江苏省扬州市丁沟中学2024-2025学年高三上学期期中热身考试物理试卷（解析版）

这是一份江苏省扬州市丁沟中学2024-2025学年高三上学期期中热身考试物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：（每题只有一个选项正确，每题4分，共44分）
1. 某一电场的电场线和等势面分布如图所示，一电子从A点运动到B点，下列说法正确的是（ ）
A 电场强度B. 电势
C. 电场力做负功D. 电子的电势能减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．电场线越密，电场越强。所以，故A错误；
B．沿电场线方向，电势降低，所以，故B错误；
CD．电子受到电场力方向与电场方向相反，所以电子从A点运动到B点电场力做正功，电势能减小，故C错误，D正确。
故选。
2. 一辆汽车从静止出发，在平直的公路上加速前进，如果发动机的牵引力保持恒定，汽车所受阻力保持不变，在此过程中( )
A. 汽车的速度与时间成正比
B. 汽车位移与时间成正比
C. 汽车做变加速直线运动
D. 汽车发动机做功与时间成正比
【答案】A
【解析】
【详解】由F－Ff＝ma可知，因汽车牵引力F保持恒定，故汽车做匀加速直线运动，C错误；由v＝at可知，A正确；而x＝ at2，故B错误；由WF
＝F·x＝F· at2可知，D错误．
3. 如图甲所示是一种墙面挂钩，相邻挂钩间距离d，图乙的挂包宽度L=3d。在挂包质量一定、肩带足够长、挂包与挂钩间的摩擦可忽略不计的条件下，为了使悬挂时肩带一端受到挂包的拉力最小，则可将挂包肩带跨挂在（ ）
A. 一个钩子上
B. 两个钩子上
C. 三个钩子上
D. 四个钩子上
【答案】D
【解析】
【详解】当合力一定，两个分力同向时分力最小，为了使悬挂时肩带一端受到挂包的拉力最小，则只需当两侧肩带保持竖直时每条肩带受拉力最小，因挂包宽度为3d，等于四个挂钩之间的距离，则此时可将挂包肩带跨挂在四个钩子上。
故选D。
4. 如图所示为嫦娥六号探测器“奔月”过程，其历经了①地月转移、②近月制动、③环月飞行等过程，已知三个过程的轨道均经过P点。则（ ）
A. ①转移到②时需要加速
B. ②上的运行周期小于③上的运行周期
C. ②上经过P点时加速度比③上经过P点时大
D. 通过测量③上的运行周期可以估测月球密度
【答案】D
【解析】
【详解】A．卫星从高轨道到低轨道需要减速，故①转移到②时需要减速，故A错误；
B．根据开普勒第三定律，可知轨道半径越大，周期越大，故B错误；
C．根据牛顿第二定律
解得
可知②上经过P点时加速度与③上经过P点时加速度相等，故C错误；
D．③是贴近月球表面环月飞行，设其周期为T，根据万有引力提供向心力
解得
则月球的密度为
解得
所以通过测量③上的运行周期可以估测月球密度，故D正确。
故选D。
5. 游客由底层乘坐升降机游览东方明珠塔，电视塔高约350米；升降机运动至顶球太空厅的图像如图所示。以下判断错误的是（ ）
A. 前20s内游客做匀加速直线运动
B. 不能估算升降机匀速过程的速度
C. 前20s内与最后30s内游客的平均速度相同
D. 第20s末至第45s末的过程中，游客的机械能不守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图像斜率表示加速度可得，在前20s内游客的加速度为定值，做匀加速直线运动，故A正确，不符合题意；
B．图像与坐标轴所围面积表示位移，故
故可求出升降机匀速过程的速度，故B错误，符合题意；
C．根据
可得前20s内与最后30s内游客的平均速度相同，故C正确，不符合题意；
D．第20s末至第45s末的过程中，游客速度不变，则动能不变，但游客继续上升，重力势能增加，故机械能不守恒，故D正确，不符合题意。
故选B。
6. 某小组在实验室进行平行板电容器特性研究时，不小心转动其中一极板而使其发生倾斜，已知两板带有等量异种电荷，则两极板之间的电场线分布情况可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知，两板间电势差相等，从左到右板间距离增大，根据
可知，场强越来越小，电场线越来越稀疏，平行板电容器中，极板分别等势体，根据电场线始终垂直等势面可知，C正确；
故选C。
7. 质量为 m和M 的物体用轻绳相连，现将M用手按在光滑斜面上的 A点，让轻绳跨过O点的一光滑微小定滑轮，OM水平，Om竖直，两物体均静止，如图所示。现松手释放 M，M沿斜面由A点运动到B点的过程中，m没有落地，OB 垂直于斜面。在物体M从A到B的过程中（ ）
A. m始终处于失重状态B. m始终处于超重状态
C. m的动能一直增大D. M的动能一直增大
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．在物体M运动到B位置时，OM间绳长最短，则此时m刚好到达最低点，速度刚好为0；则在物体M从A到B的过程中，m先向下加速后向下减速，加速度方向先向下后向上，m先失重后超重，m的动能先增大后减小，故ABC错误；
D．在物体M从A到B的过程中，绳子拉力和重力均一直对M做正功，根据动能定理可知，M的动能一直增大，故D正确。
故选D。
8. 如图所示PO垂直足够大的木板ABCD，用与木板相同的材料制成若干滑板PQ，Q处为一小段圆弧。从P点由静止释放同一小物块直到停止，改变Q的位置使物块总能停止在木板上，则小物块停止时的位置组成的图形为（ ）
A. 圆形B. 椭圆形C. 正方形D. 菱形
【答案】A
【解析】
【详解】设PQ与水平面夹角为，小物块与木板间的摩擦因数为，小物块在木板上滑行的距离为x，根据动能定理
，
又
联立，解得
即小物块从不同滑板滑下后最终停止的位置到P点的水平距离保持不变，改变Q的位置，只是改变了小物块在木板上运动的方向，则小物块停止时的位置组成的图形为以O点为圆心，为半径的圆形。
故选A。
9. 如图所示，在光滑的水平面上有2024个质量均为m的小球排成一条直线，均处于静止状态。现给第一个小球初速度v0，使它正对其他小球运动。若小球间的所有碰撞都是完全非弹性的，则整个碰撞过程中因为碰撞损失的机械能总量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】以第一个小球初速度v方向的为正方向，将2024个小球组成的整体看作一个系统，设系统最终的速度为v，运用动量守恒定律得
解得
则系统损失的机械能为
解得
故选B。
10. 如图所示，O为固定半圆轨道的最低点，O点与半圆轨道圆心的连线竖直，将一小球从轨道左端最高点由静止释放，小球运动到右侧P点时的速度为零，M、N两点等高。下列说法正确的是（ ）
A. 小球在P点时的加速度为零
B. 小球在O点时的速度最大
C. 小球在M、N两点时的动能相等
D. 小球从M点运动到O点的时间比小球从O点运动到N点的时间短
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球在P点时加速度不等于零，加速度沿着切线向下，A错误；
B．小球在O点左侧某点时受到重力、支持力、摩擦力作用，这三个力的合力为零，小球在该点速度最大，B错误；
C．小球从M点运动到N点的过程中，摩擦力做负功，机械能减少，小球在N点的机械能小于在M点的机械能；又因为M、N两点等高，重力势能相等，所以小球在M时的动能大于在N点时的动能，C错误；
D．因为小球小球在M时的动能大于在N点时的动能，所以
由此可知，在任意水平线上的两点E、F
左侧比右侧快，小球从M点运动到O点的时间比小球从O点运动到N点的时间短，D正确。
故选D。
11. 如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端在坐标原点O处），将一个重力不计的带电轻环（可视为质点）套在杆上，从P处由静止释放，圆环从O点离开细杆后恰好绕点电荷Q做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 圆环沿细杆从P运动到O的过程中，加速度一直增大
B. 若增大固定点电荷Q的电荷量，圆环离开细杆后仍能做匀速圆周运动
C. 若增大圆环所带的电荷量，圆环离开细杆后仍能做匀速圆周运动
D. 若将圆环从杆上P点上方由静止释放，圆环离开细杆后仍能做匀速圆周运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．圆环运动到O点且未离开细杆时库仑力沿x轴正方向，与细杆对圆环的支持力平衡，加速度为零，圆环的加速度不是一直增大的，故A错误。
BCD．设P、O两点间电势差为U，由动能定理有
由牛顿第二定律有
联立有
即圆环是否做圆周运动与q无关；若增大圆环所带的电荷量，则Q变大，不能做匀速圆周运动；若从P点上方释放，则U变大，不能做匀速圆周运动，故BD错误，C正确。
故选C。
二、实验题（共14分）
12. 某兴趣小组通过如图所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系。
（1）关于本实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 应调节滑轮使细线与长木板平行
B. 砝码和砝码盘质量应远大于小车的质量
C. 平衡摩擦力时砝码和砝码盘应通过细线与小车相连接
D. 当改变砝码质量时不需要重新平衡摩擦力
（2）在平衡小车所受摩擦力时，小李同学通过打点计时器打出一条纸带如图所示，已知纸带左端与小车相连，则应将平板的倾角适当_________（选填“增大”或“减小”）些；
（3）实验中得到如图所示的一条纸带，A、B、C、D、E为5个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。测出相邻计数点之间的距离分别为：x1=4.29cm、x2=4.68cm、x3=5.08cm、x4=5.49cm，已知打点计时器的工作频率为50Hz，则打C点时滑块瞬时速度大小vC=______m/s，滑块的加速度大小a=_____m/s2。（结果保留两位有效数字）
（4）小王同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示（小车质量保持不变）：
①请根据表中的数据在坐标纸上作出a-F图像____；
②根据你所作出的图像，计算小车的质量M=____kg。
（5）在某一次实验中，小张同学用砝码和砝码盘的重力表示小车所受合外力，通过计算出小车的加速度为a1；小明同学用纸带上打出的点计算出小车加速度为a2。请比较它们的大小关系a1______a2（填“>”、“
【解析】
【小问1详解】
A．在实验中细线的拉力时小车受到的合外力所以应调节滑轮使细线与长木板平行，故A正确；
B．根据牛顿第二定律可得
所以
由此可知，当砝码和砝码盘质量远小于小车的质量时，绳拉力近似等于砝码和砝码盘的总重力，故B错误；
C．平衡摩擦力时要求小车不受绳子拉力时能匀速运动所以此时不能加砝码和砝码盘，故C错误；
D．平衡摩擦力时有
公式前后都有M可以消掉，所以当改变砝码质量时不需要重新平衡摩擦力，故D正确。
故选AD。
【小问2详解】
从图中可以看出，相邻两计数点间距变大，可知小车做加速运动，即要使小车做匀速运动，此时需要减小斜面的倾角。
【小问3详解】
[1]由于相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔为
所以打C点时滑块瞬时速度大小为
[2]根据逐差法可得
【小问4详解】
[1]根据表格中数据，描点连线，如图所示
[2]根据牛顿第二定律
所以
结合图像可得
所以
【小问5详解】
小车的实际加速度为
但在计算的时候是按照
所以测量的加速度大于真实值，即
三、计算题：本题共4题，共46分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
13. 如图，带电量为C的小球A固定在光滑绝缘桌面的上方，高度，一个质量为带电量C的小球B在桌面上以小球A在桌面上的投影点O点为圆心做匀速圆周运动，其运动半径为。（静电力常量）求：
（1）小球A、B之间的库仑力F的大小；
（2）小球运动的线速度v的大小。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由几何关系知，A、B小球间的距离
根据库仑定律
解得
（2）A、B球连线与竖直方向的夹角为θ，则有
解得
库仑力的水平方向分力提供向心力
代入数据可得
14. 如图所示，某三角支架中，轻杆可绕通过O点的光滑轴转动，，A、B间用细绳连接，。在B点连接质量为m的小球，杆在外力作用下保持竖直方向，且使整个装置沿方向做直线运动。已知重力加速度为g，，。
（1）当整个装置做匀速直线运动时，细绳和杆对小球作用力分别为多大？
（2）当整个装置以加速度做匀减速运动时，轻绳和杆对小球作用力分别为多大？
【答案】（1），；（2），
【解析】
【详解】（1）根据题意，对小球受力分析，如图所示
将各个力沿水平和竖直方向分解，由平衡条件得
，
解得
，
（2）根据题意，对小球受力分析，如图所示
将各个力沿加速度方向和加速度垂直的方向进行正交分解，由牛顿第二定律得
，
解得
，
15. 如图所示，ABCD是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道，固定在竖直面内。以轨道的圆心O为坐标原点，沿水平直径AC方向建立x轴，竖直直径BD方向建立y轴。y轴右侧（含y轴）存在竖直向上的匀强电场。一质量为m、带电量为+q的小球，从A点由静止开始沿轨道下滑，通过轨道最高点D后，又落回到轨道上的A点处。不考虑小球之后的运动，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）小球到达D点的速率大小；
（2）电场强度E的大小；
（3）小球从A下滑到电场内的B点时对轨道压力的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球从D到A的过程中做平抛运动，根据平抛运动规律，再竖直方向上有
水平方向上有
联立解得
（2）小球从A到D的过程，由动能定理可得
解得
（3）小球从A到B的过程，由动能定理可得
当小球在B点时，由牛顿第二定律可得
由牛顿第三定律可得，小球在B点时对轨道压力的大小为
联立解得
16. 质量为m的小球离地面高度为h，以水平初速度为抛出，由于空气阻力的影响
理论轨迹与实际轨迹如图所示，已知小球实际落地时速度大小为v，方向与水平面成角，若小球在运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比，比例系数为k，重力加速度为g。求
（1）小球实际落地时重力的功率
（2）小球实际下落过程中空气阻力所做的功
（3）小球实际下落过程的水平位移大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
小球落地时重力的功率为
【小问2详解】
小球下落过程根据动能定理
解得小球下落过程中空气阻力所做的功为
【小问3详解】
小球下落过程在竖直方向根据动量定理
解得小球下落的时间为
小球在水平方向根据动量定理
解得小球下落过程中的水平位移大小为
F/N
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
a/(m·s-2)
0.05
0.10
0.15
0.19
0.29
0.30