吉林省通化市梅河口市第五中学2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题

高三物理试卷

第Ⅰ卷（共40分）

一、单项选择：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1. 重为G的两个完全相同的小球，与水平面间的动摩擦因数均为．竖直向上的较小的力作用在连接两球轻绳的中点，绳间的夹角=60O，如图所示，缓慢增大到两球刚要运动的过程中，下列说法正确的是（   ）

A. 地面对球的支持力变大

B. 球刚开始运动时，地面对球没有支持力

C. 地面对球的摩擦力变小

D. 球刚开始运动时，球受到的摩擦力最大

2. 电影特技中有一种叫做“快镜头”的方法，快镜头指拍摄影片或电视片时，用慢速拍摄的方法拍摄，再用正常速度放映或播放（比如2倍速度的快镜头是拍摄时每秒12张画面，播放时每秒24张画面），对于一个从静止开始做匀加速直线运动的汽车，不使用特技时，屏幕上汽车的加速度为a，汽车运动到某点时的速度为v，当使用4倍速度的“快镜头”时，屏幕上汽车的加速度和运动到同一点的速度分别为（　　）

A. 8a、4v B. 8a、8v C. 16a、4v D. 16a、8v

3. 征途漫漫，星河璀璨，2021年2月10日，“天问一号”成功被火星捕获，进入环火星轨道。探测器被火星俘获后经过多次变轨才能在火星表而着陆。若探测器在半径为r的轨道1上绕火星做圆周运动，动能为Ek变轨到轨道2上做圆周运动后，动能增加了，则轨道2的半径为（　　）

A.  B.  C.  D.

4. 如图所示，空间有一正三棱锥P-ABC，D点是BC边上的中点，点是底面ABC的中心，现在顶点P点固定一正的点电荷，则下列说法正确的是（    ）

A. ABC三点的电场强度相同

B. 底面ABC为等势面

C. 将一正的试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，静电力对该试探电荷先做负功后做正功

D. 若B、C、D三点的电势为，则有

5. 雷达是一种利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，某防空雷达发现一架飞机正在以水平速度朝雷达正上方匀速飞来。某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图甲所示，经过，雷达向正上方发射和接收到的波形如乙所示，已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为，电磁波的速度为，则该飞机的飞行速度大小约为（　　）

A. 1200m/s B. 900m/s C. 600m/s D. 300m/s

6. 雨打芭蕉是我国古代文学中重要的抒情意象．为估算雨天院中芭蕉叶面上单位面积所承受的力，小玲同学将一圆柱形水杯置于院中，测得10分钟内杯中雨水上升了15mm，查询得知，当时雨滴落地速度约为10m／s，设雨滴撞击芭蕉后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103kg／m3，据此估算芭蕉叶面单位面积上的平均受力约为

A. 0.25N B. 0.5N C. 1.5N D. 2.5N

7. 如图一理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（　　）

A. 保持 P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变

B. 保持 P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小

C. 保持 P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大

D. 保持 P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率先增大后减小

8. 由螺线管、电阻和水平放置的平行板电容器组成的电路如图（a）所示。其中，螺线管匝数为N，横截面积为；电容器两极板间距为d，极板面积为，板间介质为空气（可视为真空，介电常数为1）。螺线管外于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图（b）所示。一电荷量为q的颗粒在时间内悬停在电容器中，重力加速度大小为g，静电力常量为k，电容器电容为。则（　　）

A. 颗粒带正电

B. 颗粒质量

C. 时间内，a点电势高于b点电势

D. 电容器极板带电量大小为

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB'C'C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为，只考虑由DE直接射向侧面AA'CC的光线。下列说法正确的是（　　）

A. 光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的

B. 光从AA'C'C面出射区域占该侧面总面积的

C. 若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将增大

D. 若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将减小

10. 如图，两对等量异号点电荷、固定于正方形的4个顶点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为切点。则（　　）

A. L和N两点处的电场方向相互垂直

B. M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左

C. 将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功

D. 将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零

11. 如图所示，质量为M的物块A放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连。现将质量为m的钩码B挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将B由静止释放，当B下降到最低点时（未着地），A对水平桌面的压力刚好为零。轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，物块A始终处于静止状态。以下判断正确的是（　　）

A. M<2m

B. 2m <M<3m

C. 在B从释放位置运动到最低点的过程中，所受合力对B先做正功后做负功

D. 在B从释放位置运动到速度最大的过程中，B克服弹簧弹力做的功等于B机械能的减少量

12. 如图所示，平面直角坐标系第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形。一位于Oxy平面内的刚性导体框abcde在外力作用下以恒定速度沿y轴正方向运动（不发生转动）。从图示位置开始计时，4s末bc边刚好进入磁场。在此过程中，导体框内感应电流的大小为I， ab边所受安培力的大小为Fab，二者与时间t的关系图像，可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 某同学利用如图（甲）所示的装置探究加速度与合外力的关系。小车质量为M，桶和砂子的总质量为m，通过改变m改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出。实验过程中平衡摩擦后，保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值（F为弹簧秤的示数）。

(1)图丙为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，打点计时器的频率为50Hz，则C点的速度为________m/s，小车的加速度为_______m/s 2.（以上两空均保留两位有效数字）

(2)根据实验数据画出了如图（乙）所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小，横轴应为___________。（选填字母代号）

A．    B． C．mg    D．F

(3)当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，关于（乙）图的说法，正确的是______。（选填字母代号）

A．图线逐渐偏向纵轴    B．图线逐渐偏向横轴    C．图线仍保持原方向不变

14. 实验方案对实验测量精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：

干电池一节（电动势约1.5 V，内阻小于）；

电压表V（量程3 V，内阻约）；

电流表A（量程0.6 A，内阻约）；

滑动变阻器R（最大阻值为）；

定值电阻（阻值）；

定值电阻（阻值）；

开关一个，异线若干。

（1）该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是___________。（填正确答案标号）

A．电压表分流        B．干电池内阻较小

C．滑动变阻器最大阻值较小    D．电流表内阻较小

（2）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。

请根据实验数据，回答以下问题：

①图中己标出后3组数据对应的坐标点，请标出前4组数据对应的坐标点并画出图像。（       ）

②根据实验数据可知，所选的定值电阻为___________（填“”或“”）。

③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将下图所示实物图连接成完整电路。（        ）

15. 甲、乙两名同学在操场上用两个篮球（可视为质点）玩“空中击球”游戏，如图所示，甲同学在O点将篮球A以速度v斜向上抛出，使得篮球能够从乙同学正上方经过，乙同学选择合适时机，将篮球B从与O点等高的Q点以的初速度竖直向上抛出，篮球A经过最高点M后，在下降过程中经过P点时被正在上升的篮球B恰好击中，N位于OQ连线上且在M点正下方，已知O、N两点距离，N、Q两点距离，P、Q两点距离，不计空气阻力，重力加速度，求：

（1）篮球A抛出初速度v；

（2）篮球B延迟于篮球A多长时间抛出。

16. 如图所示，两根直木棍和相互平行，相距，斜靠在竖直墙壁上固定不动，两木棍与水平面的夹角，直径为、质量为的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下，，，。求：

（1）每根直木棍对水泥圆筒的摩擦力；

（2）水泥圆筒与直木棍的动摩擦因数；

（3）将水泥圆筒沿直木棍匀速向上运动，所需最小拉力。

17. 如图甲所示的空间直角坐标系Oxyz中，分界面P、荧光屏Q均与平面Oxy平行，分界面P把空间分为区域Ⅰ和区域II两部分，分界面P与平面Oxy间的距离为L，z轴与分界面P相交于。区域Ⅰ空间中分布着沿y轴正方向的匀强电场，区域Ⅱ空间中分布有沿x轴正方向和z轴正方向的磁场，磁感应强度大小均为，变化规律如图乙所示。两个电荷量均为q、质量均为m的带正电粒子A、B在y轴负半轴上的两点沿z轴正方向先后射出，经过区域Ⅰ，两粒子均打到点，其中粒子A到达点时速度大小为，方向与z轴正方向成角；在O点有一特殊的粒子处理器，使A、B粒子只保留垂直z方向的速度，并且同时从点射出，以粒子在点射出时的时刻为时刻，再经过区域Ⅱ，其中粒子A刚好打到荧光屏Q上，粒子B在时打在荧光屏上形成一个亮点。粒子所受重力忽略不计，不考虑场的边缘效应及相对论效应，求：

（1）区域Ⅰ内电场强度E大小；

（2）分界面P与荧光屏Q之间的距离d；

（3）A、B粒子在y轴上出发时的坐标之比。

18.  如图所示，在平面直角坐标系xOy内，x轴上方有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x轴下方有沿y轴正方向的匀强电场。x轴上与O点距离为d的P处有一粒子源，在坐标平面内先后向磁场中与x轴正方向夹角为范围内发射带正电的粒子，所有粒子第一次经磁场偏转后均可同时从O点进入电场。其中第一次到达O点所用时间最长的粒子又从x轴上P点第二次返回磁场。已知粒子的质量为m、电荷量为，不计粒子重力及粒子间相互作用。求：

试分析判断由P处最先和最晚发射的粒子与x轴正方向的夹角分别为多少；

由P处最先发射的粒子与最后发射的粒子，发射的时间差；

匀强电场的电场强度大小；

由P处发射的速度最小的粒子，从发射到第二次经过O点的时间。

1题答案】

【答案】D

【2题答案】

【答案】C

【3题答案】

【答案】A

【4题答案】

【答案】C

【5题答案】

【答案】D

【6题答案】

【答案】A

【7题答案】

【答案】D

【8题答案】

【答案】D

【9题答案】

【答案】AC

【10题答案】

【答案】AB

【11题答案】

【答案】ACD

【12题答案】

【答案】BC

13   【答案】    ①. 0.80    ②. 4.0    ③. D    ④. C

【14题答案】

【答案】    ①. B    ②.     ③.     ④.

15

【答案】（1）15m/s；（2）0.8s

【解析】

【详解】（1）设M、N间距为H，篮球A抛出的初速度为v，其水平和竖直分速度分别为vx和vy则有

解得   

t1=1.2s

t2=0.4s

v=15m/s

（2）B球上抛过程有

解得

t3=0.8

或

t3=1.6s（舍去）

所以篮球B延迟于篮球A的时间为

【16题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【17题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

18

【答案】

粒子在磁场中圆周运动的周期公式为

设粒子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为，则粒子在磁场中的运动时间为

所以t与成正比。由几何知识可知，发射粒子的运动方向与x轴正方向夹角为时，角最小，为

粒子发射时间最晚

发射粒子运动方向与x轴正方向夹角为时，角最大，为

粒子发射时间最早

根据可知，最先发射的粒子与最后发射的粒子，发射的时间差为

第一次到达O点所用时间最长的粒子的运动轨迹如图所示

粒子在磁场中运动时，有

由几何关系知

设粒子在电场中从O点到P点运动的时间为t，加速度为a，则

由对称性，得

联立解得 

发射速度越小的粒子，其圆周运动半径越小。由几何知识可得，粒子圆周运动半径最小为

由牛顿第二定律，得

速度最小的粒子在磁场中运动的时间为

粒子在电场中先减速，再反向加速返回O点，在电场中运动的时间为

所以粒子从发射到第二次经过O点的时间为

联立解得