山东省重点中学2023-2024学年高三下学期阶段性考试物理试题

这是一份山东省重点中学2023-2024学年高三下学期阶段性考试物理试题，共14页。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示，一轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，一端挂一水平托盘，另一端被托盘上的人拉住，滑轮两侧的轻绳均沿竖直方向。已知人的质量为60kg，托盘的质量为20kg，取g=10m/s2。若托盘随人一起竖直向上做匀加速直线运动，则当人的拉力与自身所受重力大小相等时，人与托盘的加速度大小为（ ）
A．5m/s2B．6m/s2C．7.5m/s2D．8m/s2
2、如图所示汽车用绕过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，轮船在水面上以速度v匀速前进汽车与定滑轮间的轻绳保持水平。假设轮船始终受到恒定阻力f，当牵引轮船的轻绳与水平方向成角时轻绳拉船的功率为P。不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）
A．汽车做加速运动B．轮船受到的浮力逐渐增大
C．轻绳的拉力逐渐减小D．P的数值等于
3、下列说法中正确的是（ ）
A．物体的温度升高时，其内部每个分子热运动的动能一定增大
B．气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的
C．物体的机械能增大，其内部每个分子的动能一定增大
D．分子间距离减小，分子间的引力和斥力一定减小
4、甲、乙两辆汽车沿同一方向做直线运动，两车在某一时刻刚好经过同一位置，此时甲的速度为5m/s，乙的速度为10m/s，甲车的加速度大小恒为1.2m/s2以此时作为计时起点，它们的速度随时间变化的关系如图所示，根据以上条件可知（ ）
A．乙车做加速度先增大后减小的变加速运动
B．在前4s的时间内，甲车运动位移为29.6 m
C．在时，甲车追上乙车
D．在时，乙车又回到起始位置
5、如图甲所示，单匝矩形金属线框abcd处在垂直于线框平面的匀强磁场中，线框面积，线框连接一个阻值的电阻，其余电阻不计，线框cd边位于磁场边界上。取垂直于线框平面向外为磁感应强度B的正方向，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．0～0.4s内线框中感应电流沿逆时针方向
B．0.4～0.8s内线框有扩张的趋势
C．0～0.8s内线框中的电流为0.1A
D．0～0.4s内ab边所受安培力保持不变
6、一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T。时刻的波形如图所示，a、b是波上的两个质点。图是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是（ ）
A．时质点a的速度比质点b的大
B．时质点a的加速度比质点b的小
C．如图可以表示质点a的振动
D．如图可以表示质点b的振动
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，MN 是一半圆形绝缘线，O 点为圆心，P 为绝缘线所在圆上一点，且 OP垂直于 MN，等量异种电荷分别均匀分布在绝缘线上、下圆弧上．下列说法中正确的( )
A．O 点处和 P 点处的电场强度大小相等，方向相同
B．O 点处和 P 点处的电场强度大小不相等，方向相同
C．将一正点电荷沿直线从 O 移动到 P，电场力始终不做功
D．将一正点电荷沿直线从 O 移动到 P，电势能增加
8、有一轻杆固定于竖直墙壁上的点，另一端固定一轻滑轮，一足够长的细绳一端挂一质量为的物体，跨过定滑轮后另一端固定于竖直墙壁上的点，初始时物体处于静止状态，两点间的距离等于两点间的距离，设与竖直墙壁的夹角为，不计滑轮与细绳的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．系统平衡时杆对滑轮的力一定沿杆的方向
B．若增大杆长，与位置不变且保持，使角增大，则杆对滑轮弹力的方向将偏离杆
C．若保持点的位置不变，将绳子的固定点点向上移动，则杆对滑轮的弹力变大
D．若保持与竖直墙壁的夹角不变，将轻杆的固定点向下移动，则杆对滑轮弹力的方向不变
9、2019年央视春晚加入了非常多的科技元素，在舞台表演中还出现了无人机。现通过传感器将某台无人机上升向前追踪拍摄的飞行过程转化为竖直向上的速度vy及水平方向速度vx与飞行时间t的关系图象，如图所示。则下列说法正确的是( )
A．无人机在t1时刻处于超重状态
B．无人机在0～t2这段时间内沿直线飞行
C．无人机在t2时刻上升至最高点
D．无人机在t2～t3时间内做匀变速运动
10、下列说法中正确的是（ ）
A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
B．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的碱小而增大
C．对于一定质量的理想气体，保持压强不变，体积减小，那么它一定从外界吸热
D．电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递
E.液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）实验小组要测定一个电源的电动势E和内阻r。已知待测电源的电动势约为5V，可用的实验器材有：
待测电源；
电压表V1（量程0～3V；内阻约为3kΩ）；
电压表V2（量程0～6V；内阻约为6kΩ）；
定值电阻R1（阻值2.0Ω）；
滑动变阻器R2（阻值0～20.0Ω）；
开关S一个，导线若干。
（1）实验小组的某同学利用以上器材，设计了如图甲所示的电路，M、N是电压表，P、Q分别是定值电阻R1或滑动变阻器R2，则P应是_________（选填“R1”或“R2”）。
（2）按照电路将器材连接好，先将滑动变阻器调节到最大值，闭合开关S，然后调节滑动变阻器的阻值，依次记录M、N的示数UM、UN。
（3）根据UM、UN数据作出如图乙所示的关系图像，由图像得到电源的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。（均保留2位有效数字）
（4）由图像得到的电源的电动势值_________（选填“大于”、“小于”、“等于”）实际值。
12．（12分）图甲是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下：
A．易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑。
B．取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m1以及小车质量m2。
C．撤去细绳和易拉罐后，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)，O为打下的第一点。己知打点计时器的打点时间间隔为T，重力加速度为g。
(1)步骤C中小车所受的合外力大小为___
(2)为验证从O—C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为，OC间距离为，则C点速度大小为___，需要验证的关系式为____ (用所测物理量的符号表示)。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，临界角C为45°的液面上有一点光源S发出一束光垂直入射到水平放置于液体中且距液面为d的平面镜M上，当平面镜M绕垂直于纸面的轴O以角速度ω做逆时针匀速转动时，观察者发现液面上有一光斑掠过，则观察者们观察到的光斑在液面上掠过的最大速度为多少？
14．（16分）如图甲所示，水平台面AB与水平地面间的高度差，一质量的小钢球静止在台面右角B处。一小钢块在水平向右的推力F作用下从A点由静止开始做向右直线运动，力F的大小随时间变化的规律如图乙所示，当时立即撤去力F，此时钢块恰好与钢球发生弹性正碰，碰后钢块和钢球水平飞离台面，分别落到地面上的C点和D点。已知B、D两点间的水平距离是B、C两点间的水平距离的3倍，钢块与台面间的动摩擦因数，取。求：
(1)钢块的质量m1；
(2)B、C两点间的水平距离x1。
15．（12分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段平直倾斜且粗糙，BC段是光滑圆弧，对应的圆心角，半径为r，CD段水平粗糙，各段轨道均平滑连接，在D点右侧固定了一个圆弧挡板MN，圆弧半径为R，圆弧的圆心也在D点。倾斜轨道所在区域有场强大小为、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。一个质量为m、电荷量为q的带正电小物块(视为质点)在倾斜轨道上的A点由静止释放，最终从D点水平抛出并击中挡板。已知A，B之间距离为2r，斜轨与小物块之的动摩擦因数为，设小物块的电荷量保持不变，重力加速度为g，，。求：
(1)小物块运动至圆轨道的C点时对轨道的压力大小；
(2)改变AB之间的距离和场强E的大小，使小物块每次都能从D点以不同的速度水平抛出并击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块动能的最小值。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、A
【解析】
设人的质量为M，则轻绳的拉力大小
T=Mg
设托盘的质量为m，对人和托盘，根据牛顿第二定律有
2T一(M+m)g=(M+m)a
解得
a=5m/s2
故选A。
2、D
【解析】
A．由速度分解此时汽车的速度为：v车=vcsθ，船靠岸的过程中，θ增大，csθ减小，船的速度v不变，则车速减小，所以汽车做减速运动，故A错误；
BC．绳的拉力对船做功的功率为P，由P=Fvcsθ知，绳对船的拉力为：
对船：
联立可知：
θ增大，则F变大，F浮变小；故BC错误；
D．船匀速运动，则Fcsθ=f，则
故D正确。
故选D。
3、B
【解析】
物体的温度升高时，其内部分子的平均动能变大，并非每个分子热运动的动能都增大，选项A错误；气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的，选项B正确；宏观物体的机械能与微观分子的动能无关，选项C错误；分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大，选项D错误；故选B.
4、B
【解析】
A．图像的斜率表示物体的加速度，由图可知加速度先减小后增大，最后再减小，故A错误；
B．根据运动学公式可得甲车在前4s的时间内的运动位移为：
故B正确；
C．在时，两车的速度相同；图线与时间轴所围成的“面积”表示是运动物体在相应的时间内所发生的位移；所以在时通过的位移不同，故两车没有相遇，甲车没有追上乙车，故C错误；
D．在10s前，乙车一直做匀加速直线运动，速度一直沿正方向，故乙车没有回到起始位置，故D错误；
故选B。
5、C
【解析】
A．由图乙所示图线可知，0-0.4s内磁感应强度垂直于纸面向里，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，故A错误。
B．由图乙所示图线可知，0.4-0.8s内穿过线框的磁通量增加，由楞次定律可知，线框有收缩的趋势，故B错误。
C．由图示图线可知，0-0.8s内的感应电动势为
线框中的电流为：

故C正确。
D．在0-0.4s内感应电流I保持不变，由图乙所示图线可知，磁感应强度B大小不断减小，由F=ILB可知，ab边所受安培力不断减小，故D错误。
故选C。
6、A
【解析】
A．时质点a在平衡位置向上振动，质点b在波峰位置，则此时质点a的速度比质点b的大，选项A正确；
B．时质点a在波峰位置，质点b在平衡位置，根据 可知，则此时质点a的加速度比质点b的大，选项B错误；
CD．因为时质点a在最高点，质点b在平衡位置向下振动，可知右图不是质点ab的振动图像，选项CD错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BC
【解析】
分别画出正、负电荷产生的电场强度的方向如图，
由图可知，O点与P点的合场强的方向都向下，同理可知，在OP的连线上，所以各点的合场强的方向均向下。
AB. 由库仑定律可知：，O点到两处电荷的距离比较小，所以两处电荷在O点产生的场强都大于在P处产生的场强，而且在O点两处电荷的场强之间的夹角比较小，所以O点的合场强一定大于P点的合场强。故A错误，B正确；
CD. 由于在OP的连线上，所以各点的合场强的方向均向下，将一正试探电荷沿直线从O运动到P电场力始终与运动的方向垂直，不做功，电势能不变。故C正确，D错误。
8、AD
【解析】
A．绳子上的弹力大小等于物体的重力mg，则绳子对滑轮的两弹力的合力方向在两弹力的角平分线上，根据平衡条件可得杆对滑轮的弹力方向也在角平分线上，OB两点间的距离等于AB两点间的距离，根据几何关系可得，杆OA恰好在两弹力的角平线方向上，故A正确；
B．若保持OB两点位置不变，增大杆长OA，使AB与竖直墙壁的夹角增大，仍保持OB两点间的距离等于AB两点间的距离，杆OA仍在两弹力的角平分线上，杆对滑轮的弹力仍沿杆方向，故B错误；
C．若保持A点的位置不变，将绳子的固定点B向上移动，绳子对滑轮的两力夹角变大，合力变小，滑轮处于平衡状态，则杆对滑轮的弹力变小，故C错误；
D．若保持AB与竖直墙壁的夹角不变，将轻杆的固定点O向下移动，两绳对滑轮的弹力大小方向都不变，则杆对滑轮的力仍在两绳弹力的角平分线上，所以杆对滑轮弹力的方向不变，故D正确。
故选AD。
9、AD
【解析】
A．根据图象可知，无人机在t1时刻，在竖直方向上向上做匀加速直线运动，有竖直向上的加速度，处于超重状态，故A正确；
B．由图象可知，无人机在t=0时刻，vy=0，合初速度为vx沿水平方向，水平与竖直方向均有加速度，那么合加速度与合初速度不共线，所以无人机做曲线运动，即无人机沿曲线上升，故B错误；
C．无人机在竖直方向，先向上做匀加速直线运动，后向上做匀减速直线运动，在t3时刻上升至最高点，故C错误；
D．无人机在t2～t3时间内，在水平方向上做匀速直线运动，而在竖直方向上向上做匀减速直线运动，因此无人机做匀变速运动，故D正确；
故选AD。
10、ABE
【解析】
A．温度高的物体内能不一定大，内能还与质量有关，但分子平均动能一定大，因为温度是平均动能的标志，故A正确；
B．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小克服分子力做功，分子势能增大，故B正确；
C．对于一定质量的理想气体，保持压强不变，体积减小，外界对气体做功，根据可知温度降低，内能减少，根据热力学第一定律可知它一定对外界放热，故C错误；
D．电冰箱需要消耗电能，才能使热量从低温物体向高温物体传递，并不是自发的，故D错误。
E．液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。故E正确。
故选ABE。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、R2 4.9 0. 90～1. 0 小于
【解析】
（1）[1]由电路图可知，电压表M测量P、Q总电压，电压表N测量Q的电压，故M为大量程的电压表V2，N为小量程的电压表V1，根据部分电路欧姆定律可知P为大量程的滑动变阻器R2，Q为小阻值的定值电阻R1。
（3）[2][3]设电压表M的示数为UM，电压表N的示数为UN，由图示电路图可知，电源电动势为
整理得：
由UM-UN图象可知，电源电动势为E=4.9V，由图可知图线的斜率为：
又从UM-UN的关系可知：
则电源内阻为：r=kR1=0.94Ω。
（4）[4]根据题意可知：
变形得：
所以图象的纵截距为：
则电源电动势为
所以根据图象得到的电源电动势值小于实际值。
12、（1）m1g； （2），
【解析】
（1）[1] 小车匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和轻绳的拉力，合力为零；撤去拉力后，其余力不变，故合力等于撤去轻绳的拉力，而轻绳的拉力等于易拉罐和细沙的重力，所以小车所受的合外力为m1g；
（2）[2]匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度，故
；
[3]动能增量为：
，
合力的功为：
，
需要验证的关系式为：
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、4ωd
【解析】
如图示，当平面镜转动角时，由光的反射定律可得，反射光线转动2角度；由于光从水中射入空气，当入射角大于或等于临界角时，发生全反射现象．所以恰好发生全反射时光斑在水面上掠过的最大速度．
【详解】
设平面镜转过角时,光线反射到水面上的P点，光斑速度为V，由图可知：
v=，而=2ωL=，故v=
液体的临界角为C，当2=C=45°时，v达到最大速度vmax，
即vmax==4d
即察者们观察到的光斑在水面上掠过的最大速度为4ωd．
14、 (1)0.3kg；(2)0.6m
【解析】
（1）设碰前钢块的速度大小为v，碰后，钢块、钢球的速度大小分别为和，钢块、钢球均做平抛运动，根据水平位移关系可知
钢块与钢球发生弹性正碰，由动量守恒可知
由机械能守恒可知
联立解得
（2）根据图乙图像，图线与t轴所包围的面积表示冲量，则时间内，推力冲量大小为
根据动量定理
解得
在根据第一问碰撞过程，可以求得
碰撞后，钢块做平抛运动，则
解得
15、（1）在C点小物块对圆轨道的压力大小为；（2）小物块动能的最小值为
【解析】
(1)小物块由A到B过程由动能定理，得：
解得：
小物块由B到C过程由机械能守恒定律得：
解得：
在C点由牛顿第二定律，得：
解得：
由牛顿第三定律可得，在C点小物块对圆轨道的压力大小为
(2)小物块离开D点后做平抛运动，水平方向：
竖直方向：
而：
小物块平抛过程机械能守恒，得：
由以上式子得：
由数学中均值不等式可知：
则小物块动能的最小值为