河北省雄安新区博奥高级中学2024年物理高三上期中综合测试试题含解析

河北省雄安新区博奥高级中学2024年物理高三上期中综合测试试题注意事项：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、摩天轮一般出现在游乐园中，作为一种游乐场项目，与云霄飞车、旋转木马合称是“乐园三宝”．在中国南昌有我国第一高摩天轮﹣﹣南昌之星，总建设高度为160米，横跨直径为153米，如图所示．它一共悬挂有60个太空舱，每个太空舱上都配备了先进的电子设备，旋转一周的时间是30分钟，可同时容纳400人左右进行同时游览．若该摩天轮做匀速圆周运动，则乘客（）A．速度始终恒定B．加速度始终恒定C．乘客对座椅的压力始终不变D．乘客受到到合力不断改变2、如图所示，直线a和曲线b分别是在平行的平直公路上行驶的汽车a和b的速度一时间（v-t）图线，在t1时刻两车刚好在同一位置（并排行驶），在t1到t3这段时间内()A．在t2时刻，两车相距最远B．在t3时刻，两车相相遇C．a车加速度均匀增大，b车加速度逐渐增大D．a车的位移大于b车的位移3、在光滑水平地面上匀速运动的装有砂子的小车，小车和砂子总质量为M，速度为v0，在行驶途中有质量为m的砂子从车上漏掉，砂子漏掉后小车的速度应为：（）A．v0 B． C． D．4、如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，现让杆绕转轴O在竖直平面内匀速转动，角速度为，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角满足（）A．B．C．D．5、2019年1月3日嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面的南极-艾特肯盆地冯卡门撞击坑，成为人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器．如图所示，在月球椭圆轨道上，己关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并在B处变轨进入半径为r、周期为T的环月圆轨道运行．己知引力常量为G，下列说法正确的是（）A．图中探月卫星飞向B处的过程中速度越来越小B．图中探月卫星飞向B处的过程中加速度越来越小C．由题中条件可以计算出月球的质量D．由题中条件可以计算出探月卫星受到月球引力大小6、如图所示，将一物体从地球表面的A处移到B处，万有引力做功为W1；将该物体从B处移到无穷远处，万有引力做功为W2。取无穷远处引力势能为零，则该物体在A处具有的引力势能可表示为A．W1-W2B．W2-W1C．W1+W2D．-W1-W2二、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、质量为m和M的两个物块A、B，中间夹着一根由轻绳束缚着的、被压缩的轻质弹簧，弹簧与A、B不相连，它们一起在光滑的水平面上以共同的速度向右运动，总动量为P，弹簧的弹性势能为Ep；某时刻轻绳断开，弹簧恢复到原长时，A刚好静止，B向右运动，与质量为M的静止物块C相碰并粘在一起，则A．弹簧弹力对A的冲量大小为B．弹簧弹力对B做功的大小为EpC．全过程中机械能减小量为EpD．B、C的最终速度为8、无偿献血、救死扶伤的崇高行为，是文明社会的标志之一。现代献血常采用机采成分血的方式，就是指把健康人捐献的血液，通过血液分离机分离出其中某一种成分（如血小板、粒细胞或外周血干细胞）储存起来，再将分离后的血液回输到捐献者体内。分离血液成分需要用到一种叫离心分离器的装置，其工作原理的示意图如图所示，将血液装入离心分离器的封闭试管内，离心分离器转动时给血液提供一种“模拟重力”的环境，“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比。初始时试管静止，血液内离转轴同样距离处有两种细胞a、b，其密度分别为ρa和ρb，它们的大小与周围血浆密度ρ0的关系为ρa<ρ0<ρb。对于试管由静止开始绕轴旋转并不断增大转速的过程中，下列说法中正确的是A．细胞a相对试管向内侧运动，细胞b相对试管向外侧运动B．细胞a相对试管向外侧运动，细胞b相对试管向内侧运动C．这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向向外侧逐渐变大D．这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向各处大小相同9、我国已成功发射多颗卫星，为实现国人的飞天梦想提供了大量的信息、科技支持．嫦娥一号的成功发射，标志着我国新的航天时代的到来．已知发射的卫星中，卫星A是极地圆形轨道卫星，卫星B是地球同步卫星，二者质量相同，且卫星A的运行周期是卫星B的四分之一．根据以上相关信息，比较这两颗卫星，下列说法中正确的是（）A．卫星A做圆周运动的圆心和地心重合B．卫星B离地面较近，卫星A离地面较远C．正常运行时卫星A的线速率比卫星B的线速率小D．卫星A所需的向心力比卫星B所需的向心力大10、如图，固定在地面的斜面上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图。斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r，将6个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦。则在各小球运动过程中，下列正确的是A．球1的机械能守恒B．六个球落地点各不相同C．球6的水平射程最小D．球6在OA段机械能增大三、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“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，（1）图乙是纸带穿过打点封时器的两种穿法，你认为比较合理的穿法是___（选填“A”或“B”）（2）关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是___A．电磁打点计时器使用的是4V~6V的直流电源B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快（3）如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的记数点，相邻记数点间有4个计时点未标出，设A点为计时起点，求C点的瞬时速度___，小车的加速度a=___（结果保留三位有效数字）12．（12分）某同学利用如图所示的装置探究小车的加速度与所受合外力的关系，具体实验步骤如下:

①按照图示安装好实验装置，并测出两光电门间距离L

②平衡摩擦力即调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等

③取下细绳和沙桶，测量沙子和沙桶的总质量m，并记录④把小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间，并计算出小车到达两个光电门时的速度和运动的加速度

⑤重新挂上细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复②~④步骤(1)如图，用游标卡尺测得遮光片宽度d=_____________cm.

(2)关于本实验的说法正确的是__________________A．平衡摩擦力时要取下细绳和沙桶B．平衡摩擦力时不应取下细绳和沙桶C．沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量D．小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量四、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）如图甲所示，固定的光滑半圆轨道的直径PQ沿竖直方向，其半径R的大小可以连续调节，轨道上装有压力传感器，其位置N始终与圆心O等高。质量M=1kg、长度L=3m的小车静置在光滑水平地面上，小车上表面与P点等高，小车右端与P点的距离s=2m。一质量m=2kg的小滑块以v0=6m/s的水平初速度从左端滑上小车，当小车与墙壁碰撞后小车立即停止运动。在R取不同值时，压力传感器读数F与1R的关系如图乙所示。已知小滑块与小车表面的动摩擦因数μ=0.2，取重力加速度g=10m/s2(1)小滑块到达P点时的速度v1的大小；(2)图乙中a和b的值。14．（16分）如图所示，一列长为300m的复兴号高速列车沿平直的轨道以100m/s的速度匀速行驶，为了整列列车能顺利安全停靠在站台AB上，当车头行驶到距离站台1500m的O点时，列车要立即匀减速停车，已知站台AB全长为500m，求：(1)列车减速运动的加速度大小的取值范围；(2)列车减速运动的最长时间。15．（12分）如图所示，水平屋顶高H＝5m，围墙高h＝3.2m，围墙到房子的水平距离L＝3m，围墙外空地宽x＝10m，为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的空地上，g取10m/s2.求：(1)小球离开屋顶时的速度v0的大小范围；(2)小球落在空地上的最小速度．

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、D【解题分析】

A、匀速圆周运动的速度方向沿圆周的切线方向，方向时刻在改变，故其速度是变化的．故A错误．B、做匀速圆周运动的物体，其向心加速度方向始终指向圆心，方向时刻在变化，故向心加速度是变化的，故B错误．C、乘客对座椅的压力方向始终变化，所以压力变化．故C错误．D、做匀速圆周运动的物体，其所受的合力提供向心力，其方向始终指向圆心，始终变化．故D正确．2、D【解题分析】

在t1时刻两车刚好在同一位置（并排行驶），在t1到t3这段时间内，a的速度一直大于b的速度，两者间距一直增大，t3时刻之后，a的速度小于b的速度，两者间距减小，则在t3时刻，两车相距最远，故AB错误；根据速度时间图象的斜率等于加速度，可知，a车的加速度不变，b车加速度一直增大，故C错误；在v-t图象中，与时间轴所围面积表示物体运动的位移，故a车的位移大于b车的位移，故D正确．所以D正确，ABC错误．3、A【解题分析】设漏掉质量为m的沙子后，砂子从车上漏掉的瞬间由于惯性速度仍然为，汽车速度为，根据水平方向动量守恒可得：解得：，故BCD错误，A正确．点睛：本题考查了动量守恒定律的应用，应用时注意：正确选取研究对象，明确公式中各物理量含义．4、A【解题分析】

小球所受重力和杆子的作用力的合力提供向心力，受力如图所示；根据牛顿第二定律有：，解得：，AC．，A正确C错误；BD．求出来是的表达式，而并非的表达式，BD错误．5、C【解题分析】

A、在椭圆轨道上，探月卫星向月球靠近过程，万有引力做正功，根据动能定理，卫星的速度要增加，故A错误；B、探月卫星飞向B处的过程中受到地球的引力越来越小，受到月球的引力越来越大，故合外合外力越来越大，所以加速度越来越大，故B错误；C、在环月轨道，万有引力提供圆周运动向心力，有：mr，可得中心天体质量：M，故C正确；D、探月卫星质量未知，故由题设条件无法计算探月卫星受到月球引力大小，故D错误．6、C【解题分析】

物体A处移到B处，万有引力做功为W1；物体从B处移到无穷远处，万有引力做功为W2，所以从A移到无穷远处万有引力功做功为W1+W2，万有引力做功引起了重力势能的变化，且万有引力做正功引力势能减小，万有引力做负功，引力势能增大，即W=-ΔEP取无穷远处引力势能为零，所以A点的引力势能为W1+W2，故C对；ABD故选C【题目点拨】把握住万有引力做功与引力势能变化之间的关系即可求解。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、AD【解题分析】选取向右为正方向，两个物体的总动量是P，则A的动量：,弹簧恢复到原长时，A刚好静止，由动量定理得：,负号表示与选定的正方向相反．故A正确；弹簧对AB作用的过程中，弹簧对A做负功，对B做正功，系统的机械能全部转化为B的动能，所以B的动能的增加量等于弹簧的弹性势能与A的动能的和，所以弹簧弹力对B做功的大于EP．故B错误；物块A与B以及弹簧组成的系统相互作用的过程中系统的动量守恒，设相互作用结束后B的速度为v1，选取向右为正方向，则：P=Mv1，B与C相互作用的过程中二者组成的系统的动量也守恒，设最终的速度为v2，根据动量守恒得：Mv2=（M+M）v2联立得：，整个的过程中损失的机械能：，而，联立解得：，可知只有在m与M相等时，全过程中机械能减小量才为EP．故C错误，D正确．所以AD正确，BC错误．8、AC【解题分析】

AB．因为满足ρa<ρ0<ρb，则根据离心原理，细胞a相对试管向内侧运动，细胞b相对试管向外侧运动，选项A正确，B错误；CD．根据a=ω2r可知，这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向向外侧逐渐变大，选项C正确，D错误。9、AD【解题分析】A、卫星做圆周运动时万有引力提供向心力，所以卫星A做圆周运动的圆心一定和地心重合，故A正确；B、卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有：GMmr2由题意知，极轨卫星A周期较短，其半径是较小的，离地面较近，B错误；C、由GMmr2=mv2r得，v=D、卫星A离地面较近，卫星B离地面较远，根据万有引力提供向心力，卫星A所需的向心力比卫星B所需的向心力大，故D正确。故选：AD。10、CD【解题分析】

A．6个小球都在斜面上运动时，只有重力做功，整个系统的机械能守恒，当有部分小球在水平轨道OA上运动时，水平轨道OA上的小球与斜面上的小球会有相互作用，各小球间有了相互作用力，球2对1的作用力做负功，球1的机械能不守恒，故A项错误；B．由于6、5、4三个球在水平轨道OA运动时，斜面上的小球与水平轨道OA上小球间会有相互作用，所以6、5、4三个球在水平面均做加速运动，离开A点时，球6的速度最小，水平射程最小；3、2、1三个球一起在水平轨道OA上运动时不再加速，3、2、1离开水平轨道OA的速度相等，水平射程相同，所以六个球的落点不全相同，故B项错误，C项正确；D．球6在OA段运动时，球5对球6的作用力做正功，动能增加，机械能增加，故D项正确。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、BC1.76.4【解题分析】

(1)[1]打点计时器在安装使用时，除基本操作要求外，还有一点值得注意的是：纸带穿过限位孔进要放在复写纸的下面，这样打出的点迹清楚，故B正确；(2)[2]A．电磁打点计时器一般使用4～6V的交流电源，故A错误；B．为了提高纸带的利用率，同时为了使打点稳定，使用打点计时器时要先接通电源，后释放物体，故B错误；C．打点的时间间隔取决于交流电压的频率，电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确；D．纸带上打的点越密，说明相等的时间间隔位移越小，即物体运动的越慢，故D错误。(3)[3]电源频率为50Hz，则周期为0.02s，相邻计数点间还有四个点未标出，则可知相邻计数点间的时间为0.1s，利用匀变速直线运动的推论可知平均速度等于中间时刻的瞬时速度：[4]由题意知根据得，加速度为：12、0.675B【解题分析】

（1）根据游标卡尺的读数方法，即主尺读数加上游标读数，不需估读；

（2）探究小车的加速度与所受合外力的关系，平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶，也不需要沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量；【题目详解】（1）游标卡尺主尺读数为0.6cm，游标尺上第15个刻度与主尺上某一刻度对齐，

则游标读数为15×0.05=0.75mm=0.075cm，所以最终读数为：0.6cm+0.075cm=0.675cm；

（2）本实验中，沙桶和沙子的总质量所对应的重力即为小车做匀变速运动时，所以不需要“沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量”的实验条件，同时平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶，故选项B正确，选项ACD错误。【题目点拨】以“验证牛顿第二定律实验”为命题背景，考查学生对基本测量工具的使用，对实验原理、实验操作及误差分析的理解和掌握，注意游标卡尺读数没有估计值。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)4m/s(2)a=1.25,b=40【解题分析】

(1)小滑块滑上小车后将做匀减速直线运动，小车将做匀加速直线运动；算出到两者速度相等时，小车及滑块的位移；发现速度相等时，小物块恰到小车的最右端且此时车与墙相碰，可得小滑块到达P点时的速度；(2)据机械能守恒求得小滑块到N点的速度，再对小滑块在N点时受力分析，据牛顿第二定律求出F-1R对应的函