2024天津滨海新区田家炳中学高三上学期期中考试物理试题含解析

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第I卷1至3页，第II卷4至6页。
★祝各位考生考试顺利！★
第I卷（选择题，共60分）
注意事项：
1．答第I卷前，考生务必将自己的姓名、准考号、科目涂写在答题卡上。
2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净，再选涂其他答案。答在试卷上无效。
一、单选题（本题共8小题；每小题5分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）
1. “神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则（ ）
A. 选地球为参考系，“天和”是静止的
B. 选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的
C. 选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的
D. 选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的
【答案】C
【解析】
【详解】AB．“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨绕地球做圆周运动，选地球为参考系，二者都是运动的，AB错误；
CD．“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，二者相对静止，C正确，D错误。
故选C。
2. 加速度在描述运动变化过程时起着非常重要的作用。下列关于加速度与速度、速度的变化量及速度的变化率关系的说法中正确的是（ ）
A. 速度大，则加速度大
B. 速度变化量小，则加速度小
C. 速度变化率小，则加速度小
D. 加速度减小，则速度一定减小
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．由加速度的定义式可知，加速度的大小与速度变化量的大小和时间有关，又有速度的大小与速度变化量的大小无关，则速度大，加速度不一定大，速度变化量小，加速度不一定小，速度变化率小，加速度一定小，故AB错误，C正确；
D．加速度与速度方向相同，加速度减小，速度增大，故D错误。
故选C。
3. 图为“玉兔二号”巡视器在月球上从O处行走到B处的照片，轨迹OA段是直线，AB段是曲线，巡视器质量为135kg，则巡视器（ ）

A. 受到月球的引力为1350NB. 在AB段运动时一定有加速度
C. OA段与AB段的平均速度方向相同D. 从O到B的位移大小等于OAB轨迹长度
【答案】B
【解析】
【详解】A．在月球上的g与地球不同，故质量为135kg的巡视器受到月球的引力不是1350N，故A错误；
B．由于在AB段运动时做曲线运动，速度方向一定改变，一定有加速度，故B正确；
C．平均速度的方向与位移方向相同，由图可知OA段与AB段位移方向不同，故平均速度方向不相同，故C错误；
D．根据位移的定义可知从O到B的位移大小等于OB的连线长度，故D错误。
故选B。
4. 一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（ ）
A 时间内，v增大，
B 时间内，v减小，
C. 时间内，v增大，
D. 时间内，v减小，
【答案】D
【解析】
【详解】A．时间内，图像斜率先增大后不变，则v先增大后不变，则电梯先向下加速后匀速，则乘客受到的合力方向先向下后合力为零，所以开始后来支持力大小等于重力，故A错误；
BC．时间内，图像斜率不变，则电梯匀速下降，所以，故BC错误；
D．时间内，图像斜率减小，则v减小，电梯向下减速运动，所以乘客受到的合力方向向上，所以有，故D正确。
故选D。
5. 如图所示的三条直线a、b、c描述了A、B、C三个物体的运动。则（ ）

A. 物体B的初速度最大
B. 物体A的加速度最大
C. 2.5s时物体A、C运动方向相反
D. 7.5s时物体A已超过物体B
【答案】B
【解析】
【详解】A．速度—时间图像与纵轴的截距表示初速度大小，由图像可知，物体B、C初速度大小相同，为，物体A的初速度为零，故A错误；
B．速度—时间图像斜率大小表示加速度大小，斜率正负表示加速度方向，由图像可知，图线a的斜率为，b的斜率为，c的斜率为，可知a的斜率最大，即物体A的加速度最大，故B正确；
C．速度—时间图像中，图线在时间轴上方均表示速度方向为所规定的正方向，图线在时间轴下方速度为所规定的负方向，由图像可知，三条图线均在时间轴上方，则表示三个物体运动方向相同，均为所规定的正方向，给C错误；
D．速度—时间图像与时间轴围成的面积表示位移，但不能通过图像得到物体开始运动的起始位置，而物体A、B的起点未知，因此不能判断物体A已超过物体B，故D错误。
故选B。
6. 在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识.下列图示的实验规律中发现原子具有核式结构的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.不同色光的I-U图线说明频率大的光对应的遏止电压一定大，而饱和电流与光照强度有关，故A错误；
B.粒子散射实验示意图绝大多数粒子基本上沿原方向前进，极少数粒子发生偏转，说明原子具有核式结
构，故B正确；
C.辐射强度与波长的关系说明黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只有黑体的温度有关，故C错误；
D.衰变过程随时间的变化规律说明在相同时间内，有半数的原子核发生了衰变，但相同时间内衰变的原子还数量随时间的推移而不断减少，故D错误。
故选B。
【点睛】本题考查近代物理学知识，考察同学们的识记能力。
7. 一物体做自由落体运动，重力加速度g取10m/s2，则物体在第2s内自由下落的高度为（ ）
A. 5mB. 10mC. 15mD. 20m
【答案】C
【解析】
【详解】物体在前内自由下落的高度为
物体在前内自由下落的高度为
物体在第内下落的高度为
故选C。
8. 如图所示，轻杆一端固定在竖直墙壁上，另一端固定一个质量为1.6kg的小球，劲度系数为的水平轻质弹簧夹在墙壁与小球之间，处于压缩状态，弹簧的压缩量为12cm，轻杆与墙壁的夹角为。取重力加速度大小，弹簧始终在弹性限度内。轻杆对小球的作用力大小为（ ）

A. 12NB. 16NC. 20ND. 32N
【答案】C
【解析】
【详解】小球受重力、弹簧水平向右的弹力、轻杆的作用力而处于平衡状态，由平衡条件可得
又
，
联立可得
故选C。
二、不定项选择题（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都有多个选项正确。全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）
9. 以下关于圆周运动描述正确的是（ ）
A. 如图甲所示，手握绳子不可能使小球在该水平面内做匀速圆周运动
B. 如图乙所示，小朋友在秋千的最低点处于超重状态
C. 如图丙所示，旋转拖把桶的脱水原理是水滴受到了离心力，从而沿半径方向甩出
D. 如图丁所示，摩托车在水平赛道上匀速转弯时，为了安全经过弯道，人和摩托车整体会向弯道内侧倾斜，人和摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力和向心力四个力作用
【答案】AB
【解析】
【详解】
A.在竖直方向有向下的重力和绳子的分力，两者都是向下，故手握绳子不可能使小球在该水平面内做匀速圆周运动，A正确；
B.小朋友在秋千的最低点具有向上的加速度，处于超重状态，B正确；
C.水滴与衣服间的摩擦力不足以提供向心力，水滴做离心运动，C错误；
D.摩托车在水平赛道上匀速转弯时，为了安全经过弯道，人和摩托车整体会向弯道内侧倾斜，人和摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力三个力作用，D错误。
故选AB。
10. 下列四幅图涉及不同的物理知识，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子
B. 图乙，1为α射线，它的电离能力很强，可用于消除静电
C. 图丙，处于基态的氢原子可吸收能量为10.4eV的光子发生跃迁
D. 图丁，汤姆孙通过电子的发现，揭示了原子还可以再分
【答案】BD
【解析】
【详解】A．卢瑟福通过分析α粒子散射实验的实验结果，提出了原子的核式结构，故A项错误；
B．根据左手定则，轨迹1的粒子带正电，所以轨迹1的射线为α射线，其它的电离能力很强，可用于消除静电，故B项正确；
C．若处于基态氢原子吸收了能量为10.4eV的光子，根据波尔理论，设跃迁后的能级为E，则有
解得
对比图中氢原子的能级图，其不存在该能级，故C项错误；
D．汤姆孙通过分析阴极射线管中的射线，发现该射线带负电，从而发现了电子，揭示了原子还可以再分，故D项正确。
故选BD。
11. 如图所示，光滑的水平面上两个质量分别为、的物体，中间用轻质弹簧秤连接，在大小为的水平拉力作用下一起匀加速运动，则（ ）

A. 、加速度大小为
B. 某时刻突然撤去拉力F的瞬间，加速度大小为
C. 弹簧秤的示数是6N
D. 某时刻突然撤去拉力F的瞬间，加速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．对AB整体受力分析可知，、加速度大小为
选项A错误；
C．对A分析可知，弹簧秤的示数是
T=mAa=6N
选项C正确；
BD．某时刻突然撤去拉力F的瞬间，弹簧的弹力不变，则加速度大小仍为
加速度大小为
选项B正确，D错误。
故选BC。
12. 如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点。设小滑块所受支持力为FN，则下列判断正确的是（ ）
A. F缓慢增大B. F缓慢减小
C. FN不变D. FN缓慢增大
【答案】AD
【解析】
【详解】对小滑块进行受力分析，受到重力、容器壁对它的支持力和力F根据平行四边形法则，如图所示
在水平力F的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点的过程中，F缓慢增大，FN缓慢增大，所以BC错误，AD正确。
故选AD。
第II卷（非选择题共40分）
三、实验题（本题共2小题，共10分。把答案填写在答题纸上的相应位置。）
13. 某实验兴趣小组利用如图所示装置做“探究加速度与力的关系”实验时，其中M为带滑轮的小车的质量，m为沙和沙桶的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小，电磁打点计时器接在50Hz的交流电源上。
（1）实验时，一定要进行的操作是_________。
A．将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力
B．用天平测出沙和沙桶的质量
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D．为减小误差，实验中一定要保证
（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度_________（结果保留两位有效数字）。
（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与力传感器的示数F的关系图像，与本实验相符合的是_________。
A． B．
C． D．
【答案】 ①. AC##CA ②. 0.88 ③. A
【解析】
【详解】（1）[1]
A．用力传感器测出拉力，从而得出小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力，故A正确；
BD．拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出沙和沙桶的质量，也就不需要使小桶（包括沙）的质量远小于车的总质量，故BD错误；
C．为了充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数，故C正确。
故选AC。
（2）[2]设相邻两个计数点之间的位移分别为、、、，相邻两个计数点之间的时间间隔为
由逐差法可得小车的加速度为
（3）[3]以小球为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
可知图像为过原点的一条倾斜直线。
故选A。
14. “研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结
点。OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。
（1）本实验采用的科学方法是________。
A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法
（2）实验中可减小误差的措施有________。
A．两个分力、的大小要越大越好
B．两个分力、间夹角应越大越好
C．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D．AO间距离要适当，将橡皮筋拉至结点O时，拉力要适当大些
【答案】 ①. B ②. CD##DC
【解析】
【详解】（1）[1]合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，故选B。
（2）[2]A．实验是通过作图得出结果，故在不超出量程的情况下为了减小误差应让拉力尽量大些，故A错误；
B．根据平行四边形定则可知夹角太小将会导致合力过大，导致一个弹簧拉时可能超过量程，故夹角不能太小或太大，太大作图误差较大，适当即可，故B错误；
C．为保证拉力的方向为在纸面上画出的方向，弹簧秤一定要与木板平行， 故C正确；
D．将橡皮筋拉至结点O时，拉力要适当大些，有利于作图，故D正确。
故选CD。
四、计算题（本题共2小题，共30分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15. 如图所示，用长度的轻绳，拴着一质量的小球（视为质点）在竖直面内做圆周运动，已知绳子能够承受的最大张力，圆心O离水平地面的高度，小球在最低点时轻绳恰好断开，不计空气阻力，取重力加速度大小，求：
（1）绳断时小球的线速度大小；
（2）绳断后小球的落地点与绳断时小球所在位置间的水平距离。
（3）小球落地的速度大小及落地速度与水平地面的夹角。
【答案】（1）10m/s；（2）10m；（3），
【解析】
【详解】（1）设绳断时小球的线速度大小为v，根据牛顿第二定律有
解得

（2）绳断后小球做平抛运动，根据平抛运动规律有
解得
（3）落地时竖直速度
落地速度与水平地面的夹角
落地速度
16. 传送带在生产生活中广泛应用。如图所示，一水平传送带长，以的速度运行。水平传送带的右端与一光滑斜面平滑连接，斜面倾角。一物块由静止轻放到传送带左端，物块通过
传送带后冲上光滑斜面。已知物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取。求：
（1）物块从传送带左端第一次到达传送带右端所用时间；
（2）物块沿斜面上滑的最大位移的大小；
【答案】（1）3s：（2）
【解析】
【详解】（1）物块在传送带上的匀加速运动过程，根据牛顿第二定律有
解得
物块在传送带上的匀加速运动过程中，由运动学公式
解得
运动距离为
物块在传送带上匀速运动的时间为
物块从传送带左端第一次到达传送带右端所用时间
（2）物块沿斜面上升过程，根据牛顿第二定律有

解得
对物块沿斜面上升过程，由运动学公式
解得物块沿斜面上滑的最大位移的大小为