山西省西安中学2024学年物理高三上期中考试试题含解析

山西省西安中学2024学年物理高三上期中考试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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,质量相同的三个小球均可视为质点,处于同一水平面上．A球以初速度v0竖直上抛,B球以与水平面成θ角、大小也是v0的初速度斜向右上抛出,C球沿倾角为θ的足够长斜面以初速度v0上滑.上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦,以下关于三个小球上升的最大高度的比较正确的(

)A．HB<HA=HC B．HA>HB=HC C．HA<HB<HC D．HA>HB>HC2、2017年8月,我国调制望远镜—“慧眼"成功监测到了引力波源所在的天区。已知A、B两个恒星靠着相互间的引力绕二者连线上的某点做匀速圆周运动。在环绕过程中会福射出引力波，该引力波的频率与两星做圆周运动的频率具有相同的数量级。通过观察测得A的质量为太阳质量的29倍,B的质量为太阳质量的36倍,两星间的距离为2×105m。取太阳的质量为2x1030kg，G=6.7x10−11N∙m2/kg2,则可估算出该引力波频率的数量级为（）A．102HzB．104HzC．106HzD．108Hz3、如图所示，长为3L的轻杆课绕水平转轴O转动，在杆两端分别固定质量均为m的球A、B（可视为质点），球A距轴O的距离为L．现给系统一定动能，使杆和球在竖直平面内转动．当球B运动到最高点时，水平转轴O对杆的作用力恰好为零，忽略空气阻力．已知重力加速度为g，则球B在最高点时，下列说法正确的是A．球B的速度为0 B．杆对球B的弹力为0C．球B的速度为 D．球A的速度等于4、下面关于力的说法，正确的是（）A．射出的炮弹向前飞行的过程中，受到推力和重力的作用B．物体相互作用时，先有施力物体，后有受力物体C．力是使物体发生形变或使物体运动状态改变的原因D．被踢出后的足球在地面上向前滚动，是由于受到向前的牵引力作用5、一辆汽车在平直的公路上以大小为的加速度刹车，经2s停止，则在停止前的1s内，汽车的平均速度的大小为A．B．C．D．6、在水平地面固定倾角为θ的斜面体，质量为m的物体在平行于底边、大小为F的水平力作用下静止于斜面上，如图所示。重力加速度大小为g。该物体受到的摩擦力大小为（）A．FB．F+mgC．F+mgsinθD．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，两个质量都为m的球A、B用轻绳连接，A球套在水平细杆上（球孔比杆的直径略大），对B球施加水平风力作用，结果A球与B球一起向右做匀速运动，此时细绳与竖直方向的夹角为θ．已知重力加速度为g，则A．对B球的水平风力大小等于mgsinθB．轻绳的拉力等于mgcosθC．杆对A球的支持力等于2mgD．杆与A球间的动摩擦因数等于tanθ8、正常走动的钟表，其时针和分针都在做匀速转动，下列关系中正确的有（）A．时针和分针角速度相同B．分针角速度是时针角速度的12倍C．时针和分针的周期相同D．分针的周期是时针周期的1/12倍9、如图所示，M点是竖直光滑圆轨道NMB的最低点，半径ON与竖直方向的夹角为α=60°。现从B点的正上方某处A点由静止释放一个质量为m的小球（可视为质点），小球经圆弧轨道飞出后沿水平方向通过C点，速度大小为v=（R为圆轨道的半径，g为重力加速度），则以下结论正确的是（）A．C、N的水平距离为R B．C、N的水平距离为2RC．小球在M点对轨道的压力为4mg D．小球在M点对轨道的压力为6mg10、两个相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的（）A． B． C． D．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）如图甲所示，力传感器A与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律．将力传感器固定在水平桌面上，测力端通过轻质细绳与一滑块相连，调节传感器高度使细绳水平，滑块放在较长的小车上，滑块的质量m=1.5kg，小车的质量为M=1.65kg．一根轻质细绳跨过光滑的轻质滑轮，其一端连接小车，另一端系一只空沙桶，调节滑轮使桌面上部细绳水平，整个装置处于静止状态．现打开传感器，同时缓慢向沙桶里倒入沙子，当小车刚好开始运动时，立即停止倒沙子．若力传感器采集的F－t图象如图乙所示，重力加速度g=10m/s1，则：（1）滑块与小车间的动摩擦因数μ=__；若忽略小车与水平桌面间的摩擦，小车稳定运动的加速度大小a=____m/s1．（1）若实验中传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略低一些，由此而引起的摩擦因数μ的测量结果__________填“偏大”或“偏小”）．12．（12分）图是研究平抛运动的实验装置示意图，桌面上的小球经压缩状态的弹簧弹开后，飞出桌面做平抛运动。撞到带有白纸和复写纸的竖直长木板上，并留下痕迹A。重复实验，木板依次后退水平距离相同，都为x，小球撞在木板上，留下痕迹B、C，测量A、B、C点到同一点O的距离y1、y2、y3，其中O点与小球抛出时圆心位置等高（1）关于此实验，以下说法正确的是_________A．重复实验时，必须将弹簧压缩到同一位置，再释放小球B．桌面必须保证严格水平C．桌面必须尽量光滑，多次重复实验D．一定会有y1:y2:y3=1:4:9（2）利用题目中所给数据，可得到平抛运动的初速度为v0=_______（已知当地重力加速度为g）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）第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年在中国北京和张家口举行。如图所示为简化后的雪道示意图，运动员一定的初速度从半径R=10m的圆弧轨道AB末端水平飞出，落在倾角为的斜坡上，已知运动员到B点时对轨道的压力是其重力的5倍，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：(1)运动员在斜坡上的落点距B点的距离；(2)运动过程中运动员距斜坡的最大距离及从B点到距斜坡的最大距离所用的时间。14．（16分）如图所示是过山车的模型。为了便于研究，简化为示意图，它由倾角θ=53°的倾斜轨道、水平轨道和在同一竖直平面内的两个圆形轨道组成，两个圆轨道半径R1=2R2=1m，所有轨道均平滑相接。小车与倾斜轨道和水平轨道间的动摩擦因数相同，圆形轨道光滑。在一水平力F=6.5N的作用下，重量G=8N的小车静止在倾斜轨道上刚好不下滑，撤去力F，小车沿倾斜轨道滑下，先后以最小速度通过两个圆轨道的最高点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：(1)小车与倾斜轨道间的动摩擦因数μ；(2)两圆轨道的间距L。15．（12分）如图甲所示，粗糙水平面上有一个长L=lm、质量M=3kg的长木板，木板上表面左半部分粗糙，右半部分光滑，木板与地面间的动摩擦因数。质量m=lkg的物块放置在木板的右端，物块与木板左半部分的动摩擦因数。在木板右端施加如图乙所示的水平拉力，g取。求：⑴木板刚开始运动时的加速度大小；⑵物块运动多长时间后与木板速度相同；⑶经过t=2.5s物块运动的位移大小。

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、A【解题分析】对于A、C两个球，达到最高点时，A、C两个球的速度均为零，物体的动能全部转化为重力势能，所以A、C的最大高度相同；对于B球来说，由于B是斜抛运动，在水平方向上有一个速度，这个分速度的动能不会转化成物体的重力势能，所以B球在最高点时的重力势能要比AC两球的小，所以高度要比AC两球的高度小，所以A正确．故选A．2、A【解题分析】

A、B的周期相同，角速度相等，靠相互的引力提供向心力，有：GMAGMAMBL2＝MBrB4π2T2，②

有MArA=MBr【题目点拨】解决本题的关键知道双星模型的特点，知道双星具有相同的角速度、周期，结合万有引力提供向心力进行求解，难度中等．3、D【解题分析】试题分析：球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，有，解得，故AB错误，C正确；因为AB同轴转动，B的半径是A的两倍，所以有：，即，故D错误．考点：向心力、牛顿第二定律【名师点睛】本题中两个球组成的系统内部动能与重力势能相互转化，机械能守恒，同时两球角速度相等，线速度之比等于转动半径之比．4、C【解题分析】

A.射出的炮弹并不受推力的作用，是靠惯性向前飞行的，故A错误；B.物体间相互作用时，相互作用的力是同时产生的，施力物体同时也是受力物体，故B错误；C.力是使物体发生形变或使物体运动状态改变的原因，故C正确；D.被踢出去的足球并不受牵引力作用，也是由于惯性向前滚动的，故D错误；5、D【解题分析】

将汽车的运动看成沿相反方向的初速度为零的匀加速运动，则汽车刹车后最后1s内通过的位移即为反向的初速度为0的匀加速运动第1s内的位移，即：x=at2=×6×12m=3m；则在停止前的1s内，汽车的平均速度的大小为，故选D．6、D【解题分析】

对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、拉力以及摩擦力的作用而处于平衡状态；将重力分解为垂直于斜面和沿斜面上的两个分力，则可知，在沿斜面方向上，重力的分力mgsinθ与拉力F以及摩擦力的合力为零；根据则可知，摩擦力等于拉力与重力的分力的合力，由几何关系可知，摩擦力为。A.F与分析结论不符，故A错误。B.F+mg与分析结论不符，故B错误。C.F+mgsinθ与分析结论不符，故C错误。D.与分析结论相符，故D正确。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、CD【解题分析】

对球B受力分析，受重力mBg、水平恒F力和拉力T，如图根据平衡条件得：水平恒力，绳对B球的拉力，所以A、B错误；把环和球当作一个整体，对其受力分析，受重力（mA+mB）g、支持力N、恒力F和向左的摩擦力f，如上图，根据共点力平衡条件可得：杆对A环的支持力大小，所以C正确；因为A球与B球一起向右做匀速运动，所以f=F，则A环与水平细杆间的动摩擦因数为所以D正确．8、BD【解题分析】

时针的周期是1h，分针的周期是1h，根据ω=2πT得：分针和时针的角速度之比为1：1．故A错误，B正确。时针的周期是1h，分针的周期是1h，它们的周期比为1：1，则C错误D正确；故选9、AD【解题分析】

A．采用逆向思维，C到N做平抛运动，即沿N点切线方向进入，根据平行四边形定则知，小球在N点的竖直分速度则N到C的时间C、N的水平距离故A正确，B错误。

CD．小球运动到N点的速度根据动能定理得在M点，根据牛顿第二定律有联立解得N=6mg故C错误，D正确。

故选AD。10、CD【解题分析】

ABCD．设两金属球带异种电荷，电荷量分别为q和-7q，两者间库仑力大小为将两者接触后再放回原来的位置上，两球所带电荷量均为-3q，库仑力大小为是原来的；设两金属球带同种电荷，电荷量分别为q、7q，由库仑定律有将两者接触后再放回原来的位置上，两球所带电荷量均为4q，库仑力大小为是原来的，故AB错误，CD正确。故选CD。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、（1）0.10.15（1）偏大【解题分析】

（1）由乙图知，物块与小车间滑动摩擦力为3N，根据Ff=μmg，代入解得μ=0.1；（1）由乙图知，当砂桶的重力为3.5N时，小车开始运动，此时砂桶与砂子的质量为m0=0.35kg，对小车：，解得a=0.15m/s1；（3）若实验中传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略低一些，物块m对小车的正压力大于物块重力，从而引起名次因数测量结果偏大．12、ABxg【解题分析】

（1）重复实验时，必须将弹簧压缩到同一位置，再释放小球，以保证每次弹出的初速度都相同，选项A正确；桌面必须保证严格水平，以保证小球做平抛运动，选项B正确；桌面光滑与否与实验精度无关，只要弹出时速度相同即可，选项C错误；由于竖直板的初始位移与抛出点的距离不一定也是x，则O、A、B、C四点的时间间隔不一定相同，则不一定会有y1:y2:y3=1:4:9，选项D错误；故选AB.（2）由平抛运动的规律可知：x=v0t；(y3-y2)-(y2-y1)=gt2；解得v0【题目点拨】本题关键是让学生掌握描点法作图线的步骤，同时知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论进行求解．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)75m；(2)9m；s【解题分析】

(1)运动员在B点解得