孔之间的摩擦力（或纸带与其它部分的阻力或摩擦阻力）．做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度．12、0.975d/t过坐标原点的一条倾斜的直线【解析】

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.【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