福建省厦门大学附属科技中学2023-2024学年高三上学期期中物理试题

2023-2024科技高三11月期中考 一、单选题(每小题4分，共16分。) 1．如图所示，两个相互垂直的力、作用在同一物体上使物体运动，通过一段位移，力对物体做功4J，力对物体做功3J，则和的合力对物体做功为（） A．7J B．1J C．5J D．无法确定 【答案】A 【详解】本题易错之处是误认为功是矢量。当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于各个力对物体做功的和；由于力对物体做功4J，力对物体做功3J，所以与的合力对物体做的总功为； 故选A。 2．金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火．已知它们的轨道半径R金<R地<R火，由此可以判定 A．a金>a地>a火 B．a火>a地>a金 C．v地>v火>v金 D．v火>v地>v金 【答案】A 【详解】AB．由万有引力提供向心力可知轨道半径越小,向心加速度越大,故知A项正确，B错误； CD．由得可知轨道半径越小,运行速率越大,故C、D都错误． 3．如图所示，竖直平面内有半径为R的半圆形光滑绝缘轨道ABC,A、C两点为轨道的最高点，B点为最低点，圆心处固定一电荷量为+q1的点电荷.将另一质量为m、电荷量为+q2的带电小球从轨道A处无初速度释放，已知重力加速度为g，则（      ） A．小球运动到B点时的速度大小为 B．小球运动到B点时的加速度大小为g C．小球不能运动到C点 D．小球运动到B点时对轨道的压力大小为 【答案】A 【详解】A、q1、q2间的库伦力始终与运动方向垂直，不做功，在小球从A到B的运动过程中，只有重力做功，机械能守恒， ， A正确； B、小球运动到B点时有向心加速度，加速度大小 B错误； C、小球运动过程中只有动能与重力势能相互转化，因此可以运动到 C点，C错误； D、小球运动到B点时合外力等于向心力，对轨道的压力F， ，F= D错误． 故选A． 4.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d．现将环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当环沿直杆下滑距离也为d时（图中B处），下列说法正确的是（重力加速度为g） A．环刚释放时轻绳中的张力大于2mg B．环到达B处时，重物上升的高度为d C．环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为 D．环减少的机械能大于重物增加的机械能 【答案】C 【详解】A．环刚开始释放时，重物加速为零，因此对重物牛顿第二定律有，因此拉力等于2mg；故A错误． B．环到达B时，绳子收缩的长度等于重物上升的高度，所以h=d−d．故B错误． C．对环的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：vcos45°=v重物，所以．故C正确． D．环和重物组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，则环减少的机械能等于重物增加的机械能．故D错误． 故选C。 二、双选题(每小题仅有两个选项正确，每小题6分，共24分。) 5．恒力F作用在质量为m的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是（　　） A．拉力F对物体的冲量大小为零 B．拉力F对物体的冲量大小为Ft C．拉力F对物体的冲量大小是Ftcosθ D．合力对物体的冲量大小为零 【答案】BD 【详解】ABC．拉力F对物体的冲量大小 I=Ft 故AC错误，B正确； D．物体静止在地面上，合力为零，则合力对物体的冲量为零，故D正确。 故选BD。 6．如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s。下列说法正确的是（　　） A．从图示时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置 B．从图示时刻开始，经0.01s时间x＝2m处质点通过的路程为0.4m C．若该波波源从x＝0处沿x轴正方向运动，则在x＝2000m处接收到的波的频率将小于50Hz D．若该波传播过程中遇到宽约为3m的障碍物，则能发生明显的衍射现象 【答案】BD 【详解】A．根据“上坡下，下坡上”知，题图所示时刻质点b向y轴负方向振动，故质点a比质点b先回到平衡位置，故A错误； B．根据题图知波长为4m，由 T＝＝0.02s 经过 0.01s= 所以经0.01s质点的路程为两个振幅，即为0.4m，故B正确； C．波的频率为 ＝50Hz 由于波源从x=0处沿x轴正方向运动，在靠近接收者，所以在x=2000m处接收到的波的频率将大于50Hz，故C错误； D．波发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸接近或小于波长，根据题意可知，障碍物的尺寸小于波的波长，所以波能发生明显的衍射现象，故D正确。 故选BD。 7．现有两个边长不等的正方形和，如图所示，且、、、间距相等。在、、、的中点分别放等量的点电荷，其中、的中点放的点电荷带正电，、的中点放的点电荷带负电，取无穷远处电势为零。则下列说法中正确的是（　　） A．点的电场强度和电势均为零 B．把一正点电荷沿着的路径移动时，电场力所做的总功为零 C．同一点电荷在、两点所受电场力不同 D．将一负点电荷由点移到点，电势能增大 【答案】BD 【详解】A．上下两个正、负点电荷在点产生的电场强度向下，左右两个正、负点电荷在点产生的电场强度向右，根据矢量合成法则可知，点的电场强度不为零，方向为沿方向。在点处电势为零，A错误； B．据对称性，、两点处电势相等，把一正点电荷沿着的路径移动时，电场力做的总功为零，B正确； C．根据库仑定律和力的合成，同一点电荷在、两点所受电场力相同，C错误； D．取无穷远处电势为零，点的电势为正，、、三点电势相等，均为零，则负点电荷从点移动到点，电场力做负功，所以电势能增大，D正确。 故选BD。 8．某兴趣小组利用手机上的传感器测量手机运动的加速度，带塑胶软壳的手机从一定高度由静止释放，落到地面上，手机传感器记录了手机运动的加速度a随时间t变化的关系，如图所示，g为当地的重力加速度，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．释放时，手机离地面的高度为 B．时刻手机速度最大 C．手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的10倍 D．0至内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等 【答案】AD 【详解】A．由图可知，时刻手机开始接触地面，则0～内做自由落体运动，释放时，手机离地面的高度为 故A正确； B．手机接触地面时，先向下做加速度减小的变加速运动，可知手机速度最大时，加速度为0，根据图像可知，手机速度最大的时刻在与两时刻之间，故B错误； C．由图可知，时刻手机的加速度最大，且方向竖直向上，根据牛顿第二定律可得 可得 手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的11倍，故C错误； D．由图可知，时刻手机的加速度最大，此时手机受到地面的弹力最大，手机处于最低点，手机的速度为零，则0～时间内手机的速度变化量为零，根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量，可知0至内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等，故D正确。 故选AD。 三、填空题( 每空2分，共12分。) 9．如图所示，在高速公路的连续下坡路段通常会设置避险车道，供发生紧急情况的车辆避险使用，本题中避险车道是主车道旁的一段上坡路面。一辆货车在行驶过程中刹车失灵，以的速度驶入避险车道。设货车进入避险车道后牵引力为零，货车与路面间的动摩擦因数，若避险车道路面倾角为30°，取重力加速度大小。则货车在避险车道上行驶的加速度为 ，行驶的最大距离为 m。结果均保留2位有效数字。 【答案】 10 31 【详解】[1][2]货车在避险车道上行驶的加速度 解得 行驶的最大距离为 10．在历史进程中，我们的祖先在不同的时期发明和制造了不同的计时器。其中有圭表、日晷、漏刻、单摆计时器等。如图甲所示，O是单摆的平衡位置，单摆在竖直平面内左右摆动，M、N是摆球所能到达的最高点。设向右为正方向，图乙是单摆的振动图像。已知当地重力加速度，则时摆球在 （填“M”“O”或“N”）点，单摆的摆长约为 m（，计算结果保留两位有效数字）。 【答案】 M 0.18 【详解】[1]由题图乙可知周期，时摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以开始时摆球在M点； [2]由单摆的周期公式 解得 11．如图，汽车在平直路面上匀速运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与滑轮间的绳保持水平．当牵引轮船的绳与水平方向成角时，轮船速度为v，绳的拉力对船做功的功率为P，此时绳对船的拉力为 ．若汽车还受到恒定阻力f，则汽车发动机的输出功率为 ． 【答案】 【详解】由功率公式；解得绳对船的拉力；此时汽车的速度，所以，汽车匀速运动，汽车发动机的输出功率． 四、实验题( 每空2分，共12分。) 12．某同学用向心力演示器探究向心力大小的表达式，实验情景如图中A、B、C所示，其中球的尺寸相等、只有B情景皮带两端塔轮的半径不相等。 （1）本实验采用的实验方法是( ) A．控制变量法    B．等效法    C．模拟法 （2）三个情景中 是探究向心力大小与角速度关系（选填“A”、“B”或“C”）。 （3）在C情景中，若左右两钢球所受向心力的比值为，则实验中选取左右两个小球的质量之比为 。 【答案】 A B 4：1 【详解】（1）[1] 探究向心力大小与质量、角速度和半径的关系”实验，每次研究两个量关系保证其他量不变，采用的是控制变量法。 故选A。 （2）[2] 探究向心力与角速度的关系时，要控制半径和质量相同，物体角速度不同，故B图符合题意。 （3）[3]图中探究向心力与质量关系，保证角速度和半径不变，根据可知，左右两钢球所受向心力的比值为，实验中选取左右两个小球的质量之比为4：1。 13．某同学用如图所示的装置验证机械能守恒。    （1）在调节气垫导轨时，下列说法正确的是 （填正确答案标号）。 A．导轨右端适当调高平衡摩擦力 B．导轨左端适当调高平衡摩擦力 C．导轨应调水平，检查是否水平的方法是滑块放在导轨不同位置都能静止或轻推滑块能匀速运动 （2）在实验操作正确的前提下，已测出遮光条的宽度d、滑块的质量M（含遮光条）、钩码的质量m、遮光条通过光电门的时间，还需要测出 （写出物理量及其符号），重力加速度为g，滑块从静止释放运动到光电门的过程中，若系统符合机械能守恒定律，则测得的物理量应满足的关系式为 。 【答案】 C 滑块释放时遮光条中心到光电门中心的距离L 【详解】（1）[1] AB．实验前将导轨调至水平即可，因为滑块滑动时与导轨之间没有摩擦力产生，因此不需要导轨平衡摩擦力，AB错误； C．导轨应调水平，检查是否水平的方法是滑块放在导轨不同位置都能静止或轻推滑块能匀速运动，C正确。 故选C。 （2）[2]需要计算钩码重力势能的减少量，因此需要测出滑块释放时遮光条中心到光电门中心的距离L。 [3]遮光条的宽度d、遮光条通过光电门的时间，可知滑块到光电门时的速度大小 滑块从静止释放运动到光电门的过程中，若系统符合机械能守恒定律，则测得的物理量应满足的关系式为 五、解答题 14．（8分）如图所示，从高为h=20m的斜面顶端A点以速度v0水平抛出一个小球，小球落在斜面底端B点，斜面倾角θ=30°（已知重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力），求： （1）小球从抛出到落到B点所经过的时间t ； （2）小球落到B点时的速度大小v ； 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）小球做平抛运动，则 解得 s （2）根据几何关系得 水平方方向 解得 所以 小球落到B点时的速度大小 15．（10分）如图，一质量、带电荷量的微粒以初速度大小竖直向上从A点射入一水平向右的匀强电场，当微粒运动到比A点高的B点时，速度大小为，方向水平。g取，求： (1)微粒的初速度大小； (2)两点间的电势差； (3)匀强电场的场强大小E。 【答案】(1)2m/s；(2)-0.04V；(3)0.1V/m 【详解】(1)由题意可知，微粒在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动，在竖直方向有 解得 (2)微粒从A点运动到B点，根据动能定理得 解得 (3)设微粒从A点运动到B点的时间为t，沿电场线方向运动的距离为d，则在竖直方向上有 水平方向上有 解得 则匀强电场的场强大小为 0.1V/m 16．（18分）如图所示，可视为质点的滑块A、B静止在光滑水平地面上，A、B滑块的质量分别为mA=1kg，mB=3kg．在水平地面左侧有倾角θ=30°的粗糙传送带以v=6m/s的速率顺时针匀速转动传送带与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接A、B两滑块间夹着质量可忽略的炸药，现点燃炸药爆炸瞬间，滑块A以6m/s水平向左冲出，接着沿传送带向上运动，已知滑块A与传送带间的动摩擦因数为μ=，传送带与水平面足够长重力加速度g取10m/s2 (1)求滑块A沿传送带上滑的最大距离； (2)若滑块A滑下后与滑块B相碰并粘住，求A、B碰撞过程中损失的能量△E； (3)求滑块A与传送带接触过程中因摩擦产生的热量Q 【答案】(1)   (2)    (3) 【分析】爆炸过程，对A和B组成的系统由动量守恒，求出爆炸后B的速度；水平地面光滑，滑块A沿传送带向上的做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律和运动学公式求出滑块A沿传送带向上减速到零通过的距离；当滑块A速度减为零后，当滑块A速度减为零后，经t2=0.6s滑块A与传送带共速，A刚好回到传送带与水平面的的连接点，当滑块A再次滑上水平面，滑块A与滑块B碰撞时，粘连在一起,对A、B组成的系统由动量守恒定律解得共同的速度，根据能量守恒求得碰撞过程中损失的能量；分别求出滑块A向上运动和向下运动过程中产生的热量，再求出滑块A与传送带接触过程中因摩擦产生的热量； 【详解】解：(1)设爆炸后A、B的速度分别为、，爆炸过程，对A和B组成的系统由动量守恒有： 解得： 水平地面光滑，滑块A沿传送带向上的做匀减速直线运动，对A进行受力分析有： 解得： 经t1=0.6s滑块A速度减为0 故滑块A沿传送带向上减速到零通过的距离为：                                     (2)当滑块A速度减为零后，滑块A将沿传送带向下做匀加速运动，对A进行受力分析有： 经t2=0.6s滑块A与传送带共速 根据对称性可知滑块A刚好回到传送带与水平面的的连接点 当滑块A再次滑上水平面时，速度大小与传送速度相等为6m/s 滑块A与滑块B碰撞时，粘连在一起,对A、B组成的系统 由动量守恒定律得： 解得：   碰撞过程中损失的能量为 代入数据得：   (3)经t1=0.6s滑块A速度减为零滑块A沿传送带向上减速到零通过的位移： 此过程中传送带的位移： 滑块A速度减为零后将沿传送带向下做匀加速运动，经t2=0.6s滑块A与传送带共速，达到共速时传送带的位移： 传送带的位移 若向上运动和向下运动过程中产生的热量分别为Q1、Q2，则由得： 故因摩擦产生的热量 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024科技高三11月期中考 一、单选题(每小题4分，共16分。) 1．如图所示，两个相互垂直的力、作用在同一物体上使物体运动，通过一段位移，力对物体做功4J，力对物体做功3J，则和的合力对物体做功为（） A．7J B．1J C．5J D．无法确定 2．金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火．已知它们的轨道半径R金<R地<R火，由此可以判定 A．a金>a地>a火 B．a火>a地>a金 C．v地>v火>v金 D．v火>v地>v金 3．如图所示，竖直平面内有半径为R的半圆形光滑绝缘轨道ABC,A、C两点为轨道的最高点，B点为最低点，圆心处固定一电荷量为+q1的点电荷.将另一质量为m、电荷量为+q2的带电小球从轨道A处无初速度释放，已知重力加速度为g，则（      ） A．小球运动到B点时的速度大小为 B．小球运动到B点时的加速度大小为g C．小球不能运动到C点 D．小球运动到B点时对轨道的压力大小为 4.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d．现将环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当环沿直杆下滑距离也为d时（图中B处），下列说法正确的是（重力加速度为g） A．环刚释放时轻绳中的张力大于2mg B．环到达B处时，重物上升的高度为d C．环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为 D．环减少的机械能大于重物增加的机械能 二、双选题(每小题仅有两个选项正确，每小题6分，共24分。) 5．恒力F作用在质量为m的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是（　　） A．拉力F对物体的冲量大小为零 B．拉力F对物体的冲量大小为Ft C．拉力F对物体的冲量大小是Ftcosθ D．合力对物体的冲量大小为零 6．如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s。下列说法正确的是（　　） A．从图示时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置 B．从图示时刻开始，经0.01s时间x＝2m处质点通过的路程为0.4m C．若该波波源从x＝0处沿x轴正方向运动，则在x＝2000m处接收到的波的频率将小于50Hz D．若该波传播过程中遇到宽约为3m的障碍物，则能发生明显的衍射现象 7．现有两个边长不等的正方形和，如图所示，且、、、间距相等。在、、、的中点分别放等量的点电荷，其中、的中点放的点电荷带正电，、的中点放的点电荷带负电，取无穷远处电势为零。则下列说法中正确的是（　　） A．点的电场强度和电势均为零 B．把一正点电荷沿着的路径移动时，电场力所做的总功为零 C．同一点电荷在、两点所受电场力不同 D．将一负点电荷由点移到点，电势能增大 8．某兴趣小组利用手机上的传感器测量手机运动的加速度，带塑胶软壳的手机从一定高度由静止释放，落到地面上，手机传感器记录了手机运动的加速度a随时间t变化的关系，如图所示，g为当地的重力加速度，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．释放时，手机离地面的高度为 B．时刻手机速度最大 C．手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的10倍 D．0至内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等 三、填空题( 每空2分，共12分。) 9．如图所示，在高速公路的连续下坡路段通常会设置避险车道，供发生紧急情况的车辆避险使用，本题中避险车道是主车道旁的一段上坡路面。一辆货车在行驶过程中刹车失灵，以的速度驶入避险车道。设货车进入避险车道后牵引力为零，货车与路面间的动摩擦因数，若避险车道路面倾角为30°，取重力加速度大小。则货车在避险车道上行驶的加速度为 ，行驶的最大距离为 m。结果均保留2位有效数字。 10．在历史进程中，我们的祖先在不同的时期发明和制造了不同的计时器。其中有圭表、日晷、漏刻、单摆计时器等。如图甲所示，O是单摆的平衡位置，单摆在竖直平面内左右摆动，M、N是摆球所能到达的最高点。设向右为正方向，图乙是单摆的振动图像。已知当地重力加速度，则时摆球在 （填“M”“O”或“N”）点，单摆的摆长约为 m（，计算结果保留两位有效数字）。 11．如图，汽车在平直路面上匀速运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与滑轮间的绳保持水平．当牵引轮船的绳与水平方向成角时，轮船速度为v，绳的拉力对船做功的功率为P，此时绳对船的拉力为 ．若汽车还受到恒定阻力f，则汽车发动机的输出功率为 ． 四、实验题( 每空2分，共12分。) 12．某同学用向心力演示器探究向心力大小的表达式，实验情景如图中A、B、C所示，其中球的尺寸相等、只有B情景皮带两端塔轮的半径不相等。 （1）本实验采用的实验方法是( ) A．控制变量法    B．等效法    C．模拟法 （2）三个情景中 是探究向心力大小与角速度关系（选填“A”、“B”或“C”）。 （3）在C情景中，若左右两钢球所受向心力的比值为，则实验中选取左右两个小球的质量之比为 。 13．某同学用如图所示的装置验证机械能守恒。    （1）在调节气垫导轨时，下列说法正确的是 （填正确答案标号）。 A．导轨右端适当调高平衡摩擦力 B．导轨左端适当调高平衡摩擦力 C．导轨应调水平，检查是否水平的方法是滑块放在导轨不同位置都能静止或轻推滑块能匀速运动 （2）在实验操作正确的前提下，已测出遮光条的宽度d、滑块的质量M（含遮光条）、钩码的质量m、遮光条通过光电门的时间，还需要测出 （写出物理量及其符号），重力加速度为g，滑块从静止释放运动到光电门的过程中，若系统符合机械能守恒定律，则测得的物理量应满足的关系式为 。 五、解答题 14．（8分）如图所示，从高为h=20m的斜面顶端A点以速度v0水平抛出一个小球，小球落在斜面底端B点，斜面倾角θ=30°（已知重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力），求： （1）小球从抛出到落到B点所经过的时间t ； （2）小球落到B点时的速度大小v ； 15．（10分）如图，一质量、带电荷量的微粒以初速度大小竖直向上从A点射入一水平向右的匀强电场，当微粒运动到比A点高的B点时，速度大小为，方向水平。g取，求： (1)微粒的初速度大小； (2)两点间的电势差； (3)匀强电场的场强大小E。 16．（18分）如图所示，可视为质点的滑块A、B静止在光滑水平地面上，A、B滑块的质量分别为mA=1kg，mB=3kg．在水平地面左侧有倾角θ=30°的粗糙传送带以v=6m/s的速率顺时针匀速转动传送带与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接A、B两滑块间夹着质量可忽略的炸药，现点燃炸药爆炸瞬间，滑块A以6m/s水平向左冲出，接着沿传送带向上运动，已知滑块A与传送带间的动摩擦因数为μ=，传送带与水平面足够长重力加速度g取10m/s2 (1)求滑块A沿传送带上滑的最大距离； (2)若滑块A滑下后与滑块B相碰并粘住，求A、B碰撞过程中损失的能量△E； (3)求滑块A与传送带接触过程中因摩擦产生的热量Q 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $