2024学年河北省衡水市十三中物理高三第一学期期中统考试题含解析

2024学年河北省衡水市十三中物理高三第一学期期中统考试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、A和B两物体在同一直线上运动的v-t图线如图，已知在第3s末两个物体相遇，则此过程中两物相同的是（）A．加速度 B．出发地 C．速度方向 D．合外力2、如图所示，A为地球赤道表面的物体，B为环绕地球运行的卫星，此卫星在距离地球表面R/2的高度处做匀速圆周运动，且向心加速度的大小为a.已知地球同步卫星的轨道半径为6.6R，R为地球的半径，引常量为G.则下列说法正确的是()A．地球两极的重力加速度大小3a/2B．物体A的线速度比卫星B的线速度大C．地球的质量为D．地球的第一宇宙速度大小为3、如图所示，光滑的斜面倾角为α，固定在水平面上。有一质量为m的物体，轻轻放在斜面上的a点，松手后物体从a点滑到b点，已知a、b间的距离为s，则在b点重力的瞬时功率为（）A． B．C．mgsinα D．4、如图所示，在高的光滑水平台面上有一质量为的小球，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧．现将小球由静止释放，球被弹出，落地时的速度方向与水平方向成角．重力加速度取，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为（）A．B．C．D．5、如图所示，ab、cd是竖直平面内两根固定的细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，圆周半径为R，b点为圆周的最低点，c点为圆周的最高点．现有两个小滑环A、B分别从a、c处由静止释放，滑环A经时间t1从a点到达b点，滑环B经时间t2从c点到达d点；另有一小球C从b点以初速度v0＝4gR沿bc连线竖直上抛，到达最高点时间为t3，不计一切阻力与摩擦，且A、B、C都可视为质点，则t1、t2、t3的大小关系为（）A．t1＝t2＝t3B．t1＝t2＞t3C．t2＞t1＞t3D．A、B、C三物体的质量未知，因此无法比较6、如图所示，将a、b两小球以大小为20m/s的初速度分别从A、B两点相差1s先后水平相向抛出，a小球从A点抛出后，经过时间t，a、b两小球恰好在空中相遇，且速度方向相互垂直，不计空气阻力，取g＝10m/s2，则抛出点A、B间的水平距离是（）A．80m B．100m C．200m D．180m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、金星被称为地球的“孪生姐妹”，金星半径是地球半径的0.95倍，金星质量是地球质量的0.82倍，但金星与地球有许多不同之处，如金星的自转周期略大于公转周期，在金星上可谓“度日如年”．下面是金星、地球、火星的有关情况比较．根据以上信息，下列关于地球及金星和火星(均视为圆周运动)的说法正确的是()A．金星运行的线速度最小，火星运行的线速度最大B．金星公转的向心加速度大于地球公转的向心加速度C．金星的公转周期最大，火星的公转周期最小D．金星的公转角速度最大，火星的公转角速度最小8、如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为1:2，两端共接有4个电阻，其中R1=R0，R2=2R0，R3=R4=4R0，现将a、b两端接在交流电源上，则下列说法中正确的是（）A．R1消耗的电功率为R2消耗的电功率的2倍．B．流过R1的电流有效值等于流过R3的电流有效值．C．R2两端的电压有效值是R3两端电压有效值的2倍D．流过R2的电流有效值流过是R4电流有效值的2倍9、某人身系弹性绳自高空p点自由下落,如图所示a点是弹性绳的原长位置,c点是人所到达的最低点,b点是人静止悬吊时的平衡位置.不计空气阻力,则下列说法中正确的是（）A．从p至b过程中重力的冲量大小大于弹性绳弹力的冲量大小B．从p至b过程中重力所做功等于人克服弹力所做的功C．从p至c过程中重力的冲量大小大于弹性绳弹力的冲量大小D．从p至c过程中重力所做功等于人克服弹力所做的功10、嫦娥四号于2019年1月3日在月球背面着陆，嫦娥五号也讨划在今年发射．如果嫦娥五号经过若干次轨道调整后，先在距离月球表面h的高度处绕月球做匀速圆周运动，然后开启反冲发动机，嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态，最后实现软着陆，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球．月球的半径为R且小于地球的半径，月球表面的重力加速度为g0且小于地球表面的重力加速度，引力常量为G．不考虑月球的自转，则下列说法正确的是A．嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度B．月球的平均密度C．嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的t时间内，绕月球运转圈数D．根据题目所给数据无法求出月球的第一宇宙速度三、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）在研究平抛运动的实验中，某同学记录了小球运动过程经过的A、B、C、D、E、F、G点的位置，相邻两点的时间间隔均为△t=0.05s．取A点为坐标原点，以+x方向表示水平初速度方向、+y方向表示竖直向下方向，实验记录如下：（结果保留两位小数）（1）作出的x-t图像如图a所示，小球平抛的水平初速度大小是_______________m/s（2）以t为横坐标，为纵坐标，作出图像如图b所示，图像b所对应的函数解析式为①重力加速度的测量值是___________m/s2②t=0.10s时，小球的竖直分速度大小是_______________m/s12．（12分）为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:第一步:把带有定滑轮的木板(有滑轮的)一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳跨过定滑轮与质量为m的重锤相连,重锤后连一穿过打点计时器的纸带,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图甲所示.第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,然后接通电源,释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示.打出的纸带如图丙所示.

请回答下列问题:(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点间的时间间隔为,根据纸带求滑块速度,打点计时器打B点时滑块速度vB=__________.(2)已知重锤质量为m,当地的重力加速度为g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块______________(写出物理量名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做功的表达式W合=__________________.(3)算出滑块运动OA、OB、OC、OD、OE段合外力对滑块所做的功W以及在A、B、C、D、E各点的速度v,以v2为纵轴、W为横轴建立坐标系,描点作出v2-W图象,可知该图象是一条

_______________,根据图象还可求得___________________。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．（10分）在竖直平面内有一个半圆形轨道ABC，半径为R，如图所示，A、C两点的连线水平，B点为轨道最低点其中AB部分是光滑的，BC部分是粗糙的有一个质量为m的乙物体静止在B处，另一个质量为2m的甲物体从A点无初速度释放，甲物体运动到轨道最低点与乙物体发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后结合成一个整体，甲乙构成的整体滑上BC轨道，最高运动到D点，OD与OB连线的夹角甲、乙两物体可以看作质点，重力加速度为g，求：(1)甲物与乙物体碰撞过程中，甲物体受到的冲量．(2)甲物体与乙物体碰撞后的瞬间，甲乙构成的整体对轨道最低点的压力．(3)甲乙构成的整体从B运动到D的过程中，摩擦力对其做的功．14．（16分）如图所示，质量为m=0.1kg的小物块（可视为质点），用一根长为L=1m不可伸长的轻质细线悬挂在距水平桌面1m高的O点，OB为竖直线，在桌面上方B点固定一个小的薄刀片，可切割物块上端的细线。现让物块从右边偏离竖直方向α=60°角的A点由静止释放，细线摆到竖直位置时恰好被瞬间切断，物块在动摩擦因数为μ=0.2的水平桌面上由B点滑至D点停止。BD距离为x=2m（忽略空气阻力，g=10m/s2），求：(1)细线摆到竖直位置被切断前（细线被切断前物块与桌面无相互作用），物块对细线的拉力T；(2)因刀片切断细线，物块损失的机械能。15．（12分）如图所示为一倒U型的玻璃管，左端封闭，右端开口且足够长，导热性能良好。当温度为27℃时，封闭在管内的气柱AB长5cm，BC长10cm，水银柱水平部分CD长5cm，竖直部分DE长15cm。已知环境大气压p0=75cmHg不变，求管内气柱温度升至167℃时的长度。

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】

A．速度图象的斜率等于加速度，斜率越大，加速度越大，则知A、B的加速度不同，故A错误．B．由图象的“面积”可知两物体在3s内的位移不等，而在第3s末两个物体相遇，可知两物体出发地不同，故B错误．C．速度的正负表示速度方向，则知两物体的速度方向相同，故C正确．D．两个物体的加速度不同，由于两个物体的质量关系未知，由牛顿第二定律知不能确定合外力的关系，故D错误．故选C．考点：v-t图像2、D【解题分析】

根据万有引力等于向心力，结合同步卫星的加速度和轨道半径求出加速度关系。地球赤道上的物体与同步卫星的角速度相等，根据a=rω2得出向心角速度关系，利用万有引力等于向心力求得地球的质量。【题目详解】卫星B绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有，又r0=1.5R，对于地球两极的物体有G=m′g，解得，g=2.25a，，故AC错误；物体A与地球同步卫星的角速度相等，根据v=ωr知，同步卫星的线速度大于物体A的线速度，又由可知，同步卫星的线速度小于卫星B的线速度，故物体A的线速度小于卫星B的线速度，故B错误；由，并结合GM=gR2，可得地球的第一宇宙速度为，故D正确。故选D。【题目点拨】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，注意赤道上的物体不是靠万有引力提供向心力。3、C【解题分析】

物体从a点滑到b点，由动能定理，可得解得由功率公式故选C。4、C【解题分析】由得．则落地时竖直方向上的分速度．，计算得出．所以弹簧被压缩时具有的弹性势能为物体所获得动能，即为：．故C正确，ABD错误．故选C．5、A【解题分析】由已知条件知，小球C竖直上抛能达到的最高点为c点，由对称性可知，小球C运动的时间与从c点自由下落到b点的时间相等．结合等时圆的结论可知，t1＝t2＝t3，A正确．故选A6、D【解题分析】

因为经过t时间两球的速度方向相互垂直，此时B运动时间为（t-1）s，设A的速度方向与竖直方向的夹角为θ，根据几何关系可得：对A，；对B，解得：t=5s，则B运动时间为t-1=4s；故AB两点的水平距离X=v0t+v0（t-1）=5v0+4v0=9v0═180m故选D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、BD【解题分析】

A.根据万有引力提供向心力得得：金星的公转半径最小，所以线速度最大，火星的公转半径最大，所以线速度最小，故A项与题意不相符；B.根据万有引力提供向心力得：得：金星的公转半径小于地球公转半径，所以金星公转的向心加速度大于地球公转的向心加速度，故B项与题意相符；C.根据万有引力提供向心力得：得：金星的公转半径最小，所以金星的周期最小，火星的公转半径最大，所以火星的周期最大，故C项与题意不相符；D.根据万有引力提供向心力得：得：故金星运行的角速度最大，火星运动的角速度最小，故D项与题意相符．8、AD【解题分析】A、根据变压器的规律有：，则：，，通过R1的电流为：，通过R3的电流和通过R4的电流相等，即，结合以上各式可得：，A正确；B、由A的分析可知，流过R1的电流有效值不等于流过R3的电流有效值，B错误；C、R2两端的电压等于变压器的输入电压，R3两端电压等于输出电压的一半，所以R2两端的电压有效值与R3两端电压有效值相等，C错误；D、流过R2的电流：，又流过R4电流：，所以流过R2的电流有效值流过是R4电流有效值的2倍，D正确；故选AD．9、AD【解题分析】

某人下降的过程中，弹性绳未伸长前某人做自由落体运动，弹性绳开始伸长后，弹力逐渐变大，某人受到重力和弹力的合力先变小后反向变大，当合力向下时加速，合力向上时减速．【题目详解】A、B、从p至b的过程中，重力作用时间大于弹力作用时间，重力也大于弹力，故重力的冲量大于弹力的冲量；故A正确，B错误.C、D、从p至c的过程中，对人运用动量定理，有：IG-IT=0，故重力的冲量大小等于弹性绳弹力的冲量大小；由动能定理，可知，WG-WT=0重力所做功等于人克服弹力所做的功，故C错误，D正确.故选AD.【题目点拨】本题关键分析清楚某人的运动情况和受力情况，然后结合冲量的定义和动量定理列式分析10、BC【解题分析】

根据月球表面附近重力等于向心力可求月球的第一宇宙速度，可比较地球的第一宇宙速度的大小；根据月球表面的重力加速度可求月球的质量，进而可求月球密度；根据嫦娥五号距月球表面的高度，可求其周期，进而可求t时间内转过的圈数；【题目详解】A.根据，，嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度小于月球的第一宇宙速度．根据月球表面附近重力等于向心力：mg0=，可求月球的第一宇宙速度v月=．同理可求地球的第一宇宙速度v地=．所以嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误，D错误；B.根据月球表面附近万有引力等于重力，，月球质量M=，月球的平均密度，故B正确；C.根据万有引力提供向心力，月球质量M=，周期，嫦娥五号探测器在t时间内绕月球运转圈数，故C正确；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、【解题分析】小球做平抛运动，水平方向有，水平初速度大小等于x-t图像的斜率，竖直方向有，化为，与函数解析式相对应，，12、下滑的位移Xmgx过原点的直线滑块的质量M【解题分析】

(1)[1]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，因此有：(2)[2][3]由做功定义式可以知道还需要知道滑块下滑的位移x,由动能定理可以知道即(3)[4][5]合外力做的功为即:图象应该为一条过原点的直线,设图象的斜率为k,则得滑块质量还可以求得滑块的质量M。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)，方向水平向右．(2)压力大小为：，方向竖直向下．(3)Wf=．【解题分析】

(1)先研究甲物体从A点下滑到B点的过程，根据机械能守恒定律求出A刚下滑到B点时的速度，再由动量守恒定律求出碰撞后甲乙的共同速度，即可对甲，运用动量定理求甲物与乙物体碰撞过程中，甲物体受到的冲量．(2)甲物体与乙物体碰撞后的瞬间，对于甲乙构成的整体，由牛顿第二定律求出轨道对整体的支持力，再由牛顿第三定律求得整体对轨