湖南省衡阳市重点名校2024年物理高三第一学期期中达标检测试题含解析

湖南省衡阳市重点名校2024年物理高三第一学期期中达标检测试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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“牛顿摆”装置，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高．用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球．当把小球1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小球间的相互碰撞，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，如图乙所示．关于此实验，下列说法中正确的是（）A．上述实验过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒B．上述实验过程中，5个小球组成的系统机械能不守恒，动量不守恒C．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的释放高度D．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同2、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．3、一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道上端边缘由静止下滑，当滑到半球底部时，半圆轨道底部所受压力为铁块重力的1.8倍，则此下滑过程中铁块损失的机械能为A．0.2mgR B．0.4mgRC．0.6mgR D．0.8mgR4、如图所示，带有孔的小球A套在粗糙的倾斜直杆上，与正下方的小球B通过轻绳连接，处于静止状态。给小球B施加水平力F使其缓慢上升，直到小球A刚要滑动．在此过程中()A．水平力F的大小不变 B．杆对小球A的支持力不变C．轻绳对小球B的拉力先变大后变小 D．杆对小球A的摩擦力先变小后变大5、2017年6月19日，我国在西昌卫星发射中心发射“中星9A”广播电视直播卫星，按预定计划，“中星9A”应该首选被送入近地点约为200公里，远地点约为3.6万公里的转移轨道II（椭圆），然后通过在远地点变轨，最终进入地球同步轨道III（圆形）。但是由于火箭故障，卫星实际入轨后初始轨道I远地点只有1.6万公里。科技人员没有放弃，通过精心操作，利用卫星自带燃料在近地点点火，尽量抬高远地点的高度，经过10次轨道调整，终于在7月5日成功定点于预定轨道，下列说法正确的是()A．失利原因可能是发射速度没有达到7.9km/sB．卫星在轨道III经过Q点时和在轨道II经过Q点时的速度相同C．卫星在轨道II由P点向Q点运行时处于超重状态D．卫星从轨道I的P点进入轨道II后机械能增加6、如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，物块b置于斜面上，通过跨过光滑定滑轮的细绳与小盒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．现向盒内缓慢加入适量砂粒，a、b、c始终处于静止状态．下列判断正确的是（）A．c对b的摩擦力可能减小B．地面对c的支持力可能增大C．地面对c的摩擦力可能不变D．弹簧的弹力可能增大二、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、如图所示为A、B两物体做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图象，其中A为双曲线的一个分支，由图可知（）A．A物体运动的线速度大小不变B．A物体运动的角速度大小不变C．B物体运动的角速度大小不变D．B物体运动的角速度与半径成正比8、如图所示，一箱子从高空下落，初速度为零。箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中，下列说法正确的是()A．箱内物体对箱子底部始终有压力B．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力为零C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大D．若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”9、如图，半径为R、质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，将质量也为m的小球从距A点正上方h高处由静止释放，小球自由落体后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为，则()A．小球和小车组成的系统动量守恒B．小车向左运动的最大距离为C．小球离开小车后做竖直上抛运动D．小球第二次能上升的最大高度10、2016年9月15日我国在酒泉卫星发射中心成功发射了“天宫二号”空间实验室，它的轨道可视为距离地面h=393km的近圆周轨道。“天宫二号”在轨运行期间，先后与“神舟十一号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船进行了交汇对接。这标志着我国载人航天进入应用发展新阶段，对于我国空间站的建造具有重大意义。已知地球表面的重力加速度g、地球半径R。根据题目所给出的信息，可估算出“天宫二号”空间实验室在轨运行的A．线速度的大小 B．周期 C．所受向心力的大小 D．动能三、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）某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、滑块、细沙。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组成员，要完成该实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有______。（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的条件是_______，实验时首先要做的步骤是_________。（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M，往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）。则本实验最终要验证的数学表达式为_______。12．（12分）为验证“拉力做功与物体动能变化的关系”，某同学到实验室找到下列器材：长木板(一端带定滑轮)、电磁打点计时器、质量为200g的小车、质量分别为10g、30g和50g的钩码、细线、学生电源(有“直流”和“交流”挡)．该同学进行下列操作：A．组装实验装置，如图(a)所示B．将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车C．选用50g的钩码挂在拉线的挂钩P上D．接通打点计时器的电源，释放小车，打出一条纸带E．在多次重复实验得到的纸带中选出一条点迹清晰的纸带，如图(b)所示F．进行数据采集与处理请你完成下列问题：（1）该同学将纸带上打出的第一个点标为“0”，且认为打“0”时小车的速度为零，其后依次标出计数点1、2、3、4、5、6(相邻两个计数点间还有四个点未画)，各计数点间的时间间隔为0.1s，如图(b)所示，该同学测量出计数点0到计数点3、4、5的距离，并标在图(b)上，如果将钩码的重力在数值上当作小车所受的拉力，则在打计数点0到4的过程中，拉力对小车做的功为________J，小车的动能增量为_________J．(取重力加速度g=9.8m/s2，结果均保留两位有效数字)（2）由(1)中数据发现，该同学并没有能够得到“拉力对物体做的功等于物体动能增量”的结论，且对其他的点(如2、3、5点)进行计算的结果与“4”计数点相似，你认为产生这种实验结果的主要原因有________________(填写正确的选项)A．小车质量不满足远大于钩码质量B．没有平衡摩擦力C．没考虑钩码动能的增加四、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，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出．已知入射角为i,A与O相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d.14．（16分）如图所示，质量为m=245g的物块（可视为质点）放在质量为M=0.5kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4，质量为m0=5g的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），子弹射入后，g取10m/s2，求：（1）子弹和物块一起滑行的最大速度v1；（2）木板向右滑行的最大速度v2；（3）物块在木板上滑行的时间t和内能E.15．（12分）京北巨刹红螺寺位于怀柔区红螺山南麓，始建于东晋咸康四年。它背倚红螺山，南照红螺湖，山环水绕，林木丰茂，古树参天，形成一幅“碧波藏古刹”的优美的画卷，下图为游客乘坐滑车沿红螺山滑道下行的情景。在全长1500米的下行途中，滑车穿行于松柏密林和红叶丛中，游客尽情享受其中无穷乐趣。现将滑道视为长1500m、高300m的斜面来进行研究。假设滑车与滑道之间的动摩擦因数μ=0.1，游客和滑车总质量m=80kg。已知=2.24，=2.45，重力加速度g=10m/s2。（1）如果不拉动车闸，让滑车沿滑道自行滑下，求滑车沿滑道下滑的加速度大小a；（结果取2位有效数字）（2）游客在某次乘坐滑车下滑时，使用了车闸，最终到达终点时的车速为1m/s，则该过程中滑车克服阻力做了多少功？（结果取2位有效数字）（3）如果下滑过程中游客一直不拉车闸制动，试通过计算分析这种行为是否具有危险性。

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】试题分析：上述实验过程中，小球5能够达到与小球1释放时相同的高度，说明系统机械能守恒，而且小球5离开平衡位置的速度和小球1摆动到平衡位置的速度相同，说明碰撞过程动量守恒，但随后上摆过程动量不守恒，动量方向在变化，选项AB错．根据前面的分析，碰撞过程为弹性碰撞．那么同时向左拉起小球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，那么球3先以与球4发生弹性碰撞，此后球3的速度变为0，球4获得速度后与球5碰撞，球5获得速度，开始上摆，同理球2与球3碰撞，最后球4以速度上摆，同理球1与球2碰撞，最后球3以速度上摆，所以选项C错D对．考点：动量守恒弹性碰撞2、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。3、C【解题分析】小球在最低点有，，可得最低点的动能为0.4mgR，则此下滑过程中铁块损失的机械能为mgR-0.4mgR="0.6"mgR故选C4、D【解题分析】

AC.对小球受力分析，受拉力F、重力和细线的拉力T，根据平衡条件，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示随着的增大，拉力F和细线的拉力T均增加，故AC错误；BD.对AB球整体分析，受重力、拉力F、支持力N和静摩擦力f，如图所示设杆与水平方向的夹角为，根据平衡条件，在垂直杆方向有随着F的增加，支持力增加；在平行杆方向有故有随着F的增加，静摩擦力逐渐减小，当时，摩擦力为零，此后静摩擦力反向增大，故D正确B错误。故选D。5、D【解题分析】A.卫星的最小发射速度为7.9km/s，卫星已经发射，失利原因不可能是发射速度没有达到7.9km/s，故A错误；B.卫星由Ⅱ的Q点加速后才能进入Ⅲ，由此可知，卫星在轨道Ⅲ经过Q点时的速度大于在轨道Ⅱ经过Q点时的速度，B错误；C.卫星在轨道II由P点向Q点运行时只受万有引力作用，加速度指向地球球心，处于失重状态，C错误；D.卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ轨道半径变大，要做离心运动，卫星应从轨道Ⅰ的P加速后才能做离心运动从而进入轨道Ⅱ后，卫星加速过程机械能增加，卫星从轨道Ⅰ的P点进入轨道Ⅱ后机械能增加，故D正确。故选：D.点睛：卫星的最小反射速度为7.9km/s，卫星加速过程机械能增加，卫星只受万有引力作用，处于失重状态，根据题意分析答题．6、A【解题分析】

盒子a受重力、拉力和弹簧的支持力而平衡，随着沙子质量的增加；由于不知道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，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；对a分析可知，a处于静止状态，加入适量砂粒后重力变大，弹簧弹力不变，绳子的张力变大；对b与c整体分析，受重力、支持力、拉力和向左的静摩擦力，故地面对c的支持力一定减小，摩擦力一定变大，故BCD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、AC【解题分析】

AB．因为A为双曲线的一个分支，说明a与r成反比，由可知，A物体运动的线速度大小不变，故A正确，B错误；CD．而OB为过原点的直线，说明a与r成正比，由a＝ω2r可知，B物体运动的角速度大小不变，故C正确，D错误。故选AC.8、BC【解题分析】

对整体分析，求出整体的加速度，抓住物体与箱子的加速度相等，结合阻力的变化得出加速度的变化，通过牛顿第二定律分析何时支持力最小，何时支持力较大.【题目详解】A、B、设整体加速度为a，则a=Mg-kv2M，当v=0时，a=g，当v≠0时，a<g，设箱内物体质量为m，受支持力为FN，对箱内物体有mg-FN=B、因箱子下落过程为变加速运动，接近地面时，v最大，故a最小，由FN=mD、若下落距离足够长，当Ff=M总g时，a=0，箱子做匀速运动，此时FN=故选BC.【题目点拨】解决本题的关键知道物体与箱子具有相同的加速度，结合牛顿第二定律分析求解，注意明确速度变化时阻力变化，合外力随之变化，从而导致加速度发生变化.9、CD【解题分析】

A：小球与小车在水平方向所受合外力为零，小球和小车组成的系统水平方向动量守恒；小球与小车在竖直方向所受合外力不为零，小球和小车组成的系统竖直方向动量不守恒．故A项错误．B：当小球向右运动时，设任一时刻小球速度的水平分量大小为，小车的速度大小为，据系统水平方向动量守恒，以向右为正，得，即，则小球与车在水平方向位移大小，又，解得：小车向左运动的最大距离．故B项错误．C：小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，系统水平方向动量为零，小球离开小车时两者在水平方向速度相等，则小球离开小车时小球与小车水平方向速度均为零，小球离开小车后做竖直上抛运动．故C项正确．D：小球第一次在车中运动过程中，由功能关系得：．小球第二次在车中运动过程中，对应位置处速度变小，小车对小球的弹力变小，小球克服摩擦做的功变少，即，设小球第二次能上升的最大高度为，由功能关系得：，解得：．故D项正确．【题目点拨】功能关系的应用范围很广，可以求速度、力、功等物理量，特别是可以求变力做的功．本题中摩擦力做功使机械能转化为内能．10、AB【解题分析】

A．根据可得由可得可得选项A正确；B．根据可估算周期，选项B正确；CD．由于“天宫二号”空间实验室的质量未知，则不能估算其向心力和动能，选项CD错误。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、刻度尺、天平沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量平衡摩擦力【解题分析】

(1)[1]本实验需要用到天平测量小车和砂桶的质量，需要刻度尺测量纸带长度。(2)[2]沙和沙桶加速下滑，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，对沙和沙桶有对滑块，有解得由此可知当时，有，即要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量。[3]滑块下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高。(3)[4]合外力做的总功为动能增加量为则需要验证的数学表达式为12、0.59J0.034JABC【解题分析】试题分析：将砝码重力当作小车所受合外力，根据功的定义可以正确解答，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出第4个点的速度大小，进一步求出其动能大小；实验误差主要来自两个方面一是由实验原理不完善，没有平衡摩擦力导致的系统误差，一是由数据测量如测量距离等导致的偶然误差，可以从这两个方面进行分析