2023-2024年河北武邑中學(xué)高三年級上冊期中考試物理試題（解析版）

物理試題

本試卷分第I卷（選擇題，共46分）和第H卷（非選擇題，共54分）兩部分。

滿分100分，考試時間75分鐘。

第I卷（選擇題）

一、選擇題（共10小題。第1-7題為單項選擇題，每題4分，共28分；第8-10為多選題，

每小題6分，共18分，全部選對得6分，選不全得3分，錯選得0分。）

1.下列關(guān)于物理學(xué)研究方法，正確的是（）

A.為了方便研究物理問題，在任何情況下體積很小的物體都可以看成質(zhì)點

Av

B.加速度。=—用了微元法定義物理量，說明加速度與速度的變化量成正比

At

C.伽利略研究自由落體運(yùn)動時，采用了“邏輯推理T合理外推一猜想假設(shè)T實驗驗證”的研究思路

A_r

D,由速度v=—可知，當(dāng)加非常小時，可以近似表示物體在f時刻的瞬時速度，采用了極限法

【答案】D

【解析】

【詳解】A.只有物體的大小和形狀對研究的問題沒有影響或影響可以忽略時，才能看成質(zhì)點，不能只看大

小，故A錯誤；

B.加速度的大小由速度變化量與時間共同決定，故B錯誤；

C.伽利略研究自由落體運(yùn)動時，采用了“猜想假設(shè)一邏輯推理-實驗驗證-合理外推”的研究思路，故C

錯誤；

D.極端時間內(nèi)的平均速度近似等于瞬時速度，采用的是極限思想，故D正確。

故選D。

2.新能源汽車發(fā)展是為了減少對傳統(tǒng)燃料的依賴，減少環(huán)境污染和減少溫室氣體的排放。如圖所示為我

國比亞迪一型號汽車某次測試行駛時的加速度。和車速倒數(shù)一的關(guān)系圖像。若汽車質(zhì)量為2.1x103kg,它

v

由靜止開始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，最大車速為40m/s,下列說法錯誤的是（）

八a/（nrs-2）

4010v/（

A.汽車勻加速所需時間為5s

B.汽車牽引力的額定功率為5.6xl（）4w

汽車在車速為5m/s時，功率為3.2X1CPW

D.汽車所受阻力為l/xlCpN

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由圖可知，汽車在速度等于10m/s前，加速度不變，故汽車是恒加速度啟動的，根據(jù)勻變速直

線運(yùn)動的基本規(guī)律可知

v=

t=-=5s

a

故A正確；

BD.由圖可知，速度由10m/s到40m/s汽車是以額定功率行駛。汽車的最大速度為40m/s,汽車開始做勻

速直線運(yùn)動，此時歹=）,則有

八里

%ax

當(dāng)v=10m/s時，汽車的加速度a=2m/s2,根據(jù)牛頓第二定律可知

晝-f-ma

J-flLCL

V

解得

y=1.4xlO3N,=5.6X104W

故BD正確；

C.汽車在車速為5m/s時，汽車處于勻加速階段，則有

F-f=ma,P=Fv

解得

P=2.8X104W

故C錯誤。

本題選錯誤的，故選C。

3.2020年我國實施“天問一號”計劃，“天問一號”探測器靠近火星時需要通過變軌逐漸靠近火星，如圖

所示，探測器經(jīng)歷橢圓軌道in-橢圓軌道II-圓軌道I的變軌過程。。點為軌道n的遠(yuǎn)火點，P點為軌道II

的近火點，探測器在三個軌道運(yùn)行時都經(jīng)過尸點。下列說法正確的是（）

A.“天問一號”的發(fā)射速度必須大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度

B.“天問一號”沿軌道II運(yùn)行至P點的速度小于運(yùn)行至。點的速度

C.“天問一號”在軌道I上的機(jī)械能大于在軌道II上的機(jī)械能

D.若軌道I貼近火星表面，已知“天問一號”在軌道I上運(yùn)動的周期T和引力常量G,可以推知火星的平

均密度

【答案】D

【解析】

【詳解】A.“天問一號”已脫離地球引力束縛繞火星運(yùn)行，所以其發(fā)射速度必須大于第二宇宙速度小于第

三宇宙速度，故A錯誤；

B.“天問一號”沿軌道n運(yùn)行至尸點近火點的速度大于運(yùn)行至。點遠(yuǎn)火點的速度，故B錯誤；

C.由于“天問一號”由軌道II變軌到軌道I需要在P點點火減速，即外力對“天問一號”做負(fù)功，其機(jī)械

能減小，所以“天問一號”在軌道I上的機(jī)械能小于在軌道H上的機(jī)械能，故C錯誤；

D.“天問一號”繞火星做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，即

Mm4乃2

G寸〃〒R

M

3

聯(lián)立可得

3乃

。=訐

由此可知，若已知“天問一號”在軌道I上運(yùn)動的周期T和引力常量G,可以推知火星的平均密度，故D

正確。

故選D。

4.如圖所示，某次比賽中一運(yùn)動員將籃球從地面上方B點以速度%斜向上拋出，恰好垂直擊中籃板上A點。

不計空氣阻力，若籃球從8點正上方C點斜向上拋出，仍然垂直擊中籃板上A點，則兩次拋球相比（）

B.從8點拋出時，球撞到籃板時的速度較小

C.從C點拋出時，球撞到籃板時的速度較小

D.從C點拋出時，拋射角夕較大

【答案】B

【解析】

【詳解】A.因為籃球垂直擊中籃板，此時速度處于水平方向，故根據(jù)逆向思維，把籃球的運(yùn)動看成反向做

平拋運(yùn)動，A到8的下落高度大于A到C的下落高度，豎直方向根據(jù)人=58/得

7T[2h

可知A到8的時間大于A到C的時間，即球從8拋出至A,用時較長，A錯誤；

BC.水平方向做勻速運(yùn)動，則有

由于水平位移相等，球從8至A用時較長，可知從B點拋出時，球撞到籃板時的速度較小，從C點拋出時,

球撞到籃板時的速度較大，故B正確，C錯誤；

D.籃球剛拋出時的拋射角滿足

tan6)=—=—

匕匕

由于從C點拋出時所用時間較短，且水平速度較大，可知從C點拋出時，拋射角。較小，故D錯誤。

故選B。

5.如圖所示，一列簡諧橫波以v=10m/s沿x軸傳播，實線。是/=0時刻的波形圖，虛線6是/=0.7s時

刻的波形圖。下列說法正確的是（）

A.0~2s時間內(nèi)，x=4m處的質(zhì)點運(yùn)動的路程為80cm

B.該波沿x軸正方向傳播

C./=ls時，x=2m處的質(zhì)點速度最大

D.f=1.7s時，x=4m處的質(zhì)點離開平衡位置位移為4cm

【答案】A

【解析】

【詳解】B.由圖像可知，該波的波長為

4=4m

若該波沿X軸正方向傳播，波速大小為

x1+4w,、

v=-=-------m/s(7i=0,1,2,3…)

t0.7

若傳播方向沿x軸負(fù)方向，波速大小為

x3+4n,

v=-=--------m/s(n=0,1,2,3…)

t0.7

由題意可知，波速大小為10m/s,所以該波一定沿尤軸負(fù)方向傳播，故B錯誤；

C.由波速公式可知

T=—=—s=0.4s

v10

/=ls時，即經(jīng)過兩個整周期加半個周期，2m處的質(zhì)點處于波峰，其速度為零，故C錯誤;

A.由于

2s=57

質(zhì)點在一個周期內(nèi)所運(yùn)動的路程為4A,所以0~2s時間內(nèi)，x=4m處的質(zhì)點運(yùn)動的路程為

s=5x4A=80cm

故A正確；

D.由于

1.7s=47+-

4

所以Z=1.7s時，x=4m處的質(zhì)點恰好回到平衡位置，故D錯誤。

故選A?

6.如圖所示，一大型氣球初始時懸停在空中，噴氣口被繩系著，某時刻系在噴氣口的繩子突然松開，內(nèi)部

氣體豎直向下噴出，由于反沖作用氣球開始向上運(yùn)動。己知內(nèi)部氣體的密度為夕，氣球連同內(nèi)部氣體最初

的質(zhì)量為小，噴氣口的橫截面積為S,繩子松開瞬間噴出氣體的速度為也重力加速度為g,不計空氣阻力,

則繩子松開瞬間氣球的加速度大小為()

.pSv2pSv2pSv2pSv

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

mmmm

【答案】A

【解析】

【詳解】由題意可知初始狀態(tài)有

mg-Fn=Q

取極短時間加內(nèi)噴出的氣體為研究對象，根據(jù)動量定理得

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

得

F=pv2S

根據(jù)牛頓第三定律知氣體對氣球的作用力大小為0V2S,方向豎直向上。對氣球，根據(jù)牛頓第二定律得

pv2S-mg+F浮=ma

得

故選A?

7.如圖所示，A、8兩物塊的質(zhì)量分別為3機(jī)和機(jī)，靜止疊放在水平地面上。A、8間的動摩擦因數(shù)為〃，B

與地面間的動摩擦因數(shù)為。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g?，F(xiàn)對A施加一水平拉力

F,則（）

B

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

A當(dāng)加g時，A、3都相對地面靜止

B.當(dāng)尸=］即8時，A的加速度;〃g

C.當(dāng)Q6國咫時，A相對2滑動

D.無論尸為何值，B的加速度不會超過g〃g

【答案】B

【解析】

【詳解】A.物塊A、8間的最大靜摩擦力為

片=3Ring

2與地面間的最大靜摩擦力為

-4

鳥根g

4

所以當(dāng)/＜耳〃〃2g時，A、8都相對地面靜止，A錯誤；

BCD.物塊A剛剛相對B滑動時，48加速度相同，則此時對8有

c4

3jumg--/jmg=maB

對A有

F-3pmg-3mtzA

解得

F=Mmg，aA=aB=|^

則當(dāng)時，A相對8滑動，此后8的受力不變，則8的最大加速度為

5

aB=14g

當(dāng)歹=與〃加g時，A、2一起滑動，其加速度為小有

104，

一jumg——pimg-Ama

解得

a=Q.5jug

B正確，CD錯誤；

故選B。

8.如圖所示，質(zhì)量為根的小球A可視為質(zhì)點，用長為乙的擺線懸掛在墻上。點，。點正下方?！c釘有一

光滑細(xì)支柱，且。、O兩點的距離為L'?，F(xiàn)將A球拉至偏離豎直方向60。釋放，擺至最低點后A球繞O'

點運(yùn)動。以下說法正確的是()

A.繩子碰到細(xì)支柱瞬間，小球速度大小不變

B.繩子碰到細(xì)支柱瞬間，繩子拉力大小不變

3

C.當(dāng)〃=—L時，A球能繞點O'做完整圓周運(yùn)動

4

3

D.當(dāng)〃時，繩子碰到細(xì)支柱前后的拉力大小之比為2:5

4

【答案】AD

【解析】

【詳解】AB.繩子碰到細(xì)支柱瞬間，小球速度大小不變，轉(zhuǎn)動半徑減小，根據(jù)牛頓第二定律，有

r

所以繩子拉力大小為

F=mg+m~

r

由此可知，繩子碰到細(xì)支柱瞬間，繩子拉力變大，故A正確，B錯誤；

C.A球由偏離豎直方向60。釋放到擺至最低點的過程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得

1,

mgL(l—cos600)=—mv~

解得

若A球能繞點O,做完整的圓周運(yùn)動，則有

—mg-2(￡-//)=；mv'2-gmv2

聯(lián)立解得

v'=0

由此可知，A球不能繞點。，做完整的圓周運(yùn)動，故C錯誤；

D.繩子碰到細(xì)支柱前后的拉力大小之比為

2

V

F=段+m了2mg=2

故D正確。

故選AD?

9.如圖所示，質(zhì)量為3〃八半徑為R的光滑圓弧形槽靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為根的小鋼球從槽的頂端A

處靜止釋放，不計一切阻力，重力加速度為g,在此后的過程中，下列說法正確的是()

A.小鋼球和圓弧形槽組成的系統(tǒng)動量不守恒

B.小鋼球運(yùn)動到圓弧槽8處時速度為J9

C.小鋼球運(yùn)動到圓弧槽8處時，此圓弧槽的對地位移大小可能為

4

D.小鋼球運(yùn)動到圓弧槽8處時，此小鋼球的對地位移大小可能為

4

【答案】ACD

【解析】

【詳解】A.小鋼球在豎直方向受重力作用，合力不為零，小鋼球和槽組成的系統(tǒng)動量不守恒，A正確；

B.小鋼球和槽組成的系統(tǒng)水平方向上不受外力，所以系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，由題意知水平方向上初

動量為零，則有

mvi=3mvi

又因為整個過程系統(tǒng)機(jī)械能守恒又有

八121.2

mgR——mvi+—?3mv2

解得

B錯誤；

CD.設(shè)小鋼球小鋼球下滑到底端8的過程中所用時間為3圓弧向左移動的距離為％,則小鋼球向右移動的

距離為R—x,根據(jù)水平方向動量守恒得

R-x。x

m-------=5m?—

tt

解得

R「3八

x=—,R—x=-R

44

由于小鋼球在豎直方向運(yùn)動了R,則小鋼球運(yùn)動到圓弧槽8處時，此小鋼球的對地位移大小可能為

CD正確。

故選ACDo

10.圖（a）是糧庫工作人員通過傳送帶把稻谷堆積到倉庫內(nèi)的情景，其簡化模型如圖（b）所示工作人員把

一堆稻谷輕輕地放在以恒定的速度v順時針轉(zhuǎn)動的傳送帶的底端，稻谷經(jīng)過加速和勻速兩個過程到達(dá)傳送帶

項端，然后被拋出落到地上，已知傳送帶長度為L與地面的夾角為。，忽略空氣阻力，不計傳送帶兩端輪

子半徑大小及稻谷厚度，重力加速度為g,以地面為零勢能面，對于稻谷中一顆質(zhì)量為根的谷粒P的說法

正確的是（）

A.在勻速階段，其他谷粒對谷粒P的作用力方向豎直向上

B,在傳送帶上運(yùn)動過程中，其他谷粒對谷粒P做的功為3相聲+相gLsin。

C.谷粒P離開傳送帶后（落地前）的機(jī)械能為

D.在傳送帶上運(yùn)動時，谷粒P克服重力做功為一根丫2

【答案】ABC

【解析】

【詳解】A.在勻速階段，谷粒P受到豎直向下的重力和其他谷粒對谷粒P的作用力，合力為零，所以其他

谷粒對谷粒P的作用力方向豎直向上，大小等于機(jī)g,故A正確；

B.在傳送帶上運(yùn)動過程中，其他谷粒對谷粒P做的功等于谷粒增加的機(jī)械能，所以

1,

W=—mV+mgLsin0

故B正確；

C.谷粒P離開傳送帶后（落地前）的機(jī)械能保持不變，所以其機(jī)械能應(yīng)為

12

E=-mv'+mgLsin0

故C正確；

D.在傳送帶上運(yùn)動時，谷粒P克服重力做功為

%G=mgLsin0

故D錯誤

故選ABCo

第n卷（非選擇題）

二、實驗題（本題共2小題，共14分。請將答案填寫在答題卷中的橫線上。）

11.某小組設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律，物塊p、Q用跨過光滑定滑輪的輕繩相連，

P底端固定一寬度為d的輕質(zhì)遮光條，托住P，使系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，用刻度尺測出遮光條所在位置A與固

定在鐵架臺上的光電門B之間的高度差九現(xiàn)將物塊P從圖示位置由靜止釋放，記下遮光條通過光電門8

的時間為r,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,P、Q的質(zhì)量分別用機(jī)p和冽Q表示。

常////////

2

—

|1111I1111|1111I1111|

05101520

（1）用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示，則〃=mm；

（2）下列實驗步驟必要的是o

A.準(zhǔn)確測量出兩物塊的質(zhì)量網(wǎng)＞和相Q

B.應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的物塊進(jìn)行實驗

C.兩物塊的質(zhì)量應(yīng)該相等

D.需要測量出遮光條從A到達(dá)B所用的時間

（3）改變高度，重復(fù)實驗,描繪出聲—介圖像,該圖像斜率為k,在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若k=

（用前面給出的字母表示），則驗證了機(jī)械能守恒定律。

【答案】①.2.20②.AB##BA③.2"

(""+mQ)

【解析】

【詳解】（1）口］20分度游標(biāo)卡尺的精確值為0.05mm,由圖乙可知遮光條的寬度為

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

（2）⑵A.驗證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為

/、，1/、儲

hQ

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

需要測量P的質(zhì)量mP，Q的質(zhì)量冽Q,故A正確；

B.選用質(zhì)量和密度較大的物塊進(jìn)行實驗可以減小因空氣阻力而帶來的系統(tǒng)誤差，故B正確；

C.釋放P物體后需要P向下加速通過光電門，Q向上加速，則需要P的質(zhì)量大于Q的質(zhì)量，故C錯誤;

D.物塊P從A點到達(dá)B點過程，P和Q組成的系統(tǒng)動能增加量為

11d~

m2

△Ek=-Op+Q)v-=-+mQ)—

系統(tǒng)重力勢能的減小量為

△綜=(mP-mQ)g/z

不需要測量出遮光條從A到達(dá)8所用的時間就能驗證機(jī)械能守恒，故D錯誤。

故選ABo

（3）［3］驗證機(jī)械能守恒定律需要的表達(dá)式為

12

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

整理可得

i，2=2(mp-%)gh

(mp+mQ)

則——介圖像的斜率為

2（%一%）g

故在實驗誤差允許范圍內(nèi)，左=羋二%，，則驗證了機(jī)械能守恒定律。

（mp+mQ）

12.麓同學(xué)用氣墊導(dǎo)軌裝置驗證動量守恒定律，如圖所示。其中Gi、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器

相連。兩個滑塊A、B（包含擋光片）質(zhì)量分別為網(wǎng)、m2,當(dāng)它們通過光電門時，計時器可測得擋光片被

遮擋的時間。

擋光片擋光片

廠⑹

OnGon

]G2B|嗎'網(wǎng)|A[

（1）先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，輕推一下B,直到它通過光電門Gi的時間（填“大于”、“等于"、

“小于”）它通過光電門G2的時間；

（2）將B靜置于兩光電門之間，將A置于光電門Gi右側(cè)，用手輕推一下A,使其向左運(yùn)動，與B發(fā)生碰

撞，為了使A碰后不返回，貝。嗎m2o（填“>”、"=”或）；

（3）在上述前提下，光電門Gi記錄的擋光時間為A*滑塊B、A先后通過光電門時，G2記錄的擋光時間

分別為加2、43，已知兩擋光片寬度相同，若㈣、加2、M、M、滿足（寫出關(guān)系式，用

網(wǎng)、加2、純、M、表示）則可驗證動量守恒定律；若加1、加2、還滿足另一個關(guān)系式，

（用A%、刈、Ar3表示）則說明A、B發(fā)生的是彈性碰撞。

mmm.

【答案】①.等于②.>③?三1=三l+失④.了1?+1”1=入[

AZ]M絕維M

【解析】

【詳解】（1）[1]輕推一下B,直到它通過光電門G1的時間等于它通過光電門G2的時間，則說明滑塊做勻

速直線運(yùn)動，氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)節(jié)水平。

（2）⑵根據(jù)彈性碰撞的“動碰靜”的碰撞后的速度通項公式可知，要想“動”的物體碰撞“靜”的物體不

返回，必須“動”的物體的質(zhì)量大于“靜”物體的質(zhì)量，即叫〉加2。

（3）[3]設(shè)擋光片寬度為d,滑塊A經(jīng)過光電門Gi的速度為

d

Nt、

滑塊A經(jīng)過光電門G2的速度為

d

滑塊B經(jīng)過光電門G2的速度為

d

vR=——

根據(jù)動量守恒可得

mlvA=叫或+m2vB

整理得

mx叫+根2

A%MA%2

[4]若為彈性碰撞，則有

mlvA=叫或+m2vB

1m21,212

3IVA.NA+'叫VB

聯(lián)立解得

%+%=VB

則有

ddd

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

△.維Ar2

可得

111

-----1------——

A/jA/3A/2

三、解答題（本題共3小題，共38分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步

驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。請按

題號在各題的答題區(qū)域（黑色線框）內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效。）

13.粗糙水平地面A5與半徑R=0.2m的光滑半圓軌道3CD平滑連接，且在同一豎直平面內(nèi)，。是5CD的

圓心。質(zhì)量機(jī)=O1kg的小物塊在2.5N的水平恒力產(chǎn)的作用下，從A點由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動。在

運(yùn)動到半圓軌道上的8點時撤去恒力產(chǎn)。（小物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)〃=0.5,g=10m/s2）求:

（1）若5B=0-5m,小物塊運(yùn)動到半圓軌道上的8點時，軌道對它的支持力的大??；

（2）若小物塊恰好能運(yùn)動到半圓軌道上的。點，則A3間的距離總B多大。

【答案】(1)UN；(2)0.25m

【解析】

【詳解】(1)物塊由靜止運(yùn)動到圓弧軌道8點過程中，根據(jù)動能定理得

根據(jù)牛頓第二定律

口〃延

F-mg=—^-

NK

聯(lián)立解得

■=UN

(2)物塊由靜止運(yùn)動到圓弧軌道。點過程中，根據(jù)動能定理

(F-〃叫)4~mS.2R=；mvj

又因為物塊恰好能運(yùn)動到半圓軌道上的。點，根據(jù)牛頓第二定律

mv-

ms=———D

R

聯(lián)立解得

x'AB=0.25m

14.把籃球從距地板某一高度處由靜止釋放，觀察籃球與水平地板撞擊后反彈上升的最大高度，是判斷籃球

是否充好氣的一種簡單方法。某次運(yùn)動員將一質(zhì)量m=0.60kg的籃球從8=1.8m的高度處由靜止釋放，

與水平地板撞擊后反彈上升的最大高度為〃=1.25m,于是運(yùn)動員確定該籃球充氣較好。已知籃球與地面接

觸的時間為1s,忽略空氣阻力，重力加速度取g=10m/s2。

(1)求籃球與地板碰撞過程，地板對籃球的沖量大??；

(2)籃球反彈到/z=1.25m處時，運(yùn)動員用力向下拍球，若籃球與地板碰撞過程的機(jī)械能損失量恒定，為

了使籃球還能反彈上升到8=1.8m的高度，求運(yùn)動員拍球瞬間，籃球獲得的最小動能。

【答案】(1)12.6kgm/s；(2)6.6J

【解析】

【詳解】（1）籃球與地面碰前瞬間的速度大小

%=個2gH=j2xlOxl.8m/s=6m/s

碰后瞬間的速度大小

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

選豎直向上為正方向，由動量定理有

I-mgt=mV1-m（-v0）

解得

I=12.6kgm/s

（2）籃球與地板碰撞過程的機(jī)械能損失量

AE=mgH-mgh=3.3J

設(shè)運(yùn)動員拍球瞬間使球獲得的最小動能為E