四川省德阳市第五中学2023-2024学年高三上学期期中考试物理试题

这是一份四川省德阳市第五中学2023-2024学年高三上学期期中考试物理试题，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．某一物体在三个恒力共同作用下做匀速直线运动，某一时刻突然撤去。关于撤去后，下列说法正确的是（ ）
A．物体一定改做匀变速曲线运动
B．任意相等时间内速率的变化量一定相等
C．物体有可能沿着的方向做匀减速直线运动
D．物体有可能沿着的方向做匀加速直线运动
2．甲、乙两车在同一条直道上行驶，它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示。已知乙车做匀变速直线运动，其图线与t轴相切于10s处。则下列说法正确的是（ ）
A．甲车的初速度为零
B．乙车的初位置在x0=80 m处
C．乙车的加速度大小为4 m/s2
D．5 s时两车相遇，此时甲车速度较大
3．如图所示，小球P、Q质量均为m，分别用轻弹簧b和细线c悬挂在天花板下，再用另一细线d、e与左边的固定墙相连，静止时细线d、e水平，b、c与竖直方向夹角均为，下列判断正确的是（ ）
A．剪断d前b的拉力大小为
B．剪断d瞬间P的加速度大小为
C．剪断e后瞬间c的拉力大小为
D．剪断e后瞬间Q的加速度大小为
4．我国的石桥世界闻名，如图，某桥由六块形状完全相同的石块组成，其中石块1、6固定，2、5质量相同为m，3、4质量相同为，不计石块间的摩擦，则为（ ）
A．B．C．1D．2
5．一船在静水中的速度大小恒定为，水流速度的方向沿着河岸向右且大小恒定为，且，河岸宽度恒定为。小船从点开始渡河，图中垂直于河岸，。已知当小船划行方向垂直于河岸时，小船正好航行到点。下列说法中正确的是（ ）

A．
B．若小船改变划行方向，最终到达对岸点，则从点到点所用时间等于小船航行到点所用时间
C．若小船的划行方向沿方向，则小船最终会航行到点右侧
D．若小船改变划行方向，最终到达对岸点，则从点到点所用时间为
6．如图甲、乙所示的频闪照片，其中一幅记录的是滑块从斜面顶端由静止下滑到底端的过程，另一幅记录的是该滑块以某一初速度从斜面底端向上滑到顶端刚好减为0的过程。已知频闪照片上相邻位置的时间间隔相等，则（ ）
A．图甲滑块在斜面底端的动能大于图乙滑块在斜面底端的动能
B．图甲滑块在斜面底端的动能小于图乙滑块在斜面底端的动能
C．整个过程中，图甲滑块克服摩擦力做功大于图乙滑块克服摩擦力做功
D．整个过程中，图甲滑块克服摩擦力做功小于图乙滑块克服摩擦力做功
7．如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（ ）

A．谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B．谷粒2在最高点的速度小于
C．两谷粒从到的运动时间相等D．两谷粒从到的平均速度相等
8．森林防火人人有责，若发生森林火灾，耗费大量人力物力，如图是某地发生森林火灾时利用直升机取水灭火的场景。若直升机在水平向右运动过程中绳子与竖直方向夹角保持，绳子的收回速度恒为，图中时刻直升机水平向右运动的速度为。若取水器（含水）总质量为，，，，g取，忽略空气阻力。则下述正确的是（ ）

A．直升机做匀速直线运动
B．取水器做匀加速直线运动
C．图中时刻取水器（含水）受合外力的功率约为
D．图中时刻取水器（含水）受绳拉力做功的功率约为
二、多选题
9．如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．当地的重力加速度大小为B．小球的质量为R
C．v2=c时，杆对小球弹力方向向下D．若c=2b，则杆对小球弹力大小为2a
10．我国北斗卫星导航系统定位精度可达米级，如图P是北纬（即）地球表面上一颗等待发射的卫星，质量相同的北斗导航卫星A、B均绕地心O做匀速圆周运动，卫星B是地球静止轨道卫星（同步地球卫星）。某时刻P、A、B、O在同一平面内，其中O、P、A在一条直线上，且OA垂直AB，则（ ）

A．三颗卫星中角速度最小的是P卫星B．三颗卫星中线速度最大的是B卫星
C．卫星A、B的加速度之比25:16D．卫星A、B的动能之比25:16
11．如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与O点的距离均为l，P点到O点的距离为，OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（ ）

A．弹簧的劲度系数为
B．小球在P点下方处的加速度大小为
C．从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大
D．从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同
三、实验题
12．小王利用如图甲所示的装置探究弹簧的弹性势能。在粗糙水平桌面上固定好轻质弹簧和光电门，将光电门与数字计时器（图甲中未画出）连接。实验开始时，弹簧在光电门的左侧，且处于原长状态。小滑块与弹簧不拴接，不计空气阻力。
（1）用外力将滑块向左缓慢推至滑块上的遮光条（宽度为d）距离光电门为x处，撤去外力，数字计时器记录的遮光条通过光电门的时间为t。滑块通过光电门时的速度大小为 。
（2）多次改变滑块的质量m，重复（1）中操作，得出多组m与t的值，以为横坐标、为纵坐标作出的图像如图乙所示（图中的a、b均为已知量），则撤去外力瞬间弹簧的弹性势能 ；已知当地的重力加速度大小为g，则滑块与桌面间的动摩擦因数 。
13．“伽利略”学习小组想测定两节串联干电池的电动势和内阻。他们手头有一量程为0～250μA、内阻为1000Ω的表头，首先把表头改装为0～3V的电压表，小组同学经过计算后将一阻值为的定值电阻与表头连接，进行改装。

（1）小组同学先把改装后的电压表与标准电压表并联进行校准，当标准电压表读数为2.9V时表头满偏，则定值电阻的实际阻值为 Ω，在定值电阻旁 （填“串联”或“并联”）一阻值大小为 Ω的电阻即可使改装后的电压表量程变为0～3V。
（2）小组同学将校准之后的改装电压表V与电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）、待测电源按图甲连接，闭合开关S，调节电阻箱，记录多组电阻箱和改装电压表换算后的示数，作出相应的图像如图乙所示，结合图乙可知这两节串联干电池的电动势 V，总内阻 Ω。（结果均保留三位有效数字）
四、解答题
14．在一次消防演练中，演习者被困在第7层楼的房间内，通过救生缓降器进行自救，开始下滑的位置离地面高，要求他在离地面高处开始以的速度匀速下滑着地。演习者调节调速器先加速下滑一段时间后再减速下滑，刚好按要求到达地面。已知演习者的质量为，加速时加速度允许最大值为，减速时加速度允许最大值为，。要求演习者以最短时向到达地面，忽略空气阻力。求：
（1）演习者加速下滑过程中的位移；
（2）整个过程中，缓降器的作用力对演习者所做的功。
15．如图所示，质量为的有孔小球套在固定的长直杆上，杆与水平方向成37°角，球与杆间的动摩擦因数。小球在竖直方向上大小为的拉力F作用下，从A点由静止开始向上运动，经过撤去拉力；取，，求：
（1）撤去拉力前的瞬间拉力F的瞬时功率；
（2）小球返回A点时的动能。

16．如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上段放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g．求：
(1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1;
(2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep;
(3)已知地面与水平面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线 。在角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在到m之间变化，且均能落到水面．持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？
17．波源O垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在时的俯视图，实线圆表示波峰，虚线圆表示波谷，相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。该介质中某质点的振动图像如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向。下列说法正确的是（ ）
A．该波的波速为
B．图甲中质点P和Q的相位差为
C．图甲中质点N在该时刻速度方向垂直纸面向里
D．图乙可能是质点N的振动图像
E．某时刻质点P和Q的运动情况有可能相同
18．如图所示是我国航天员在“天宫”空间站进行的水球光学实验，在水球中心注入空气，形成球形气泡，两球面球心均在O点。让一束单色光从外球面上A点与连线成角射入水球中，光束经折射后恰好与内球面B点相切。已知气泡内球面半径，外球面半径，求：
（1）水的折射率；
（2）改变入射角，让从A点进入水球的折射光线刚好在内球面发生全反射，此时在A点入射角为多少。

参考答案：
1．C
【详解】A．若速度方向与方向在同一条直线上，撤去后物体做直线运动，故A错误；
B．由
可知，任意相等时间内速度的变化量一定相等，物体做直线运动还是曲线运动不确定，所以速率变化量不一定相等，故B错误；
C．若速度方向与方向同向，撤去后物体做匀减速直线运动，故C正确；
D．若速度方向与方向反向，撤去后物体沿着的反方向做匀加速直线运动，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】A. 甲车的初速度为4m/s，A错误；
B. 乙车10s末速度为零，其加速度为
B正确；
C. 乙车的加速度大小为1.6m/s2，C错误；
D．5 s末图像相交表示两车相遇在20m处。
乙车5s末的速度为
甲车5s末的速度为 ，D错误。
故选B。
3．C
【详解】AB．剪断d前，对物体P受力分析，设b的拉力大小为，d的拉力大小为，由平衡条件有
，
解得
，
由于弹簧弹力不能突变，剪断d瞬间，P受到的合力与d的拉力等大反向，由牛顿第二定律可得，加速度大小为，故AB错误；
CD．绳子的拉力可以突变，剪断后瞬间，小球Q受的拉力和竖直向下的重力，小球将要做圆周运动，但此刻速度为零，故沿绳方向合力为零，则有
垂直绳方向上，由牛顿第二定律有
解得
故D错误，C正确。
故选C。
4．D
【详解】六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为，每块石块对应的圆心角为，对第块石块受力分析如图
结合力的合成可知
对第2块和第三块石块整体受力分析如图
解得
故选D。
5．C
【详解】A．小船的实际运动轨迹为OC，即合速度方向沿OC方向，所以根据几何知识可得
故A错误；
B．若小船改变划行方向，最终到达对岸点，如图所示
可知小船航行到A点的合速度和小船航行到C点的合速度不同，但是位移相同，所以时间不同，故B错误；
C．若小船的划行方向沿方向，，设，则有
可知小船由沿河岸向下的分速度，则小船最终会航行到点右侧，故C正确；
D．若小船改变划行方向，最终到达对岸B点，则合速度指向B，如图所示

从O点到B点所用时间为
故D错误。
故选C。
6．B
【详解】AB．设斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ，斜面高度为h，斜面长为l，下滑末动能为Ek1、上滑初动能为Ek2，由动能定理
所以
故A错误，B正确；
CD．图甲滑块克服摩擦力做功
图乙滑块克服摩擦力做功
解得
故CD错误。
故选B。
7．B
【详解】A．抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用，加速度均为重力加速度，故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度，A错误；
C．谷粒2做斜向上抛运动，谷粒1做平抛运动，均从O点运动到P点，故位移相同。在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动，谷粒1做自由落体运动，竖直方向上位移相同故谷粒2运动时间较长，C错误；
B．谷粒2做斜抛运动，水平方向上为匀速直线运动，故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度。与谷粒1比较水平位移相同，但运动时间较长，故谷粒2水平方向上的速度较小即最高点的速度小于，B正确；
D．两谷粒从O点运动到P点的位移相同，运动时间不同，故平均速度不相等，谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度，D错误。
故选B。
8．C
【详解】A．对取水器受力分析可知，因绳子倾斜，可知合力不为零，则直升机做匀加速直线运动，故A错误；
B．取水器水平方向参与飞机的匀加速运动，沿绳子方向参与匀速运动，则合运动做匀加速曲线运动，故B错误；
C．图中时刻取水器及水受合外力的功率约为
故C正确；
D．图中时刻取水器及水受绳子拉力
绳子拉力的功率约为
故D错误。
故选C。
9．BC
【详解】A．由图乙可知，当时，对小球在最高点由牛顿第二定律得
可得当地的重力加速度大小为
故A错误；
B．当时，在最高点有
可得小球的质量
故B正确；
C．当时，在最高点对小球由牛顿第二定律得
可得
则杆对小球弹力方向向下，故C正确；
D．在最高点对小球由牛顿第二定律得
解得
则杆对小球的弹力大小为，故D错误。
故选BC。
10．AC
【详解】A．三颗卫星中P、B的角速度相同，由
A的角速度更大，B、P的角速度最小，故A正确；
BD．由
可得B的线速度大于P的，由
可得
则卫星A、B的动能之比
故BD 错误；
C．由
卫星A、B的加速度之比
故C正确。
故选AC。
11．AD
【详解】A．小球在P点受力平衡，则有
，，
联立解得
A正确；
C．在PM之间任取一点A，令AO与MN之间的夹角为，则此时弹簧的弹力为
小球受到的摩擦力为
化简得
在MP之间增大在PN减变小，即摩擦力先变大后变小，C错误；
D．根据对称性可知在任意关于P点对称的点摩擦力大小相等，因此由对称性可知M到P和P到N摩擦力做功大小相等；D正确；
B．小球运动到P点下方时，此时摩擦力大小为
由牛顿第二定律
联立解得
B错误。
故选AD。
12．ABC
【详解】A．图甲可知，波长为12cm，所以该波的波速为
故A正确；
B．图甲中质点P和Q距离为半个波长，则相位差为，故B正确；
CD．根据题意，由图甲可知，再经过，波谷传播到N点，则该时刻质点N的速度方向垂直纸面向里，图乙中质点在时刻速度方向为垂直纸面向外，则图乙不是质点N的振动图像，故C正确，D错误；
E．质点P和Q的平衡位置相差半个波长，运动情况始终相反，故E错误。
故选ABC。
13．
【详解】（1）[1]由于通过光电门的时间极短，可以将通过光电门的平均速度看做瞬时速度，为
（2）[2][3]根据动能定理得
代入速度得
整理得
则结合图像得
图像的斜率
解得
14． 10600 串联 400 2.78 0.200
【详解】（1）[1][2][3]校准时，标准电压表的读数
表头满偏
根据欧姆定律，改装后电压表的内阻
则实际的
表头应该串联的电阻为
解得
所以在旁串联
R=
的电阻即可使改装后的电压表量程变为0～3V
（2）[4][5]由题图甲，根据欧姆定律得
整理得
题图乙的斜率
题图乙的纵轴截距
代入数据解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）当演习者以最大加速度加速和减速时，所用时间最短。设演习者加速下滑过程中的位移为，加速阶段的末速度为；减速下滑过程中的位移为，则由运动学公式
其中
，
联立解得，演习者加速下滑过程中的位移为
（2）设整个过程中缓降器的拉力对演习者做的功为，由动能定理可得
代入数据解得
所以整个过程中，缓降器的作用力对演习者所做的功为。
16．（1）；（2）
【详解】（1）拉力作用时受力如图甲：

由牛顿第二定律有
撤去拉力前匀加速
撤去拉力瞬时功率
得
（2）撤去拉力前的位移
撤去拉力后受力如图乙：

由牛顿第二定律有
撤去拉力后向上减速的位移
设回到A点时动能为，根据动能定理
得
17．(1) ；(2)3mgR；(3)
【详解】(1)质量为m的鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力，完全由重力提供，则
可以解得
(2)从弹簧释放到最高点C的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由系统的机械能守恒定律有
即
得
故弹簧弹性势能为Ep=3mgR
(3)不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为m的鱼饵离开管口C后做平抛运动，设经过t时间落到水面上，得
离OO'的水平距离为x1，鱼饵的质量为m时
鱼饵的质量为时，由动能定理
整理得：
同理：
鱼饵能够落到水面的最大面积S是
【点睛】本题考查了圆周运动最高点的动力学方程和平抛运动规律，转轴转过90°鱼饵在水平面上形成圆周是解决问题的关键，这是一道比较困难的好题．
18．（1）1.33；（2）37°
【详解】（1）折射角正弦
折射率
（2）设在A点的入射角为i′时，光束折射到内球面上恰好发生全反射，则：

解得
i′=37°