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    2022-2023学年福建省厦门双十中学高三上学期期中物理试题
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    2022-2023学年福建省厦门双十中学高三上学期期中物理试题

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    这是一份2022-2023学年福建省厦门双十中学高三上学期期中物理试题,文件包含福建省厦门双十中学2023届高三上学期期中考物理试卷解析版docx、福建省厦门双十中学2023届高三上学期期中考物理试卷原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共24页, 欢迎下载使用。

    福建省厦门双十中学2023届高三上学期期中考物理试卷

    (满分100分,考试时间75分钟)

    一、单选题(共4小题,每小题4分,共16分)

    1. 关于下列四幅图片的表述中正确的是(  )

    A. 1是某同学在忠仑公园跑步时手机计步器记录的锻炼情况,数据中的50公里/小时指的是他1小时20分内运动的平均速度

    B. 2是正在高速行驶复兴号列车窗台上直立放置的一枚硬币,该硬币可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用

    C. 3是高山滑雪运动员正在倾斜赛道上高速下滑的场景,该运动员受到赛道提供的弹力方向为竖直向上

    D. 4为“祝融”号火星车,由长征五号遥四运载火箭发射升空,火箭发射速度只要大于第一宇宙速度,就可以携带“祝融”号进入环绕火星的预定轨道

    【答案】B

    【解析】

    【详解】A.数据中的50公里/小时指的是他1小时20分内运动的平均速率,故A错误;

    B.正在高速行驶的复兴号列车窗台上直立放置的一枚硬币,该硬币可能有与列车运动方向相反的运动趋势,为抵消这个运动趋势,硬币会受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用,故B正确;

    C.该运动员受到赛道提供的弹力方向为垂直赛道向上,故C错误;

    D“祝融”号进入环绕火星的预定轨道已经脱离了地球引力,所以火箭发射速度应该大于第二宇宙速度,故D错误。

    故选B

    2. 1970年成功发射的东方红一号是我国第一颗人造地球卫星,该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示,设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1v2,近地点到地心的距离为r,地球质量为M,引力常量为G。则(  )

    A. v1>v2v1 B. v1>v2v1>

    C. v1<v2v1 D. v1<v2v1>

    【答案】B

    【解析】

    【详解】卫星绕地球运动,由开普勒第二定律知,近地点的速度大于远地点的速度,即

    v1>v2

    若卫星以近地点到地心的距离r为半径做圆周运动,则有

    可得运行速度

    由于卫星沿椭圆轨道运动,则

    v1>v

    v1>

    故选B

    3. 两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示,c是两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,cd到正电荷的距离相等,则(  

    A. a点的电场强度比b点的小

    B. a点的电势比b点的高

    C. c点的电场强度比d点的小

    D. c点的电势比d点的低

    【答案】D

    【解析】

    【详解】A.由图看出,a点处电场线比b点处电场线密,则a点的场强大于b点的场强,A错误;

    B.电场线从正电荷到负电荷,沿着电场线电势降低,所以b点的电势比a点的高,B错误;

    C.两负电荷在c合场强为零,c点只有正电荷产生的电场强度,在d点正电荷产生的场强向上,两负电荷产生的场强向下,合场强是它们的差值,所以c点的电场强度比d点的大,C错误;

    D.结合C解析可知,正电荷到c点的平均场强大于正电荷到d点的平均场强,根据U=Ed可知,正电荷到c点电势降低的多,所以c点的电势比d点的低,D正确。

    故选D

    4. 如图所示,两个物体AB中间用一个不计质量的轻弹簧相连。AB的质量分别为mAmB,与固定斜面间的动摩擦因数相同。当AB两物体一起在斜面上匀速下滑时,下列说法正确的是(  )

    A. 地面对斜面体有水平向左的摩擦力

    B. 弹簧处于伸长状态

    C. 如果增大AB的质量,AB仍能匀速下滑

    D. 如果适当增大斜面倾角,则弹簧一定处于压缩状态

    【答案】C

    【解析】

    【详解】A.以AB和斜面整体为研究对象,AB两物体一起在斜面上匀速下滑时,水平方向不受外力且受力平衡,所以地面对斜面没有摩擦力作用,故A错误;
    B.以AB为研究对象,根据平衡条件可得

    解得

    μ=tanθ

    再以A为研究对象,设弹簧的弹力为T,根据平衡条件可得

    T+mAgsinθ=μmAgcosθ

    解得

    T=0

    故弹簧处于原长,故B错误;
    C.由于

    mA+mBgsinθ=μmA+mBgcosθ

    gsinθ=μgcosθ

    如果增大AB的质量,该关系式仍然成立,所以AB仍能匀速下滑,故C正确;
    D.如果适当增大斜面倾角,二者以共同的加速度下滑,以AB为研究对象,根据牛顿第二定律可得

    mA+mBgsinθ-μmA+mBgcosθ=mA+mBa

    再以A为研究对象,设弹簧的弹力为T,根据牛顿第二定律可得

    T′+mAgsinθ-μmAgcosθ=mAa

    解得

    T′=0

    故弹簧处于原长,故D错误。
    故选C

    二、多选题(共4小题,每小题6分,漏选得3分,共24分)

    5. 甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向做直线运动,它们的v-t图像如图所示。下列判断正确的是(  )

    A. 乙车启动时,甲车在其前方100 m

    B. 运动过程中,乙车落后甲车的最大距离为75 m

    C. 乙车启动10 s后正好追上甲车

    D. 乙车超过甲车后两车不会再相遇

    【答案】BD

    【解析】

    【详解】A.根据速度图线与时间轴包围的面积表示位移,可知乙在t=10s时启动,此时甲的位移为

    即甲车在乙前方50m处,故A错误;

    B.当两车的速度相等时相遇最远,最大距离为

    B正确;

    C.由于两车从同一地点沿同一方向沿直线运动,当位移相等时两车才相遇,由图可知,乙车启动10s后位移小于甲的位移,还没有追上甲,故C错误;

    D.乙车超过甲车后,由于乙的速度大,所以不可能再相遇,故D正确.

    6. 如图所示,三个带电小球ABC可视为点电荷,所带电荷分别为+Q-Q+qAB固定在绝缘水平桌面上,C带有小孔,穿在摩擦因数处处相同的粗糙的绝缘直杆上,绝缘杆竖直放置在AB连线的中点处,将C从杆上某一位置由静止释放,下落至桌面时速度恰好为零。C沿杆下滑时带电量保持不变,那么C在下落过程中,以下判断正确的是(  )

    A. 所受摩擦力变大 B. 电势能不变

    C. 电场力做正功 D. 下落一半高度时速度一定最大

    【答案】AB

    【解析】

    【详解】AAB为等量异种点电荷,故产生的电场在AB连线垂直平分线上,从垂足向两侧场强逐渐减小,且为等势面,电荷C在下滑的过程中,受到的电场力为F=qE,将逐渐增大,受到的摩擦力为f=μF=μqE,故受到的摩擦力增大,故A正确;
    BC.小球在下滑过程中沿等势面运动,故电场力不做功,电势能不变,故B正确,C错误;
    D.滑块C的速度先增加后减小,开始时重力大于摩擦力,C的加速度向下;后来重力小于摩擦力,加速度向上,C做减速运动;当摩擦力等于重力时加速度为零,此时速度最大,但是此位置不一定在下落的高度一半的位置,故D错误;
    故选AB

    7. 如图所示,甲球从O点以水平速度飞出,落在水平地面上的A点,乙球从O点以水平速度飞出,落在水平地面上的B点时速度方向与水平地面的夹角为,与地面发生弹性碰撞,反弹后恰好也落在A点。两球质量均为。不计碰撞时间和空气阻力,则(  

    A. O点到A,甲、乙两球运动时间之比是

    B. OA两点水平距离与OB两点的水平距离之比是

    C. 甲、乙两球的水平初速度之比

    D. 乙球在B点碰撞前后的动量改变量大小为

    【答案】BD

    【解析】

    【详解】A.设OA间的竖直高度为,由O点到A点,甲球运动时间为

    乙球由O点到B点运动时间为

    根据对称性可知,由O点到A点,乙球运动时间为

    则有

    A错误;

    B.乙球先做平抛运动,再做斜上抛运动,根据对称性可知,从BA的水平位移等于从OB的水平位移的2倍,所以OA两点的水平距离与OB两点的水平距离之比是B正确;

    C.设乙球由O点到B点水平位移为,时间为。对甲球有

    对乙球有

    联立可得

    C错误;

    D.乙球落在B点时的速度是竖直分速度大小为,则有

    解得

    反弹后竖直分速度大小为

    水平方向速度不变,故动量变化量大小为

    D正确。

    故选BD

    8. 如图所示,两块竖直放置的金属导体板间存在水平向左的匀强电场间距离为d。有一带电荷量为+q、质量为m的小球以水平速度从左极上的A孔进入匀强电场,且恰没有与右板相碰,小球最后从A孔正下方的B孔离开匀强电场,若AB两孔间的距离为4d,重力加速度为g,则(  

    A. 两板间的电场强度大小为

    B. 小球从A孔进入电场时的速度大小

    C. 小球在电场中的最小动能为

    D. 小球进入电场后到其速度达到最小值的过程中,小球电势能的增加量

    【答案】BC

    【解析】

    【详解】A由题意可知,小球在水平方向先减速到零,然后反向加速。设小球进入A孔的速度为,减速到右板的时间为,则有

    水平方向

    竖直方向

    联立解得

    A错误;

    B.在水平方向上根据牛顿第二定律有

    根据运动学公式有

    联立解得

    B正确;

    CD.小球进入电场后,在水平方向上做减速运动,即

    在竖直方向上做加速运动,即

    小球在电场中的速度大小为

    联立由数学知识可得

    时小球速度达到最小,动能也达到最小,最小动能为

    此时粒子在水平方向的位移为

    在此过程中电场力做功为

    联立解得

    即粒子的电势能增加C正确,D错误。

    故选BC

    三、填空题(共4道题,每空2分,共22分)

    9. 一条弹性绳子呈水平状态。M为绳子中点,两端PQ同时开始上下振动,一小段时间后产生的波形如图所示,则:

    1)绳的两端点PQ开始起振的方向______(选填“相同”、“相反”);

    2)两列波的波速之比为______

    【答案】    ①. 相同    ②. 11

    【解析】

    【详解】1[1]据波的传播特点可知,各质点的起振方向与波源的起振方向相同,由图可知,左边波向右传播,而右边的波向左,依据“上下坡”法,那么它们起振方向相同,所以绳子的两端点PQ开始振动的方向相同。

    2[2]这两列波的波速由介质决定,波在同种介质传播,所以波速相同,所以波速之比为11

    10. 如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔质量为m的小球套在圆环上,一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移,在移动过程中:

    1)手对细线的拉力F______(选填“增大”、“不变”、“减小”);

    2)圆环对小球的弹力FN______(选填“增大”、“不变”、“减小”)。

    【答案】    ①. 减小    ②. 不变

    【解析】

    【详解】1)(2[1][2]细线拉着小球缓慢上移,所以小球受力平衡,对小球受力分析如图

    根据几何三角形相似关系

    在缓慢上移的过程中

    OA = OB = R

    FN保持不变,在上移过程中AB长度逐渐减小,则F减小。

    11. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下操作:

    1)用游标尺上有10个小格游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示,可读出摆球的直径为______cm

    2)如图所示,该学在物理支架的竖直立柱上固定好摆长约1m的单摆,实验时,由于仅有量程为20cm。精度为1mm的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点,测出单摆的周期;然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆的周期;最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离。用上述测量结果,写出重力加速度的表达式______

    【答案】    ①. 2.06    ②.

    【解析】

    【详解】(1[1]游标卡尺分度值为0.1mm,根据游标卡尺读数规则,摆球直径为

    20mm+0.1mm×6=20.6mm=2.06cm

    2[2]设第一次标记时摆长为L1,第二次标记时摆长为L2,则由题意可得


     


     


     

    联立解得


     

    12. 在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中,按图1所示连接电路,电源电动势为8.0V。内阻可以忽略,单刀双掷开关S先跟2相接,某时刻开关改接1,一段时间后把开关再改接2,实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。

    1)开关S改接2后,电容器进行的是______(选填“充电”或“放电”)过程。此过程得到的图像如图2所示,图中用阴影标记的狭长区域的面积的物理意义是______。如果不改变电路其他参数,只减小电阻R的阻值,则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将______(选填“减小”、“不变”或“增大”);

    2)根据图像估算出电容器在该过程中电荷量的变化约为______C,该电容器的电容约为______

    【答案】    ①. 放电    ②. 0.2s内电容器放出的电荷量    ③. 不变    ④.     ⑤. 400

    【解析】

    【详解】(1[1]开关S1时,电源在给电容器充电,开关S改接2后,电源断开,电容器放电,在电路中充当电源。

    [2][3]It曲线与坐标轴所围成的面积表示初始时刻电容器所带电荷量的多少,也表示在该段时间内,电容器所放出电荷量的总和,则阴影面积表示0.2s内电容器放出的电荷量;只减小电阻的阻值,对电容器所带电荷的量没有影响,所以初始时刻电容器所带电荷量不变,即It曲线与坐标轴所围成的面积将不变。

    2[4][5]由题意及图可知,电容器在该过程所放出的电荷约为


     

    可得


     

    四、计算题(第1310分,第1412分,第1516分)

    13. 质量M = 3kg的长木板放在光滑的水平面上,在F = 11N的水平拉力作用下由静止开始向右运动。如图所示,当速度达到1m/s时,将质量m = 4kg的物块轻轻放到木板的右端。已知物块与木板间的动摩擦因数μ = 0.2,物块可视为质点(g = 10m/s2)。求:

    1)木板至少多长物块才能与木板最终保持相对静止;

    2)物块与木板相对静止后,物块受到的摩擦力大小。

    【答案】10.5m;(26.29N

    【解析】

    【详解】1)放上物块后,物块的加速度

    木板的加速度

    当物块、木板速度相等后可保持相对静止,故

    解得

    t = 1s

    1s内木板的位移

    物块的位移

    所以木板长至少为

    2)相对静止后,对物块、木板整体有

    对物块

    14. 轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放。当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l。如图所示,现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与质量为m的物块P接触但不连接,AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径为l的光滑半轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直。用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度l,然后放开,P开始沿轨道运动。已知物块PAB间的动摩擦因数μ = 0.5,重力加速度大小为g。求:

    1)弹簧被压缩至长度为l时具有的弹性势能;

    2)物块P到达B点时速度的大小;

    3)物块P能否通过D点?如果能,求出物块P离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离。

    【答案】1Ep = 5mgl;(2;(3P能运动到D点,

    【解析】

    【详解】1)由机械能守恒定律,则弹簧长度为l时的弹性势能为

    Ep = 5mgl

    2)设P到达B点时的速度大小为,由能量守恒定律得

    联立,解得

    3)若P能沿圆轨道运动到D点,其到达D点时的向心力不能小于重力,即P此时的速度大小v应满足

    ,即

    P滑到D点时的速度为,由机械能守恒定律得

    联立,解得

    P能运动到D点。设P落回到轨道AB所需的时间为t,由运动学公式得

    P落回到AB上的位置与B点之间的距离为

    联立解得

    15. 如图所示,劲度系数k = 100N/m的弹簧一端固定于地面上,另一端连接绝缘物体A,物体B置于A上不粘连,A不带电,B的带电量AB质量均为2kg且都可看质点,整个装置处于静止状态。物体B正上方有一带圆孔的挡板,质量为4kg的不带电绝缘物体C放于圆孔上方不掉落,现在挡板与地面之间加上竖直向上、大小的匀强电场使AB开始运动,AB分离时,A在某装置作用下迅速在该位置处于静止状态,B下落与A碰撞时撤去该装置,之后不再对A作用;AB分离后,B向上运动并与C发生碰撞,且以后每次碰撞前C均已静止在圆孔上方。已知弹簧的弹性势能x为弹簧的形变量),重力加速度为BAC碰撞时为弹性碰撞且没有电荷转移。求

    1AB两物体从开始运动到分离时上升的高度;

    2B下落与A第一次碰撞结束时,物体A的速度大小;

    3)从BA第一次碰撞开始,物体A运动的总路程。

    【答案】1;(2;(3

    【解析】

    【详解】1)初态AB静止,有

    加电场,AB分离时,加速度相等,对A

    B

    可得

    2)从开始运动到AB分离,对AB由功能关系得

    解得

    分离后,由于B物体匀速上升,直至BC弹性碰撞且没有电荷转移,有

    B向下匀速运动,BA弹性碰撞

    即第一次碰撞结束时,物体A的速度大小为

    3BA弹性碰撞后,A从平衡位置向下运动,由能量守恒

    解得

    撞后A向下减速,再反向加速,回到原位后,与B碰撞,AB交换速度。B再次匀速上升碰C,由碰撞结论可知,碰后

    解得

    归纳可得

    A运动的总路程

     

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