山西省大同市云冈区汇林中学2023-2024学年高三上学期11月期中物理试题（解析版）

这是一份山西省大同市云冈区汇林中学2023-2024学年高三上学期11月期中物理试题（解析版），共13页。

2.全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上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。回答非选择题时，将答案用0.5mm的黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4.考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。
一、单选题（每题2分，共16分）
1. 下列说法符合物理史实的是（ ）
A. 开普勒最早阐述了重物体和轻物体下落得一样快
B. 卡文迪许利用扭秤装置测出了引力常量
C. 库仑是第一个提出电荷间的相互作用是以电场为媒介的科学家
D. 亚里士多德对牛顿定律的建立做出了很大贡献
【答案】B
【解析】
【分析】本题是物理学史问题，在物理学发展的历史上有很多科学家做出了重要贡献，大家熟悉的伽利略、卡文迪许、法拉第等科学家，在学习过程中要了解、知道这些著名科学家的重要贡献，即可解答这类问题．
【详解】A、伽利略最早阐述了轻物体和重物体下落一样快，故A错误．
B、卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量G，故B正确．
C、法拉第是第一个提出电荷间的相互作用是以电场为媒介的科学家，故C错误．
D、伽利略对牛顿定律的建立做出了很大贡献，亚里士多德贡献不大，故D错误．
故选B．
【点睛】解决本题的关键要记牢伽利略、卡文迪许等科学家的物理学贡献，平时要加强记忆，注意积累．
2. 如图所示，置于足够长斜面上的开口盒子A内放有光滑球，恰与盒子前、后壁接触，斜面光滑且固定于水平地面上，一轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板拴接，另一端与A相连，今用外力推A使弹簧处于压缩状态，然后由静止释放，则从释放盒子直至其获得最大速度的过程中（ ）更多优质滋元可 家 威杏 MXSJ663
A. 弹簧的弹性势能一直减小直至为零
B. A对做的功等于动能的增加量
C. A所受重力和弹簧弹力做功的代数和大于A动能的增加量
D. 弹簧弹性势能的减小量小于A和机械能的增加量
【答案】C
【解析】
【详解】A．盒子获得最大速度的条件是盒子的合外力为，由平衡条件可得此时弹簧的弹力等于整体重力沿斜面的分力，则弹簧还是处于压状态，所以弹簧的弹性势能没有减小直至为零，故A错误；
B．由功能关系可知，A对做的功等于机械能的增加量，即B动能和重力势能增加量之和，故B错误；
C．由动能定理可知，A所受重力做功和弹簧弹力做功及B对A所做功的代数和等于A动能的增加量，因为B对A做负功，所以A所受重力做功和弹簧弹力做功的代数和大于A动能增加量，故C正确；
D．整个系统机械能守恒，则弹簧弹性势能的减少量等于A和B机械能的增加量，故D错误。
故选C。
3. 下列说法中正确的是（ ）
A. 元电荷就是电子
B. 点电荷就是指体积很小的带电球体
C. 根据库仑定律可知，当两带电体的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大
D. 真空中两相同的带电小球，接触后放回原处，它们之间的库仑力可能与原来相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．元电荷是与电子的电荷量数值相等的电荷量，但不是电子，也不是质子，故A错误；
B．当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，两个带电体才可看成点电荷，与体积的大小，及电量的多少无关，故B错误；
C．两个带电小球即使相距非常近，两球不能看成点电荷，此时不能直接用库仑定律计算，故C错误；
D．真空中两相同的带电小球，如果带电量相同，则接触后各自的带电量不变，将它们放回原处，根据库伦定律可知它们之间的库仑力与原来相同，故D正确；
故选D。
4. 如图所示，A、B两物块始终静止在水平地面上，有一轻质弹簧一端连接在竖直墙上点，另一端与A相连接，下列说法正确的是（ ）
A. 如果B对A无摩擦力，则地面对B可能有摩擦力
B. 如果B对A有向左的摩擦力，则地面对有向右的摩擦力
C. 点缓慢下移过程中，B对A的支持力一定减小
D. 点缓慢下移过程中，地面对B的摩擦力可能增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．若B对A没有摩擦力，则A对B也没有摩擦力，因B在水平方向受力平衡，则地面对B也没有摩擦力，故A错误；
B．若B对A有向左的摩擦力，则A对B有向右的摩擦力，由平衡条件知，地面对B有向左的摩擦力，故B错误；
C．若弹簧起初处于拉伸状态，则在P点缓慢下移的过程中，弹簧对A物块的拉力减小且拉力在竖直方向的分力减小，则B对A的支持力增大，故C错误；
D．P点缓慢下移过程中，水平方向拉力可能增大，则对整体分析可知，地面对B的摩擦力可能增大，故D正确。
故选D。
5. 雨滴在下落过程中，由于水汽的凝聚，质量会逐渐增大，同时由于速度逐渐增大，空气阻力也将越来越大，最后雨滴以某一收尾速度匀速下落，则雨滴下落过程中（ ）
A. 加速度逐渐增大B. 加速度保持不变
C. 速度逐渐减小D. 速度先逐渐增大而后保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】雨滴开始下落时，速度小，阻力小，所以向下先做加速运动，随着速度逐渐增大，阻力增大，所以向下的加速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度增加到最大，所以雨滴最后以某一收尾速度匀速下落，由以上分析可知，雨滴的加速度逐渐减小，速度先逐渐增大后保持不变。
故选D。
6. 已知地球质量为，半径为，自转周期为T地球同步卫星质量为，引力常量为，则关于同步卫星，下列表述正确的是（ ）
A. 卫星运行时的向心加速度小于地球表面的重力加速度
B. 卫星的运行速度等于第一宇宙速度
C. 卫星运行时的向心力大小为
D. 卫星距地面的高度为
【答案】A
【解析】
【详解】AC．根据
得
A正确，C错误；
B．同步卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度，B错误；
D．根据
得
D错误。
故选A。
7. 下列关于物理学思想方法的叙述错误的是（ ）
A. 探究加速度与力和质量关系的实验中运用了控制变量法
B. 加速度的定义运用了比值法
C. 质点运用了理想模型法
D. 平均速度、合力与分力等概念的建立运用了等效替代法
【答案】B
【解析】
【详解】A．在探究加速度与力、质量的关系实验中，需要先使某一个物理量不变，探究另两个物理量的关系，所以运用了控制变量法，A正确；
B．时牛顿第二定律的表达式，不是定义式，没有运用比值法，B错误；
C．质点是忽略大小和方向，理想的看成具有质量的点，运用了理想模型法，C正确；
D．平均速度、合力与分力等概念是用一种情况等效替代另一种情况，运用了等效替代法，D正确。
本题选择叙述错误的，故选B。
8. 如图所示，小物体A沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度v0从顶端滑到底端，而相同的物体B以同样大小的初速度从同等高度处竖直上抛，则（ ）
A. 两物体落地时速度相同
B. 从开始至落地，重力对它们做功相同
C. 两物体落地时重力的瞬时功率相同
D. 从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速率相同，方向不同，故A错误；
B．重力做功只与初末位置有关，物体的起点和终点一样，所以重力做的功相同，B正确；
C．由于两个物体落地时的速度的方向不同，由瞬时功率的公式可以知道，重力的瞬时功率不相同，所以C错误；
D．平均功率等于做功的大小与所用的时间的比值，物体重力做的功相同，但是时间不同，所以平均功率不同，D错误。
故选B。
二、多选题（每题4分，共8分。在每小题给出选项中，有的小题只有一个正确选项，有的小题有多个选项正确，全部选对得4分，选不全的得2分，有错选多选或者不答的得0分）
9. 两实心小球甲和乙由同一种材质制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径的立方成正比，即，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则（ ）
A. 甲球加速度的大小等于乙球加速度的大小
B. 甲球末速度大小大于乙球末速度的大小
C. 甲球用的时间比乙球长
D. 甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
【答案】AD
【解析】
【详解】A．设小球的密度为，半径为r，则小球的质量为
重力为
由牛顿第二定律得小球加速度
可知，小球的质量越大，半径越大，则下降的加速度与半径无关。所以甲球加速度的大小等于乙球加速度的大小，故A正确；
B．根据可知，甲球末速度的大小等于乙球末速度的大小。故B错误；
C．两个小球下降的距离是相等的，根据可知，两球用的时间一样，故C错误；
D．它们运动时受到的阻力与球的半径的立方成正比，所以甲的阻力大，根据W=Fs可知，甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功。故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，AB、AC两光滑细杆组成的直角支架固定在竖直平面内，AB与水平面的夹角为30°，两细杆上分别套有带孔的a、b两小球，在细线作用下处于静止状态，细线恰好水平，某时刻剪断细线，在两球下滑到底端的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. a、b两球滑到底端时速度大小相同
B. a、b两球重力做功之比为3:1
C. 小球a受到的弹力等于小球b受到的弹力
D. 小球a下滑的时间与小球b下滑的时间之比为：1
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由机械能守恒定律可知
解得
故到达底端时速度大小相等，但是方向不同，故A错误；
B．受力分析，如图所示
根据平衡条件得
同理可得
所以两球的质量之比为
小球滑到底端的过程中重力做的功为
所以两球重力做功之比为3:1，故B正确；
C．小球a受到的弹力为
小球b受到的弹力为
故a球受到的弹力大于b球受到的弹力，故C错误；
D．设从斜面下滑的高度为，则有
解得
同理
所以两球下滑的时间之比为
故D正确。
故选BD。
三、计算题
11. 如图所示， P是固定在水平面上的半径内壁光滑的圆弧凹槽，从高台边B点以速度水平飞出质量的小球，恰能从凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道， O是圆弧的圆心， 是OA与竖直方向的夹角（，，），不计空气阻力。求：
（1）小球运动到A点时的速度以及此时重力的瞬时功率；
（2）小球运动到圆弧凹槽的最低点时对圆弧凹槽的压力。
【答案】（1），方向与水平方向的夹角为；；（2），方向竖直向下
【解析】
【详解】（1）小球恰能从凹槽的圆弧轨道A点沿圆弧切线方向进入轨道，对小球在A点的速度进行分解，则有
解得
小球运动到A点时的速度大小为
方向与水平方向夹角为；此时重力的瞬时功率为
（2）小球从A点到凹槽最低点过程，根据动能定理可得
在最低点，由牛顿第二定律有
联立解得
由牛顿第三定律可知，小球运动到圆弧凹槽的最低点时对圆弧凹槽的压力大小为，方向竖直向下。
12. 在竖直面内建立xOy坐标系，坐标系内有一沿水平方向的匀强电场．一质量为m、电荷量为－q的带电液滴，从P点由静止开始沿直线运动到坐标原点时，速度大小为v．已知重力加速度大小为g，P点的纵坐标为y，求：
（1）P、O两点间的电势差；
（2）电场强度的大小．
【答案】（1）（2）
【解析】
【详解】（1）从P到O过程，由动能定理得：
mgy＋qU＝mv2－0
解得：
U＝
（2）液滴在竖直方向做自由落体运动：
y＝gt2，vy＝gt
在水平方向，液滴做初速度为零的匀加速直线运动，
v0＝at＝t
液滴到达O点的速度：
解得：
E＝
13. 如图所示,将小物体(可视为质点)置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的恒力F拉动纸板,拉力大小不同,纸板和小物体的运动情况也不同。若纸板的质量，小物体的质量，小物体与桌面右边缘的距离，已知小物体与纸板上表面以及纸板下表面与桌面的动摩擦因数均为，小物体与桌面的间的动摩擦因数为；设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取。求：
（1）当小物体与纸板一起运动时，桌面给纸板的摩擦力大小；
（2）拉力F满足什么条件，小物体才能与纸板发生相对滑动；
（3）若拉力F作用一段时间t后，纸板从小物体下抽出，从后小物体恰好运动到桌面右边缘停下，求拉力F的大小和作用时间t。
【答案】（1）1N；（2）时小物体与纸板有相对滑动；（3），
【解析】
【详解】（1）当小物体与纸板一起运动时,桌面对纸板的滑动摩擦力
代入数据，解得
（2）设纸板和小物体即将发生相对滑动时的外力为，加速度为，对小物体
对纸板和小物体整体
联立两式得
即时小物体与纸板有相对滑动。
（3）对纸板
对小物块
纸板抽出过程,二者位移关系
纸板抽出后,小物块在桌面上做匀减速运动,设经历时间t1到桌面边缘静止，有
联立以上各式可得
，
四、实验题
14. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，现已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、与小车连接的细线、刻度尺、天平、砝码、学生电源、导线。另外还提供了五种备选器材：电池组、电磁打点计时器、秒表、弹簧秤、钩码。为了完成实验
（1）还须从备选器材中选择：__________；
（2）写出1中所选各种器材的作用：__________。
【答案】 ①. 电磁打点计时器、钩码 ②. 电磁打点计时器记录小车的运动位置和运动时间；钩码改变小车所受拉力
【解析】
【详解】[1]本实验需要周期性打点，所以需要电磁打点计时器，需要通过钩码连接细线对小车产生拉力作用；电磁打点计时器应使用低压交流电源，不能使用电池组，打点计时器本身可以计时，所以不需要秒表，通过天平可以测量质量，不需要弹簧秤测量重力。
[2]电磁打点计时器记录小车的运动位置和运动时间；钩码改变小车所受拉力。
15. 某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律，物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处），从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示，打点计时器电源的频率为50Hz
（1）通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点_____和______之间某时刻开始减速
（2）计数点6对应速度大小为______m/s。（保留三位有效数字）
（3）物块减速运动过程中加速度的大小为_______。
（4）设重物质量为m，物块质量为M，物块与桌面间的动摩擦因数为μ，不考虑空气阻力以及纸带与限位孔之间摩擦、绳与滑轮之间的摩擦，g为重力加速度，则在加速度阶段的表达式为（ ）
【答案】 ①. 6 ②. 7 ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1][2]根据题意，从纸带上的数据分析得知，在点计数点6之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，且两点间的位移增加约为，在计数点7之后，两点之间的位移逐渐减小，是减速运动，和之间的位移比和之间位移增加不足，则物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速。
（2）[3]计数点6对应的速度大小为
（3）[4]由纸带可知，计数点7往后做减速运动，根据逐差法得
（4）[5]选取重物与滑块组成的系统为研究的对象，则沿绳子的方向受到重物的重力与滑块的摩擦力的作用，由牛顿第二定律得：
可得
又有
解得