2024年福建省龙岩二中物理高三第一学期期中学业水平测试试题含解析

2024年福建省龙岩二中物理高三第一学期期中学业水平测试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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，空间有一正三棱锥OABC，点A′、B′、C′分别是三条棱的中点．现在顶点O处固定一正的点电荷，则下列说法中正确的是（）A．A′，B′，C′三点的电场强度相同B．△ABC所在平面为等势面C．将一正的试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′点，静电力对该试探电荷先做正功后做负功D．若A′点的电势为φA′，A点的电势为φA，则A′A连线中点D处的电势φD一定小于2、如图所示，bc为固定在小车上的水平横杆，物块M穿在杆上并通过轻细线悬挂着一个小铁球m，当小车以大小为a的加速度向右做匀加速直线运动时，物块M依靠摩擦力与杆保持相对静止，细线与竖直方向的夹角为θ，若小车的加速度逐渐增大到2a，物块M仍与杆保持相对静止，则A．细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍B．细线的拉力增加到原来的2倍C．横杆对M的弹力保持不变D．横杆对M的摩擦力保持不变3、物体以初速度V0滑上倾角为θ的固定斜面，物体与斜面间动摩擦因数为μ，斜面倾角θ可以调整为任意值（但θ≠0），则物体沿斜面上升的最小距离为（）A．V02g1+μ24、以下几种运动形式在任何相等的时间内，物体动量的变化不相等的运动是（）A．匀变速直线运动 B．平抛运动C．自由落体运动 D．匀速圆周运动5、如图所示，静止在光滑水平面上的木板，右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量．．质量的铁块以水平速度，从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端．在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为A．3J B．6J C．20J D．4J6、高楼高空抛物是非常危险的事。设质量为M=1kg的小球从20m楼上做自由落体运动落到地面，与水泥地面接触时间为0.01s，那么小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是A．10倍 B．20倍 C．200倍 D．2000倍二、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、为了安全，在公路上行驶的汽车必须保持距离．假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上行驶，甲车在前，乙车在后．t=0时刻，发现前方有事故，两车同时开始刹车，行进中两车恰好没有发生碰撞．两车刹车过程的v–t图象如图所示，以下判断正确的是A．两车都停止运动时相距25mB．t=0时刻两车间距等于50mC．t=5s时两车间距小于t=15s时两车间距D．乙车刹车的加速度大小是甲车的1.5倍8、如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落体运动，两物体分别到达地面，下列说法正确的是（）A．运动过程中重力的平均功率＜BB．运动过程中重力的平均功率=BC．到达地面时重力的瞬时功率＜BD．到达地面时重力的瞬时功率=B9、如图所示，固定的光滑竖直杆上套一个滑块A，与滑块A连接的细线绕过光滑的轻质定滑轮连接滑块B，细线不可伸长，滑块B放在粗糙的固定斜面上，连接滑块B的细线和斜面平行，滑块A从细线水平位置由静止释放（不计轮轴处的摩擦），到滑块A下降到速度最大（A未落地，B未上升至滑轮处）的过程中A．滑块A和滑块B的加速度大小一直相等B．滑块A减小的机械能等于滑块B增加的机械能C．滑块A的速度最大时，滑块A的速度大于B的速度D．细线上张力对滑块A做的功等于滑块A机械能的变化量10、物体A放在木板B上，木板B放在水平地面上，已知mA=8kg，mB=2kg，A、B间动摩擦因数μ1=0.2，B与地面动摩擦因数μ2=0.1，如图所示．若现用一水平向右的拉力F作用于物体A上，g=10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（）A．当拉力F=12N时，A、B间摩檫力大小为12NB．当拉力F>16N时，A相对B滑动C．当拉力F=20N时，A、B加速度均为1m/s2D．当拉力F=40N时，A、B间摩檫力大小为16N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）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M．弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为_______N．(2)下列不必要的实验要求是_________．(请填写选项前对应的字母)A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针示数稍稍超出量程，请你提出一个解决办法．12．（12分）某实验小组利用如图所示装置，探究木块在木板上滑动至停止的过程中，摩擦力做的功与木块滑上木板时初速度的关系．实验步骤如下：A．将弹簧左端固定在平台上，右端自然伸长到平台右侧O点，木板紧靠平台，其上表面与P，Q在同一水平面上．使木块压缩弹簧自由端至P点后由静止释放，木块最终停在木板上的B点，记下P点并测出OB间的距离L．B．去掉木板再使木块将弹簧压缩至P点并由静止释放，测出木块做平抛运动的水平位移x．C．改变由静止释放木块的位置，以获取多组L，x数据．D．用作图象的办法，探求L—x关系，得出结论．①A，B两步中，均使弹簧压缩到同一点P的目的是____________②本实验中，是否必须测出图中h的具体数值___________?(填“是”或“否”)．③实验小组根据测得数据，作出L—x2图象如右图所示，据此，实验小组便得出结论：摩擦力对木块做的功形与木块滑上木板时的初速度平方成正比．请写出其推理过程_____：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）雨滴下落时由于空气阻力的作用，经过一段加速后会趋近匀速下落．为解释雨滴下落过程中的各种现象，某同学查阅资料发现，若将雨滴视作半径为r的球体，则在竖直下落过程中雨滴所受的阻力满足公式，其中k为常数，v为雨滴下落的速度大小．已知雨滴的密度为ρ，重力加速度为g.（1）取雨滴由静止开始下落的时刻作为计时起点，请在下面的v-t图中定性画出雨滴从高空开始下落后直至落地前的过程中，其速度随时间的变化图像（取竖直向下为正方向，且不考虑与其它雨滴的碰撞）；（2）若某一雨滴的半径为rc，某时刻在竖直方向加速下落的速度大小为vc，求该时刻雨滴加速度的大小a；（3）高空中的雨滴竖直下落后打在沙滩上会留下深浅不一的小坑，该同学查阅资料后认为坑的深浅取决于雨滴撞击地面时的平均压强．为简化问题，雨滴撞击地面时可视为圆柱体形状，且撞击时间极短，撞击后的速度为零．请你帮助该同学推导此雨滴撞击地面时平均压强p的表达式（结果用ρ、g、k和r表示）．14．（16分）城市高层建筑越来越多，高空坠物事件时有发生，我国《民法通则》及《侵权责任法》中都有规定，建筑物上的搁置物发生脱落造成他人损害的，其所有人或管理人应承担民事责任，能够证明自己没有过错的除外．假设某高楼距地面H＝47m高的阳台上的花盆因受扰动而掉落，掉落过程可看做自由落体运动．有一辆长L1＝8m、高h＝2m的货车，在楼下以v0＝10m/s的速度匀速直行，要经过阳台的正下方，花盆自由下落时货车车头距花盆的水平距离为L2＝24m（花盆可视为质点，重力加速度g＝10m/s2）．(1)若司机没有发现花盆掉落，货车保持v0＝10m/s的速度匀速直行，通过计算说明货车是否会被花盆砸到？(2)若货车车头距花盆的水平距离为L3＝19m时，司机才发现花盆正在掉落途中，经Δt＝0.5s反应时间后采取加速（可视为匀加速）的方式来避险，则货车至少以多大的加速度才能安全通过？15．（12分）如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计．物快（可视为质点）的质量为，在水平桌面上沿轴运动，与桌面间的动摩擦因数为．以弹簧原长时物块的位置为坐标原点，当弹簧的伸长量为时，物块所受弹簧弹力大小为，为常量．（）请画出随变化的示意图；并根据图象求物块沿轴从点运动到位置的过程中弹力所做的功．（）物块由向右运动到，然后由返回到，在这个过程中，．求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量；．求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较,说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念，为什么？

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】

根据点电荷的场强公式E=kQ/r2分析电场强度的大小关系；点电荷的等势面是一系列的同心圆；沿着电场线，电势逐渐降低；根据电势的变化，分析电势能的变化，从而判断电场力做功的正负；根据公式U=Ed分析A′A连线中点D处的电势．【题目详解】A′、B′、C′三点到O点的距离相等，根据点电荷的场强公式E=kQ/r2分析可知，A′、B′、C′三点的电场强度大小相等．但方向不同，故A错误．A、B、C的三个点到场源电荷的距离相等，在同一等势面，但其它点到场源电荷的距离与A、B、C三点到场源电荷的距离不等，故△ABC所在平面不是等势面，故B错误；将一正的试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′点，电势先升高后降低，电势能先增大后减小，则静电力对该试探电荷先做负功后做正功，故C错误．由于A′D间场强大于DA间场强，由U=Ed知，A′、D间的电势差大于DA间的电势差，则有：φA-φD＞φD-φA′，则φD＜（φA+φA′），由于正点电荷电场中电势大于零，因此φD＜φA+φA′，故D正确；故选D．【题目点拨】本题关键是明确点电荷的电场分布情况，注意根据对称性分析，同时要注意场强是矢量，电势是标量．2、C【解题分析】

对小球受力分析，受重力mg和细线的拉力T，如图根据牛顿第二定律，水平方向有：竖直方向受力平衡有：再对m和M整体受力分析，受总重力(M＋m)g、横杆支持力N、横杆摩擦力f，如图根据牛顿第二定律，水平方向有：竖直方向受力平衡有：由以上可解得：，，由以上表达式可知：A.的正切变为原来的2倍，但不是2倍，故A错误;B.由拉力表达式可知，拉力T也不是增大为原来2倍，故B错误；C.横杆对M的弹力保持不变，等于总重，故C正确；D.横杆对M的摩擦力增大为原来2倍，故D错误；3、B【解题分析】

根据牛顿第二定律求解加速度，根据v2=2ax结合数学知识讨论x的最小值.【题目详解】物体沿斜面上滑时，由牛顿第二定律：μmgcosθ+mgsinθ=ma，根据v2=2ax解得x=v22a=v22g(sinθ+μcosθ)4、D【解题分析】由相等时间内，物体动量的变化总是相等，由动量定理Ft=Δp知，作用力F一定为恒力，则物体必须做匀变速运动，而匀速圆周运动是变加速运动，故有匀速圆周运动的物体动量的变化不相等，故D正确，ABC错误，故选D．5、A【解题分析】试题分析：铁块从木板的左端沿板面向右滑行，当铁块与木板的速度相同时，弹簧压缩最短，其弹性势能最大．根据能量守恒列出此过程的方程．从两者速度相同到铁块运动到木板的左端过程时，两者速度再次相同，根据能量守恒定律再列出整个过程的方程．根据系统动量守恒可知，两次速度相同时，铁块与木板的共同速度相同，根据动量守恒定律求出共同速度，联立求解弹簧具有的最大弹性势能．设铁块与木板速度相同时，共同速度大小为v，铁块相对木板向右运动时，滑行的最大路程为L，摩擦力大小为f．根据能量守恒定律得：铁块相对于木板向右运动过程：，，铁块相对于木板运动的整个过程：，，又根据系统动量守恒可知，，解得EP=3J，A正确．6、C【解题分析】

小球下落过程，由动能定理得：，解得：，方向：竖直向下；以向下为正方向，由动量定理得：，解得：，由于，故C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、AB【解题分析】

AB、行进中两车恰好没有发生碰撞，说明t＝10s时刻两车速度相等时恰好相遇，则t＝0时刻两车间距等于两车在10s位移之差，为：m＝50m．根据图象与时间轴围成的“面积”表示位移可知，甲的刹车距离为：m=200m，而乙的刹车距离为：m，两车都停止运动时相距为：＝225m﹣（50m+200m）＝25m；故AB正确．C、根据“面积”表示位移，可知t＝5s～15s内两车通过的位移相等，所以t＝5s时两车间距等于t＝15s时两车间距，故C错误．D、根据v﹣t图象的斜率表示加速度，甲的加速度大小为：a1＝1m/s2；乙的加速度大小为：a2＝2m/s2；故乙车的加速度是甲车的加速度的2倍；故D错误．8、AC【解题分析】AB、B做自由落体运动，运动时间，A做匀加速直线运动，a=gsinθ，根据得：，重力做功相等，根据知,PA<PB，故A正确、B错误；CD、根据动能定理：得，物块到达底端时的速度，A物体重力的瞬时功率PA=mgvsinθ，B物体重力的瞬时功率PB=mgv，则PA<PB，故C正确、D错误．故选AC．【名师点睛】根据动能定理求出到达地面时的速度，根据瞬时功率的公式求出重力的瞬时功率．结合牛顿第二定律和运动学公式比较运动的时间，通过平均功率的公式求出重力的平均功率．9、CD【解题分析】

根据沿绳的加速度相同分析两滑块的关系；由系统的机械能守恒的条件判断；由沿绳的速度相等分析两滑块的速度关系；由动能定理或能量守恒分析机械能的变化.【题目详解】A、两滑块与绳构成绳连接体，沿绳方向的加速度相等，则A的分加速度等于B的加速度；故A错误.B、绳连接体上的一对拉力做功不损失机械能，但B受到的斜面摩擦力对B做负功，由能量守恒可知滑块A减小的机械能等于滑块B增加的机械能和摩擦生热之和；B错误.C、绳连接体沿绳的速度相等,则A沿绳的分速度等于B的运动速度，如图所示，即滑块A的速度大于B的速度；故C正确.D、对A受力分析可知，除重力外，只有细线的张长对滑块做功，由功能原理可知，细线上张力对滑块A做的功等于滑块A机械能的变化量；故D正确.故选CD.【题目点拨】绳连接体抓住五同原理解题.(沿绳的拉力相同，沿绳的加速度相同，沿绳的速度相同，沿绳的功率相同，沿绳的做功相等).10、CD【解题分析】

当A、B刚要发生相对滑动时，对B，根据牛顿第二定律得整体的加速度为：a=μ1mAg-μ2(mA+mB)gmB=0.2×80-0.1×1002=3m/s2。此时拉力F为：F=（mA+mB）a+μ2(mA+mB)g=40N。则当F≤40N时，A，B都相对静止，当F＞40N时，A相对B滑动。故B错误。当F=12N时，A，B相对静止，整体的加速度为：a=F-μ2(mA+mB)gmA+m【题目点拨】本题属于动力学的临界问题，关键求出相对运动的临界加速度，判断在绳子拉力范围内是否发生相对运动，注意整体法和隔离法的运用．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）3.6（2）D（3）改变弹簧测力计B的拉力大小（或减小重物质量、或将A换称量程较大的测力计、或改变B的方向等）【解题分析】

（1）弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则读数为3.60N（2）重物的重力是合力，则应测量重物M所受的重力，选项A正确；簧测力计应在使用前校零，以免产生误差，选项B正确；拉线方向应与木板平面平行，选项C正确；改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点位置可以变化，选项D错误；此题选择不正确的选项，故选D.（3）改变弹簧测力计B的拉力大小（或减小重物质量、或将A换称量程较大的测力计、或改变B的方向等）12、保证木块做平抛运动的初速度与木块滑上木板时的初速度相等否设木块做平抛运动的初速度为v，运动时间为t，则木块的水平位移x=vt，木块在水平木板上运动时，由动能定理得：-fL=0-mv2，解得：L=x2，m，f，t是常数，设=k，则L=kx2，k是常数，则L与x2成正比【解题分析】

①实验要保证木块的初速度相等，A，B两步中，均使弹簧压缩到同一点P的目的是保证木块做平抛运动的初速度与木块滑上木板时的初速度相等．②木块离开平台后做平抛运动，由于抛出点的高度一定，木块在空中的运动时间相等，木块的水平位移与时间成正比，实验不需要测出平台的高度h．③设木块做平抛运动的初速度为v，运动时间为t，则木块的水平位移x=vt，木块在水平木板上运动时，由动能定理得：-fL=0-mv2，解得：L=x2，m，f，t是常数，设=k，则L=kx2，k是常数，则L与x2成正比．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