2023-2024年河北武邑中学高三年级上册期中考试物理试题（解析版）

物理试题

本试卷分第I卷（选择题，共46分）和第H卷（非选择题，共54分）两部分。

满分100分，考试时间75分钟。

第I卷（选择题）

一、选择题（共10小题。第1-7题为单项选择题，每题4分，共28分；第8-10为多选题，

每小题6分，共18分，全部选对得6分，选不全得3分，错选得0分。）

1.下列关于物理学研究方法，正确的是（）

A.为了方便研究物理问题，在任何情况下体积很小的物体都可以看成质点

Av

B.加速度。=—用了微元法定义物理量，说明加速度与速度的变化量成正比

At

C.伽利略研究自由落体运动时，采用了“逻辑推理T合理外推一猜想假设T实验验证”的研究思路

A_r

D,由速度v=—可知，当加非常小时，可以近似表示物体在f时刻的瞬时速度，采用了极限法

【答案】D

【解析】

【详解】A.只有物体的大小和形状对研究的问题没有影响或影响可以忽略时，才能看成质点，不能只看大

小，故A错误；

B.加速度的大小由速度变化量与时间共同决定，故B错误；

C.伽利略研究自由落体运动时，采用了“猜想假设一逻辑推理-实验验证-合理外推”的研究思路，故C

错误；

D.极端时间内的平均速度近似等于瞬时速度，采用的是极限思想，故D正确。

故选D。

2.新能源汽车发展是为了减少对传统燃料的依赖，减少环境污染和减少温室气体的排放。如图所示为我

国比亚迪一型号汽车某次测试行驶时的加速度。和车速倒数一的关系图像。若汽车质量为2.1x103kg,它

v

由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为40m/s,下列说法错误的是（）

八a/（nrs-2）

4010v/（

A.汽车匀加速所需时间为5s

B.汽车牵引力的额定功率为5.6xl（）4w

汽车在车速为5m/s时，功率为3.2X1CPW

D.汽车所受阻力为l/xlCpN

【答案】C

【解析】

【详解】A.由图可知，汽车在速度等于10m/s前，加速度不变，故汽车是恒加速度启动的，根据匀变速直

线运动的基本规律可知

v=

t=-=5s

a

故A正确；

BD.由图可知，速度由10m/s到40m/s汽车是以额定功率行驶。汽车的最大速度为40m/s,汽车开始做匀

速直线运动，此时歹=）,则有

八里

%ax

当v=10m/s时，汽车的加速度a=2m/s2,根据牛顿第二定律可知

昼-f-ma

J-flLCL

V

解得

y=1.4xlO3N,=5.6X104W

故BD正确；

C.汽车在车速为5m/s时，汽车处于匀加速阶段，则有

F-f=ma,P=Fv

解得

P=2.8X104W

故C错误。

本题选错误的，故选C。

3.2020年我国实施“天问一号”计划，“天问一号”探测器靠近火星时需要通过变轨逐渐靠近火星，如图

所示，探测器经历椭圆轨道in-椭圆轨道II-圆轨道I的变轨过程。。点为轨道n的远火点，P点为轨道II

的近火点，探测器在三个轨道运行时都经过尸点。下列说法正确的是（）

A.“天问一号”的发射速度必须大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度

B.“天问一号”沿轨道II运行至P点的速度小于运行至。点的速度

C.“天问一号”在轨道I上的机械能大于在轨道II上的机械能

D.若轨道I贴近火星表面，已知“天问一号”在轨道I上运动的周期T和引力常量G,可以推知火星的平

均密度

【答案】D

【解析】

【详解】A.“天问一号”已脱离地球引力束缚绕火星运行，所以其发射速度必须大于第二宇宙速度小于第

三宇宙速度，故A错误；

B.“天问一号”沿轨道n运行至尸点近火点的速度大于运行至。点远火点的速度，故B错误；

C.由于“天问一号”由轨道II变轨到轨道I需要在P点点火减速，即外力对“天问一号”做负功，其机械

能减小，所以“天问一号”在轨道I上的机械能小于在轨道H上的机械能，故C错误；

D.“天问一号”绕火星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即

Mm4乃2

G寸〃〒R

M

3

联立可得

3乃

。=讦

由此可知，若已知“天问一号”在轨道I上运动的周期T和引力常量G,可以推知火星的平均密度，故D

正确。

故选D。

4.如图所示，某次比赛中一运动员将篮球从地面上方B点以速度%斜向上抛出，恰好垂直击中篮板上A点。

不计空气阻力，若篮球从8点正上方C点斜向上抛出，仍然垂直击中篮板上A点，则两次抛球相比（）

B.从8点抛出时，球撞到篮板时的速度较小

C.从C点抛出时，球撞到篮板时的速度较小

D.从C点抛出时，抛射角夕较大

【答案】B

【解析】

【详解】A.因为篮球垂直击中篮板，此时速度处于水平方向，故根据逆向思维，把篮球的运动看成反向做

平抛运动，A到8的下落高度大于A到C的下落高度，竖直方向根据人=58/得

7T[2h

可知A到8的时间大于A到C的时间，即球从8抛出至A,用时较长，A错误；

BC.水平方向做匀速运动，则有

由于水平位移相等，球从8至A用时较长，可知从B点抛出时，球撞到篮板时的速度较小，从C点抛出时,

球撞到篮板时的速度较大，故B正确，C错误；

D.篮球刚抛出时的抛射角满足

tan6)=—=—

匕匕

由于从C点抛出时所用时间较短，且水平速度较大，可知从C点抛出时，抛射角。较小，故D错误。

故选B。

5.如图所示，一列简谐横波以v=10m/s沿x轴传播，实线。是/=0时刻的波形图，虚线6是/=0.7s时

刻的波形图。下列说法正确的是（）

A.0~2s时间内，x=4m处的质点运动的路程为80cm

B.该波沿x轴正方向传播

C./=ls时，x=2m处的质点速度最大

D.f=1.7s时，x=4m处的质点离开平衡位置位移为4cm

【答案】A

【解析】

【详解】B.由图像可知，该波的波长为

4=4m

若该波沿X轴正方向传播，波速大小为

x1+4w,、

v=-=-------m/s(7i=0,1,2,3…)

t0.7

若传播方向沿x轴负方向，波速大小为

x3+4n,

v=-=--------m/s(n=0,1,2,3…)

t0.7

由题意可知，波速大小为10m/s,所以该波一定沿尤轴负方向传播，故B错误；

C.由波速公式可知

T=—=—s=0.4s

v10

/=ls时，即经过两个整周期加半个周期，2m处的质点处于波峰，其速度为零，故C错误;

A.由于

2s=57

质点在一个周期内所运动的路程为4A,所以0~2s时间内，x=4m处的质点运动的路程为

s=5x4A=80cm

故A正确；

D.由于

1.7s=47+-

4

所以Z=1.7s时，x=4m处的质点恰好回到平衡位置，故D错误。

故选A„

6.如图所示，一大型气球初始时悬停在空中，喷气口被绳系着，某时刻系在喷气口的绳子突然松开，内部

气体竖直向下喷出，由于反冲作用气球开始向上运动。己知内部气体的密度为夕，气球连同内部气体最初

的质量为小，喷气口的横截面积为S,绳子松开瞬间喷出气体的速度为也重力加速度为g,不计空气阻力,

则绳子松开瞬间气球的加速度大小为()

.pSv2pSv2pSv2pSv

A.------B.-..........gC.-........+gD.-——

mmmm

【答案】A

【解析】

【详解】由题意可知初始状态有

mg-Fn=Q

取极短时间加内喷出的气体为研究对象，根据动量定理得

FA?=(/?vA?S)v-0

得

F=pv2S

根据牛顿第三定律知气体对气球的作用力大小为0V2S,方向竖直向上。对气球，根据牛顿第二定律得

pv2S-mg+F浮=ma

得

故选A„

7.如图所示，A、8两物块的质量分别为3机和机，静止叠放在水平地面上。A、8间的动摩擦因数为〃，B

与地面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力

F,则（）

B

///ZZ///////////////////Z

A当加g时，A、3都相对地面静止

B.当尸=］即8时，A的加速度;〃g

C.当Q6国咫时，A相对2滑动

D.无论尸为何值，B的加速度不会超过g〃g

【答案】B

【解析】

【详解】A.物块A、8间的最大静摩擦力为

片=3Ring

2与地面间的最大静摩擦力为

-4

鸟根g

4

所以当/＜耳〃〃2g时，A、8都相对地面静止，A错误；

BCD.物块A刚刚相对B滑动时，48加速度相同，则此时对8有

c4

3jumg--/jmg=maB

对A有

F-3pmg-3mtzA

解得

F=Mmg，aA=aB=|^

则当时，A相对8滑动，此后8的受力不变，则8的最大加速度为

5

aB=14g

当歹=与〃加g时，A、2一起滑动，其加速度为小有

104，

一jumg——pimg-Ama

解得

a=Q.5jug

B正确，CD错误；

故选B。

8.如图所示，质量为根的小球A可视为质点，用长为乙的摆线悬挂在墙上。点，。点正下方。’点钉有一

光滑细支柱，且。、O两点的距离为L'。现将A球拉至偏离竖直方向60。释放，摆至最低点后A球绕O'

点运动。以下说法正确的是()

A.绳子碰到细支柱瞬间，小球速度大小不变

B.绳子碰到细支柱瞬间，绳子拉力大小不变

3

C.当〃=—L时，A球能绕点O'做完整圆周运动

4

3

D.当〃时，绳子碰到细支柱前后的拉力大小之比为2:5

4

【答案】AD

【解析】

【详解】AB.绳子碰到细支柱瞬间，小球速度大小不变，转动半径减小，根据牛顿第二定律，有

r

所以绳子拉力大小为

F=mg+m~

r

由此可知，绳子碰到细支柱瞬间，绳子拉力变大，故A正确，B错误；

C.A球由偏离竖直方向60。释放到摆至最低点的过程，根据机械能守恒定律可得

1,

mgL(l—cos600)=—mv~

解得

若A球能绕点O,做完整的圆周运动，则有

—mg-2(£-//)=；mv'2-gmv2

联立解得

v'=0

由此可知，A球不能绕点。，做完整的圆周运动，故C错误；

D.绳子碰到细支柱前后的拉力大小之比为

2

V

F=段+m了2mg=2

故D正确。

故选AD„

9.如图所示，质量为3〃八半径为R的光滑圆弧形槽静止在光滑水平面上，质量为根的小钢球从槽的顶端A

处静止释放，不计一切阻力，重力加速度为g,在此后的过程中，下列说法正确的是()

A.小钢球和圆弧形槽组成的系统动量不守恒

B.小钢球运动到圆弧槽8处时速度为J9

C.小钢球运动到圆弧槽8处时，此圆弧槽的对地位移大小可能为

4

D.小钢球运动到圆弧槽8处时，此小钢球的对地位移大小可能为

4

【答案】ACD

【解析】

【详解】A.小钢球在竖直方向受重力作用，合力不为零，小钢球和槽组成的系统动量不守恒，A正确；

B.小钢球和槽组成的系统水平方向上不受外力，所以系统在水平方向上动量守恒，由题意知水平方向上初

动量为零，则有

mvi=3mvi

又因为整个过程系统机械能守恒又有

八121.2

mgR——mvi+—•3mv2

解得

B错误；

CD.设小钢球小钢球下滑到底端8的过程中所用时间为3圆弧向左移动的距离为％,则小钢球向右移动的

距离为R—x,根据水平方向动量守恒得

R-x。x

m-------=5m•—

tt

解得

R「3八

x=—,R—x=­R

44

由于小钢球在竖直方向运动了R,则小钢球运动到圆弧槽8处时，此小钢球的对地位移大小可能为

CD正确。

故选ACDo

10.图（a）是粮库工作人员通过传送带把稻谷堆积到仓库内的情景，其简化模型如图（b）所示工作人员把

一堆稻谷轻轻地放在以恒定的速度v顺时针转动的传送带的底端，稻谷经过加速和匀速两个过程到达传送带

项端，然后被抛出落到地上，已知传送带长度为L与地面的夹角为。，忽略空气阻力，不计传送带两端轮

子半径大小及稻谷厚度，重力加速度为g,以地面为零势能面，对于稻谷中一颗质量为根的谷粒P的说法

正确的是（）

A.在匀速阶段，其他谷粒对谷粒P的作用力方向竖直向上

B,在传送带上运动过程中，其他谷粒对谷粒P做的功为3相声+相gLsin。

C.谷粒P离开传送带后（落地前）的机械能为

D.在传送带上运动时，谷粒P克服重力做功为一根丫2

【答案】ABC

【解析】

【详解】A.在匀速阶段，谷粒P受到竖直向下的重力和其他谷粒对谷粒P的作用力，合力为零，所以其他

谷粒对谷粒P的作用力方向竖直向上，大小等于机g,故A正确；

B.在传送带上运动过程中，其他谷粒对谷粒P做的功等于谷粒增加的机械能，所以

1,

W=—mV+mgLsin0

故B正确；

C.谷粒P离开传送带后（落地前）的机械能保持不变，所以其机械能应为

12

E=-mv'+mgLsin0

故C正确；

D.在传送带上运动时，谷粒P克服重力做功为

%G=mgLsin0

故D错误

故选ABCo

第n卷（非选择题）

二、实验题（本题共2小题，共14分。请将答案填写在答题卷中的横线上。）

11.某小组设计了如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，物块p、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，

P底端固定一宽度为d的轻质遮光条，托住P，使系统处于静止状态，用刻度尺测出遮光条所在位置A与固

定在铁架台上的光电门B之间的高度差九现将物块P从图示位置由静止释放，记下遮光条通过光电门8

的时间为r,已知当地的重力加速度为g,P、Q的质量分别用机p和冽Q表示。

常////////

2

—

|1111I1111|1111I1111|

05101520

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示，则〃=mm；

（2）下列实验步骤必要的是o

A.准确测量出两物块的质量网＞和相Q

B.应选用质量和密度较大的物块进行实验

C.两物块的质量应该相等

D.需要测量出遮光条从A到达B所用的时间

（3）改变高度，重复实验,描绘出声—介图像,该图像斜率为k,在实验误差允许范围内，若k=

（用前面给出的字母表示），则验证了机械能守恒定律。

【答案】①.2.20②.AB##BA③.2"

(""+mQ)

【解析】

【详解】（1）口］20分度游标卡尺的精确值为0.05mm,由图乙可知遮光条的宽度为

d=2mm+4x0.05mm=2.20mm

（2）⑵A.验证机械能守恒的表达式为

/、，1/、储

hQ

(mp-mQ)g=~("%+"Z)-p-

需要测量P的质量mP，Q的质量冽Q,故A正确；

B.选用质量和密度较大的物块进行实验可以减小因空气阻力而带来的系统误差，故B正确；

C.释放P物体后需要P向下加速通过光电门，Q向上加速，则需要P的质量大于Q的质量，故C错误;

D.物块P从A点到达B点过程，P和Q组成的系统动能增加量为

11d~

m2

△Ek=-Op+Q)v-=-+mQ)—

系统重力势能的减小量为

△综=(mP-mQ)g/z

不需要测量出遮光条从A到达8所用的时间就能验证机械能守恒，故D错误。

故选ABo

（3）［3］验证机械能守恒定律需要的表达式为

12

(mp-m(i)gh=-(mp+m(i)v

整理可得

i，2=2(mp-%)gh

(mp+mQ)

则——介图像的斜率为

2（%一%）g

故在实验误差允许范围内，左=芈二%，，则验证了机械能守恒定律。

（mp+mQ）

12.麓同学用气垫导轨装置验证动量守恒定律，如图所示。其中Gi、G2为两个光电门，它们与数字计时器

相连。两个滑块A、B（包含挡光片）质量分别为网、m2,当它们通过光电门时，计时器可测得挡光片被

遮挡的时间。

挡光片挡光片

厂⑹

OnGon

]G2B|吗'网|A[

（1）先调节气垫导轨水平，轻推一下B,直到它通过光电门Gi的时间（填“大于”、“等于"、

“小于”）它通过光电门G2的时间；

（2）将B静置于两光电门之间，将A置于光电门Gi右侧，用手轻推一下A,使其向左运动，与B发生碰

撞，为了使A碰后不返回，贝。吗m2o（填“>”、"=”或）；

（3）在上述前提下，光电门Gi记录的挡光时间为A*滑块B、A先后通过光电门时，G2记录的挡光时间

分别为加2、43，已知两挡光片宽度相同，若㈣、加2、M、M、满足（写出关系式，用

网、加2、纯、M、表示）则可验证动量守恒定律；若加1、加2、还满足另一个关系式，

（用A%、刈、Ar3表示）则说明A、B发生的是弹性碰撞。

mmm.

【答案】①.等于②.>③•三1=三l+失④.了1?+1”1=入[

AZ]M绝维M

【解析】

【详解】（1）[1]轻推一下B,直到它通过光电门G1的时间等于它通过光电门G2的时间，则说明滑块做匀

速直线运动，气垫导轨已经调节水平。

（2）⑵根据弹性碰撞的“动碰静”的碰撞后的速度通项公式可知，要想“动”的物体碰撞“静”的物体不

返回，必须“动”的物体的质量大于“静”物体的质量，即叫〉加2。

（3）[3]设挡光片宽度为d,滑块A经过光电门Gi的速度为

d

Nt、

滑块A经过光电门G2的速度为

d

滑块B经过光电门G2的速度为

d

vR=——

根据动量守恒可得

mlvA=叫或+m2vB

整理得

mx叫+根2

A%MA%2

[4]若为弹性碰撞，则有

mlvA=叫或+m2vB

1m21,212

3IVA.NA+'叫VB

联立解得

%+%=VB

则有

ddd

-----1------=-----

△.维Ar2

可得

111

-----1------——

A/jA/3A/2

三、解答题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步

骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。请按

题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。）

13.粗糙水平地面A5与半径R=0.2m的光滑半圆轨道3CD平滑连接，且在同一竖直平面内，。是5CD的

圆心。质量机=O1kg的小物块在2.5N的水平恒力产的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动。在

运动到半圆轨道上的8点时撤去恒力产。（小物块与水平地面间的动摩擦因数〃=0.5,g=10m/s2）求:

（1）若5B=0-5m,小物块运动到半圆轨道上的8点时，轨道对它的支持力的大小；

（2）若小物块恰好能运动到半圆轨道上的。点，则A3间的距离总B多大。

【答案】(1)UN；(2)0.25m

【解析】

【详解】(1)物块由静止运动到圆弧轨道8点过程中，根据动能定理得

根据牛顿第二定律

口〃延

F-mg=—^-

NK

联立解得

■=UN

(2)物块由静止运动到圆弧轨道。点过程中，根据动能定理

(F-〃叫)4~mS.2R=；mvj

又因为物块恰好能运动到半圆轨道上的。点，根据牛顿第二定律

mv-

ms=———D

R

联立解得

x'AB=0.25m

14.把篮球从距地板某一高度处由静止释放，观察篮球与水平地板撞击后反弹上升的最大高度，是判断篮球

是否充好气的一种简单方法。某次运动员将一质量m=0.60kg的篮球从8=1.8m的高度处由静止释放，

与水平地板撞击后反弹上升的最大高度为〃=1.25m,于是运动员确定该篮球充气较好。已知篮球与地面接

触的时间为1s,忽略空气阻力，重力加速度取g=10m/s2。

(1)求篮球与地板碰撞过程，地板对篮球的冲量大小；

(2)篮球反弹到/z=1.25m处时，运动员用力向下拍球，若篮球与地板碰撞过程的机械能损失量恒定，为

了使篮球还能反弹上升到8=1.8m的高度，求运动员拍球瞬间，篮球获得的最小动能。

【答案】(1)12.6kgm/s；(2)6.6J

【解析】

【详解】（1）篮球与地面碰前瞬间的速度大小

%=个2gH=j2xlOxl.8m/s=6m/s

碰后瞬间的速度大小

Vj=42gh=12x10x1.25m/s=5m/s

选竖直向上为正方向，由动量定理有

I-mgt=mV1-m（-v0）

解得

I=12.6kgm/s

（2）篮球与地板碰撞过程的机械能损失量

AE=mgH-mgh=3.3J

设运动员拍球瞬间使球获得的最小动能为E