福建省福州市八县协作校2023届高三下学期阶段性考试（一）物理试题试卷

福建省福州市八县协作校2023届高三下学期阶段性考试（一）物理试题试卷

考生请注意：

1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。

3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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，半径为R的圆环竖直放置，长度为R的不可伸长轻细绳OA、OB，一端固定在圆环上，另一端在圆心O处连接并悬挂一质量为m的重物，初始时OA绳处于水平状态。把圆环沿地面向右缓慢转动，直到OA绳处于竖直状态，在这个过程中

A．OA绳的拉力逐渐增大

B．OA绳的拉力先增大后减小

C．OB绳的拉力先增大后减小

D．OB绳的拉力先减小后增大

2、如图所示，车厢水平底板上放置质量为M的物块，物块上固定竖直轻杆。质量为m的球用细线系在杆上O点。当车厢在水平面上沿直线加速运动时，球和物块相对车厢静止，细线偏离竖直方向的角度为θ，此时车厢底板对物块的摩擦力为f、支持力为N，已知重力加速度为g，则（  ）

A．f=Mgsinθ B．f=Mgtanθ

C．N=(M+m)g D．N=Mg

3、下列说法正确的是（　　）

A．射线是高速电子流，它的穿透能力比射线和射线都弱

B．在核反应中，比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时，会释放核能

C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，核外电子的动能减小

D．当紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应，则当改为红光照射时，也能发生光电效应，但从锌板表面逸出的光电子的最大初动能减小

4、如图所示，实线表示某电场的电场线，虚线表示一带正电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设A和B点的电势分别为和粒子在A、B两点加速度大小分别为和，速度大小为和，电势能分别为和，下列判断正确的是（　　）

A． B． C． D．

5、如图所示，质量分别为3m和m的两个可视为质点的小球a、b，中间用一细线连接，并通过另一细线将小球a与天花板上的O点相连，为使小球a和小球b均处于静止状态，且Oa细线向右偏离竖直方向的夹角恒为，需要对小球b朝某一方向施加一拉力F。若已知sin=0.6，cos=0.8，重力加速度为g，则当F的大小达到最小时，Oa细线对小球a的拉力大小为（　　）

A．2.4mg B．3mg C．3.2mg D．4mg

6、一匀强电场的方向竖直向下t=0时刻，一带正电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P-t关系图像是

A． B． C． D．

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、关于动量冲量和动能，下列说法正确的是（　　）

A．物体的动量越大，表明它受到的冲量越大 B．物体的动量变化，其动能有可能不变

C．物体受到合外力的冲量作用，则其动能一定变化 D．物体动量变化的方向可能与初动量的方向不在同一直线上

8、下面是有关地球和月球的一些信息：(1)月球轨道半径约为地球半径的60倍；(2)月球密度约为地球密度的；(3)月球半径约为地球半径的。地球和月球均可视为质量均匀分布的球体且忽略自转，根据以上信息可得（　　）

A．月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的

B．月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的

C．月球绕地球运行的加速度约为地球表面重力加速度的

D．月球绕地球运行的速率约为第一宇宙速度的

9、如图所示，半圆形圆弧轨道固定在竖直面内，直径AD水平，一个质量为m的物块从A点以一定的初速度沿圆弧轨道向下运动，物块恰好匀速率沿圆弧轨道运动到最低点C，运动到B点时物块与圆心O的连线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，物块可视为质点，则

A．物块在B点受到轨道支持力的大小等于mgcos

B．物块在B点受到轨道摩擦力的大小等于mgsin

C．物块在B点时与轨道间的动摩擦因数等于tan

D．物块从A点运动到C点的过程中，受到轨道的作用力不断增大

10、两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同．实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播．某时刻两列波在如图所示区域相遇，则

A．在相遇区域会发生干涉现象

B．实线波和虚线波的频率之比为3：2

C．平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零

D．平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y＞20cm

E.从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x=5m处的质点的位移y＜0

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）如图所示为测量物块与木板间的动摩擦因数的实验装置，挡光条固定在物块的最前端，光电门固定在木板上，并靠近物块的初始位置,当地重力加速度为g。

(1)如图所示，利用游标卡尺测得的挡光条宽度为________cm

(2)调整实验装置，使木板水平，物块被弹射器弹开，在木板上做减速运动。某次测量时发现挡光条通过光电门时，数字计时器记录挡光条的挡光时间为t，测得物块被弹开时挡光条与光电门中心的距离为x0，物块停止时光电门中心与挡光条中心的距离为x，挡光条宽度用d表示，物块的质量用m表示，则物块与木板间的动摩擦因数=_______，弹射器对物块做的功为________(均用字母表示)

(3)考虑到空气阻力的影响，的测量值与真实值相比_______ (填“ 偏大”“偏小”或“相等”)。

12．（12分）测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。AB是半径足够大的光滑四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为Cʹ。重力加速度为g。实验步骤如下：

①用天平称出物块Q的质量m；

②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CCʹ的长度h；

③将物块Q在A点从静止释放，在物块Q落地处标记其落点D；

④重复步骤③，共做10次；

⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到Cʹ的距离s。

（1）请用实验中的测量量表示物块Q到达C点时的动能Ekc=_________以及物块Q与平板P之间的动摩擦因数µ=_________。

（2）实验步骤④⑤的目的是__________________。如果实验测得的µ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量的误差之外，其它的可能是________。（写出一个可能的原因即可）。

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，xOy坐标系中，在y<0的区域内分布有沿y轴正方向的匀强电场，在0<y<y0的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为＋q的粒子以初速度v0由坐标（0，－y0）处沿x轴正方向射入电场。已知电场强度大小粒子重力不计。求：

(1)粒子第一次到达x轴速度的大小和方向；

(2)要使粒子不从y＝y0边界射出磁场，求磁感应强度应满足的条件；

(3)要使粒子从电场进入磁场时能通过点P（50y0，0）（图中未画出），求磁感应强度的大小。

14．（16分）如图，固定在竖直平面内的倾斜轨道AB，与水平光滑轨道BC相连，竖直墙壁CD高，紧靠墙壁在地面固定一个和CD等高，底边长的斜面，一个质量的小物块视为质点在轨道AB上从距离B点处由静止释放，从C点水平抛出，已知小物块在AB段与轨道间的动摩擦因数为，达到B点时无能量损失；AB段与水平面的夹角为重力加速度，，

(1)求小物块运动到B点时的速度大小；

(2)求小物块从C点抛出到击中斜面的时间；

(3)改变小物块从轨道上释放的初位置，求小物块击中斜面时动能的最小值.

15．（12分）为测量水晶印章的折射率，某同学在水平桌面铺上一张白纸，然后将印章立放在白纸上，用红色激光笔从O点照射该印章的一个侧面，激光所在的竖直平面与印章的右侧面垂直，其正视图如图所示。已知该印章的水平截面是d=3cm的正方形，当光以θ=60°的入射角向右侧面照射时，印章右侧的白纸上出现了两个亮点M和N（M点位于N点的右方），测得两亮点间的距离s=2cm，不考虑光在印章表面的多次反射。

(i)作出光从O点入射至形成M、N两亮点的光路图；

(ii)求水晶印章对红色光的折射率n。

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、B

【解析】
以重物为研究对象，重物受到重力、OA绳的拉力、OB绳的拉力三个力平衡，构成矢量三角形，置于几何圆中如图：

在转动的过程中，OA绳的拉力先增大，转过直径后开始减小，OB绳的拉力开始处于直径上，转动后一直减小，B正确，ACD错误。

故选B。

2、C

【解析】
以m为研究对象，受力如图所示

由牛顿第二定律得

解得

而绳的拉力为

以M为研究对象，受力如图所示

在竖直方向上，由平衡条件有

在水平方向上，由牛顿第二定律有

解得

故C正确，ABD错误。

故选C。

3、B

【解析】
A．射线是高速电子流，它的穿透能力比射线强，比射线弱，故A项错误；

B．原子核的结合能与核子数之比称做比结合能，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。在核反应中，比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时，会释放核能，故B项正确；

C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，电子跃迁到离核较近的轨道上运动，据

可得，核外电子的动能增加，故C项错误；

D．当紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应，当改为红光照射时，不能发生光电效应，因为红光的频率小于锌板的极限频率，故D项错误。

故选B。

4、C

【解析】
AD．带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，若粒子从A到B过程，电场力做负功，动能减小，电势能增加，故带电粒子通过A点时的速度比通过B点时的速度大，即，，选项AD错误；

B．根据电场线疏密可知，，根据F=Eq和牛顿第二定律可知，，选项B错误；

C．根据沿着电场线方向，电势逐渐降低，故，选项C正确。

故选C。

5、C

【解析】
以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力作出F在三个方向时整体的受力图：

根据平衡条件得知F与T的合力与总重力总是大小相等、方向相反的，由力的合成图可以知道当F与绳子oa垂直时F有最小值，即图中2位置，此时Oa细线对小球a的拉力大小为

故C正确，ABD错误。

故选C。

6、D

【解析】
本题考查带电粒子在电场中的运动问题。

【详解】

ABCD.粒子带正电，运动轨迹如图所示，

水平方向，粒子不受力，vx=v0，沿电场方向：

则加速度

经时间t，粒子沿电场方向的速度

电场力做功的功率

故D正确ABC错误。

故选D。

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、BD

【解析】
A．根据动量定理可知，动量的改变量越大，冲量越大，动量和冲量无直接联系，故A错误；

B．匀速圆周运动的速度方向时刻变化，但速度大小不变，所以动量变化，但动能不变，故B正确；

C．匀速圆周运动的合外力的冲量不为零，但动能不变，故C错误；

D．由公式可知，由于动量和动量变化为矢量，遵循平行边形定则，则物体动量变化的方向可能与初动量的方向不在同一直线上，故D正确。

故选BD。

8、BC

【解析】
AB．天体质量

根据可知

故A错误B正确；

C． 根据可知，月球绕地球运行的加速度

且，因为 ，所以

故C正确；

D． 根据可知，月球绕地球运行的速率

第一宇宙速度

所以

故D错误。

故选BC。

9、BD

【解析】
A．受力分析如图所示：

物块在B点时，有：FN-mgcos=m，因此物块在点受到轨道的支持力大于mgcos。故A不符合题意。

B．在B点沿切向加速度为零，即在B点受到轨道摩擦力的大小等于mgsin。故B符合题意。

C．在B点，μFN=mgsin，则μ==tan。故C不符合题意。

D．由于轨道对物块的作用力F和重力mg的合力大小恒定，方向始终指向圆心，根据力的合成及动态分析可知，随着物块向下运动轨道对物块的作用力逐渐增大。故D符合题意。

10、BDE

【解析】

传播速度大小相同．实线波的频率为2Hz，其周期为1.5s，波长4m，则波速 ；由图可知：虚线波的波长为6m，则周期为，频率： ,则两波的频率不同．所以不能发生干涉现象．故A错误；实线波和虚线波的频率之比为，选项B正确；平衡位置为x=6m处的质点由实线波和虚线波引起的振动方向均向上，速度是两者之和，故此刻速度不为零，选项C错误；两列简谐横波在平衡位置为x=8.5m处的质点是振动加强的，此刻各自位移都大于11cm，故质点此刻位移y>21cm，选项D正确；从图示时刻起再经过1.25s，实线波在平衡位置为x=5m处于波谷，而虚线波也处于y轴上方，但不在波峰处，所以质点的位移y＜1．故E正确；故选BDE.

点睛：此题主要考查波的叠加；关键是理解波的独立传播原理和叠加原理，两列波相遇时能互不干扰，各个质点的速度和位移都等于两列波在该点引起的振动的矢量和.

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、0.450            偏大   

【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为4mm，游标尺上第10个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为

4mm+0.50mm=4.50mm=0.450cm

(2)[2]物体通过光电门时的速度为

由动能定理，则有

解得

[3]再根据功能关系，弹射器对物块做的功除到达光电门的动能外，还在滑行过程中产生内能，则有

解得

(4)[4]考虑空气阻力的影响，则有

因此值的测量值与真实值相比偏大；

12、        减小实验的偶然误差    圆弧轨道与滑块间有摩擦或空气阻力   

【解析】
考查实验“测物体间的动摩擦因数”。

【详解】

[1]．离开C后，物块做平抛运动：

水平方向：

竖直方向：

物块在C点的动能：

解得：

；

[2]．从A到B，由动能定理得：

则物块到达B时的动能：

由B到C过程中，由动能定理得：

克服摩擦力做的功：

B到C过程中，克服摩擦力做的功：

得：

；

[3]．实验步骤④⑤的目的是测平均值，减少偶然误差；

[4]．实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量的误差之外，很有可能就是其它地方有摩擦，比如圆弧轨道与滑块间有摩擦或空气阻力。

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、（1），；（2）；（3）见解析。

【解析】
(1)粒子在电场中做类平抛运动，则有

，

，

解得

，

进入磁场时的速度

速度与x轴夹角的正切值

得

(2)若粒子刚好不从边界射出磁场，则有

由几何关系知

解得

故要使粒子不从边界射出磁场，应满足磁感应强度

(3)粒子相邻两次从电场进入磁场时，沿x轴前进的距离

其中初始位置为，由得

又因为粒子不能射出边界

所以

即

所以有

粒子通过P点，回旋次数

则

即

n为整数，只能取、和，时

时

时

14、 (1) (2)  (3)

【解析】
(1)对滑块从A到B过程，根据动能定理列式求解末速度；

(2)从C点画出后做平抛运动，根据分位移公式并结合几何关系列式分析即可；

(3)动能最小时末速度最小，求解末速度表达式分析即可.

【详解】

对滑块从A到B过程，根据动能定理，有：，

解得：；

设物体落在斜面上时水平位移为x，竖直位移为y，画出轨迹，如图所示：

对平抛运动，根据分位移公式，有：

，

，

结合几何关系，有：，

解得：；

对滑块从A到B过程，根据动能定理，有：，

对平抛运动，根据分位移公式，有：

，

，

结合几何关系，有：，

从A到碰撞到斜面过程,根据动能定理有：

联立解得：，

故当，即时，动能最小为：；

【点睛】

本题是力学综合问题，关键是正确的受力分析，明确各个阶段的受力情况和运动性质，根据动能定理和平抛运动的规律列式分析，第三问较难，要结合数学不等式知识分析.

15、 (i)见解析； (ii)。

【解析】
(i)光路如图所示

(ii)设O1、O2分别为射入印章的光线在后表面的反射点及前表面的折射点，r为折射角，根据反射定律和折射定律可知，射向纸面两光线互相平行。O1、O2两点间的距离为

OO2=stanθ

OO2=2dtanr

解得:

，r = 30°

水晶印章对红色光的折射率n

解得: