辽宁省大连市金州2023_2024高三物理上学期期中考试试题

这是一份辽宁省大连市金州2023_2024高三物理上学期期中考试试题，共15页。

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。
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，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每个小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。
1. 以下物理量为矢量，且单位是国际单位制基本单位的是（ ）
A. 时间、s B. 位移、m C. 力、N D. 能量、J
【答案】B
【详解】A．时间是标量，其单位s是国际单位制基本单位，故A错误；
B．位移是矢量，其单位m是国际单位制的基本单位，故B正确；
C．力是矢量，其单位N不是国际单位制基本单位，故C错误；
D．能量是标量，其单位J不是国际单位制基本单位，故D错误。
故选B。
2. 某同学在直跑道上做运动的图像如图所示，该同学（ ）
A. t1时刻和t3时刻速度方向相同，加速度方向相反 B. t1时刻和t3时刻速度方向相反，加速度方向相同
C. t3时刻和t5时刻速度方向相反，加速度方向相反 D. t3时刻和t5时刻速度方向相同，加速度方向相同
【答案】A
【详解】AB．从图像中可以看出t1时刻和t3时刻速度均为正值，所以速度方向相同，由图像可以看出t1时刻斜率为正值而t3时刻斜率为负值，所以加速度方向相反，A正确，B错误；
CD．从图像中可以看出t3时刻速度为正值和t5时刻速度为负值，所以速度方向相反，由图像可以看出t3时刻斜率为负值，t5时刻斜率也为负值，所以加速度方向相同，CD均错误。
故选A。
3. 如图所示，航展飞行表演中喷出的烟雾显现出飞机的运动轨迹。在此过程中飞机（ ）
A. 速度可能始终保持不变 B. 所受合力可能始终保持不变
C. 所受合力方向沿曲线上各点的切线方向 D. 速度方向沿曲线上各点的切线方向
【答案】D
【详解】A．飞机的运动速度方向不断变化，则速度不断变化，故A错误；
BC．飞机所受合外力指向曲线的凹侧，不断变化，故BC错误；
D．曲线运动速度方向沿曲线上各点的切线方向，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，一固定斜面倾角为θ，将小球A从斜面顶端以速率v0水平向右抛出，小球击中了斜面上的P点；将小球B从空中某点以相同速率v0水平向左抛出，小球恰好垂直斜面击中Q点。不计空气阻力，重力加速度为g，小球A、B在空中运动的时间之比为（ ）
A. 2：1B. ：1
C. 1：2D. 1：
【答案】A
【详解】设小球A在空中运动的时间为t1，小球B在空中运动的时间为t2，对小球A，由平抛运动的规律可得
对小球B，结合几何知识，由平抛运动的规律可得
联合可得
故选A。
5. 图甲是沿x轴正向传播的某简谐横波在某时刻的波形图。图乙是介质中质点P的振动图像。由此可知图甲可能是以下哪个时刻的波形图（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】从图乙中可以看出，P点t=0时刻是从平衡位置开始向下振动的，而在：时，在波谷处，时刻是从平衡位置向上振动的。t=0.3s时，在波峰处，t=0.4s时在平衡位置向下振动。结合图甲知道，波向右传播，P点正从平衡位置向下振动。所以甲图可能是P点时刻的波形图。
故选D。
6. 如图所示，两颗地球卫星A、B均沿图示方向绕地球做匀速圆周运动，若卫星A、B的线速度大小之比为p，则（ ）
A. A、B的轨道半径之比为p2
B. A、B的角速度大小之比为p2
C. A、B的向心加速度大小之比为p4
D. A、B受到地球的万有引力大小之比p4
【答案】C
【详解】由
可得
故A错误；
B．由
可得
故B错误；
C．由
可得
故C正确；
D．因为卫星质量未知，无法求出万有引力的比值，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，一小球套在竖直固定的光滑圆环上，在圆环的最高点有一个光滑小孔，一根轻绳的下端系着小球，上端穿过小孔用力拉住，开始时小球在圆环最低点的右侧。现缓慢拉动轻绳，使小球沿圆环缓慢上升一小段距离，对该过程，下列说法正确的是（ ）

A. 小球对轻绳的拉力增大B. 小球对轻绳的拉力减小
C. 小球对圆环的压力增大D. 小球对圆环的压力减小
【答案】B
【详解】小球受三个力的作用：受重力G、轻绳拉力F和圆环的弹力N。如图所示

由平衡条件可知，重力G与弹力N的合力大小等于轻绳拉力大小F，方向相反，根据力的矢量三角形△GFA与几何三角形△OAB相似，则有
解得
，
当A点上移时，半径R不变，AB减小，故F减小，N不变，由牛顿第三定律可知小球对轻绳的拉力减小，小球对圆环的压力不变，故ACD错误，B正确。
故选B。
8. 如图所示，水平传送带AB长L=10m，以恒定速率v1=2m/s运行。初速度大小为v2=4m/s的小物块（可视为质点）从与传送带等高的光滑水平地面上经A点滑上传送带。小物块的质量m=1kg，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4，g取10m/s2，则（ ）
A. 小物块离开传送带时的速度大小为2m/s
B. 小物体在传送带上的运动时间为2s
C. 小物块与传送带间的摩擦生热为16J
D. 小物块和传送带之间形成的划痕长为4.5m
【答案】AD
【详解】A．物块先向左做匀减速运动，加速度为
物块做减速运动的时间为
物块做减速运动的位移为
可知滑块速度为零时不能达到B端，则速度为零时物块将向右做匀加速运动，当速度等于传送带的速度时，物块做匀速直线运动，故小物块离开传送带时的速度大小为2m/s，故A正确；
B．物块做加速运动的时间为
物块做加速运动的位移为
物块做匀速运动的时间为
小物体在传送带上的运动时间为
故B错误；
C．小物块减速阶段与传送带间的相对位移为
小物块加速阶段与传送带间的相对位移为
小物块与传送带间的摩擦生热为
故C错误；
D．小物块和传送带之间形成的划痕长为
故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，竖直固定的光滑直杆上套有一个质量为m的小滑块，一原长为l的轻质弹簧左端固定在O点，右端与滑块相连。直杆上有a、b、c、d四个点，b点与O点在同一水平线上且Ob＝l，Oa、Oc与Ob的夹角均为37°，Od与Ob的夹角为53°。现将滑块从a点静止释放，在滑块下滑到最低点d的过程中，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，。在此过程中滑块（ ）
A. 在b点时动能最大
B. 在c点的速度大小为
C. 从a点到c点的过程中，弹簧弹力做功为零
D. 从c点下滑到d点的过程中机械能的减少量为
【答案】CD
【详解】A．从a到b的过程，弹簧处于伸长状态，弹簧对滑块有沿弹簧向下的弹力，弹簧弹力和滑块的重力都做正功，滑块动能增大，从b之后，弹簧还是处于伸长状态，弹簧对滑块有沿弹簧向上的弹力，弹簧弹力做负功，重力做正功，但开始时，弹簧弹力竖直向上的弹力小于滑块的重力，合力还是先做正功，所以动能还会继续增大，b点不是动能最大点，A错误；
B．a点和c点弹簧长度相同，形变量相同，所以从a到c的过程弹簧弹力做功为零，只有重力做功，根据动能定理
可得
B错误；
C．a点和c点弹簧长度相同，形变量相同，所以从a到c的过程弹簧弹力做功为零，C正确；
D．从c到d滑块机械能的减少量等于动能减少量与重力势能减少量之和，滑块在最低点d处速度为0 ，从c到d下降高度
所以有
D正确。
故选CD。
10. 在一均匀介质中，波源坐标分别为和的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播。两波源在t=0时刻同时开始振动，t=0.1s时的波形图如图所示。此时位于x=0.1cm和x=0.4cm处的两个质点都恰好开始振动，则（ ）
A. 两列简谐波波速的大小均为0.02m/s
B. t=0.2s时，x=0.2cm处的质点向上振动
C. t=0.2s时，x=0.2cm处的质点的位移大小为0.4cm
D. 两列波均传播到x=0.25cm处时，该质点振动始终减弱
【答案】ABD
【详解】A．由图像可知，两列波的波长均为0.4cm，周期均为0.2s，故波速
故A正确；
BC．t=0.2s时，T波源的振动形式刚传播到0.2cm处，且速度向上为最大，S波源的波使0.2cm处的质点运动到波谷位置，且速度为0，则t=0.2s时， 0.2cm处的质点向上振动，位移大小为0.2cm，故B正确，C错误；
D．两波源在0.25cm处的波程差为零，该质点振动始终减弱，故D正确。
故选ABD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某物理兴趣小组将力传感器固定在小车上，小车置于水平桌面上，用如图所示的装置探究物体的加速度与力的关系，并根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的图像。

（1）由图像知小车与桌面之间的摩擦力为________N。
（2）本实验是否要求细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量？________（填“是”或“否”）。
（3）由图像求出小车和传感器的总质量为________kg。
【答案】 ①. 0.1 ②. 否 ③. 1
【详解】（1）[1]由图像可知，当绳子拉力等于时，小车才开始有加速度，则小车与桌面之间的摩擦力为。
（2）[2]由于本实验装置中，绳子拉力可以通过力传感器测得，不需要用细沙和桶的总重力代替绳子拉力，所以本实验不要求细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量。
（3）[3]以小车和传感器为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
可知图像的斜率为
解得小车和传感器的总质量为
12. 某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：
①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平；
②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘。将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；
③将木板向右水平平移适当距离，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P2；
④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P1、P3。
（1）下列说法正确的是__________。
A．小球a的质量一定要大于小球b的质量
B．弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑
C．步骤③④中入射小球a的释放点位置一定相同
（2）本实验必须测量的物理量有__________。
A．小球的半径r
B．小球a、b的质量m1、m2
C．弹簧的压缩量x1，木板距离桌子边缘的距离x2
D．小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3
（3）根据相关物理规律，可以分析出b球在白纸上留下的压痕是__________（填“P1”或“P2”或“P3”）
（4）用（2）中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量是否守恒，当满足关系式__________时，则证明a、b两球碰撞过程中动量守恒。
【答案】 ①. AC##CA ②. BD##DB ③. P1 ④.
【详解】（1）[1]
A．为防止a、b球碰撞后a球反弹，小球a的质量一定要大于小球b的质量，故A正确；
BC．弹簧发射器的内接触面及桌面不一定要光滑，只要a球到达桌边时速度相同即可，即步骤③④中入射小球a的释放点位置一定相同，故B错误，C正确。
故选AC。
（2）[2]小球离开桌面后做平抛运动，设其水平位移为l，则小球做平抛运动的时间为
小球下落的竖直位移为
解得
所以碰前入射球a的水平速度为
碰后入射球a的水平速度为
碰后被碰球b的水平速度为
如果碰撞过程机械能守恒，则
代入数据整理得
所以本实验必须测量的物理量有小球a、b的质量m1、m2和小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3
故选BD。
（3）[3]根据碰撞规律得碰撞后小球b得初速度最大，根据平抛运动规律
可知小球b得时间最短，下落高度最小，所以b球在白纸上留下的压痕是P1。
（4）[4]根据[2]中的分析可知要证明a、b两球碰撞过程中动量守恒需要满足
13. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一个物块恰好能沿斜面匀速下滑。若此物块从斜面底端以v0=6m/s的初速度冲上斜面，设斜面足够长，取g=10m/s2。求：
（1）物块与斜面间的动摩擦因数；
（2）物体上滑的加速度的方向和大小；
（3）物块上滑的最大距离。
【答案】（1）0.75；（2）12m/s2，方向沿斜面向下；（3）1.5m
【详解】（1）物体恰好能沿斜面匀速下滑，则重力沿斜面的分力等于摩擦力，即
mgsinθ=μmgcsθ
解得
μ=0.75
（2）物体重力沿斜面的分力和滑动摩擦力都沿斜面向下，则由此产生的加速度为a，由牛顿第二定律得
-（mgsinθ+μmgcsθ）=ma
解得
a=-12m/s2
加速度的大小为12m/s2，方向沿斜面向下。
（3）由运动学公式：0-v02=2as，解得物块上滑的最大距离
s=1.5m
14. 如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103 kg的汽车，正以10 m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v－t图像如图乙所示（在t＝15 s处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自有恒定的大小。求：
（1）汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1；
（2）汽车刚好到达B点时的加速度a；
（3）BC路段的长度。
【答案】（1）2000 N；（2）－1 m/s2；（3）68.75 m
【分析】
【详解】（1）汽车在AB路段时，有
F1＝Ff1
P＝F1v1
Ff1＝
联立解得
Ff1＝2 000 N
（2）t＝15 s时汽车处于平衡状态，有
F2＝Ff2
P＝F2v2
Ff2＝
联立解得
Ff2＝4 000 N
t＝5 s时汽车开始做减速运动，有
F1－Ff2＝ma
解得
a＝－1 m/s2
（3）由动能定理得
PΔt－Ff2x＝mv22－mv12
解得
x＝68.75 m
15. 如图所示，质量为m的工件甲静置在光滑水平面上，其上表面由光滑水平轨道AB和四分之一光滑圆弧轨道BC组成，两轨道相切于B点，圆弧轨道半径为R，质量为m的小滑块乙静置于A点。不可伸长的细线一端固定于O点，另一端系一质量为M的小球丙，细线竖直且丙静止时O到球心的距离为L。现将丙向右拉开至细线与竖直方向夹角为θ并由静止释放，丙在O正下方与甲发生弹性碰撞（两者不再发生碰撞）；碰后甲向左滑动的过程中，乙从C点离开圆弧轨道。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力。
（1）求丙与甲碰后瞬间各自速度的大小；
（2）求乙落回轨道后，乙对甲压力的最大值；
（3）仅改变BC段的半径，其他条件不变，通过计算分析乙运动过程的最高点与A点间的高度差如何变化。
【答案】（1），；（2）；（3）见解析
【详解】（1）丙向下摆动过程中机械能守恒
丙与甲碰撞过程，由动量守恒得
由机械能守恒得
解得碰后瞬间，丙速度大小
甲速度大小
（2）乙从C点离开时，因甲、乙水平速度相同，故乙仍从C点落回。当乙回到B点时，乙对甲压力最大，设此时甲速度大小为，乙的速度大小为。从丙与甲碰撞结束至乙回到B点过程中，由动量守恒得
由机械能守恒得
解得
，
设此时甲对乙的弹力为，由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律知乙对甲压力的最大值
（3）乙从C点离开时，甲、乙水平速度相同，设甲速度为，从丙与甲碰撞结束至乙从C点离开甲过程，甲、乙水平方向动量守恒
解得
若减小段BC的半径，乙一定能从C点离开，设乙从C点离开时乙竖直方向速度大小为，从丙与甲碰撞结束至乙从C点离开甲过程中，由机械能守恒得
又因为
解得
设从乙离开C至最高点
该高度差与R无关，即高度差不变，若增大BCF段的半径，乙仍能从C点离开，与减小BC段的半径结论相同。若增大BC段的半径，乙不能从C点离开，则上升至最高点时甲、乙速度相同，由机械能守恒得
解得
该高度差与R无关，即高度差不变。综上所述，乙运动过程的最高点与A点间的高度差为定值。