黑龙江省龙东五地市2023-2024学年高三上学期期中联考物理试题（含答案）

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龙东五地市2023-2024学年高三上学期期中联考
物理试题
考生注意：
1. 本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2. 答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3. 考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4. 本卷命题范围：新人教必修第一册、第二册、第三册第九章至第十章、选择性必修第一册第一章。
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 如图所示，质量相同的A、B两物体，静止在平板小车C上，A与C之间的动摩擦因数为，B与C之间的动摩擦因数为。A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑。当弹簧突然释放后，下列说法正确的是（ ）
A. A、B组成的系统动量守恒 B. A、B组成的系统机械能守恒
C. A、B、C组成的系统动量守恒 D. A、B、C组成的系统机械能守恒
2. 如图所示，某同学斜向上抛出一篮球，若空气阻力不计，下列各图分别是篮球在空中运动过程中的速率v、加速度a、水平位移x和重力的瞬时功率P随时间t变化的图像，其中正确的是（ ）
A. B. C. D.
3. 如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B，两者的质量分别为1kg和2kg，它们处于静止状态。若突然将一个大小为6N、方向竖直向上的恒力施加在物体A上，则此瞬间A与B之间的作用力大小为（重力加速度g取）（ ）
A. 6N B. 8N C. 10N D. 12N
4. 热气球因其色彩艳丽，场面壮观，成为企业宣传所采用的独具特色的广告媒体。如图所示的热气球静止于距水平地面H的高处，一质量为M的人从热气球上沿软绳向下运动。已知热气球的质量为m，软绳质量忽略不计，热气球所受的浮力不变，若要人能安全到达地面，则绳长至少为（ ）
A. B. C. D.
5. 如图所示，质量为M、半径为R的光滑匀质球，用一根长度为2R的细线悬挂在互相垂直的两竖直墙壁交线处的P点。已知重力加速度大小为g，则细线对球的拉力大小为（ ）
A. B. C. D. Mg
6. 如图甲所示的无人机具有4个旋翼，可以通过调整旋翼倾斜度而产生不同方向的升力。某次实验，调整旋翼使无人机受竖直向上的恒定升力F从地面静止升起，到达稳定速度过程中，其运动图像如图乙所示。假设无人机飞行时受到的空气阻力与速率成正比，即，方向与速度方向相反，则下列说法正确的是（ ）
A. 空气对无人机的作用力逐渐增大
B. 空气对无人机的作用力逐渐减小
C. 无人机在第1s内的位移为1m
D. 无人机在第1s内的速度变化量与第2s内的速度变化量相等
7. 如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷A、B，其连线中点为O，其中A带正电。在A、B所形成的电场中，以O点为圆心、半径为R的圆面垂直于AB，以O为几何中心、边长为2R的正方形abcd平面垂直于圆面且与AB共面，两平面边线交点分别为e、f，g为圆面边缘上一点。下列说法正确的是（ ）
A. e、f、g三点电势相等
B. a、b、c、d四点电场强度相同
C. 将一负试探电荷沿ab边从a移动到b过程中，试探电荷的电势能先增大后减小
D. 将一正试探电荷沿线段eOf从e移动到f过程中，试探电荷受到的电场力先减小后增大
8. 近几年我国大力发展绿色环保动力，新能源汽车发展前景广阔。质量为1kg的新能源实验小车在水平直轨道上以额定功率启动，达到最大速度后经一段时间关闭电源，其动能与位移的关系如图所示。假设整个过程阻力恒定，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A. 小车的最大牵引力为1N B. 小车的额定功率为4W
C. 小车减速时的加速度大小为 D. 小车加速的时间为2s
9. 电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成，它与基板构成电容器，简化结构如图所示。工作时，振动膜随声波左右振动，下列说法正确的是（ ）
A. 振动膜向左运动时，a的电势比b的电势低 B. 振动膜向左运动时，电容器的电容变大
C. 振动膜向右运动时，电容器的电容变大 D. 振动膜向右运动时，电阻上有从b到a的电流
10. 某“”速山地自行车的构造如图所示，飞轮和牙盘上每个齿的大小相等。某次骑行时，山地车的牙盘挡位处于2挡，飞轮挡位处于3挡，对应的牙盘齿轮与飞轮齿轮的半径之比为。假设山地车处于不同挡位时均匀速前进，则下列说法正确的是（ ）
A. 骑行时牙盘与飞轮的角速度之比为
B. 骑行时牙盘与飞轮的转速之比为
C. 骑行时牙盘边缘与飞轮齿轮边缘的线速度大小之比为
D. 骑行时牙盘边缘与飞轮齿轮边缘的向心加速度大小之比为
11. 2023年4月14日我国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”准实时观测部分数据完成了国内外无差别开放，实现了数据共享，体现了大国担当。如图所示，“夸父一号”卫星和另一颗卫星分别沿圆轨道和椭圆轨道绕地球逆时针运动，两轨道相交于A、B两点。已知圆轨道的半径与椭圆轨道的半长轴相等，某时刻两卫星与地球在同一直线上，下列说法正确的是（ ）
A. 两卫星在图示位置的速度 B. 两卫星在A或B点处可能相遇
C. 两卫星通过A点时的加速度大小相等 D. “夸父一号”卫星的速度小于7.9km/s
12. 如图所示，将一支质量为m的按压式圆珠笔的按压式小帽朝下按在桌面上，无初速放手后笔将会竖直向上弹起，离开桌面可上升h高度，然后再竖直下落。重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 笔在离开桌面后的下降阶段处于失重状态
B. 放手时，笔内部弹簧储存的弹性势能
C. 笔从离开桌面到落回桌面的时间为
D. 放手后到笔向上离开桌面的过程，弹簧的弹性势能全部转化为笔的机械能
二、实验题（本题共2小题，共16分）
13.（6分）某同学用气垫导轨“验证动量守恒定律”，实验装置如图甲所示。
（1）用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图乙所示，可知遮光条的宽度______mm，并将两块宽度均为d的遮光条安装到两滑块上。
（2）用天平测得滑块A、B的质量（均包括遮光条）分别为、，两个滑块的碰撞端面装有弹性碰撞架；调整好气垫导轨后，将滑块A向左弹出，与静止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块没有粘连，与光电门1相连的计时器显示的先后挡光时间为和，与光电门2相连的计时器显示的挡光时间为。从实验结果可知两滑块的质量满足______（填“＞”“＜”或“＝”）；滑块A、B碰撞过程中满足表达式______（用所测物理量的符号表示），则说明碰撞过程中动量守恒。
14.（10分）某物理小组利用如图甲所示实验装置来“验证机械能守恒定律”。所用器材包括：装有声音传感器的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验操作步骤如下：
a. 将钢尺伸出水平桌面少许，用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差；
b. 将质量为m的铁球放在钢尺末端，保持静止状态；
c. 将手机置于桌面上方，运行手机中的声音“振幅”（声音传感器）项目；
d. 迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落；
e. 传感器记录声音振幅随时间的变化曲线。
（1）声音振幅随时间的变化曲线如图乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应敲击钢尺和铁球落地的时刻，则铁球下落的时间间隔______s。
（2）若铁球下落过程中机械能守恒，应满足______。（用m、h、t表示）
（3）若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果______（填“有”或“没有”）影响。
（4）已知铁球质量为，重力加速度，则下落过程中，铁球重力势能的减少量为______J，动能的增加量为______J。（结果均保留两位有效数字）
三、计算题（本题共3小题，共36分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15.（10分）如图所示，质量分别为、的两物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，开始时用手托住物块Q，使物块P静止在水平桌面上。已知物块P与桌面间的动摩擦因数，P与桌面边缘距离足够长，Q与地面的高度差，重力加速度g取。放手后，求：
（1）物块Q落地前，绳中张力的大小；
（2）物块P运动的总位移大小s。
16.（12分）如图所示，电容器左侧空间存在一匀强电场，距平行板电容器右端L处有一竖直屏M。一质量为m、电荷量为q的小球（可视为质点）从光滑水平面上的a点由静止释放，运动至b点以速度沿中线射入水平放置的平行板电容器，小球最后垂直打在M上。已知a、b间的距离为L，电容器极板长为L、间距为d，重力加速度大小为g，求：
（1）左侧匀强电场的电场强度大小；
（2）平行板电容器间的电势差；
（3）小球打在M点时，竖直方向的偏移量。
17.（14分）如图所示，水平地面上固定一个倾角、长的光滑斜轨道，斜轨道底部通过一段很小的光滑圆弧与静止在水平地面上、质量为的薄木板B平滑连接，B板右侧某处有一质量为的薄木板C。现让质量为的小物块A（可以视为质点），从斜轨道顶端由静止滑下，物块A滑上木板B后，B开始向右运动，当A滑到B的右端时，A、B速度刚好相等，而且B、C刚好碰撞，碰撞过程中无机械能损失，物块A最终恰好不从C上滑下。已知A与B、C间的动摩擦因数均为，B、C与地面间的动摩擦因数均为，重力加速度g取。求：
（1）物块A滑到B的右端时，A、B的速度；
（2）木板B和地面间因摩擦而产生的热量；
（3）木板C的长度。
龙东五地市2023-2024学年高三上学期期中联考
物理
参考答案
1. C
2. B 篮球做斜上抛运动，可将其分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，竖直方向的速度先减小后增大，水平方向的速度不变，故篮球的速率先减小后增大，水平分位移与时间成正比，A、C错误；篮球只受重力作用，故加速度保持不变，B正确；因为速度的竖直分量先减小到零后反向增大，再根据，可知重力的功率先减小后增大，D错误。
3. A 将两物块A、B看做整体，静止时有，F施加在物体A上时，根据牛顿第二定律有，解得加速度大小为，对物块A受力分析，根据牛顿第二定律有，解得此瞬间A与B之间的作用力大小为，A正确。
4. D
5. C 设绳子与竖直方向的夹角为，根据几何知识可知，球心到竖直墙壁交线的垂直距离为，故，则。对球受力分析，竖直方向有，解得，C正确。
6. B 空气对无人机的作用力是升力和阻力的合力，由于无人机的加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律有，可知空气对无人机的作用力逐渐减小，A错误、B正确；根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知无人机在第1s内的位移，C错误；根据图像的切线斜率表示加速度，可知到达稳定速度的过程中，无人机的加速度逐渐减小，无人机在第1s内的速度变化量大于第2s内的速度变化量，D错误。
7. A 由等量异种点电荷电场线图可知，e、f、g三点电势相等，a、b、c、d四点电场强度大小相等、方向不同，A正确、B错误；从a到b，电势先增大后减小，故负试探电荷的电势能先减小后增大，C错误；从e经O到f，电场强度先增大后减小，故试探电荷受到的电场力先增大后减小，D错误。
8. D 当关闭电源后只有阻力对小车做功，由动能定理有，结合图像可知，阻力大小为，故小车的最小牵引力为，A错误；小车的最大动能为，解得，小车的额定功率为，B错误；关闭电源后，由牛顿运动定律可得，C错误；加速过程中，对小车由动能定理有，可得加速时间，D正确。
9. AC 振动膜向左运动时，与基板间的距离增大，根据，可知电容器的电容变小，根据，可知电容器放电，电阻上有从b到a的电流，a的电势比b低，A正确、B错误；振动膜向右运动时，与基板间的距离变小，根据，可知电容器的电容变大，根据，可知电容器充电，电阻上有从a到b的电流，C正确、D错误。
10. BC 通过链条连接的山地车牙盘与飞轮，骑行时两者齿轮边缘的线速度大小相等，牙盘齿轮与飞轮齿轮的半径之比为，根据，可知，根据，可知，根据，可知，B、C正确。
11. CD 为椭圆轨道的远地点，速度比较小，表示匀速圆周运动的速度，故，A错误；根据开普勒第三定律可知，两卫星的运动周期相等，故不会相遇，B错误；根据可知，两卫星通过A点时的加速度大小相等，C正确；根据可知，“夸父一号”卫星的速度小于7.9km/s，D正确。
12. AD 笔在离开桌面后的下降阶段，加速度向下，处于失重状态，A正确；放手后笔离开桌面到h高度，由能量守恒可知弹簧储存的弹性势能，B错误；根据竖直上抛运动的对称性可知，笔从离开桌面到落回桌面过程的时间为，C错误；放手后到笔向上离开桌面的过程，弹簧的弹性势能全部转化为笔的动能和重力势能，D正确。
13.（1）6.790 （2）＜ （每空2分）
解析：（1）螺旋测微器的读数为。
（2）滑块A向左运动，先通过光电门1，与滑块B碰撞后，滑块B通过光电门2，接着滑块A又通过光电门1，说明碰撞后滑块A向右运动，所以；滑块A、B碰撞前后动量守恒，设向左为正，则，又、、，代入可得。
14.（1）0.45 （2） （3）有 （4）0.88 0.80（每空2分）
解析：（1）由图乙可知，铁球落地的时间间隔为。
（2）设铁球落地时速度大小为v，根据匀变速运动有，解得，小球动能的增加量为，重力势能的减少量为，若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足。
（3）小球在竖直方向上做自由落体运动，小球下落的时间由高度决定，若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度，不会影响小球的落地时间，故对实验测量结果没有影响。
（4）下落过程中重力势能的减少量为；动能的增加量为。
15. 解：（1）物块Q落地前，P、Q有相同的加速度，设为
以P为对象，根据牛顿第二定律有（2分）
以Q为对象，根据牛顿第二定律有（2分）
联立解得，（1分）
（2）物块Q落地前瞬间，P、Q的速度大小为（1分）
P通过的位移大小为（1分）
物块Q落地后，P继续在水平桌面上做匀减速运动，设加速度大小为
以P为对象，根据牛顿第二定律有，解得（1分）
P继续在水平桌面上通过的位移大小为（1分）
物块P运动的总位移大小为（1分）
16. 解：（1）小球通过左侧匀强电场，由动能定理得（2分）
解得（2分）
（2）小球在平行电容器间做类平抛运动，轨迹应向上偏转，飞出电容器后，轨迹应向下偏转，最后才能垂直打在M屏上，运动轨迹如图所示
因水平距离相等，故小球两次偏转的加速度大小相等（1分）
根据牛顿第二定律得（2分）
解得平行板电容器间的电势差为（1分）
（3）小球在平行板间做类平抛运动，水平方向有（1分）
竖直方向有（2分）
由对称性可知，小球打在M点时，竖直方向的偏移量为（1分）
17. 解：（1）设物块A到达轨道底部的速度为v
由动能定理有，解得（1分）
A滑到B上后，A做加速度大小为的匀减速运动，B做加速度大小为的匀加速运动
对物块A：，解得（1分）
对木板B：，解得（1分）
设经时间，A、B共同速度为，则有，解得（1分）
（2）碰前B、C之间的距离为（1分）
设B、C两板碰后速度分别为、，B、C两板碰撞时机械能守恒，选向右为正
由动量守恒有（1分）
由能量守恒有（1分）
联立解得，（1分）
碰后B向左运动最后停下，由能量守恒定律可知，木板B和地面间因摩擦面产生的热量为
（1分）
（3）B、C两板碰后A滑到C上运动，A、C相对滑动过程中，A的加速度保持不变
由于，则碰后C匀速运动（1分）
经时间，A滑到C的右端，A、C速度相等，由于，共速后A、C一起减速直到停下
则有，解得（1分）
C匀速位移为（1分）
A的位移为（1分）
木板C长度为（1分）

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