山西省三晋名校联盟2023-2024学年高三上学期期中阶段测试物理试题（Word版附解析）

这是一份山西省三晋名校联盟2023-2024学年高三上学期期中阶段测试物理试题（Word版附解析），共17页。

考生注意：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形贴在答题卡上的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一个选项符合题目要求，第7~10题有多个选项符合要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 两个固定的点电荷P、Q所形成电场的等势线如图中的虚线所示，一带电粒子以某一初速度从图中的a点进入电场，仅在静电力的作用下运动，运动轨迹为图中的实线。下列正确的是（ ）
A. 点电荷P、Q带有等量异种电荷
B. 粒子带正电
C. 粒子从a点到d点运动的过程中，动能先减小后增大
D. 粒子从a点到d点运动的过程中，电势能先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．靠近点电荷P、Q处的等势面电势高，说明点电荷P、Q均带正电，则点电荷P、Q带同种电荷，故A错误；
B．根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，段合外力方向大致向下，段电场强度方向垂直等势面向上，可知粒子带负电，故B错误；
CD．粒子从a点到d点运动的过程中，电势先减小后增大，粒子带负电，电场力先做负功后做正功，动能先减小后增大，电势能先增大后减小，故C正确，D错误。
故选C。
2. 光滑的水平面上有一个静止的物体，某时刻一水平向右的恒定拉力作用在物体上，以向右为正方向，物体的动能与拉力的冲量I之间的关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对物体应用动量定理可得
由动能表达式
根据数学知识可知动能与拉力的冲量I之间关系为一开口向上的二次函数的右半部分。
故选C。
3. 如图所示，细绳拉着小球在竖直平面内沿逆时针方向做半径为R的圆周运动，P是过圆心的直线上的一点，OP所在直线为竖直方向。A是圆周上的一点，OA连线与竖直方向成角，当小球运动到A点时，细绳断了，小球经过P点时速度方向刚好与OP垂直。不计空气阻力，P点与圆心O的距离为（ ）
A. 2RB. 1.75RC. 1.5RD. 1.25R
【答案】D
【解析】
【详解】细绳断后，小球做斜抛运动，运动至P点的时间为
水平方向有
竖直方向有
P点与圆心O的距离为
故选D。
4. 我国自主研制了大型客运机C919。一架C919大飞机自身质量为，不载客时离地起飞速度为80m/s，载客首航离地起飞速度为88m/s。设飞机获得的升力大小与飞机在平直跑道上滑行的速度平方成正比，若每位乘客及所带行李的平均质量为75kg，则可估算该飞机首航载客人数约为（ ）
A. 130人B. 140人C. 150人D. 160人
【答案】B
【解析】
【详解】飞机获得的升力大小与飞机在平直跑道上滑行的速度平方成正比，设比例系数为，飞机空载起飞时有
载客离地起飞时有
解得飞机首航载客人数约为
故选B。
5. 如图所示，电容器甲竖直放置，两极板有正对的小孔，电容器乙水平放置。两个电容器的极板长度均为L，极板间距离以及内部电场强度大小都相等。一个质量为m、电荷量绝对值为q的带电粒子以初速度从电容器甲左侧极板上的小孔进入，经电容器甲加速后以的速度进入电容器乙的正中央，刚好从极板边缘离开电容器乙，不计带电粒子的重力，则两电容器内部电场强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在甲电场中，由动能定理可得
在乙电场中，由类平抛知识可得
联立求得
故选A。
6. 歼-20隐形战斗机矢量发动机喷口可向不同方向转动以产生不同方向的推力。已知发动机喷口面积为，喷射气体的密度为，产生的推力为，则发动机喷射气体的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设发动机向后喷射气体的速度为，以发动机时间内喷出的气体为研究对象，由动量定理得
解得
故选A。
7. 甲、乙两物体在同一条直线上运动，时刻开始计时，它们的图像如图所示，图中直线与横轴夹角。根据图像可知（ ）
A. 甲、乙的运动方向相反B. 甲的加速度大于乙的加速度
C. 相遇时甲的速度等于乙的速度D. 相遇时甲运动的距离大于乙运动的距离
【答案】AD
【解析】
【详解】A．图象的斜率表示速度，甲的斜率为负，乙的斜率为正，则甲向负方向运动，乙向正方向运动，甲、乙的运动方向相反，故A正确；
B．甲乙做匀速直线运动，加速度均为零，则甲的加速度等于乙的加速度，故B错误；
C．图象斜率的绝对值表示速度的大小，相遇时甲的速度为
相遇时乙的速度为
由于
则
故C错误；
D．相遇时，甲乙的运动时间相等，甲乙做匀速直线运动，甲的速度大于乙的速度，故相遇时甲运动的距离大于乙运动的距离，故D正确。
故选AD。
8. 如图所示，匀强电场中三个点a、b、c构成一直角三角形，已知，，匀强电场的方向平行于ab且由a指向b。现在a点固定点电荷，在b点固定点电荷，则c点的电场强度为零。下列关于、的判断，正确的是（ ）

A. 为负电荷，为正电荷B. 为正电荷，为负电荷
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．已知c点的电场强度为零，匀强电场向下，则、在c的合场强向上，根据矢量运算法则可知Q2为正电荷、Q1为负电荷，A正确，B错误；
CD．根据平行四边形定则可知在c点，a点电荷的电场强度与b点电荷的电场强度关系有
设bc间的距离为，根据点电荷周围电场强度表达式得
求得
C正确，D错误。
故选AC。
9. 我国发射的火星探测器经过漫长的飞行进入绕火星运转的圆形轨道，在圆轨道上运动时，周期为，轨道离火星地面高度为；当探测器在近火星轨道做匀速圆周运动时，周期为，设引力常量为，火星视为匀质球体。则以下判断正确的是（ ）
A. 火星的半径是
B. 火星的密度是
C. 火星半径是
D. 火星的密度是
【答案】BC
【解析】
【详解】AC．根据题意，设火星半径为，由万有引力提供向心力有
联立解得
故A错误，C正确；
BD．根据题意，设火星半径为，由万有引力提供向心力有
火星的体积为
则火星的密度为
故D错误，B正确。
故选BC。
10. 两滑轮间距离为10m的传送带与地面成角放置，在电动机带动下传送带以的恒定速率顺时针运行，将静止在传送带底端质量为10kg物体运输到顶端。已知物体与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A. 物体先加速后减速运动
B. 物体从底端被传送到顶端的时间为3s
C. 物体从底端被传送到顶端的过程中滑动摩擦力做功375J
D. 物体从底端被传送到顶端的过程中电动机相对于空载多消耗电能1000J
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．物体在传送带底端的加速度为
物体做加速运动的位移为
当物体与传送带共速时有
最大静摩擦力大于重力沿传送带向下的分力，物体与传送带相对静止，做匀速直线运动，故物体先加速后匀速，故A错误；
B．物体做加速运动的时间为
物体做匀速运动的时间为
物体从底端被传送到顶端的时间为
故B正确；
C．物体从底端被传送到顶端的过程中滑动摩擦力做功为
故C正确；
D．物体从底端被传送到顶端的过程中摩擦力产生的热量为
根据能量守恒，物体从底端被传送到顶端过程中电动机相对于空载多消耗电能为
故D正确。
故选BCD。
二、非选择题：本题共6小题，共60分。
11. 某同学利用如图1所示的实验装置验证机械能守恒。实验器材主要有带滑轮的长木板、小车、钩码、打点计时器、纸带等。
（1）带滑轮的长木板固定在桌面上，小车后面连接纸带，纸带穿过打点计时器。长木板左端垫起一些，用来补偿摩擦力的影响。在小车不挂钩码的情况下，开启打点计时器电源，然后轻推小车，观察纸带上打点的分布情况，如果纸带上的点分布情况是________（填选项序号），表明摩擦力补偿恰到好处。
A．点间的距离逐渐变大
B．点间的距离逐渐变小
C．相邻点之间的距离之差相等
D．点呈均匀分布，任意两相邻点之间的距离相等
（2）补偿摩擦力的步骤做好之后，挂上钩码，打出的一条清晰的纸带如图2所示，已知打点计时器的打点周期为T，则打下B点和C点时小车的瞬时速度________，________。
（3）已知小车质量为M，钩码质量为m，重力加速度为g，根据打出的纸带数据，如果机械能守恒定律成立，则________。
【答案】 ①. D ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]开启打点计时器电源，然后轻推小车，仅观察到点呈均匀分布，任意两相邻点之间的距离相等，可认为小车做匀速直线运动，重力沿斜面向下的分力与摩擦力大小相等，小车受力平衡；
故选D；
（2）[2]根据匀变速运动过程中平均速度等于瞬时时刻的速度，可得
[3]同理可得
（3）[4]根据机械能守恒可得
解得
12. 某同学要测量一段金属丝的电阻率，实验室提供的实验器材有：
A．粗细均匀的待测金属丝，长度L约0.5m，电阻约4Ω
B．电压表（0~3V、内阻约3kΩ）
C．电流表（0~0.6A、内阻约1Ω）
D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω）
E．毫米刻度尺、螺旋测微器
F．电源（电动势3V、内阻不计）、开关S及导线若干
（1）首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度L，以下四个读数符合毫米刻度尺读数规则的是________（填选项序号）。
A． B． C． D．
（2）用螺旋测微器测金属丝直径，如图1所示，金属丝直径的测量值________mm。
（3）为了更准确测出金属丝的电阻，选用图________（选填“2”或“3”）更能减小实验误差。根据选择的电路图，完成相应的实物图连线_________。
（4）电路连接好之后，调整滑动变阻器触头到最左端，然后闭合开关S，改变滑动变阻器的触头位置，记录下电压表读数U和对应的电流表读数I，通过多次调整滑动变阻器的触头位置，得到多组U、I数据。利用图像法处理数据，作出如图5所示的图像。
根据图像可得到金属丝的电阻测量值________Ω，结合金属丝长度L和直径d的测量值，可得金属丝的电阻率________（结果均保留2位有效数字）。
【答案】 ①. C ②. 0.500 ③. 3 ④. ⑤. 4.5 ⑥.
【解析】
【详解】（1）[1]毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度，可精确读数至毫米，并估读一位。符合毫米刻度尺读数规则的是
故选C。
（2）[2]金属丝直径的测量值
（3）[3]电压表阻值远大于待测金属丝，为减小实验误差，电流表应外接，故为了更准确测出金属丝的电阻，应选用图3。
[4]实物图连线如图所示。
（4）[5]金属丝的电阻测量值
[6]金属丝的横截面积为
根据电阻定律
金属丝的电阻率
13. 一质点从静止开始做变速直线运动，其图像如图所示，求：
（1）质点在第2s末和第4s末速度大小；
（2）质点在内的位移大小。

【答案】（1）8m/s，24m/s；（2）40m
【解析】
【详解】（1）质点在第2s末速度为
质点在第4s末的速度为
（2）内，质点的位移为
内，质点的位移为
质点的总位移为
14. 如图所示，绝缘粗糙的竖直墙面OM的右侧存在水平向左的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的带电小滑块（视为质点）锁定在离水平地面高为h的M点。解除锁定，给滑块向下的速度，滑块恰好匀速下滑。已知滑块与OM间的动摩擦因数为，重力加速度为g。
（1）判断滑块所带电荷的正负；
（2）求电场强度E的大小；
（3）不改变E的大小，将电场强度方向变为水平向右，解除锁定，让滑块从M点由静止开始运动，求滑块运动至水平地面时速度v的大小及它离O点的距离x。

【答案】（1）正电；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）解除锁定，滑块能沿墙面匀速下滑，合力为零，则电场力水平向左，与场强方向相同，滑块带正电。
（2）滑块沿竖直面匀速下滑，对滑块，在竖直方向有
滑动摩擦力
而
联立解得
（3）如图所示，不改变E的大小，将电场强度方向变为水平向右，让滑块从M点由静止开始运动，滑块做匀加速直线运动，滑块从开始运动到运动至水平地面

竖直方向有
根据
水平方向有
速度
加速度
运动至地面时的速度大小
联立解得
，
15. 如图所示，质量的平板小车静止在光滑水平面上，质量可视为质点的滑块放在小车左端。某时刻给滑块一个水平向右的初速度，滑块没有从小车上掉落。已知滑块与小车间动摩擦因数，重力加速度。求：
（1）滑块减速运动的时间；
（2）小车加速运动的位移大小；
（3）若滑块的初速度，滑块恰好没有从小车上掉下，则小车的长度为多少。
【答案】（1）；（2）0.096m；（3）
【解析】
【详解】（1）设滑块与小车共同速度为v，根据动量守恒定律：
解得
滑块加速度大小满足
根据
解得
（2）对小车应用动能定理：
解得
l=0.096m
（3）若滑块恰好没从小车上掉下，则滑块运动到小车右端时与小车有共同速度，设其为，则
由能量守恒
代入数据解得
滑块恰好没从小车上掉下，则小车的长度为
16. 如图所示，光滑的直杆与竖直方向成60°角固定放置，杆的下端固定一个轻弹簧，杆上穿有两个小球A和B，两球一起静止在弹簧上端。某时刻给小球B施加一个方向与杆平行、大小可变的拉力，使得小球B以的恒定加速度沿直杆匀加速运动，两球刚分开时B的速度为v。已知A球质量为m，B球质量为2m，重力加速度为g，求：
（1）弹簧的劲度系数；
（2）从A球开始运动到两球刚分开的过程拉力做的功。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）两球静止可得
小球分离时，对A球分析可得
由小球以的恒定加速度沿直杆匀加速运动可得
联立求得
（2）对两球从开始到分离运用动能定理可得
求得