天津市南开区2023-2024学年高三年级上册期中物理质量检测试卷一（解析版）

2023~2024学年度第一学期阶段性质量监测（一）

高三年级物理学科

本试卷分为第I卷（选择题）和第II卷两部分，共100分。考生务必将自己的姓名、准考

证号填写在答题卡上。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。

考试结束后，将答题卡交回。

第I卷（选择题共48分）

一、单项选择题（每小题6分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正

确的。）

1.有位网友发布了自己乘坐复兴号动车组在行驶过程中超过旁边和谐号动车组的视频，让

大家又一次感受到了中国新速度。若和谐号动车与复兴号动车相继从同一站点由静止出

发，沿同一方向做直线运动。两车的以图像如图所示，下列说法正确的是（）

A.z=70s时，两车相距最远

B.复兴号动车追上和谐号动车前，两车最远相距2450m

C.复兴号动车在加速过程中的加速度为0.5m/s2

D.Z=140s时，复兴号动车追上和谐号动车

【答案】B

【解析】ABD.从图像面积来看，在140s之前和谐号速度大于复兴号，两车距离逐渐增大，

140s之后复兴号速度大于和谐号，两车距离逐渐缩小，因此当Z=140s两车速度相等时相距

最远，且图形面积之差表示最大间距，由图可得

x=1x70xl40-1x70x（140-70）=2450m

AD错误B正确；

C.由公式可得

Av70

a=—m/s2=lm/s2

Az140-70

C错误。

故选Bo

2.拉链是方便人们生活的近代十大发明之一、图（。）为拉头劈开链齿的实例，链齿容易

被劈开是因为拉头内部的等腰楔形物插入链齿时，楔形物两侧会对链齿产生很大的侧向压

力，此过程可简化成图（6）的模型。若对拉头施加一个竖直向下的力E等腰楔形物顶

端夹角为。，则（）

图(a)图(b)

A.楔形物两侧对链齿产生的侧向压力为cos—

2

F

B.楔形物两侧对链齿产生的侧向压力为

2sin—

2

C.若尸一定，6减小时，侧向压力减小

D.若6一定，/减小时，侧向压力增大

【答案】B

【解析】AB.将力根据平行四边形定则分解如图所示

由几何知识可得

0

2Nsin—=/

2

N=-^-0

2sin—

2

故A错误，B正确;

F

N

CD.根据

2sme’若尸一定，。减小时，侧向压力增大，若。一定，尸减小

2

时，侧向压力减小，故CD错误

故选Bo

3.质量为M、倾角为8的斜面A与质量为机的圆球B在水平向右的外力尸作用下静止在

墙角处，它们的截面图如图所示，已知B球光滑，重力加速度为g。下列说法正确的是

A.若水平面光滑，则有歹=7〃gtan。

B.若水平面粗糙，则一定有歹＞7咫tan。

C.增大外力尸（A、B始终静止），侧壁对B的弹力增加

D.增大外力F（A、B始终静止），地面对A的支持力增加

【答案】A

【解析】C.对B球受力分析如图所示

N=mgtan0

故C错误；

A.若水平面光滑，对整体分析有

F=mgtan0

故A正确;

B.水平面对A的静摩擦力方向可能水平向右，此时尸＜mgtan。

故B错误；

D.增加外力R根据系统在竖直方向平衡，地面对A的支持力

FN=(M+m)g

不变，故D错误

故选A„

4.中国空间站工程“巡天”望远镜（简称CSST）将于2024年前后投入运行，CSST以“天

宫”空间站为太空母港，日常工作时与空间站共轨独立飞行，且与空间站保持适当距离，在

需要补给或者维修升级时，主动与“天宫”交会对接，停靠太空母港。己知地球半径为

R,空间站圆形轨道距地球表面高度为/?,地球表面的重力加速度大小为g。下列说法正

确的是（）

A.CSST停靠太空母港时，组合体运行的周期为2肛（尺+力）

VgR

B.CSST日常工作时加速度的大小为

R+h

C.CSST日常工作时线速度的大小为v=J座二

\R+h

D若CSST工作时位于“天宫”前方，仅通过减速即可与“天宫”快速对接

【答案】C

【解析】A.根据

Mm4/

G-----------T机产(R+A)

(7?+/i)2

回+4

T=2兀

VGM

又

-Mm

G~^=mg

所以

(R+W

T=2TI

gR2

故A错误;

B.根据

Mm

G=ma

(7?+A)2

GM

a=---------------------T

(R+/Z)2

又

-Mm

G~^=mg

所以

故B错误;

C.根据

MmV2

Gm-------

(R+A)2R+h

GM

V~\~R+h

又

-Mm

G-^=mg

所以

gR2

v

R+h

故C正确;

D.若CSST工作时位于“天宫”前方，仅通过减速，将做向心运动，无法与“天宫”快速对

接，故D错误。故选C。

5.如图所示，位于同一高度的小球A、B分别以也和血的速度水平抛出，都落在了倾角为

30。的斜面上的C点，小球B恰好垂直打到斜面上，则也、以之比为（)

A.1：1B.3：2C.2：1D.2：3

【答案】B

【解析】两小球竖直方向做自由落体运动，下落高度相同，则运动时间相等。

小球A的实际位移与水平方向夹角为30°,则

1.2

If.

tan30°=走

V/

小球B恰好垂直打到斜面上，此时速度与水平方向夹角为60。，则

tan60。=出=石

彩

联立得

v1:v2=3:2

故选B。

二、不定项选择题（每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是

正确的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。）

6.如图所示，质量分别为mi=2kg>m2=3kg的两个物体置于光滑的水平面上，中间

用轻质弹簧测力计连接。大小为F=20N的水平拉力作用在旗上，弹簧测力计始终在弹性

限度内且质量可忽略。当系统稳定后，下列说法正确的是（）

7777777777777777777777777777777777777

A.弹簧测力计的示数是12N

B.在突然撤去产的瞬间，加1的加速度不变

C.在突然撤去产的瞬间，M2的加速度变小

D.在突然撤去尸的瞬间，弹簧测力计的示数不变

【答案】AD

【解析】A.以向右为正方向，对整体分析，由牛顿第二定律得

F=（1nl

a=4m/s2

设弹簧的弹力为稣，对物块分析，由牛顿第二定律得

FN=m2a

FN=12N

A正确，

B.在突然撤去厂的瞬间，弹簧的形变量不变，叫的受力变化为只受弹簧弹力加速度为%

FN=m1al

ax=6mzs2

B错误；

C.在突然撤去尸的瞬间，弹簧的形变量不变，”22的受力没有变化，故其加速度没有变

化，C错误；

D.在突然撤去厂的瞬间，弹簧的形变量不变，弹簧测力计的示数不变，D正确。

故选AD„

7.如图甲所示，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针方向的匀

速圆周运动。可简化为图乙所示模型，一件小衣物质量为优,A、B分别为小衣物经过的

最高位置和最低位置，测得小衣物过A点线速度大小为V,做圆周运动的周期为兀已

知重力加速度为g,小衣物可视为质点。下列说法正确的是＜【)

WQ

甲乙

rj-f

A.转筒半径为二

2兀

B.衣物在A点受到滚筒壁的压力为mg+m----

T

衣物转到B位置时的脱水效果最好

D.要使衣物过A点不掉下，转筒的周期不能大于——

g

【答案】ACD

【解析】A.根据

2"

v=-----

T

可得转筒半径为

vT

r=——

2〃

选项A正确；

B.衣物在A点时

v2

F+mg=m-

NAr

2TTV

解得衣物在A点受到滚筒壁的压力为FNA=m—--mg

选项B错误；

2

C.衣物转到B位置时由牛顿第二定律与VB=根匕+mg

'r

可知在B位置的脱水效果最好，选项C正确；

D.要使衣物过A点不掉下，则加g〈根亍厂厂

e2小

解得了＜——

g

2TTV

即转筒的周期不能大于——，选项D正确。故选ACD。

g

8.如图所示，某学生练习用头颠球。一次足球从静止开始下落20cm后被头部竖直顶起，

球离开头部后上升的最大高度为45cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s,足球的质量为

0.4kg,重力加速度g=10m/s2不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A.足球与头部作用过程中，足球的动量变化量大小为0.4kg-m/s

B.头部对足球的平均作用力为24N

C.足球刚接触头到刚离开头时，合外力对足球做功为1J

D.从静止下落到上升到最大高度过程中足球重力的冲量大小等于人对足球的冲量大小

【答案】BCD

【解析】A.由位移速度公式可得，下落到与头部刚接触时的速度大小为

匕=J2gzi=A/2xl0x20xl0_2m/s=2m/s

反弹刚离开头部速度大小为

2

v2=12ghy=72x10x45x10m/s=3m/s

以向上为正方向，足球与头部作用过程中，足球的动量变化量为

p=mv2-（一加匕）=2kg-m/s

A错误；

B.足球与头部作用过程，据动量定理可得

解得

F=24N

B正确；

C.足球刚接触头到刚离开头时，足球的位移可忽略，故重力不做功，据动能定理可得，

头对足球做功为

W==1J

C正确；

D.从静止下落到上升到最大高度过程中，足球的动量变化为零，由动量定理可知，合力

的冲量为零，故足球重力的冲量大小等于人对足球的冲量大小，D正确。

故选BCD。

第II卷（共52分）

9.图甲为“验证动量守恒定律”的实验装置图，图乙是实验原理图。图乙中。点是小球抛出

点在地面上的垂直投影。实验开始时，先让入射小球A多次从斜轨上由静止释放，找到其

落地点的平均位置P,然后把被碰小球B静置于轨道水平部分的右端，再将入射小球A

从斜轨上由静止释放，与小球B相碰，并且多次重复，找到小球落点的平均位置分别

为M、N,测量M、P、N距。点的水平距离分别为XM、xp.XNO

入射小球

77777^77^7777777777777777777777777777

OMPN

乙

（1）关于本实验，下列说法正确的是

A.斜槽轨道末端必须水平B.小球A的质量必须大于小球B的质量

C.斜槽轨道必须光滑D.入射小球每次可由不同位置自由滚下

（2）上述实验还需要测量的物理量有；

A.小球A和B的质量m1、WKB.斜槽末端离地面的高度〃

C.小球A和B起始位置高度差D.两小球与斜槽间的动摩擦因数n

（3）若测量数据近似满足关系式_______（用机1、机2、XM、Xp、外表示），则说明两小球

碰撞过程动量守恒。

【答案】（1）AB（2）A（3）m^Xp=mixM+m2xN

【解析】（1）[1]A.本实验需要小球离开轨道之后做平抛运动，所以需要斜槽末端水平，

A正确；

B.为避免A球撞击之后反弹，需要满足小球A的质量大于小球B的质量，B正确；

CD.为让小球撞击时速度大小相同，需保证每次在同一位置释放，不需要斜槽轨道光滑,

CD错误。故选AB。

（2）[2]因为要证明动量守恒定律，除了测算水平速度之外，还需要测量物体的质量，故

选A。

（3）[3]根据动量守恒定律和平抛规律可得

ZM,—=zn,+%—

整理得外与=加+m2xN

10.如图甲所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量

用机表示，木块和祛码的总质量用〃表示，实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对

木块拉力的大小，交流电的频率为50Hz。

（1）除了甲图中已给出的实验器材外，还需要的测量工具有；

A.秒表B.天平C.刻度尺D.弹簧秤

（2）实验主要采用的研究方法是；

A.理想模型法B.微元法C.控制变量法D.等效替代法

（3）该实验中需要把带滑轮的长木板端（填“左”“右”）垫高来补偿阻力的影响，

有关补偿阻力下列操作正确的是

A.木块需要悬挂砂和砂桶同时连接纸带并使用打点计时器

B.木块需要悬挂砂和砂桶但不使用纸带和打点计时器

C.木块不悬挂砂和砂桶但要连接纸带并使用打点计时器

D.木块不悬挂砂和砂桶也不使用纸带和打点计时器

（4）在保持力不变的情况下探究加速度与质量的关系时，应该保持的总质量不

变，多次改变的总质量，并测量出每次对应的加速度。根据实验数据描绘出

_______图像进而得出实验结论。

（5）实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得加速度。=m/s2（结

果保留三位有效数字）。

（6）在保持质量不变的情况下探究加速度与力的关系时，某同学根据测得的多组数据绘制

a-歹图像如图丙所示。图线的段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是

A.长木板的倾角过大B.木块和祛码的总质量过大

C.木块与长木板之间存在摩擦D.砂和砂桶的总质量过大

【答案】(1)BC(2)C(3)右C（4）砂和砂桶（或根）木块和

1

祛码（或A/）a-----(5)1.10(6)D

M

【解析】（1）口］

通过打点计时器可以得到计数点的时间间隔，所以不需要秒表；需要用天平测质量，不需

要用弹簧秤测力的大小；需要用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离。

故选BC。

（2）［2］探究加速度与力、质量的关系，先控制其中一个物理量不变，探究加速度与另一

个物理量的关系，本实验主要应用的方法是控制变量法。

故选C。

（3）［3北4］该实验中需要把带滑轮的长木板右垫高来补偿阻力的影响；利用木块重力沿木

板向下的分力来补偿阻力，所以木块不悬挂砂和砂桶但要连接纸带并使用打点计时器。

故选C„

（4）⑸⑹⑺在保持力不变的情况下探究加速度与质量的关系时，应该保持砂和砂桶（或

m）的总质量不变，多次改变木块和祛码（或M）的总质量，并测量出每次对应的加速

度。根据实验数据描绘出a-工图像进而得出实验结论。

M

（5）［8］由纸带可知，相邻计数点的时间间隔为

T=5x0.02s=0.Is

根据逐差法可得加速度为

-2

x-x.（27.00-11.30-11.30）xlO,一八,2

a=CEF。ACr=v-------------------——乙--------m/s2=1.10m/s"

4T24x0.12

（6）［9］实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对木块拉力的大小；以“为对象，有

T=Ma

以租为对象，有

mg—T=tna

可得

a=4-

m+M

其中a-R图像中，F=mg,可知当机」/时，a-尸图像的斜率几乎不变，图线几乎

成一直线，当机不满足远小于〃时，图像的斜率随机的增大而明显减小，则图线明显偏

离直线。故选D。

11.质量为"=7kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量为m=3kg,停在B的

左端。质量为根0=1kg的小球用长为/=0.8m的轻绳悬挂在固定点。上，将轻绳拉直至

水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与、发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损

失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知A、B间的动摩擦因数〃=01，重力加

速度g=10m/s2求：

O-------------|O

op

/////////“7/7月

(1)小球与A碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力尸的大小；

(2)小球与A碰撞后的瞬间，获得的速度VA的大小；

(3)为使A、B达到共同速度前A不滑离木板，木板长/至少多长。

【答案】(1)F=30N；(2)vA=2m/s；(3)x=1.4m

【解析】(1)小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得

,12

mogl^-movo

代入数据解得

%=4m/s

对小球，由牛顿第二定律得

F-mog=mQ-p

代入数据解得

F=30N

(2)小球与A碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律

得

movo=-movl+mvA

由机械能守恒定律得

诏=g外片+g根4

代入数据解得

%=2m/s,vA=2m/s

(3)物块A与木板B相互作用过程，系统动量守恒，以A的速度方向为正方向，由动量

守恒定律得力以=[m+M^v

代入数据解得v=0.6m/s

由能量守恒定律得pimgx=gmv；+)v2

代入数据解得x=1.4m

12.“智勇大冲关”最后一关有如图所示滑道，冲关者坐上坐垫(冲关过程中人和坐垫始