2023-2024学年天津市河西区高三年级上册1月期末考试物理试卷含详解

河西区2023-2024学年度第一学期高三年级期末质量调查

物理试卷

・、单项选择题（共5小题，每小题5分，共25分。每道小题只有•个正确的答案。答对得5分;

答错，不答得0分）

1.在平直公路上行驶的甲车和乙车，其位移一时间图象分别如图中直线和曲线所示，图中h对应用，则（）

A.h到门时间内，甲车做直线运动，乙车做曲线运动

B.在A时刻，甲车的速度大于乙车的速度

C.0到12时间内，一定存在某时刻两车的速度相同

D.力到友时间内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度

2.如图所示，在一次投弹演习中，战机释放的炸弹（近似于平抛运动）未能击中山坡上的目标S,你认为飞行员

应如何调整才可能准确命中目标（）

A.保持原航速和飞行高度，稍微提前投弹

B.保持原航速和飞行高度，稍微延后投弹

C.保持原航速、降低飞行高度，提前投弹

D.保持原航速，到S正上方投弹投弹

3.光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水立轨道,俯视如图所示。一个小球以恒定速率沿轨道切线方向进入轨

道，以下关于小球运动的说法中正确的是（）

A.轨道对小球不做功，小球的角速度不断增大

B.轨道对小球做正功，小球的角速度不断增大

C.轨道对小球做正功，小球的线速度不断增大

D.轨道对小球不做功，小球的线速度不断增大

4.质点以坐标原点0为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图象如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x

轴正方向传播，波速为l.Om/s.经0.3s后，此质点立即停止运动，再经过0.1s后的波形图是图中的（）

5.如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为加=2kg的另一物体B（可视为质点）以水平速度vo=

2m/s滑上原来静止的A的上表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化的情况如图乙所示，则下

A.A获得的动能为2JB.系统损失的机械能为4J

C.A的最小长度为2mD.A、B间的动摩擦因数为0.1

二、多项选择题（共3小题，每小题5分，共15分。每道小题有多个正确的答案。全部答对得5

分；部分答对得3分；有答错或者不答得0分）

6.下列说法正确的是（）

A.图甲实验利用“放大法”观察玻璃瓶的微小形变

B.图乙水杯随圆盘一起匀速圆周转动，受重力、支持力、静摩擦力和向心力

C.图丙货物被起重机竖直向上匀速提起过程中，所受合外力不做功，机械能增加

D.图丁自动卸货车始终静止在地面上，车用在液压机作用下倾角缓慢增大且货物始终没有下滑，该过程中车厢

对货物的支持力逐渐变大且做正功

7.某时刻0处质点沿），轴开始做简谐振动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，经过0.8s形成的波的图象如图所

示。P是x轴上距。点96cm处的质点。下列判断正确的是（）

A.。处质点开始振动的方向沿y轴正方向

B.O处质点振动的周期是0.8s

C.从。处质点振动开始计时，经过3.2s,P处质点开始振动

D.该波的波速是30m/s

8.如图所示，质量m=lkg的物体从高为0:0.2m的光滑轨道上P点由静止开始下滑，滑到水平传送带上的A

点，物体和传送带之间的动摩擦因数为〃=02,传送带48之间的距离为L=5m,传送带一直以u=4m/s的速

A.物体从A运动到B的时间是1.5s

B.物体从A运动到B的过程中，摩擦力对物体做功为2J

C.物体从A运动到B的过程中，产生的热量为2J

D.物体从A运动到8的过程中，带动传送带转动的电动机多做的功为10J

三、填空实验题（共2小题，共计12分）

9.在“验证动量守恒定律''的实验中，一般采用如图所示的装置：

（A）图线a对应的g值大于图线b对应的g值

（B）图线c对应的g值小于图线b对应的g值

（C）出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次

（D）出现图线4的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L

（3）某同学用细线和铁锁制成一个单摆，如图3所示。由于只有一根量程为30cm刻度尺，于是他在细线上的4

点做了一个标记，使得悬点。到4点间的细线长度小于刻度尺量程，保持该标记以下的细线长度不变，通过改变

0、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O,4间细线的长度分别为八、/2时，测得相应单摆的周期为八、72o

由此可得重力加速度g=（用/|、b、7］、乃表示）。

四、计算题（共3小题，共计48分。解答时请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）

11.两材料完全相同的、可视为质点的滑块甲和滑块乙放在粗糙的水平上，在两滑块的右侧固定一挡板。已知两滑

块与水平面之间的动摩擦因数均为内甲、乙两滑块的质量分别为如=3m、机2=2内且在水平面上处于静止状态。

现给滑块甲一向右的初速度对（未知），使滑块甲和滑块乙发生无能量损失的碰撞，经过一段时间滑块乙运动到挡

板处且被一接收装置接收，而滑块甲未与挡板发生碰撞，开始两滑块之间的距离以及滑块乙与挡板之间的距离均

为L,重刀加速度为g。滑块甲与滑块乙碰后的瞬间速度分别用M、V2表示，试求

⑴也与V2的比值。

（2）V0的最小值为多少？

////////f///////////////）////////////////////////////////////

12.如图所示，在光滑的水平面上放置一个足够长木板B,在B的左端放有一个可视为质点的小滑块A,A、B间

的动摩擦因数"=0.4,A的质量m=lkg,B的质量M=2kg,g=IOm/s2«现对A施加产=7N的水平向右的拉力，Is

后撤去拉力F,求：

（1）撤去拉力产前小滑块A和长木板B的加速度ai，42

（2）A相对于B静止的时速度v

（3）A相对于B静止的整个过程中由于摩擦生成的热量。（结果可以用分数表示）

/〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃/〃/〃〃〃/〃/

13.如图所示，水平轨道AB长为2H，其A端有一被锁定的轻质弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上。圆心在Q

半径为R的光滑圆形轨道BC与AB相切于3点，并且和圆心在Q半径为2R的光滑细圆管轨道CO平滑对接，

。口C、。2三点在同一条直线上。光滑细圆管轨道C。右侧有一半径为2H,圆心在。点的!圆弧挡板MOz竖

直放置，并且与地面相切于。2点。质量为机的小球(可视为质点)从轨道上的。点由静止滑下，刚好能运动到A

点，触发弹•簧，弹簧立即解除锁定，小滑块被弹回，小球在到达8点之前已经脱离弹簧，并恰好无挤压通过细圆

管轨道最高点D(计算时圆管直径可不计，重力加速度为g)「求：

(1)小滑块与水平轨道A8间动摩擦因数“；

(2)弹簧锁定时具有的弹性势能Ep；

(3)滑块通过最高点。后落到挡板上时具有的动能线。

河西区2023-2024学年度第一学期高三年级期末质量调查

物理试卷

・、单项选择题（共5小题，每小题5分，共25分。每道小题只有•个正确的答案。答对得5分;

答错，不答得0分）

1.在平直公路上行驶的甲车和乙车，其位移一时间图象分别如图中直线和曲线所示，图中h对应用，则（）

A.h到h时间内，甲车做直线运动，乙车做曲线运动

B.在A时刻，甲车的速度大于乙车的速度

C.0到12时间内，一定存在某时刻两车的速度相同

D.力到12时间内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度

【答案】c

【详解】A.两车均为直线运动，故A错误；

B.在h时刻，乙车图线的切线斜率大于甲车图线的切线斜率，所以乙车的速度大于甲车的，故B错误；

C.在h到12时间内，乙车图线的切线斜率某时刻等于甲车图线的切线斜率，则在此时刻两车速度相同，故C正

确；

D.在力到时间内，两车的位移相同，时间相同，则平均速度相同，故D错误，

故选C。

2.如图所示，在一次投弹演习中，战机释放的炸弹（近似于平抛运动）未能击中山坡上的目标S,你认为飞行员

应如何调整才可能准确命中目标（）

A.保持原航速和飞行高度，稍微提前投弹

B.保持原航速和飞行高度，稍微延后投弹

C.保持原航速、降低飞行高度，提前投弹

D.保持原航速，到S正上方投弹投弹

【答案】B

【分析】

【详解】AB.根据题意，炸弹近似做平抛运动，由图可知，炸弹未能击中目标，原因在水平方向的位移不够，根

据平抛运动规律判断可知，若要炸弹正好击中山坡上的目标，在保持原航速和飞行高度不变的情况下，稍微延后

投弹，即可击中目标，故A错误，B正确；

C.若保持原航速不变，降低飞行高度，下落时间变短，则会打到更靠近山脚的位置，不会命中目标，故C错误；

D.保持原航速，到S正上方投弹投弹，炸弹则会打目标右面，故D错误。

故选B。

3.光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水工轨道，俯视如图所示。一个小球以恒定速率沿轨道切线方向进入轨

道，以下关于小球运动的说法中正确的是（）

A.轨道对小球不做功，小球的角速度不断增大

B.轨道对小球做正功，小球的角速度不断增大

C.轨道对小球做正功，小球的线速度不断增大

D.轨道对小球不做功，小球的线速度不断增大

【答案】A

【详解】凯道的弹力方向与速度方向垂直，弹力不做功，根据动能定理知，速度的大小不变。根据

啰=一

半径减小，角速度不断增大。

故选A。

4.质点以坐标原点0为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图象如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x

轴正方向传播，波速为l.Om/s.经0.3s后，比质点立即停止运动，再经过0.1s后的波形图是图中的（）

0.4

0.2\0；4x/m

(20.4x/m0.20.4x/m

【答案】C

【详解】根据振动图像得知，，=0时刻质点沿），轴正方向振动，则介质中各质点的起振方向均沿y轴正方向，所

以波最前方的质点振动方向沿），轴正方向；由振动图像读出周期T=0.4s,波长;l=vT=0.4m，则再经过0.1s后，

即0.4s后波总共传播的距离为0.4m,则波最前方振动质点为0.4m处的质点，且正好处于平衡位置向上运动，结合

波的传播可知C正确；ABD错误；故选C

5.如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=2kg的另一物体B（可视为质点）以水平速度%=

2m/s滑上原来静止的A的上表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化的情况如图乙所示，则下

列说法正确的是（g取10m/s2）（）

A.A获得的动能为2JB.系统损失的机械能为4J

C.A的最小长度为2mD.A、B间的动摩擦因数为0.1

【答案】D

【详解】A.由题图乙可知，A、B的加速度大小均为

Av1,2

a=—=lm/s

Az

二者合力都是摩擦力提供，大小相等，所以根据牛顿第二定律知二者质量相等，A获得的动能为

E.=—mv2=1J

k2

故A错误；

B.系统损失的机械能

故B错误;

C.由题图乙可求出A、B相对位移为

1-----xlm=lm

即A的最小长度为1m,故C错误；

D.对物体B分析，根据牛顿第二定律得

川ng=ma

解得

4=0.1

故D正确°

故选D。

二、多项选择题（共3小题，每小题5分，共15分。每道小题有多个正确的答案。全部答对得5

分；部分答对得3分；有答错或者不答得0分）

6.下列说法正确的是（）

A.图甲实验利用“放大法”观察玻璃瓶的微小形变

B.图乙水杯随圆盘一起匀速圆周转动，受重力、支持力、静摩擦力和向心力

C.图丙货物被起重机竖直向上匀速提起过程中，所受合外力不做功，机械能增加

D.图丁自动卸货车始终静止在地面上，车用在液压机作用下倾角缓慢增大且货物始终没有下滑，该过程中车厢

对货物的支持力逐渐变大且做正功

【答案】AC

【分析】

【详解】A.图甲实验能过细管中液面的上升情况来分析瓶子的微小形变，是利月了“放大法”的物理原理，故A

正确;

B.向心力是效果力，匀速圆周运动中向心力由合外力提供，物体受到重力、支持力和摩擦力作用，故B错误；

C.货物被起重机竖直向上匀速提起过程中，动能不变，所受合外力不做功，但重力势能增大了，所以机械能增加

了，故C正确；

D.根据

产N=，"gCOS。

可知，随着斜面倾角增大，支持力逐渐变小，支持力做正功，故D错误

故选AC。

7.某时刻。处质点沿），轴开始做简谐振动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，经过0.8s形成的波的图象如图所

示。尸是、轴上距O点96cm处的质点。下列判断正确的是（）

A.。处质点开始振动的方向沿y轴正方向

B.。处质点振动的周期是0.8s

C.从。处质点振动开始计时，经过3.2s,P处质点开始振动

D.该波的波速是30m/s

【答案】BC

【详解】A.由上下坡法可知，质点开始振动的方向沿），轴负方向，故A错误;

B.0.8s传播一个波长，周期为0.8s,故B正确;

CD.波速

2241

=——cm/s=30cm/s

T0.8

传到P点的时间

Ax96今c

——=—s=3.2s

v30

故C正确，D错误。

故选BC。

8.如图所示，质量m=1kg的物体从高为力;0.2m的光滑轨道上P点由静止开始下滑，滑到水平传送带上的A

点，物体和传送带之间的动摩擦因数为〃=0.2,传送带A6之间的距离为L=5m,传送带直以丫=4m/s的速

A.物体从4运动到B的时间是1.5S

B.物体从A运动到B的过程中，摩擦力对物体做功为2J

C.物体从4运动到B的过程中，产生的热量为2J

D.物体从A运动到B的过程中,带动传送带转动的电动机多做的功为10J

【答案】AC

【分析】

【详解】A.设物体下滑到A点的速度为%,对PA过程，由机械能守恒定律有

—/wVg=mgh

代入数据得

%=>]2gh=2m/s<4m/s

则物体滑上传送带后，在滑动摩擦力作用下匀加速运动，加速度大小为

Ring

a=---=〃g=2m/s2

tn

加速至速度与传送带相等时用时

口=±^s=ls

2

匀加速运动的位移

2+4-，u

t.=----xl=3m<L=5m

4=22

所以物体与传送带共速后向右匀速运动，匀速运动的时间为

=-^-=—s=0.5s

v4

故物体从A运动到B的时间为

，=%+芍=1.5s

故A正确；

B.物体运动到B的速度是y=4m/s。根据动能定理得：摩擦力对物体做功

W=—mv2——mvl=—xlx42——xlx22J=6J

22022

故B错误；

C.在％时间内，皮带做匀速运动的位移为

S皮带=%=4m

故产生热量

Q=AS=〃机g（S皮带-H）

代入数据得

e=2j

故C正确：

D.电动机多做的功一部分转化成了物体的动能，另一部分转化为内能，则电动机多做的功

故D错误3

故选AC。

三、填空实验题(共2小题，共计12分)

9.在“验证动量守恒定律”的实验中，一般采用如图所示的装置:

入射小球

重

亚

线

7777777Z777777777777777777777777-

OMPN

⑴若入射小球质量为如，半径为门；被碰小球质量为〃2,半径为2则

A.r\>nB.>机2，r\<nC.>62，r\=nD.m\<m2,r\=n

(2)以下所提供的测量工具中必需的是一

A.直尺B.游标卡尺C.天平D.弹簧测力计E.秒表

(3)在做实验时，对实验要求以下说法正确的是—

A.斜槽轨道必须是光滑的

B.斜槽轨道末端的切线是水平的

C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下

D.释放点越高，两球碰后水平位移越大，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确

【答案】①.C®.AC®.BCD

【详解】(1)[I]在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有

叫%=m1Vl2V2

碰撞过程中动能守恒故有

121212

5叫%=5见匕+不生匕

4Xr/

解得

m.-

匕=「.

m]+吗

要碰后入射小球的速度匕>0,即班-吗>0,班〉吗，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，八二弓，故

选C；

(2)[2]尸为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小

球的速度

OP

碰撞后入肘小球的速度

0M

碰撞后被碰小球的速度

UN

m}v[=m2V3+，〃1为

则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，整理得

m}OP=+m^ON

故需要测量的工具有刻度尺和天平；

故选AC。

(3)[3]AB.验证动量守恒定律实验，必须保证斜槽轨道末端切线水平，斜槽轨道不必要光滑，故A错误，B正

确；

C.为保证球的初速度相等，入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；

D.为保证两球发生对心正碰，碰撞后两球做平抛运动，碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切

线平行，故D正确；

故选BCD。

【点睛】本题考查验证动量守恒定律，本实验运用了等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这

样将不便验证的方程变成容易验证.

10.用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示

I

・图1图2图3

(1)如表为某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理.请计算出第3组实验中的r=-s,g=

____m/s2；

组次123

摆长L/cm80.0090.00100.00

50次全振动的时间〃s90.095.5101.0

振动周期77s1801.91

重力加速度g/（m・s2）9.749.73

（2）若有三位同学用多组实验数据做出的广-L图线的示意图如图2中的a、b、c所示，其中。和b平行，b和c

都过原点，图线。对应的g值最接近当地重力加速度的值，则一

（A）图线。对应的g值大于图线b对应的g道

（B）图线c对应的g值小于图线b对应的g值

（C）出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次

（D）出现图线。的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L

（3）某同学用细线和铁锁制成一个单摆，如图3所示。由于只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的

4点做了一个标记，使得悬点。到A点间的细线长度小于刻度尺量程，保持该标记以下的细线长度不变，通过改

变0、A间细线长度以改变摆长。实验中,当。、4间细线的长度分别为人、，2时，测得相应单摆的周期为♦、

72o由此可得重力加速度g=__________（用八、12、■、乃表示）。

【答案】®.2.02②.9.68③.c@.±^4）

【详解】（1）［1］第3组实验中振动周期

r=20L0s=202s

50

［2］单摆周期公式

可得

Ajr21

g=-T）-=9.68m/s2

（2）［引根据单摆的周期公式得

g

根据数学知识可知，尸・£图像的斜率

4打

k=—

g

当地的重力加速度

_4/

8=~

4万“

A.图线。与人平行，则斜率k相等，当地的重力加速度g―，故图线a对应的g值等于图线b对应的g值,

A错误;

4%

B.图线c的斜率比8小，而当地的重力加速度g="，则图线c对应的g值大于图线b对应的g值，B错误;

k

C.实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图像的斜率

442

%偏小，C正确;

k

D.图线。是在L为。时，T有数值，出现这种情况，只有可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L,D错

误。

故选C。

（3）［可设摆线总长为/,当0、A间细线的长度为八时实际摆长变为/-小由单摆周期公式丁=有

g

当0、4间细线的长度为/2时实际摆长变为/・/2,由单摆周期公式有

解得

8~T；-T^

四、计算题（共3小题，共计48分。解答时请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）

11.两材料完全相同的、可视为质点的滑块甲和滑块乙放在粗糙的水平上，在两滑块的右侧固定一挡板。已知两滑

块与水平面之间的动摩擦因数均为山甲、乙两滑块的质量分别为山尸3加、机2=2加，且在水平面上处于静止状态。

现给滑块甲一向右的初速度印（未知），使滑块甲和滑块乙发生无能量损失的碰撞，经过一段时间滑块乙运动到挡

板处且被一接收装置接收，而滑块甲未与挡板发生碰撞，开始两滑块之间的距离以及滑块乙与挡板之间的距离均

为L重刀加速度为g。滑块甲与滑块乙碰后的瞬间速度分别用力、V2表示，试求

(1)0与V2的比值。

(2)vo的最小值为多少?

LL

甲乙I

【答案】(1)也：V2=l:6；(2)vo=

【详解】(1)两滑块碰撞过程满足动量守恒定律和机械能守恒定律，设碰撞前瞬间滑块甲的速度为3则有

/niV=/HlV|+/M2V2

由机械能守恒定律得

g代'机|也2+g62V22

联立解得

V

Vl=-

5

6v

V2=一

5

则二者速度大小之比为

VI:V2=l:6

(2)当滑块甲初速度最小时，碰后滑块乙应刚好运动到右侧的挡板，则

-ftni2gL=--W2V22

碰前滑块甲做减速运动

1gL=3，川V2-5%2

可得

12.如图所示，在光滑的水平面上放置一个足够长木板B,在B的左端放有一个可视为质点的小滑块A,A、B间

的动摩擦因数4=0.4,A的质量m=lkg,B的质量A/=2kg,g=10m/s2<,现对A施加F=7N的水平向右的拉力，Is

后撤去拉力F,求：

(1)撤去拉力产前小滑块A和长木板B的加速度a”s

(2)A相对于B静止的时速度v

(3)A相对于B静止的整个过程中由于摩擦生成的热量Q(结果可以用分数表示)

/〃/〃/〃〃〃〃〃〃〃〃/〃/〃〃〃/〃/

77

【答案】⑴m=3m/s?；02=2m/s2；(2)v=—m/s；(3)2=—J

33

【分析】

【详解】(1)对A滑块，根据牛顿第二定律有

F-Rmg=max

解得

%=3m/s2

对B滑块，根据牛顿第二定律有

"mg=Ma2

解得

2

a2=2m/s

(2)A相对B静止时，二者速度相同，根据动量定理有

FAz=(/n+M)v

解得

7,

v=­m/s

3

(3)外力尸对A、B体系做功为

F^=F-aAr=—J

212

7

A、B最终以速度u=—m/s运动。故该体系动能为

3

口1/A4\249

E=—=—J¥