山东潍坊市昌乐第一中学2023-2024学年高三上学期期末模拟物理试题

高三上学期段测 物理试题 2023.12 一 、单项选择题：本题共8小题，每小题3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．在足球训练场上，某球员将足球以初速度踢出后，立即从静止开始沿直线加速向足球追去，经一段时间后追上了还在向前滚动的足球。球员和足球这一运动过程的图像如图所示，关于这一过程的判断正确的是（　　） A．球员的速度变大，加速度变大 B．球员的最大速度可能等于 C．球员的平均速度一定小于 D．时刻球员追上足球 2．如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ，垂直于ab且指向右斜上方。导轨宽度为L，M和P之间接入电流为I的电源（不计内阻），垂直于导轨放置一根质量为m的金属棒ab，导轨与ab棒间的动摩擦因数为μ，当ab棒静止时，ab棒受到的摩擦力的大小为（　　） A．BILsin θ B．BILcos θ C．μ（mg－BILsin θ） D．μ（mg＋BILsin θ） 3．一列简谐横波沿x轴正方向传播，其波速为6m/s，t=0时刻的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该简谐横波的周期为2.5s B．该时刻质点R沿y轴正方向运动 C．t=4.5s时刻，质点Q加速度最大 D．0~1.5s时间内，质点P沿x轴正方向平移9m 4．如图所示，甲、乙两人静止在光滑的水平冰面上，甲推了乙一下，结果两人向相反的方向滑去，若甲的质量大于乙的质量，下列说法正确的是（  ） A．甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力 B．甲的动能小于乙的动能 C．甲的动量变化量大于乙的动量变化量 D．甲、乙的动量变化量相同 5.如图所示, 、两质点以相同的水平速度抛出, 在竖直平面内运动,落地点为,在光滑斜面上运动,落地点为,不计阻力,比较、在轴方向上的远近关系是(  ) A. 较远 B. 较远 C. 、等远 D. 、都有可能 6.如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直中心轴匀速转动的水平转台中央处。质量为m的小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为0，且它和O点的连线与之间的夹角θ为60°，重力加速度为g。此时转台转动的角速度大小为( ) A. B. C. D. 7.北斗系统的卫星由若干周期为24 h的地球静止轨道卫星(如图中丙)、倾斜地球同步轨道卫星(如图中乙)和中圆地球轨道卫星(如图中丁)三种轨道卫星组成，设定它们都绕地心做匀速圆周运动，甲是地球赤道上的一个物体(图中未画出).下列说法中正确的是( ) A.它们运动的向心加速度大小是 B.它们运动的线速度大小关系是 C.已知甲运动的周期，可求得地球的密度 D.已知丁运动的周期及轨道半径，可求出地球质量 8.如图所示,平行金属板中带电质点P原来处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,R1的阻值和电源内阻r相等.当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则(   ) A.R3上消耗的功率逐渐增大 B.电流表读数减小,电压表读数增大 C.电源的输出功率逐渐增小 D.质点P将向下运动 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。 9．如图所示，水平固定的光滑细长杆上套有一物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q，另一端悬挂一物块P。设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小，现将P、Q由静止同时释放，关于P、Q以后的运动，下列说法正确的是（　　） A．当θ=90°时，Q的速度为零 B．当θ=90°时，P的速度为零 C．当θ=60°时，P、Q的速度之比是 D．在θ向90°增大的过程中，P先处于失重后处于超重 10．反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示。一质量m=2.0×10-20kg，电荷量q=2.0×10-9C的带负电的粒子从（-1，0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。则（　　） A．x轴原点左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比 B．粒子沿x轴正方向从-1cm运动到0和从0运动到0.5cm运动过程中速度的变化量相同 C．该粒子运动的周期T=4.0×10-8s D．该粒子运动过程中的最大动能为4.0×10-8J 11．如图所示，用高压水枪喷出的强力水柱冲击右侧的煤层。设水柱直径为D，水流速度为v，方向水平，水柱垂直煤层表面，水柱冲击煤层后水的速度为零。高压水枪的质量为M，手持高压水枪操作，进入水枪的水流速度可忽略不计，已知水的密度为，下列说法正确的是（　　） A．高压水枪的流量为 B．高压水枪的功率为 C．水柱对煤层的平均冲击力为 D．手对高压水枪的作用力方向斜向右上方 12．如图甲所示，在与竖直平面平行的匀强电场中，有一质量为、带电量为的小球（可视为质点）在长为的绝缘轻绳牵引下绕其悬点在竖直面内沿逆时针方向做完整的圆周运动．直径竖直，直径水平．小球从点开始电势能与转过的角度的关系如图乙所示，已知重力加速度为，下列说法正确的是（  ） A．该匀强电场的场强大小 B．该匀强电场的场强方向沿方向 C．轻绳在两点拉力的差值为 D．轻绳在两点拉力的差值为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 图甲为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。某同学欲用这套实验装置探究滑块的加速度与长木板、滑块间的动摩擦因数的关系，在其他条件不变的情况下，通过多次改变动摩擦因数μ的值，利用纸带测量对应的多个加速度a的值，画出了a-μ图像，如图乙所示。所有计算结果均保留两位有效数字，重力加速度 g=10m/s²。 （1）为尽可能准确地完成实验，下列做法正确的是_______ 。 A．实验中需要保证桶和砂子的总质量m远小于滑块的质量M B．实验中需要保证滑块的质量M不变 C．实验中不需要保证桶和砂子的总质量m不变 D．连接滑块的细线要与长木板平行 E．本实验中，需要平衡摩擦力 （2）由图乙可知，若滑块的质量M=2kg，则小桶和砂子的总质量m=_______kg，图乙中b=_______m/s²。 14．我国某电动汽车公司发布了刀片电池，该电池采用磷酸铁锂技术，通过结构创新，提高了体积利用率和续航里程，某研究小组对其中一个电池片测量其电动势和内阻。利用现有有限的器材设计了如图1所示的电路（是一个未知阻值的定值电阻），实验步骤如下： （1）闭合开关，调节变阻箱的阻值，记下相应的阻值和电压表的读数，数据如下表： 8.3 10.0 11.1 12.5 14.3 16.7 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.12 0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 ①其中，当取时，电压表的读数如图2所示，可得电压是 ②根据表中的数据在图3的坐标中做出相应的图 ； （2）对数据处理成表示的功率，用相关函数软件模拟出图，如图4所示： （3）由以上相关数据可以得到定值电阻的阻值为 ，该刀片电池的一个电池片的电动势为 ，内阻为 。（答案保留一位小数） 15.在某介质中形成一列简谐波,t=0时刻的波形如图中的实线所示.若波向右传播,零时刻刚好传到B点,且再经过0.6 s,P点也开始起振.求: (1)该列波的周期T; (2)从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止,O点相对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少? p 16.某节水喷灌系统如图所示，水以v0＝15m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H＝3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，求解下列问题： (1)每秒水泵对水做功为多少？ (2)电动机线圈的电阻为多少？ 17．如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在水平向左的匀强电场，在距y轴左侧区域存在宽度为a=0.3m的垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B（大小可调）。现有质荷比为的带正电粒子从x轴上的A点以一定初速度垂直x轴射入电场，并且以，方向与y轴正向成的速度经过P点进入磁场，，不计粒子重力。求： （1）粒子在A点进入电场的初速度为多少； （2）要使粒子不从CD边界射出，则磁感应强度至少为多大； （3）粒子经过磁场后，刚好可以回到A点，则磁感应强度B为多大 18.如图所示，可看做质点的小物块的质量，右端带有竖直挡板的足够长的木板B，它的质量，木板B上点左侧与小物块间的动摩擦因数，点右侧光滑，点与木板右侧挡板的距离，水平地面光滑。初始时木板B静止，在木板B上点的左侧，与点的距离，现使获得一水平向右的初速度，初速度大小，A与B右侧挡板碰撞的时间和能量损失都不计，重力加速度。求： (1)第一次到达点时，和B各自的速度大小； (2)和达共同速度时，距点的距离； (3)自初始时至A、B碰撞，的平均速度大小； (4)自初始时至A、B达共同速度，向右运动的位移大小。 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理第三次段测参考答案： 1．B【详解】A．由图可知，球员的速度变大，加速度变小，故A错误； B．球员做加速度减小的加速运动，球做匀减速运动，两者位移相等，则由图像可知，球员的最大速度可能等于足球的最大速度，故B正确； C．球员与足球的位移相等，时间相等，球员与足球的平均速度相等，则 故C错误； D．时刻球员与足球速度相同，此时相距最远，故D错误。 2．A【详解】根据左手定则可知，棒ab所受的安培力方向垂直于棒斜向左上方，其受力如图所示 解得 A正确，BCD错误。 故选A。 3．C【详解】A．从图中可知该简谐横波的波长为12m，根据波长、周期与波速的关系有 A错误； B．根据同侧法可判断出该时刻R正沿y轴负方向运动，B错误； C．t=4.5s时，即T，质点Q应处于正向最大位移处，加速度最大，C正确； D．质点只在平衡位置两侧往复振动，并不沿波的传播方向平移，D错误。 4．B【详解】A.根据牛顿第三定律有甲对乙的作用力等于乙对甲的作用力，故A错误； CD.甲乙组成的系统，初状态总动量为零，根据动量守恒定律有甲乙的动量变化量大小相等，方向相反。故CD错误； B.由公式 甲乙动量大小相同，但甲的质量大，所以甲的动能小于乙的动能，故B正确。 5.答案：B 解析：二者水平初速度相同,且方向分运动为速度为的匀速运动, 位移大小取决于运动时间,因沿斜面滑行的加速度()小于且分位移比竖直高度大,所以落地用时间长,故,应选B 6.答案：A 解析：当小物块受到的摩擦力是0时，设小物块随陶罐转动的角速度为ω，由小物块的重力与陶罐的支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律则有 解得 A正确，BCD错误。 7.答案：B 解析：根据，解得，，丙的轨道半径大于丁的轨道半径，根据线速度、加速度与轨道半径的关系，知，，，，又因为甲、丙的角速度相等，根据知，，根据知，，故A错误，B正确；因为甲的周期与贴近地球表面做匀速圆周运动的卫星周期不同，根据甲的周期无法求出地球的密度，故C错误；根据，解得，故D错误。故选B。 8.D解析：A项，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，外电路的总电阻减小，根据闭合回路的欧姆定律，外电路路端电压减小，电路总电流增大，则R1两端电压增大，R3两端电压减小，R3上消耗的功率逐渐减小，故A项错误。 B项，R2和R4两端的电压减小，根据串联电路的分压原理，R4两端电压减小，电压表读数减小，又知电路总电流增大，经过R3的电流减小，根据并联电路的分流原理，经过R2和R4的电流增大，电流表读数增大，故B项错误。 C项，当外电路电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，又知R1阻值与电源内阻相等，所以外电路电阻始终大于电源内阻，所以随着外电阻电阻减小，阻值越来越接近电源内阻，电源的输出功率将增大，D项，R3两端电压减小，平行金属板间电场强度减小，电场力将小于质点P的重力，质点P将向下运动，故D项正确。 9．BD【详解】AB．将Q的速度分解成沿细线方向和垂直于细线方向，沿细线方向的速度与P的速度大小相等，故有 PQ组成的系统机械能不变，细线中的拉力对P做负功，故可知当时，P的机械能最小，此时Q在O点正下方，速度最大；此时Q沿细线方向的分速度为零，故P的速度为零，故A错误，B正确； C．根据前面分析，当θ=60°时 故C错误； D．初始时P的速度为零，当时，P的速度也为零，所以可知在θ向90°增大的过程中，P的速度先增大后减小，即P先做加速运动后做减速运动，故加速度先向下后向上，所以先处于失重后处于超重，故D正确。 故选BD。 10．AD【详解】A．根据匀强电场中电势差与电场强度的关系，有 则 可得，原点左侧电场强度大小为 原点右侧电场强度大小为 则 故A正确； B．粒子带负电，从-1cm运动到0向右做匀加速运动，从0运动到0.5cm向右做匀减速运动，在原点速度最大，设为vm。取向右为正方向，从-1cm运动到0过程中速度的变化量 从0运动到0.5cm运动过程中速度的变化量 故B错误； CD．粒子到原点时动能最大，设为Ekm，根据动能定理有 解得 设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为t1、t2，在原点的速度为 ， 周期为 由，解得 故C错误，D正确。 故选AD。 11．BD【详解】A．设Δt时间内，从水枪喷出的水的体积为ΔV，质量为Δm，则 Δm＝ρΔV ΔV＝SvΔt＝πD2vΔt 单位时间喷出水的质量为 ＝ρvπD2 故A错误； B．Δt时间内水枪喷出的水的动能 Ek＝Δmv2＝ρπD2v3Δt 知高压水枪在此期间对水做功为 W＝Ek＝ρπD2v3Δt 高压水枪的功率 P＝＝ρπD2v3 故B正确； 12．AD【详解】AB．由图像可知和时的电势能相同，故电势相等，连线为等势线，电场线与等势线垂直，由此可以判断电场强度的方向如图所示，不沿方向； 电荷在电场中运动最大的电势差为 根据 U=E2l 可得 故A正确，B错误；CD．如图所示： 小球在B点受力分析可知 TB+Eqcos60°= 小球在D点受力分析可知 TD-Eqcos60°= 小球从B点到D点的过程中，由动能定理 Eqcos60°2l= 可得 TD - TB= 故D正确，C错误。故选AD。 13. ①. BD ②. 0.50 ③. 2.0 14. 9.1/9.2/9.3 4.0 25.0 1.0 15. 16.解：（1）水泵的输出功率P出 解得P出＝300W，即做功为300J； （2）由水泵的抽水效率关系75%P入＝P出 解得P入＝400W，P内＝P总﹣P入＝UI﹣P入 又P内＝I2r 解得r＝10Ω。 17．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）粒子在电场中做类平抛，竖直方向不受力，为匀速运动 由速度偏向角和位移偏向角关系：tanθ=2tanα=得 θ=60° 所以 （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动 当轨迹与CD边相切时恰好不出磁场线，此时 解得 联立 （3）粒子运动轨迹如图所示，出磁场时速度与y轴正方向夹角为60°，做匀速直线运动后回到A点，设出磁场处为Q点，由几何关系 解得 18.(1)；(2)；(3)；(4) 【详解】(1)自初始状态至第一次到达B上的点 联立两式代入数据解得 (2)自初始状态至和B达共同速度 联立解得，距点的距离 (3)自初始状态至第一次到达B上的点 解得 又 解得 自第一次到达B上的点至到达右侧挡板 解得 则 自初始时至A、B碰撞，的平均速度 解得 (4)与B右侧挡板碰撞过程 解得 第二次经过点后，有 解得 自初始时至A、B达共同速度，向右运动的位移 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $